Osmi broj časopisa “Radioamater” za 8. bio je posvećen Losevljevom “kristadinu”. Riječ "kristadin" sastavljena je od riječi "kristal" i "heterodin", a "kristadinski efekt" je bio da kada se negativna prednapon primijeni na kristal cincita (ZnO), kristal počinje generirati neprigušene oscilacije.
Učinak nije imao teoretsku osnovu. Sam Losev je vjerovao da je učinak nastao zbog prisutnosti mikroskopskog "voltaičnog luka" na mjestu kontakta kristala cinkita s čeličnom žicom.
Otkriće “kristadinskog efekta” otvorilo je uzbudljive perspektive u radiotehnici...
...ali ispalo je kao i uvijek...
Godine 1922. Losev je pokazao rezultate svojih istraživanja o uporabi kristalnog detektora kao generatora kontinuiranih oscilacija. Publikacija na temu referata sadrži dijagrame laboratorijskih ispitivanja i matematički aparat za obradu istraživačkog materijala. Podsjećam vas da Oleg tada još nije imao 19 godina.
Slika prikazuje ispitni krug za "cristadine" i njegovu strujno-naponsku karakteristiku "u obliku slova N", tipičnu za tunelske diode. Da je Oleg Vladimirovič Losev prvi primijenio efekt tunela u poluvodičima u praksi postalo je jasno tek nakon rata. Ne može se reći da se tunelske diode naširoko koriste u modernim strujnim krugovima, ali brojna rješenja koja se temelje na njima uspješno rade u mikrovalovima.
Nije bilo novog proboja u radioelektronici: sve snage industrije tada su bile posvećene poboljšanju radiocijevi. Radio cijevi uspješno su zamijenile električne strojeve i lučne razmake iz opreme za radio odašiljanje. Cijevni radio uređaji radili su sve stabilnije i postajali sve jeftiniji. Stoga su profesionalni radijski tehničari tada “cristadin” smatrali kuriozitetom: heterodinski prijemnik bez lampe, wow!
Za radio amatere, dizajn "kristadina" pokazao se prilično kompliciranim: baterija je bila potrebna za napajanje prednapona na kristal, potenciometar je trebalo napraviti za podešavanje prednapona, a još jedan induktor za traženje za generirajuće točke kristala.
NRL je jako dobro razumio poteškoće radioamatera, pa je izdao brošuru u kojoj su zajedno objavljeni dizajn “kristadina” i dizajn prijemnika Šapošnjikova. Radioamateri su prvo izradili Šapošnjikovljev prijamnik, a zatim ga dopunili "kristadinom" kao pojačivačem radio signala ili lokalnim oscilatorom.
Malo teorije
U vrijeme objave "cristadine" dizajna već su postojale sve vrste radio prijemnika:
1. Detektorski radio prijamnici, uključujući prijemnike s izravnim pojačanjem.
2. Heterodinski radio prijamnici (također poznati kao prijamnici s izravnom pretvorbom).
3. Superheterodinski radio prijemnici.
4. Regenerativni radio prijemnici, uklj. "autodina" i "sinkrodina".
Najjednostavniji radio prijemnik bio je i ostao detektor:
Rad prijemnika detektora je krajnje jednostavan: kada je izložen negativnom poluvalu nositelja izoliranom na krugu L1C1, otpor detektora VD1 ostaje visok, a kada je izložen pozitivnom, smanjuje se, tj. detektor VD1 “otvara”. Prilikom primanja amplitudno moduliranih signala (AM) s "otvorenim" detektorom VD1, blokirajući kondenzator C2 se puni, koji se prazni kroz slušalice BF nakon što je detektor "zatvoren".
Grafikoni prikazuju proces demodulacije AM signala u prijemnicima detektora.
Nedostaci radio prijemnika detektora vidljivi su iz opisa principa njegovog rada: nije u stanju primiti signal čija snaga nije dovoljna da "otvori" detektor.
Da bi se povećala osjetljivost, u ulaznim rezonantnim krugovima prijemnika detektora aktivno su korištene "samoindukcijske" zavojnice, namotane "zavoj na zavoj" na kartonskim omotima velikog promjera s debelom bakrenom žicom. Takvi induktori imaju visok faktor kvalitete, tj. omjer reaktancije i aktivnog otpora. To je omogućilo, pri podešavanju kruga na rezonanciju, povećanje EMF primljenog radio signala.
Drugi način da se poveća osjetljivost radio prijemnika detektora je korištenje lokalnog oscilatora: signal iz generatora podešenog na frekvenciju nosača "miješa se" u ulazni krug prijemnika. U ovom slučaju, detektor se "otvara" ne slabim signalom nosača, već snažnim signalom iz generatora. Heterodinski prijem otkriven je čak i prije izuma radiocijevi i kristalnih detektora i koristi se i danas.
