A edição 8 da revista “Radio Amateur” de 1924 foi dedicada ao “kristadin” de Losev. A palavra "cristadina" era composta pelas palavras "cristal" e "heteródino", e o "efeito cristalino" era que quando uma polarização negativa era aplicada a um cristal de zincita (ZnO), o cristal começava a gerar oscilações não amortecidas.
O efeito não tinha base teórica. O próprio Losev acreditava que o efeito se devia à presença de um “arco voltaico” microscópico no ponto de contato do cristal de zincita com o fio de aço.
A descoberta do “efeito cristalina” abriu perspectivas interessantes na engenharia de rádio...
... mas acabou como sempre...
Em 1922, Losev demonstrou os resultados de sua pesquisa sobre o uso de um detector de cristal como gerador de oscilações contínuas. A publicação sobre o tema do relatório contém diagramas de testes laboratoriais e um aparato matemático para processamento de material de pesquisa. Deixe-me lembrá-lo de que Oleg ainda não tinha 19 anos naquela época.
A figura mostra um circuito de teste para “cristadina” e sua característica corrente-tensão em “formato N”, típica de diodos túnel. Que Oleg Vladimirovich Losev foi o primeiro a aplicar na prática o efeito túnel em semicondutores só ficou claro depois da guerra. Não se pode dizer que os diodos túnel sejam amplamente utilizados em circuitos modernos, mas uma série de soluções baseadas neles funcionam com sucesso em microondas.
Não houve nenhum novo avanço na radioeletrônica: todas as forças da indústria foram então dedicadas a melhorar os tubos de rádio. Os tubos de rádio substituíram com sucesso as máquinas elétricas e as lacunas de arco dos equipamentos de transmissão de rádio. Os rádios de tubo funcionavam cada vez mais de forma constante e ficavam mais baratos. Por isso, os radiotécnicos profissionais consideraram então a “cristadina” como uma curiosidade: um receptor heteródino sem lâmpada, nossa!
Para os rádios amadores, o design da “cristadina” revelou-se bastante complicado: foi necessária uma bateria para fornecer tensão de polarização ao cristal, um potenciômetro teve que ser feito para ajustar a polarização e outro indutor teve que ser feito para pesquisar para os pontos geradores do cristal.
O NRL entendeu muito bem as dificuldades dos rádios amadores, por isso publicou uma brochura na qual o design da “cristadina” e o design do receptor Shaposhnikov foram publicados juntos. Os rádios amadores primeiro fabricaram o receptor Shaposhnikov e depois o complementaram com “cristadina” como amplificador de sinal de rádio ou oscilador local.
Um pouco de teoria
Na época da publicação do design “cristadine”, já existiam todos os tipos de receptores de rádio:
1. Receptores de rádio detectores, incluindo receptores de amplificação direta.
2. Receptores de rádio heteródinos (também conhecidos como receptores de conversão direta).
3. Receptores de rádio super-heteródinos.
4. Receptores de rádio regenerativos, incl. "autodinos" e "sincrodinos".
O mais simples dos receptores de rádio foi e continua sendo um detector:
O funcionamento do receptor detector é extremamente simples: quando exposto a uma meia onda portadora negativa isolada no circuito L1C1, a resistência do detector VD1 permanece alta, e quando exposta a uma positiva, diminui, ou seja, detector VD1 “abre”. Ao receber sinais modulados em amplitude (AM) com o detector VD1 “aberto”, o capacitor de bloqueio C2 é carregado, que é descarregado através dos fones de ouvido BF após o detector ser “fechado”.
Os gráficos mostram o processo de desmodulação de um sinal AM em receptores detectores.
As desvantagens de um receptor rádio detector são óbvias pela descrição do princípio de seu funcionamento: ele não é capaz de receber um sinal cuja potência não seja suficiente para “abrir” o detector.
Para aumentar a sensibilidade, bobinas de “autoindução”, enroladas “volta a volta” em mangas de papelão de grande diâmetro com fio de cobre grosso, foram usadas ativamente nos circuitos ressonantes de entrada dos receptores detectores. Tais indutores têm um fator de alta qualidade, ou seja, a relação entre reatância e resistência ativa. Isso possibilitou, ao sintonizar o circuito em ressonância, aumentar o EMF do sinal de rádio recebido.
Outra forma de aumentar a sensibilidade de um receptor de rádio detector é usar um oscilador local: um sinal de um gerador sintonizado na frequência portadora é “misturado” no circuito de entrada do receptor. Neste caso, o detector é “aberto” não por um sinal portador fraco, mas por um sinal poderoso do gerador. A recepção heteródina foi descoberta antes mesmo da invenção dos tubos de rádio e dos detectores de cristal e ainda é usada hoje.
