Osmé číslo časopisu „Radio Amateur“ z roku 8 bylo věnováno Losevovu „kristadinu“. Slovo "cristadine" se skládalo ze slov "crystal" a "heterodyn" a "efekt krystalu" spočíval v tom, že když bylo na krystal zinku (ZnO) aplikováno negativní předpětí, krystal začal generovat netlumené oscilace.
Účinek neměl žádný teoretický základ. Losev sám věřil, že účinek byl způsoben přítomností mikroskopického „voltaického oblouku“ v místě kontaktu krystalu zinku s ocelovým drátem.
Objev „crystadinového efektu“ otevřel vzrušující vyhlídky v radiotechnice...
ale dopadlo to jako vždy...
V roce 1922 Losev demonstroval výsledky svého výzkumu o použití krystalového detektoru jako generátoru spojitých oscilací. Publikace k tématu zprávy obsahuje schémata laboratorních testů a matematický aparát pro zpracování výzkumného materiálu. Připomínám, že Olegovi v té době ještě nebylo 19 let.
Obrázek ukazuje testovací obvod pro „cristadine“ a jeho charakteristiku proudového napětí ve tvaru „N“, typickou pro tunelové diody. Že Oleg Vladimirovič Losev jako první uplatnil tunelový efekt v polovodičích v praxi, se ukázalo až po válce. Nelze říci, že tunelové diody jsou široce používány v moderních obvodech, ale řada řešení na nich založených úspěšně funguje v mikrovlnách.
V rádiové elektronice nedošlo k žádnému novému průlomu: všechny síly průmyslu byly poté věnovány zlepšování rádiových elektronek. Rádiové elektronky úspěšně nahradily elektrické stroje a mezery mezi oblouky z rádiových zařízení. Elektronkové rádia fungovaly stále stabilněji a stávaly se levnějšími. Proto profesionální radiotechnici tehdy považovali „cristadina“ za kuriozitu: heterodynní přijímač bez lampy, wow!
Pro radioamatéry se ukázalo, že konstrukce „cristadinu“ je poměrně komplikovaná: pro napájení krystalu byla potřeba baterie, pro nastavení zkreslení musel být vyroben potenciometr a pro vyhledávání musel být vyroben další induktor. pro generující body krystalu.
NRL velmi dobře chápala obtíže radioamatérů, a tak vydala brožuru, ve které byly společně zveřejněny design „cristadine“ a design přijímače Shaposhnikov. Radioamatéři nejprve vyrobili přijímač Shaposhnikov a poté jej doplnili o „cristadine“ jako zesilovač rádiového signálu nebo místní oscilátor.
Některé teorie
V době zveřejnění designu „cristadine“ již existovaly všechny typy rádiových přijímačů:
1. Detekční rádiové přijímače, včetně přijímačů s přímým zesílením.
2. Heterodynní rádiové přijímače (také známé jako přijímače přímé konverze).
3. Superheterodynní rádiové přijímače.
4. Regenerační rádiové přijímače, vč. "autodyny" a "synchrodyny".
Nejjednodušší z rádiových přijímačů byl a zůstává detektor:
Obsluha přijímače detektoru je extrémně jednoduchá: při vystavení záporné nosné půlvlně izolované na obvodu L1C1 zůstává odpor detektoru VD1 vysoký a při vystavení kladné klesá, tzn. detektor VD1 se „otevře“. Při příjmu amplitudově modulovaných signálů (AM) s „otevřeným“ detektorem VD1 se nabije blokovací kondenzátor C2, který se po „zavření detektoru“ vybije přes sluchátka BF.
Grafy ukazují proces demodulace AM signálu v detektorových přijímačích.
Nevýhody detektorového rádiového přijímače jsou zřejmé z popisu principu jeho činnosti: není schopen přijímat signál, jehož výkon nestačí k „otevření“ detektoru.
Pro zvýšení citlivosti byly ve vstupních rezonančních obvodech přijímačů detektorů aktivně použity „samoindukční“ cívky, navinuté „otočením k otočení“ na kartonových pouzdrech velkého průměru s tlustým měděným drátem. Takové induktory mají vysoký činitel jakosti, tzn. poměr reaktance k aktivnímu odporu. To umožnilo při ladění obvodu do rezonance zvýšit EMF přijímaného rádiového signálu.
Dalším způsobem, jak zvýšit citlivost detektorového rádiového přijímače, je použití lokálního oscilátoru: signál z generátoru naladěný na nosnou frekvenci je „přimíchán“ do vstupního obvodu přijímače. V tomto případě není detektor „otevřen“ slabým nosným signálem, ale silným signálem z generátoru. Heterodynní příjem byl objeven ještě před vynálezem rádiových trubic a krystalových detektorů a používá se dodnes.