“Kristadin” koji se koristi kao lokalni oscilator je na slici označen slovom “a”; slovo “b” označava konvencionalni prijemnik detektora.
Značajan nedostatak heterodinskog prijema bio je zvižduk koji se javlja zbog "otkucaja frekvencije" lokalnog oscilatora i nosača. Ovaj "nedostatak", usput, aktivno se koristio za prijem "na uho" radiotelegrafa (CW), kada je lokalni oscilator prijemnika podešen na frekvenciji za 600 - 800 Hz od frekvencije odašiljača i kada se pritisne tipka, ton pojavio se signal u telefonima.
Drugi nedostatak heterodinskog prijema bilo je zamjetno periodično "slabljenje" signala kada su se frekvencije podudarale, ali se faze signala lokalnog oscilatora i nositelja nisu podudarale. Radio prijamnici s regenerativnom cijevi (Reinartz prijemnici) koji su vladali sredinom 20-ih nisu imali ovaj nedostatak. Nije ni s njima bilo lako, ali to je druga priča...
O "superheterodinima" valja spomenuti da je njihova proizvodnja postala ekonomski isplativa tek sredinom 30-ih godina. Trenutačno se "superheterodini" još uvijek široko koriste (za razliku od "regeneratora" i "detektora"), ali se aktivno zamjenjuju heterodinskim uređajima sa softverskom obradom signala (SDR).
Tko je gospodin Lossev?
Priča o pojavljivanju Olega Loseva u radio laboratoriju u Nižnjem Novgorodu započela je u Tveru, gdje je, nakon slušanja predavanja voditelja prijemne radio stanice Tver, stožernog kapetana Leshchinskog, mladić uključio radio.
Nakon što je završio pravu školu, mladić ide upisati Moskovski institut za komunikacije, ali nekako dolazi u Nižnji Novgorod i pokušava dobiti posao u NRL-u, gdje se zapošljava kao kurir. Nema dovoljno novca, mora spavati u NRL-u na odmorištu, ali to Olegu nije prepreka. Bavi se istraživanjem fizikalnih procesa u kristalnim detektorima.
Kolege su smatrali da je veliki utjecaj na formiranje Olega Loseva kao eksperimentalnog fizičara imao prof. VC. Lebedinski, kojeg je upoznao još u Tveru. Profesor je izdvajao Loseva i volio s njim razgovarati o temama istraživanja. Vladimir Konstantinovič uvijek je bio prijateljski raspoložen, taktičan i davao je mnogo savjeta prerušenih u pitanja.
Oleg Vladimirovič Losev cijeli je život posvetio znanosti. Više sam volio raditi sam. Objavljeno bez koautora. Nisam bila sretna u braku. Godine 1928. preselio se u Lenjingrad. Radio u CRL-u. Radio s ak. Ioffe. Postao dr.sc. "prema ukupnosti rada". Poginuo je 1942. u opkoljenom Lenjingradu.
Iz zbirke “Nižnji Novgorod pioniri sovjetske radiotehnike” o Losevljevom “kristadinu”:
Istraživanja Olega Vladimiroviča po svom sadržaju u početku su imala tehničku, pa čak i radioamatersku prirodu, ali je zahvaljujući njima stekao svjetsku slavu, otkrivši u detektoru od cinka (mineral cinkov oksid) s čeličnim vrhom sposobnost pobuđivanja kontinuiranih oscilacija u radio krugovima. Na tom je principu nastao radioprijemnik bez cijevi s pojačanjem signala koji ima svojstva cijevnoga. Godine 1922. u inozemstvu je nazvan "kristadin" (kristalni heterodin).
Ne ograničavajući se na otkriće ovog fenomena i konstruktivni razvoj prijemnika, autor razvija metodu za umjetno rafiniranje drugorazrednih kristala cincita (taljenjem u električnom luku), a također pronalazi pojednostavljenu metodu za pronalaženje aktivne točke na površini kristala za dodirivanje vrha, čime se osigurava pobuda oscilacija.
Problemi koji su se pojavili nisu imali trivijalno rješenje; bilo je potrebno provoditi istraživanja u još nerazvijenim područjima fizike; Radioamaterski kvarovi potaknuli su istraživanje fizike. Bila je to potpuno primijenjena fizika. Najjednostavnije objašnjenje fenomena generiranja oscilacija koje se tada pojavljivalo bila je njegova povezanost s toplinskim koeficijentom otpora cincit detektora, koji se očekivano pokazao negativnim.
Korišteni izvori:
1. Losev O.V. Na početku tehnologije poluvodiča. Izabrana djela - L.: Nauka, 1972
2. “Radioamater”, 1924., br.8
3. Ostroumov B.A. Nižnji Novgorod pioniri sovjetske radio tehnologije - L.: Nauka, 1966
4.
5. Polyakov V.T. Tehnologija radijskog prijema. Jednostavni prijemnici AM signala - M.: DMK Press, 2001
Izvor: www.habr.com