O “Kristadin” usado como oscilador local é indicado na figura pela letra “a”; a letra “b” indica um receptor detector convencional.
Uma desvantagem significativa da recepção heteródina era o assobio que ocorre devido às “batidas de frequência” do oscilador local e da portadora. Essa “desvantagem”, aliás, foi ativamente utilizada para recepção de radiotelegrafia (CW) “de ouvido”, quando o oscilador local do receptor era ajustado em frequência em 600 - 800 Hz da frequência do transmissor e quando a tecla era pressionada, um tom sinal apareceu nos telefones.
Outra desvantagem da recepção heteródina era a notável “atenuação” periódica do sinal quando as frequências correspondiam, mas as fases do oscilador local e dos sinais da portadora não correspondiam. Os receptores de rádio de tubo regenerativo (receptores Reinartz) que reinaram supremos em meados da década de 20 não tinham esta desvantagem. Também não foi fácil com eles, mas isso é outra história...
Sobre os “super-heteródinos” deve-se mencionar que sua produção só se tornou economicamente viável em meados da década de 30. Atualmente, “super-heteródinos” ainda são amplamente utilizados (ao contrário de “regeneradores” e “detectores”), mas estão sendo ativamente substituídos por dispositivos heteródinos com processamento de sinal de software (SDR).
Quem é o Sr. Lossev?
A história da aparição de Oleg Losev no laboratório de rádio de Nizhny Novgorod começou em Tver, onde, depois de ouvir uma palestra do chefe da estação de rádio receptora de Tver, capitão Leshchinsky, o jovem ligou o rádio.
Depois de se formar em uma escola de verdade, o jovem vai ingressar no Instituto de Comunicações de Moscou, mas de alguma forma chega a Nizhny Novgorod e tenta conseguir um emprego na NRL, onde é contratado como mensageiro. Não tem dinheiro suficiente, ele tem que dormir no NRL no patamar, mas isso não é obstáculo para Oleg. Ele conduz pesquisas sobre processos físicos em detectores de cristal.
Os colegas acreditavam que o Prof. teve uma enorme influência na formação de Oleg Losev como físico experimental. VC. Lebedinsky, que conheceu em Tver. O professor destacou Losev e gostou de conversar com ele sobre temas de pesquisa. Vladimir Konstantinovich foi invariavelmente amigável, diplomático e deu muitos conselhos disfarçados de perguntas.
Oleg Vladimirovich Losev dedicou toda a sua vida à ciência. Eu preferia trabalhar sozinho. Publicado sem coautores. Eu não estava feliz no meu casamento. Em 1928 mudou-se para Leningrado. Trabalhou na CRL. Trabalhei com ak. Ioffe. Tornou-se Ph.D. "de acordo com a totalidade do trabalho." Ele morreu em 1942 na sitiada Leningrado.
Da coleção “Nizhny Novgorod Pioneers of Soviet Radio Engineering” sobre o “kristadin” de Losev:
As pesquisas de Oleg Vladimirovich, em seu conteúdo, inicialmente tiveram caráter técnico e até radioamador, mas foi com elas que ganhou fama mundial, tendo descoberto em um detector de zincita (óxido de zinco mineral) com ponta de aço a capacidade de excitar oscilações contínuas em circuitos de rádio. Este princípio formou a base de um receptor de rádio tubeless com amplificação de sinal que possui as propriedades de um receptor valvulado. Em 1922, foi chamado no exterior de “cristadine” (heteródino cristalino).
Não se limitando à descoberta deste fenômeno e ao desenvolvimento construtivo do receptor, o autor está desenvolvendo um método para refinar artificialmente cristais de zincita de segunda categoria (fundindo-os em um arco elétrico), e também está encontrando um método simplificado para encontrar pontos ativos na superfície do cristal para tocar a ponta, o que garante a excitação das oscilações.
Os problemas que surgiram não tiveram solução trivial; foi necessário realizar pesquisas em áreas ainda subdesenvolvidas da física; As falhas do rádio amador estimularam a pesquisa em física. Foi física completamente aplicada. A explicação mais simples para o fenômeno de geração de oscilação que então emergia era a sua ligação com o coeficiente de resistência térmica do detector de zincita, que, como esperado, revelou-se negativo.
Fontes utilizadas:
1. Losev O.V. Nas origens da tecnologia de semicondutores. Obras selecionadas - L.: Nauka, 1972
2. “Rádio Amador”, 1924, nº 8
3. Ostroumov B.A. Nizhny Novgorod, pioneiros da tecnologia de rádio soviética - L.: Nauka, 1966
4.
5. Polyakov V.T. Tecnologia de recepção de rádio. Receptores simples de sinais AM - M.: DMK Press, 2001
Fonte: habr.com