8. numer pisma „Radio Amatorski” z 1924 r. poświęcony był „kristadinowi” Losewa. Słowo „krystadyna” składało się ze słów „kryształ” i „heterodyna”, a „efekt krystaladyny” polegał na tym, że gdy do kryształu cynkitu (ZnO) zastosowano ujemne odchylenie, kryształ zaczął generować nietłumione oscylacje.
Efekt nie miał podstaw teoretycznych. Sam Losev uważał, że efekt ten wynikał z obecności mikroskopijnego „łuku galwanicznego” w miejscu styku kryształu cynku ze stalowym drutem.
Odkrycie „efektu krystaliny” otworzyło ekscytujące perspektywy w inżynierii radiowej…
...ale wyszło jak zawsze...
W 1922 roku Losev zademonstrował wyniki swoich badań nad zastosowaniem detektora kryształowego jako generatora ciągłych oscylacji. Publikacja poświęcona tematowi raportu zawiera schematy badań laboratoryjnych oraz aparaturę matematyczną do przetwarzania materiału badawczego. Przypomnę, że Oleg nie miał wtedy jeszcze 19 lat.
Rysunek przedstawia obwód testowy „cristadine” i jego charakterystykę prądowo-napięciową w kształcie litery „N”, typową dla diod tunelowych. To, że Oleg Władimirowicz Losew jako pierwszy zastosował w praktyce efekt tunelowy w półprzewodnikach, stało się jasne dopiero po wojnie. Nie można powiedzieć, że diody tunelowe są szeroko stosowane w nowoczesnych obwodach elektrycznych, ale szereg opartych na nich rozwiązań z powodzeniem sprawdza się w mikrofalach.
Nie było żadnego nowego przełomu w elektronice radiowej: wszystkie siły branży zostały wówczas poświęcone ulepszaniu lamp radiowych. Lampy radiowe z powodzeniem zastąpiły maszyny elektryczne i przerwy łukowe w urządzeniach nadawczych radiowych. Radia lampowe działały coraz stabilniej i stawały się coraz tańsze. Dlatego profesjonalni radiotechnicy uznali wówczas „cristadin” za ciekawostkę: odbiornik heterodynowy bez lampy, wow!
Dla radioamatorów konstrukcja „cristadyny” okazała się dość skomplikowana: do dostarczenia napięcia polaryzacji do kryształu wymagana była bateria, do regulacji polaryzacji potrzebny był potencjometr, a do wyszukiwania potrzebny był dodatkowy induktor. dla punktów generujących kryształ.
NRL bardzo dobrze rozumiała trudności radioamatorów, dlatego opublikowała broszurę, w której opublikowano wspólnie projekt „cristadine” i projekt odbiornika Shaposhnikov. Radioamatorzy najpierw stworzyli odbiornik Shaposhnikov, a następnie uzupełnili go „cristadine” jako wzmacniacz sygnału radiowego lub lokalny oscylator.
Trochę teorii
W momencie publikacji projektu „cristadine” istniały już wszystkie typy odbiorników radiowych:
1. Odbiorniki radiowe detektorowe, w tym odbiorniki ze wzmocnieniem bezpośrednim.
2. Odbiorniki radiowe heterodynowe (znane również jako odbiorniki z bezpośrednią konwersją).
3. Odbiorniki radiowe superheterodynowe.
4. Odbiorniki radiowe regeneracyjne, m.in. „autodyny” i „synchrodyny”.
Najprostszym z odbiorników radiowych był i pozostaje detektorem:
Działanie odbiornika detektora jest niezwykle proste: pod wpływem ujemnej półfali nośnej izolowanej na obwodzie L1C1 rezystancja detektora VD1 pozostaje wysoka, a pod wpływem dodatniego maleje, tj. detektor VD1 „otwiera się”. Podczas odbierania sygnałów o modulowanej amplitudzie (AM) przy „otwartym” detektorze VD1 ładowany jest kondensator blokujący C2, który jest rozładowywany przez słuchawki BF po „zamkniętym” detektorze.
Wykresy przedstawiają proces demodulacji sygnału AM w odbiornikach detektorów.
Wady odbiornika radiowego czujki są oczywiste z opisu zasady jego działania: nie jest on w stanie odebrać sygnału, którego moc nie jest wystarczająca do „otwarcia” czujki.
Aby zwiększyć czułość, w wejściowych obwodach rezonansowych odbiorników detektorów aktywnie stosowano cewki „samoindukcyjne”, nawinięte „z obrotu na obrót” na tekturowych tulejach o dużej średnicy grubym drutem miedzianym. Takie cewki mają wysoki współczynnik jakości, tj. stosunek reaktancji do oporu czynnego. Umożliwiło to, podczas dostrajania obwodu do rezonansu, zwiększenie pola elektromagnetycznego odbieranego sygnału radiowego.
Innym sposobem zwiększenia czułości odbiornika radiowego detektora jest zastosowanie lokalnego oscylatora: sygnał z generatora dostrojonego do częstotliwości nośnej jest „mieszany” z obwodem wejściowym odbiornika. W tym przypadku detektor zostaje „otwarty” nie przez słaby sygnał nośny, ale przez silny sygnał z generatora. Odbiór heterodynowy został odkryty jeszcze przed wynalezieniem lamp radiowych i detektorów kryształowych i jest nadal używany.
