что делает детектор в радиоприемнике

Мини-лекции. Детекторный радиоприёмник

Уважаемые читатели, Вы знаете что такое: детектор, «деревянная антенна», металлический изолятор? А почему это зеркало зеркальное? Что такое радио FM? Вы слышали про такое как: гармоники, обратная связь, супергетеродин? Из какой «оперы» такие названия как: максимум максиморум, DSB, SSB, ПАЛСЕКАМ? Что чернее чёрного? И почему это кино, которое Вы смотрите по телевидению, короче на 4%? А Вы знаете как подключить два-три телевизора к одной антенне? А почему одни спутники «висят» над землёй, а другие движутся? Если Вы затрудняетесь с ответом или впервые слышите обо всём этом, или Вам просто интересно, то все мои мини-лекции для Вас!

Все мини-лекции в большей или меньшей степени связаны между собой. И содержание предыдущей лекции так или иначе раскрывает содержание последующей! Насколько возможно, постараюсь Вас не нагружать подробностями. Думаю, что Вы узнаете что-то новое для себя, полезное и посмотрите на всё другими глазами!?

Детекторный радиоприёмник. Самый простой. Самый дешёвый. Самый, самый. Ему не нужно какое-либо питание. Он работает за счёт принимаемого сигнала! Всё, что нужно было, так это длинная антенна и хорошее заземление! И на этом преимущества заканчивались! А далее одни недостатки! Низкая чувствительность, так, что принимались лишь мощные близлежащие радиостанции. Низкая избирательность, зачастую приходилось слушать две, а то и три одновременно работающие радиостанции! Приём ведётся, на так называемые головные телефоны, или как их неправильно называют, — наушники. Слушать можно только одному — двум слушателям, увы! Детекторный радиоприёмник прост в изготовлении и использовании. Один из вариантов такого радиоприёмника Вы видите на рисунке вверху, слева. Это реконструкция 1983-го года, моего детекторного радиоприёмника собранного ещё в далёком, 1956 году. Одним радиоприёмником промышленного изготовления я пользовался в 1960-м году. Небольшая пластмассовая коробочка под названием «Комсомолец» рисунок внизу, слева.
Принципиальная схема на рис3.

«Комсомолец» настраивался на станции изменением индуктивности катушки контура. Перестройка велась с помощью сердечника из ферромагнитных материалов и скачками манипуляцией непосредственно катушкой контура. Мой же самодельный перестраивался изменением индуктивности. С помощью ползунка менялось число витков катушки. На рисунке антенный вход (a). Заземление (f). Катушка контура (b). Ползунок (c). Детектор (d) и гнёзда подключения головных телефонов (e).
Схема моего радиоприёмника на рис2.

Забудем на время о том, что Вы прочитали и посмотрим на рис1. Это схема одного из вариантов детекторного приёмника. Вся схема разделена на три функциональные части. Первая слева, это колебательный контур. Он состоит из катушки индуктивности L и конденсатора Сп. А так как контур подключен к антенне и заземлению, то к контуру подключен конденсатор, — антенна и поверхность земли. Кстати, это учитывается во всех схемах и в моём тоже! Стрелочка перекрещивающая пластины конденсатора говорит о том, что конденсатор переменной ёмкости. Принцип действия показан на рис4а и там же общий вид конденсатора заводского изготовления. С амплитудной модуляцией Вы уже познакомились и картинка слева, на рис4 Вам знакома. Детектор, точечный полупроводниковый диод, отличающийся малой ёмкостью и работой на высоких частотах (радиочастотах). Пропуская через себя только положительные составляющие промодулированного сигнала он работает как вентиль. Нам высокочастотная составляющая не нужна и её через блокировочный конденсатор Сб прямёхонько отправляем на землю. То есть через головные телефоны она не проходит. Низкочастотная же составляющая наоборот, проходит через головные телефоны, превращаясь в звук.

