Il numero 8 della rivista “Radio Amateur” del 1924 era dedicato al “kristadin” di Losev. La parola "cristadina" era composta dalle parole "cristallo" ed "eterodina", e l '"effetto cristallina" era che quando veniva applicata una polarizzazione negativa a un cristallo di zincite (ZnO), il cristallo iniziava a generare oscillazioni non smorzate.
L'effetto non aveva basi teoriche. Lo stesso Losev riteneva che l'effetto fosse dovuto alla presenza di un microscopico “arco voltaico” nel punto di contatto del cristallo di zincite con il filo d'acciaio.
La scoperta dell’“effetto cristallina” ha aperto interessanti prospettive nella radioingegneria...
...ma è andata come sempre...
Nel 1922 Losev dimostrò i risultati delle sue ricerche sull'uso di un rilevatore di cristalli come generatore di oscillazioni continue. La pubblicazione sull'argomento del rapporto contiene diagrammi di test di laboratorio e un apparato matematico per l'elaborazione del materiale di ricerca. Lascia che ti ricordi che a quel tempo Oleg non aveva ancora 19 anni.
La figura mostra un circuito di prova per “cristadine” e la sua caratteristica corrente-tensione “a forma di N”, tipica dei diodi tunnel. Che Oleg Vladimirovich Losev fosse stato il primo ad applicare in pratica l'effetto tunnel nei semiconduttori divenne chiaro solo dopo la guerra. Non si può dire che i diodi tunnel siano ampiamente utilizzati nei circuiti moderni, ma una serie di soluzioni basate su di essi funzionano con successo nelle microonde.
Non ci furono nuovi progressi nell’elettronica radio: tutte le forze dell’industria furono allora dedicate al miglioramento dei tubi radio. I tubi radio hanno sostituito con successo le macchine elettriche e gli archi elettrici delle apparecchiature di trasmissione radio. Le radio a valvole funzionavano sempre più stabilmente e diventavano più economiche. Pertanto, i radiotecnici professionisti consideravano allora il “cristadin” come una curiosità: un ricevitore eterodina senza lampada, wow!
Per i radioamatori, il progetto della "cristadine" si è rivelato piuttosto complicato: era necessaria una batteria per fornire la tensione di polarizzazione al cristallo, è stato necessario realizzare un potenziometro per regolare la polarizzazione e un altro induttore per cercare per i punti generatori del cristallo.
L'NRL comprendeva molto bene le difficoltà dei radioamatori, quindi pubblicò un opuscolo in cui venivano pubblicati insieme il design della “cristadine” e il design del ricevitore Shaposhnikov. I radioamatori hanno prima realizzato il ricevitore Shaposhnikov, quindi lo hanno integrato con "cristadine" come amplificatore di segnale radio o oscillatore locale.
Un po 'di teoria
Al momento della pubblicazione del progetto “cristadine” esistevano già tutti i tipi di ricevitori radio:
1. Ricevitori radio rivelatori, compresi i ricevitori ad amplificazione diretta.
2. Ricevitori radio eterodina (noti anche come ricevitori a conversione diretta).
3. Ricevitori radio supereterodina.
4. Ricevitori radio rigenerativi, incl. "autodini" e "sincrodini".
Il più semplice dei ricevitori radio era e rimane un rilevatore:
Il funzionamento del ricevitore del rilevatore è estremamente semplice: se esposto a una semionda portante negativa isolata sul circuito L1C1, la resistenza del rilevatore VD1 rimane elevata e se esposta a una semionda positiva diminuisce, ad es. il rilevatore VD1 “apre”. Quando si ricevono segnali modulati in ampiezza (AM) con il rilevatore VD1 “aperto”, viene caricato il condensatore di blocco C2, che viene scaricato attraverso le cuffie BF dopo che il rilevatore è “chiuso”.
I grafici mostrano il processo di demodulazione di un segnale AM nei ricevitori del rilevatore.
Gli svantaggi di un ricevitore radio del rilevatore sono evidenti dalla descrizione del principio del suo funzionamento: non è in grado di ricevere un segnale la cui potenza non è sufficiente per “aprire” il rilevatore.
Per aumentare la sensibilità, nei circuiti risonanti di ingresso dei ricevitori del rilevatore sono state utilizzate attivamente bobine di "autoinduzione", avvolte "giro per giro" su manicotti di cartone di grande diametro con filo di rame spesso. Tali induttori hanno un fattore di qualità elevato, ad es. il rapporto tra reattanza e resistenza attiva. Ciò ha permesso, quando si sintonizza il circuito sulla risonanza, di aumentare l'EMF del segnale radio ricevuto.
Un altro modo per aumentare la sensibilità di un ricevitore radio rilevatore è utilizzare un oscillatore locale: un segnale proveniente da un generatore sintonizzato sulla frequenza portante viene “miscelato” nel circuito di ingresso del ricevitore. In questo caso, il rilevatore viene "aperto" non da un segnale portante debole, ma da un segnale potente proveniente dal generatore. La ricezione eterodina è stata scoperta ancor prima dell'invenzione dei tubi radio e dei rilevatori di cristalli ed è utilizzata ancora oggi.