„Kristadin“ použitý jako lokální oscilátor je na obrázku označen písmenem „a“, písmeno „b“ označuje konvenční detektorový přijímač.
Významnou nevýhodou heterodynního příjmu bylo pískání, ke kterému dochází v důsledku „frekvenčních úderů“ lokálního oscilátoru a nosné. Tato „nevýhoda“ se mimochodem aktivně využívala pro příjem „doucha“ radiotelegrafu (CW), kdy byl lokální oscilátor přijímače upraven na frekvenci o 600 - 800 Hz od frekvence vysílače a po stisku klávesy zazněl tón se v telefonech objevil signál.
Další nevýhodou heterodynního příjmu byl znatelný periodický „útlum“ signálu, když se frekvence shodovaly, ale fáze lokálního oscilátoru a nosné signály se neshodovaly. Regenerativní elektronkové rádiové přijímače (Reinartzovy přijímače), které kralovaly v polovině 20. let, tuto nevýhodu neměly. Ani s nimi to nebylo jednoduché, ale to už je jiný příběh...
O „superheterodynách“ je třeba zmínit, že jejich výroba se stala ekonomicky proveditelnou až v polovině 30. let. V současné době jsou „superheterodyny“ stále široce používány (na rozdíl od „regenerátorů“ a „detektorů“), ale jsou aktivně nahrazovány heterodynními zařízeními se softwarovým zpracováním signálu (SDR).
Kdo je pan Lossev?
Příběh vystoupení Olega Loseva v rádiové laboratoři Nižnij Novgorod začal v Tveru, kde po poslechu přednášky vedoucího přijímací rozhlasové stanice v Tveru, štábního kapitána Leshchinského, mladý muž zapnul rádio.
Po absolvování skutečné školy jde mladý muž do Moskevského institutu komunikací, ale nějak přichází do Nižního Novgorodu a snaží se získat práci v NRL, kde je najat jako kurýr. Peněz je málo, musí spát v NRL na přistání, ale to pro Olega není překážkou. Provádí výzkum fyzikálních procesů v krystalových detektorech.
Kolegové věřili, že na formování Olega Loseva jako experimentálního fyzika měl obrovský vliv prof. VC. Lebedinský, kterého potkal v Tveru. Profesor si vybral Loseva a rád s ním mluvil o výzkumných tématech. Vladimir Konstantinovič byl vždy přátelský, taktní a dával mnoho rad maskovaných jako otázky.
Oleg Vladimirovič Losev zasvětil celý svůj život vědě. Raději jsem pracoval sám. Publikováno bez spoluautorů. Nebyl jsem v manželství šťastný. V roce 1928 se přestěhoval do Leningradu. Pracoval ve společnosti CRL. Spolupracoval s ak. Ioffe. Stal se Ph.D. "podle celku práce." Zemřel v roce 1942 v obleženém Leningradu.
Ze sbírky „Pionýři sovětského radiotechniky Nižnij Novgorod“ o Losevově „kristadinu“:
Výzkum Olega Vladimiroviče měl ve svém obsahu zpočátku technický a dokonce radioamatérský charakter, ale díky nim získal světovou slávu, když objevil v detektoru zincitu (minerální oxid zinečnatý) s ocelovou špičkou schopnost vybudit nepřetržité oscilace. v rádiových obvodech. Tento princip tvořil základ bezelektronového rádiového přijímače se zesílením signálu, který má vlastnosti elektronkového. V roce 1922 byl v zahraničí nazýván „cristadine“ (krystalický heterodyn).
Autor se neomezuje pouze na objev tohoto fenoménu a konstruktivní vývoj přijímače, ale vyvíjí metodu pro umělou rafinaci druhořadých krystalů zinku (jejich tavením v elektrickém oblouku) a také nachází zjednodušenou metodu pro nalezení aktivní body na povrchu krystalu pro dotyk hrotu, který zajišťuje buzení kmitů.
Problémy, které vznikly, neměly triviální řešení; bylo nutné provádět výzkum v dosud nerozvinutých oblastech fyziky; Selhání amatérského rádia podnítilo fyzikální výzkum. Byla to zcela aplikovaná fyzika. Nejjednodušším vysvětlením jevu generování oscilací, který se tehdy objevoval, byla jeho souvislost s tepelným koeficientem odporu detektoru zinku, který se podle očekávání ukázal jako negativní.
Použité zdroje:
1. Losev O.V. U počátků polovodičové technologie. Vybraná díla - L.: Nauka, 1972
2. „Radioamatér“, 1924, č. 8
3. Ostroumov B.A. Nižnij Novgorod průkopníci sovětské rádiové techniky - L.: Nauka, 1966
4.
5. Polyakov V.T. Technologie příjmu rádia. Jednoduché přijímače AM signálů - M.: DMK Press, 2001
Zdroj: www.habr.com