El número 8 de la revista Radio Amateur de 1924 se dedicó a la "crystadin" de Losev. La palabra "crystadin" era una combinación de las palabras "cristal" y "heterodino", y el "efecto crystadin" consistía en que, al aplicar una polarización negativa a un cristal de zincita (ZnO), este comenzaba a generar oscilaciones no amortiguadas.
No existía una base teórica para el efecto. El propio Losev creía que se debía a la presencia de un "arco voltaico" microscópico en el punto de contacto entre el cristal de zincita y el alambre de acero.
El descubrimiento del "efecto cristalino" abrió perspectivas apasionantes en la ingeniería de radio...
…pero resultó como siempre…
En 1922, Losev presentó los resultados de su investigación sobre el uso de un detector de cristal como generador de oscilaciones continuas. Una publicación sobre el tema de su informe presentó configuraciones de pruebas de laboratorio y el aparato matemático para procesar los datos de la investigación. Cabe recordar que Oleg aún no tenía 19 años en ese momento.
La figura muestra un circuito de prueba de cristadín y su característica de corriente-voltaje en forma de N, típica de los diodos túnel. Fue solo después de la guerra que Oleg Vladimirovich Losev fue el primero en aplicar el efecto túnel en semiconductores. Los diodos túnel no se utilizan ampliamente en el diseño de circuitos modernos, pero varias soluciones que los emplean funcionan con éxito a frecuencias de microondas.
No hubo ningún avance en la radioelectrónica: todos los recursos de la industria se concentraron entonces en mejorar las válvulas de vacío. Estas válvulas desplazaron con éxito a los motores eléctricos y a los descargadores de arco en los equipos de transmisión de radio. Los receptores de radio de válvulas de vacío eran cada vez más estables y económicos. Por lo tanto, los ingenieros de radio profesionales consideraron el "crystadin" una curiosidad: ¡un receptor heterodino sin válvula de vacío, en realidad!
Para los radioaficionados, el diseño del "crystadin" resultó bastante complicado: se necesitaba una batería para suministrar voltaje de polarización al cristal, se debía fabricar un potenciómetro para ajustar la polarización y se debía fabricar otro inductor para encontrar los puntos de generación del cristal.
La NRL comprendió perfectamente las dificultades de los radioaficionados, por lo que publicó un folleto que incluía conjuntamente el diseño del "crystadin" y el del receptor Shaposhnikov. Los radioaficionados primero construyeron el receptor Shaposhnikov y luego lo complementaron con el "crystadin" como amplificador de señal de radio u oscilador local.
Un poco de teoría
En el momento de la publicación del diseño de "crystadin" ya existían todo tipo de receptores de radio:
1. Receptores de radio de cristal, incluidos los receptores de amplificación directa.
2. Receptores de radio heterodinos (también conocidos como receptores de conversión directa).
3. Receptores de radio superheterodinos.
4. Receptores de radio regenerativos, incluidos los "autodinos" y los "sincrodinos".
El receptor de radio más simple fue y sigue siendo el de cristal:
El funcionamiento de un receptor de cristal es extremadamente sencillo: al exponerse a la semionda negativa de la señal portadora aislada en el circuito L1C1, la resistencia del detector VD1 permanece alta, y al exponerse a una semionda positiva, disminuye, es decir, el detector VD1 se abre. Al recibir señales de amplitud modulada (AM) con el detector VD1 abierto, el condensador de bloqueo C2 se carga, el cual se descarga a través de los auriculares BF después de que el detector se cierra.
Los gráficos muestran el proceso de demodulación de la señal AM en receptores de cristal.
Las desventajas de un receptor de radio de cristal son obvias a partir de la descripción de su principio de funcionamiento: no puede recibir una señal cuya potencia sea insuficiente para “abrir” el detector.
Para aumentar la sensibilidad, se utilizaron ampliamente bobinas de autoinducción, enrolladas vuelta a vuelta en tubos de cartón de gran diámetro con alambre de cobre grueso, en los circuitos resonantes de entrada de los receptores de cristal. Estas bobinas de inducción tienen un factor Q elevado (la relación entre la reactancia y la resistencia). Esto permitió aumentar la FEM de la señal de radio recibida al sintonizar el circuito en resonancia.
Otra forma de aumentar la sensibilidad de un receptor de radio de cristal es usar un heterodino: la señal de un oscilador sintonizado a la frecuencia portadora se mezcla con el circuito de entrada del receptor. En este caso, el detector se "abre" no por la débil señal portadora, sino por la potente señal del oscilador. La recepción heterodina se descubrió incluso antes de la invención de los tubos de vacío y los detectores de cristal, y aún se utiliza en la actualidad.
