Детекторен радиоприемник

от Уикипедия, свободната енциклопедия
Направо към навигацията Направо към търсенето
Електрическа схема на детекторен радиоприемник (#1)
Детектор (диод) за детекторен радиоприемник с галенитов кристал

Детекторният радиоприемник е най-простата конструкция на радиоприемник, който няма високочестотен и нискочестотен усилвател[1]. Основният елемент в приемника е детекторът, реализиран с полупроводников диод. В първите конструкции на този радиоприемник е използван кристален детектор от природни метални сулфиди – галенит, пирит, цинков сулфид и някои оксиди. Свойствата на кристала да пропуска електрически ток само в една посока са открити от немския физик Карл Фердинанд Браун. През 1899 година са патентовани и приложени на практика в т. нар. безжична телеграфия. През 1902 г. италианският изобретател Г. Маркони (G. Marconi) създава магнитен детекторен приемник, който не се нуждае от полупроводников елемент. Въпреки, че приемникът е с по-ниска чувствителност, той е много надежден.[2] Особеното е, че за да работи е необходимо движението на тънък стоманен проводник използван като магнитопровод.

Конструкция на класическия детекторен приемник[редактиране | редактиране на кода]

Детекторният радиоприемник (#1) се състои от трептящ кръг, детектор (диод) и високоомни слушалки (BF1) за възпроизвеждащо устройство. Входният трептящ кръг е с променлив кондензатор c1, позволяващ точна настройка към радиостанцията на предавателя. Трептящият кръг е свързан с антена с дължина от няколко метра и заземление. Като класически детекторен приемник е реализиран радиоприемника „Комсомолец“, произвеждан в СССР от 1939 до 1949 година. Когато се използва кристален детектор, пружиниращото острие трябва да се мести докато се постави върху точка от повърхността на кристала, където се формира полупроводникова област.

Начин на работа[редактиране | редактиране на кода]

Определяне на подходяща антена според честотата и дължината на вълната.
Принцип на резонансната верига.

Детекторният приемник може да работи без външно захранване в близост до мощен радиопредавател, единствено за сметка на енергията на индуктираните в антената и трептящия кръг високочестотни колебания, без каквото и да е усилване на приетите сигнали. Настройката грубо може да се направи чрез превключване на различни части от индуктора или посредством промяна на индуктивността с преместване на феритна сърцевина за ниските честоти.

Ако индуктора работи с честота над резонансната честота, той ще има капацитивно съпротивление, защото ще има високо индуктивно съпротивление паралелно със собствено си ниско капацитивно съпротивление. В паралелна верига като трептящия кръг, най-ниския вид съпротивление доминира поведението на схемата.

Това означава, че индуктора вече няма да се държи като намотка, а по-скоро като кондензатор, така че никога няма да може да резонира на работната честота. Препоръчително е да се работи с намотка много под собствената и резонансна честота, когато тя трябва да се държи като индуктор в резонансната верига.

Изключение е, когато една намотка се използва като дросел, обикновено се ползват такъв брой навивки, който е резонансен на работната честота, така че дроселът да има максимален импеданс на дадената честота.

Детекторните приемници с високо качество използват бързодействащ диод ( често германиев) с минимално отпушващо напрежение и паразитен капацитет.

Характеристика на диод за детекторен приемник.

Диодът работи в нелинейния участък. Негово съпротивление във веригата се изменя в малки граници, като това става с висока честота. Топлина приложена върху диода може да понижи точката на детектиране.[3]

От значение е и дължината на антената ако е нужен силен сигнал от подходяща радиостанция. С нарастване на дължината на вълната е необходима и по-дълга антена.

Важен елемент е заземлението. В случай че не е достъпна удобна точка за заземяване на устройството, то може да се използва втора антена или друг метален предмет изолиран от основната антена. Не е препоръчително да се ползва заземяване чрез нулевия и други проводници на електрическата мрежа. Това не само ще внесе вреден шум в приемника, но може да бъде и опасно при неизправна битова инсталация.

Детекторен приемник с регулируем източник на преднапрежение (в ляво до диода). Източника поддържа диода активен.
Откриване на наклон е метод, при който промяната на честотата FM в трептящия кръг създава промяна в амплитудата на изходния сигнал.

Детекторът по класическата схема може да демодулира основно амплитудно – модулирани радиосигнали и често хармоници на честотно модулираните сигнали FM. Приемането на FM сигнали е изключително трудно тъй като еквивалентната амлитудна разлика поради промяна в честотата е много малка в сравнение с АМ сигнал. Често тя е под прага на чувствителност на слушалките и диода.

Ефективна аналогова схема за целта е детекторът на Фостър Сийли или детекторът на съотношението. [4]Трансформаторната индуктивна (T) връзка спомага засичането на някои по-силни (FM) сигнали тъй като промяната на честота в първичната намотка води до промяна на амплитудата във вторичната намотка. [5]

Това е възможно също и при постигането на офсет (наклонената част на характеристиката) от основната честота чрез т.н. метод - откриване на наклон) , при който честотната модулация се преобразува до амплитудна[6] За приемането на честотно модулираните сигнали за индуктивността се избират най-ниски стойности. Недостатък при този метод е ограничен изходен сигнал зависещ от предавателя и нелинейна характеристика на трептящия кръг.

След пропускане на положителните полувълни на високочестотния радиосигнал от диода, през слушалките ще премине нискочестотния демодулиран сигнал, а поради високото съпротивление на слушалките за високочестотните колебания, електрическата верига към земя за тях ще бъде кондензатора С2, т.е. кондензатора има филтърна функция за изходния сигнал. В някои схеми се ползва и последователен дросел за подтискане на високите честоти след диода. Това също ограничава възможността кабелът на слушалките да работи като антена.

Когато се използват пиезоелектрични слушалки веригата на радиоприемника остава практически незатворена. За да се затвори веригата, паралелно на кристалните слушалки се поставя резистор с високо съпротивление от няколко десетки килоома. В случай че слушалките не са с достатъчно висок импеданс, може да се използва съгласуващ аудио трансформатор (или обикновен мрежов) с високоомна първична намотка свързана от към веригата на детектора след диода.[7]

При днешните изисквания за максимално допустима мощност на предавателите, енергията на радиовълните в града бързо затихва често поради явлението фадинг или поглъщане и е по-удобно сигналът от детекторния приемник да се подаде към нискочестотен аудио усилвател с висок импеданс като така могат се приемат и най-слабите радиостанции.[8][9] Често дори един транзистор може да усили достатъчно звуковия сигнал за слушалките. С усилвателя може да се направи и предварителна настройка или проверка за изправността на детекторния радиоприемник.

Друг начин да се подобри чувствителността на детекторния приемник към слабите сигнали е прилагането на постоянно преднапрежение със стойност равна или по-малка от пада на напрежение в диода, като източника е свързан последователно във веригата и е регулируем.

Детекторен приемни използващ оксидирано бръснарско ножче и графит.

Приложение[редактиране | редактиране на кода]

Детекторните радиоприемници са първите стъпки в усвояването на радиотехниката. По време на войната са правени импровизирани детекторни радиоприемници за подслушване на радиовръзката на врага. Предимството е, че може да се изпълни с подръчни и покупни материали, например графит от молив и и оксидирано бръснарско ножче за полупроводников елемент, а за намотка всеки дълъг проводник. Приемникът днес често се ползва от радиолюбители.

Вижте също[редактиране | редактиране на кода]

Източници[редактиране | редактиране на кода]

Външни препратки[редактиране | редактиране на кода]