„Kristadin” używany jako oscylator lokalny jest oznaczony na rysunku literą „a”, litera „b” oznacza konwencjonalny odbiornik detektora.
Istotną wadą odbioru heterodynowego było gwizdanie powstające w wyniku „uderzeń częstotliwości” lokalnego oscylatora i nośnej. Nawiasem mówiąc, ta „wada” była aktywnie wykorzystywana do odbioru radiotelegrafu „przez ucho” (CW), gdy częstotliwość lokalnego oscylatora odbiornika była dostosowywana o 600–800 Hz w stosunku do częstotliwości nadajnika, a po naciśnięciu klawisza rozlegał się ton w telefonach pojawił się sygnał.
Kolejną wadą odbioru heterodynowego było zauważalne okresowe „tłumienie” sygnału, gdy częstotliwości były zgodne, ale fazy lokalnego oscylatora i sygnały nośne nie były zgodne. Radiowe odbiorniki lampowe z regeneracją (odbiorniki Reinartza), które królowały w połowie lat dwudziestych XX wieku, nie miały tej wady. Z nimi też nie było łatwo, ale to inna historia…
O „superheterodynach” warto wspomnieć, że ich produkcja stała się opłacalna dopiero w połowie lat 30. XX wieku. Obecnie „superheterodyny” są nadal szeroko stosowane (w przeciwieństwie do „regeneratorów” i „detektorów”), ale są aktywnie zastępowane przez urządzenia heterodynowe z programowym przetwarzaniem sygnału (SDR).
Kim jest pan Lossev?
Historia pojawienia się Olega Loseva w laboratorium radiowym w Niżnym Nowogrodzie rozpoczęła się w Twerze, gdzie po wysłuchaniu wykładu szefa radiostacji odbiorczej w Twerze, kapitana sztabowego Leshchinsky'ego, młody człowiek włączył radio.
Po ukończeniu prawdziwej szkoły młody człowiek trafia do Moskiewskiego Instytutu Łączności, ale jakoś trafia do Niżnego Nowogrodu i próbuje dostać pracę w NRL, gdzie zostaje zatrudniony jako kurier. Nie ma wystarczająco dużo pieniędzy, musi spać w NRL na podeście, ale dla Olega nie jest to przeszkodą. Prowadzi badania procesów fizycznych w detektorach kryształowych.
Koledzy uważali, że prof. miał ogromny wpływ na ukształtowanie się Olega Loseva jako fizyka doświadczalnego. VC. Lebiedinskiego, którego poznał w Twerze. Profesor wyróżniał Loseva i lubił z nim rozmawiać na tematy badawcze. Władimir Konstantinowicz był niezmiennie życzliwy, taktowy i udzielał wielu rad ukrytych w formie pytań.
Oleg Władimirowicz Losev całe swoje życie poświęcił nauce. Wolałem pracować sam. Opublikowano bez współautorów. Nie byłam szczęśliwa w swoim małżeństwie. W 1928 przeniósł się do Leningradu. Pracował w CRL. Współpracowałem z AK. Ioffe. Uzyskał stopień doktora „według całokształtu dzieła”. Zginął w 1942 roku w oblężonym Leningradzie.
Ze zbioru „Niżny Nowogród Pionierzy radzieckiej inżynierii radiowej” o „kristadinie” Losewa:
Badania Olega Władimirowicza w swojej treści miały początkowo charakter techniczny, a nawet radioamatorski, ale to dzięki nim zyskał światową sławę, odkrywając w detektorze cynkitu (mineralnego tlenku cynku) ze stalową końcówką zdolność wzbudzania ciągłych oscylacji w obwodach radiowych. Zasada ta stała się podstawą bezdętkowego odbiornika radiowego ze wzmocnieniem sygnału mającym właściwości lampy. W 1922 r. za granicą nazywano ją „cristadine” (heterodyna krystaliczna).
Nie ograniczając się do odkrycia tego zjawiska i konstruktywnego rozwoju odbiornika, autor opracowuje metodę sztucznego uszlachetniania kryształów cynkytu drugiej klasy (poprzez stopienie ich w łuku elektrycznym), a także znajduje uproszczoną metodę znajdowania aktywne punkty na powierzchni kryształu do dotykania końcówki, co zapewnia wzbudzenie oscylacji.
Problemy, które się pojawiły, nie miały prostego rozwiązania; konieczne było prowadzenie badań w wciąż nierozwiniętych obszarach fizyki; Awarie radia amatorskiego pobudziły badania fizyczne. Była to całkowicie fizyka stosowana. Najprostszym wyjaśnieniem pojawiającego się wówczas zjawiska generacji oscylacji było jego powiązanie z termicznym współczynnikiem rezystancji detektora cynkitu, który zgodnie z oczekiwaniami okazał się ujemny.
Wykorzystane źródła:
1. Losev O.V. U początków technologii półprzewodników. Wybrane prace - L.: Nauka, 1972
2. „Radioamator”, 1924, nr 8
3. Ostroumov B.A. Pionierzy radzieckiej techniki radiowej w Niżnym Nowogrodzie - L.: Nauka, 1966
4.
5. Polyakov V.T. Technologia odbioru radiowego. Proste odbiorniki sygnałów AM – M.: DMK Press, 2001
Źródło: www.habr.com