El "Christadine" utilizado como heterodino se indica en la figura con la letra "a", y la letra "b" indica un receptor de cristal convencional.
Una desventaja importante de la recepción heterodina era el silbido causado por las fluctuaciones de frecuencia entre el oscilador local y la portadora. Esta desventaja, por cierto, se aprovechó activamente para la recepción auditiva de radiotelegrafía de onda continua (OC), donde el oscilador local del receptor presentaba un desfase de 600 a 800 Hz con respecto a la frecuencia del transmisor, lo que producía un tono al pulsar una tecla en los teléfonos.
Otra desventaja de la recepción heterodina era el audible "desvanecimiento" periódico de la señal cuando las frecuencias coincidían, pero las fases del oscilador local y la señal portadora estaban desalineadas. Los receptores de radio regenerativos de tubo de vacío (receptores Reinartz), que dominaban a mediados de la década de 20, no presentaban este inconveniente. También presentaban problemas, pero esa es otra historia...
En cuanto a los "superheterodinos", cabe mencionar que su producción no se volvió económicamente viable hasta mediados de la década de 30. Actualmente, su uso sigue siendo amplio (a diferencia de los "regeneradores" y "detectores"), pero están siendo rápidamente reemplazados por dispositivos heterodinos con procesamiento de señales controlado por software (SDR).
¿Quién es el señor Lossev?
La historia de la aparición de Oleg Losev en el laboratorio de radio de Nizhny Novgorod comenzó en Tver, donde, después de escuchar una conferencia del jefe de la estación receptora de radio de Tver, el capitán de Estado Mayor Leshchinsky, el joven quedó fascinado con la radio.
Tras graduarse de una escuela de verdad, el joven se matriculó en el Instituto de Comunicaciones de Moscú, pero acabó en Nizhni Nóvgorod e intentó conseguir trabajo en el Laboratorio Radiológico Nacional, donde lo contrataron como mensajero. Anda corto de dinero y tiene que dormir en el rellano del Laboratorio Radiológico Nacional, pero eso no detiene a Oleg. Investiga procesos físicos en detectores de cristal.
Sus colegas creían que el profesor V.K. Lebedinsky, a quien Oleg Losev había conocido en Tver, había tenido una profunda influencia en su desarrollo como físico experimental. El profesor destacaba a Losev y disfrutaba conversando con él sobre su investigación. Vladimir Konstantinovich era siempre amable y diplomático, ofreciendo abundantes consejos disfrazados de preguntas.
Oleg Vladimirovich Losev dedicó toda su vida a la ciencia. Prefería trabajar solo, publicando sin coautores. No era feliz en su matrimonio. En 1928, se mudó a Leningrado. Trabajó en el Laboratorio Central de Radiología y colaboró con el académico Ioffe. Se graduó como ingeniero gracias a su trabajo. Murió en 1942 durante el asedio de Leningrado.
De la colección "Pioneros de la ingeniería de radio soviética de Nizhny Novgorod" sobre el "crystadin" de Losev:
La investigación de Oleg Vladimirovich fue inicialmente técnica e incluso amateur, pero fue gracias a ella que alcanzó fama mundial al descubrir la capacidad de un detector de zincita (mineral de óxido de zinc) con punta de acero para excitar oscilaciones no amortiguadas en circuitos de radio. Este principio sentó las bases de un receptor de radio sin tubo de vacío con amplificación de señal, similar a un receptor de tubo de vacío. En 1922, se le denominó internacionalmente "crystadin" (heterodino de cristal).
Sin limitarse al descubrimiento de este fenómeno y al desarrollo del diseño del receptor, el autor desarrolla un método para el refinamiento artificial de cristales de zincita de segunda clase (fundiéndolos en un arco eléctrico), y también busca un método simplificado para encontrar puntos activos en la superficie del cristal para tocar la punta, lo que aseguraría la excitación de las oscilaciones.
Los problemas que surgieron no tenían una solución fácil; era necesario investigar en áreas de la física aún inexploradas; los fallos de la radioafición impulsaron la investigación física. Se trataba de física puramente aplicada. La explicación más sencilla para el fenómeno de generación de oscilaciones que estaba surgiendo era su relación con el coeficiente de resistencia térmica del detector de cincita, que, como era de esperar, resultó ser negativo.
Fuentes utilizadas:
1. Losev, O.V. En los orígenes de la tecnología de semiconductores. Obras escogidas – Leningrado: Nauka, 1972
2. "Radioaficionado", 1924, n.º 8
3. Ostroumov B.A. Nizhny Novgorod, pioneros de la ingeniería de radio soviética – L.: Nauka, 1966
4.
5. Polyakov V.T. Tecnología de recepción de radio. Receptores de señal AM sencillos – Moscú: DMK Press, 2001
Fuente: habr.com
