Číslo 8 časopisu „Radio Amateur“ z roku 1924 bolo venované Losevovmu „kristadínu“. Slovo „cristodine“ sa skladalo zo slov „kryštál“ a „heterodyn“ a „efekt krystadínu“ spočíval v tom, že keď sa na kryštál zinku (ZnO) aplikovalo negatívne predpätie, kryštál začal generovať netlmené oscilácie.
Účinok nemal žiadny teoretický základ. Sám Losev veril, že účinok bol spôsobený prítomnosťou mikroskopického „voltaického oblúka“ v mieste kontaktu kryštálu zinku s oceľovým drôtom.
Objav „efektu krystadínu“ otvoril vzrušujúce vyhliadky v rádiotechnike...
ale dopadlo to ako vždy...
V roku 1922 Losev demonštroval výsledky svojho výskumu o použití kryštálového detektora ako generátora kontinuálnych oscilácií. Publikácia k téme správy obsahuje schémy laboratórnych testov a matematický aparát na spracovanie výskumného materiálu. Pripomínam, že Oleg v tom čase ešte nemal 19 rokov.
Obrázok ukazuje testovací obvod pre „cristodine“ a jeho charakteristiku prúdového napätia v tvare „N“, typickú pre tunelové diódy. Že Oleg Vladimirovič Losev ako prvý uplatnil tunelový efekt v polovodičoch v praxi, sa ukázalo až po vojne. Nemožno povedať, že tunelové diódy sú široko používané v moderných obvodoch, ale množstvo riešení založených na nich úspešne funguje v mikrovlnách.
V rádiovej elektronike nedošlo k žiadnemu novému prelomu: všetky sily priemyslu sa potom venovali zlepšovaniu rádiových elektrónok. Rádiové elektrónky úspešne nahradili elektrické stroje a oblúkové medzery z rádiových vysielacích zariadení. Elektrónkové rádiá fungovali stále stabilnejšie a boli lacnejšie. Preto profesionálni rádiotechnici vtedy považovali „cristadina“ za kuriozitu: heterodynový prijímač bez lampy, wow!
Pre rádioamatérov sa dizajn „cristodine“ ukázal byť dosť komplikovaný: na dodávanie predpätia kryštálu bola potrebná batéria, na nastavenie predpätia bolo potrebné vyrobiť potenciometer a na vyhľadávanie bolo potrebné vyrobiť ďalší induktor. pre tvoriace body kryštálu.
NRL veľmi dobre chápala ťažkosti rádioamatérov, a tak vydala brožúru, v ktorej bol spoločne zverejnený dizajn „cristodine“ a dizajn prijímača Shaposhnikov. Rádioamatéri najprv vyrobili prijímač Shaposhnikov a potom ho doplnili o „cristodine“ ako zosilňovač rádiového signálu alebo lokálny oscilátor.
Niektoré teórie
V čase zverejnenia dizajnu „cristodine“ už existovali všetky typy rádiových prijímačov:
1. Detekčné rádiové prijímače vrátane prijímačov priameho zosilnenia.
2. Heterodynné rádiové prijímače (známe aj ako prijímače priamej konverzie).
3. Superheterodynné rádiové prijímače.
4. Regeneračné rádiové prijímače, vrát. „autodyny“ a „synchrodyny“.
Najjednoduchším z rádiových prijímačov bol a zostáva detektor:
Činnosť prijímača detektora je mimoriadne jednoduchá: pri vystavení negatívnej nosnej polvlne izolovanej na obvode L1C1 zostáva odpor detektora VD1 vysoký a pri vystavení pozitívnemu klesá, t.j. detektor VD1 sa „otvorí“. Pri príjme amplitúdovo modulovaných signálov (AM) s „otvoreným“ detektorom VD1 sa nabije blokovací kondenzátor C2, ktorý sa po „zatvorení“ detektora vybije cez slúchadlá BF.
Grafy znázorňujú proces demodulácie AM signálu v detektorových prijímačoch.
Nevýhody detektorového rádiového prijímača sú zrejmé z popisu princípu jeho činnosti: nie je schopný prijímať signál, ktorého výkon nestačí na „otvorenie“ detektora.
Na zvýšenie citlivosti sa vo vstupných rezonančných obvodoch prijímačov detektorov aktívne používali „samoindukčné“ cievky, navinuté „otočením na otočenie“ na kartónových rukávoch veľkého priemeru s hrubým medeným drôtom. Takéto induktory majú vysoký kvalitatívny faktor, t.j. pomer reaktancie k aktívnemu odporu. To umožnilo pri ladení obvodu na rezonanciu zvýšiť EMF prijímaného rádiového signálu.
Ďalším spôsobom zvýšenia citlivosti detektorového rádiového prijímača je použitie lokálneho oscilátora: signál z generátora naladený na nosnú frekvenciu sa „primieša“ do vstupného obvodu prijímača. V tomto prípade sa detektor „otvorí“ nie slabým nosným signálom, ale silným signálom z generátora. Heterodynný príjem bol objavený ešte pred vynálezom rádiových trubíc a kryštálových detektorov a používa sa dodnes.