Il “Kristadin” utilizzato come oscillatore locale è indicato in figura con la lettera “a”; la lettera “b” indica un ricevitore rivelatore convenzionale.
Uno svantaggio significativo della ricezione eterodina era il fischio che si verifica a causa dei "battiti di frequenza" dell'oscillatore locale e della portante. Questo "svantaggio", tra l'altro, è stato utilizzato attivamente per ricevere la radiotelegrafia "a orecchio" (CW), quando l'oscillatore locale del ricevitore veniva regolato in frequenza di 600 - 800 Hz dalla frequenza del trasmettitore e quando veniva premuto il tasto, un tono il segnale è apparso nei telefoni.
Un altro svantaggio della ricezione eterodina era la notevole "attenuazione" periodica del segnale quando le frequenze corrispondevano, ma le fasi dell'oscillatore locale e dei segnali portanti non corrispondevano. I ricevitori radio a valvole rigenerativi (ricevitori Reinartz) che regnarono sovrani a metà degli anni '20 non presentavano questo svantaggio. Anche con loro non è stato facile, ma questa è un’altra storia…
Per quanto riguarda le “supereterodine” va detto che la loro produzione divenne economicamente fattibile solo a metà degli anni ’30. Attualmente, le “supereterodine” sono ancora ampiamente utilizzate (a differenza di “rigeneratori” e “rivelatori”), ma vengono attivamente sostituite da dispositivi eterodine con elaborazione software del segnale (SDR).
Chi è il signor Lossev?
La storia dell'apparizione di Oleg Losev al laboratorio radiofonico di Nizhny Novgorod è iniziata a Tver, dove, dopo aver ascoltato una conferenza del capo della stazione radio ricevente di Tver, il capitano dello staff Leshchinsky, il giovane ha acceso la radio.
Dopo essersi diplomato in una vera scuola, il giovane va ad entrare all'Istituto di comunicazione di Mosca, ma in qualche modo arriva a Nizhny Novgorod e cerca di trovare un lavoro alla NRL, dove viene assunto come corriere. Non ci sono abbastanza soldi, deve dormire nella NRL sul pianerottolo, ma questo non è un ostacolo per Oleg. Conduce ricerche sui processi fisici nei rilevatori di cristalli.
I colleghi credevano che il Prof. avesse un'enorme influenza sulla formazione di Oleg Losev come fisico sperimentale. V.C. Lebedinsky, che ha incontrato a Tver. Il professore ha individuato Losev e gli piaceva parlare con lui di argomenti di ricerca. Vladimir Konstantinovich era invariabilmente amichevole, pieno di tatto e dava molti consigli mascherati da domande.
Oleg Vladimirovich Losev ha dedicato tutta la sua vita alla scienza. Ho preferito lavorare da solo. Pubblicato senza coautori. Non ero felice nel mio matrimonio. Nel 1928 si trasferì a Leningrado. Lavora presso CRL. Ha lavorato con ak. Ioffe. È diventato dottorato di ricerca "secondo la totalità del lavoro." Morì nel 1942 nella Leningrado assediata.
Dalla raccolta “Nizhny Novgorod Pioneers of Soviet Radio Engineering” sul “kristadin” di Losev:
Le ricerche di Oleg Vladimirovich, nel loro contenuto, inizialmente avevano un carattere tecnico e anche radioamatoriale, ma fu attraverso di esse che ottenne fama mondiale, avendo scoperto in un rilevatore di zincite (ossido minerale di zinco) con punta in acciaio la capacità di eccitare oscillazioni continue nei circuiti radio. Questo principio ha costituito la base di un ricevitore radio tubeless con amplificazione del segnale che ha le proprietà di quello a valvole. Nel 1922 fu chiamata all'estero “cristadine” (eterodina cristallina).
Non limitandosi alla scoperta di questo fenomeno e allo sviluppo costruttivo del ricevitore, l'autore sta sviluppando un metodo per affinare artificialmente i cristalli di zincite di seconda qualità (fondendoli in un arco elettrico), e sta anche trovando un metodo semplificato per trovare punti attivi sulla superficie del cristallo per toccare la punta, che garantisce l'eccitazione delle oscillazioni.
I problemi che si presentavano non avevano una soluzione banale; era necessario condurre ricerche in aree della fisica ancora sottosviluppate; I fallimenti dei radioamatori stimolarono la ricerca sulla fisica. Era completamente fisica applicata. La spiegazione più semplice per il fenomeno della generazione di oscillazioni che stava allora emergendo era la sua connessione con il coefficiente di resistenza termica del rilevatore di zincite, che, come previsto, si rivelò negativo.
Fonti utilizzate:
1. Losev O.V. Alle origini della tecnologia dei semiconduttori. Opere scelte - L.: Nauka, 1972
2. “Radioamatore”, 1924, n. 8
3. Ostroumov B.A. Nizhny Novgorod pionieri della tecnologia radio sovietica - L.: Nauka, 1966
4.
5. Polyakov V.T. Tecnologia di ricezione radio. Semplici ricevitori di segnali AM - M.: DMK Press, 2001
Fonte: habr.com