„Kristadin“ použitý ako lokálny oscilátor je na obrázku označený písmenom „a“, písmeno „b“ označuje konvenčný detektorový prijímač.
Významnou nevýhodou heterodynného príjmu bolo pískanie, ku ktorému dochádza v dôsledku „frekvenčných úderov“ lokálneho oscilátora a nosnej vlny. Táto „nevýhoda“ sa mimochodom aktívne využívala na príjem rádiotelegrafu „do ucha“ (CW), kedy bol lokálny oscilátor prijímača nastavený vo frekvencii o 600 - 800 Hz od frekvencie vysielača a po stlačení klávesy zaznel tón v telefónoch sa objavil signál.
Ďalšou nevýhodou heterodynového príjmu bolo viditeľné periodické „utlmenie“ signálu, keď sa frekvencie zhodovali, ale fázy lokálneho oscilátora a nosných signálov sa nezhodovali. Regeneračné elektrónkové rádiové prijímače (Reinartz prijímače), ktoré kraľovali v polovici 20. rokov, túto nevýhodu nemali. Ani s nimi to nebolo ľahké, ale to je už iný príbeh...
O „superheterodynách“ treba spomenúť, že ich výroba sa stala ekonomicky realizovateľnou až v polovici 30. rokov. V súčasnosti sú „superheterododyny“ stále široko používané (na rozdiel od „regenerátorov“ a „detektorov“), ale aktívne sa nahrádzajú heterodynovými zariadeniami so softvérovým spracovaním signálu (SDR).
Kto je pán Lossev?
Príbeh vystúpenia Olega Loseva v rádiovom laboratóriu v Nižnom Novgorode sa začal v Tveri, kde si mladý muž po vypočutí prednášky vedúceho tverskej prijímacej rozhlasovej stanice, štábneho kapitána Leshchinského, zapol rádio.
Po absolvovaní skutočnej školy ide mladý muž na Moskovský inštitút komunikácií, ale nejakým spôsobom prichádza do Nižného Novgorodu a snaží sa získať prácu v NRL, kde je najatý ako kuriér. Peňazí je málo, musí spať v NRL na pristátí, ale pre Olega to nie je prekážka. Venuje sa výskumu fyzikálnych procesov v kryštálových detektoroch.
Kolegovia verili, že na formovanie Olega Loseva ako experimentálneho fyzika mal obrovský vplyv prof. VC. Lebedinský, ktorého stretol ešte v Tveri. Profesor si vybral Loseva a rád sa s ním rozprával o výskumných témach. Vladimir Konstantinovič bol vždy priateľský, taktný a dával veľa rád maskovaných ako otázky.
Oleg Vladimirovič Losev zasvätil celý svoj život vede. Radšej som pracoval sám. Publikované bez spoluautorov. V manželstve som nebol šťastný. V roku 1928 sa presťahoval do Leningradu. Pracoval v CRL. Spolupracoval s ak. Ioffe. Stal sa Ph.D. "podľa súhrnu práce." Zomrel v roku 1942 v obliehanom Leningrade.
Zo zbierky „Pionieri sovietskeho rádiového inžinierstva Nižný Novgorod“ o Losevovom „kristadíne“:
Výskum Olega Vladimiroviča mal vo svojom obsahu spočiatku technickú až rádioamatérsku povahu, no vďaka nim získal svetovú slávu, keď v detektore zincitu (minerálneho oxidu zinočnatého) s oceľovou špičkou objavil schopnosť vybudiť nepretržité oscilácie. v rádiových obvodoch. Tento princíp tvoril základ bezelektrónového rádiového prijímača so zosilnením signálu, ktorý má vlastnosti trubicového. V roku 1922 bol v zahraničí nazývaný „cristodine“ (kryštalický heterodyn).
Autor, ktorý sa neobmedzuje len na objav tohto javu a konštruktívny vývoj prijímača, vyvíja metódu umelej rafinácie druhotriednych kryštálov zinku (ich roztavením v elektrickom oblúku) a tiež nachádza zjednodušenú metódu na nájdenie aktívne body na povrchu kryštálu pre dotyk hrotu, čo zabezpečuje vybudenie kmitov.
Problémy, ktoré vznikli, nemali triviálne riešenie; bolo potrebné uskutočniť výskum v ešte nerozvinutých oblastiach fyziky; Poruchy amatérskeho rádia podnietili výskum fyziky. Bola to úplne aplikovaná fyzika. Najjednoduchším vysvetlením javu generovania oscilácií, ktorý sa vtedy objavoval, bolo jeho spojenie s tepelným koeficientom odporu detektora zinku, ktorý sa podľa očakávania ukázal ako negatívny.
Použité zdroje:
1. Losev O.V. Pri počiatkoch polovodičovej technológie. Vybrané diela - L.: Nauka, 1972
2. „Rádioamatér“, 1924, č. 8
3. Ostroumov B.A. Nižnij Novgorod priekopníci sovietskej rádiovej techniky - L.: Nauka, 1966
4.
5. Polyakov V.T. Technológia rádiového príjmu. Jednoduché prijímače AM signálov - M.: DMK Press, 2001
Zdroj: hab.com