Осталось разобраться с колебательным контуром. Если не применять высоких слов, то это фильтр! Его задача отделять нужный сигнал от остальных. Проще говоря он должен пропустить полосу частот переданную радиостанцией. Как это всё работает? На рис.6а — общий вид контура, а на рис.6b — схема. На рис.7, — схема поясняющая принцип работы колебательного контура. Подключенная батарея (элемент) к конденсатору заряжает его. После заряда отключаем батарею (элемент) от конденсатора и замыкая ключ, соединяем заряженный конденсатор к катушке индуктивности. Конденсатор начнёт разряжаться через катушку. Катушка индуктивности является инертным элементом и протекание тока через неё не прекратится и после того как конденсатор полностью разрядится! Продолжающий течь ток начинает перезаряжать конденсатор. Заряженный же конденсатор начнёт тут же разряжаться, но ток пойдёт уже в противоположную сторону. И процесс будет продолжаться до тех пор пока вся энергия израсходуется на нагрев проводов и прочие потери. Протекающий по цепи ток будет иметь синосуидальную форму, с уменьшающейся со временем амплитудой рис5. Говорят, что в контуре будут происходить затухающие колебания с частотой по формуле на рис.8, зависящие от параметров контура L и C. Длина волны по формуле на рис.9.

В идеале на частоте собственных колебаний (на частоте резонанса) сопротивление контура в точках подключения антенны и заземления будет высоким, а на других низким. И чем дальше частоты находятся от резонансной, тем более сопротивление будет стремиться к нулю и независимо выше резонансной частоты или ниже. На рис.11 показана типичная для колебательного контура амплитудно-частотная характеристика. Если максимальное значение принять за единицу, то точки на уровне 0,707 дадут частоты ограничившие полосу пропускания контура. Полоса пропускания П будет равна разности частот [f2-f1]. Отчего же зависит полоса пропускания и можно ли её изменить? Да можно! Для оценки качества контура существует такой параметр как Q, — добротность контура. Её зависимость показана на рис.10. Сопротивление потерь, катушки r считаем постоянной (почти), то Q зависит в основном от соотношения L и C контура. На графиках рис.12 показано как от величины добротности меняется кривая амплитудно-частотной характеристики и соответственно полоса пропускания.

Перестраивая контур с помощью конденсатора переменной ёмкости мы естественно изменяем и добротность рис.10,12. И хотя это всё теоретически, но всё же! Стало быть и избирательность изменяется. Самая высокая в начале диапазона и низкая в конце. Но если учесть емкость антенна-заземление то изменение добротности будет не так резко изменяться. И это хоть немного, но радует!

Источник

Детектор (устройство в радиоприёмнике)

Детектор (устройство в радиоприемнике)

ДЕТЕКТОР (от латинского detector — открыватель) (радио), устройство в радиоприемнике, измерительном приборе и т.д. для различного рода преобразований электрических колебаний, например выделения модулирующего низкочастотного сигнала из высокочастотных колебаний (демодуляции).

Смотреть что такое «Детектор (устройство в радиоприёмнике)» в других словарях:

Радиоприёмник — устройство, предназначенное (в сочетании с антенной (См. Антенна)) для приёма радиосигналов или естественных радиоизлучений и преобразования их к виду, позволяющему использовать содержащуюся в них информацию. В зависимости от назначения Р … Большая советская энциклопедия

детектор — [дэтэ], а; м. [от лат. detector открыватель] 1. Радио. Устройство для преобразования электрических колебаний. 2. Физ. Прибор для обнаружения радиоактивного, теплового, светового и т.п. излучения. Д. ядерных излучений. ◁ Детекторный, ая, ое. Д.… … Энциклопедический словарь

ДЕТЕКТОР — (от лат. detector открыватель) (радио), устройство (узел) в радиоприёмнике, измерит. приборе и т. д., служащее для разл. рода преобразований электрич. колебаний (их детектирования) … Естествознание. Энциклопедический словарь

Телеграф — (Telegraph) Определение телеграфа, виды телеграфа Определение телеграфа, виды телеграфа, телеграф в наше время Содержание Содержание Определение Примитивные виды связи: огонь, дым и отражённый свет Оптический Первые шаги Гелиограф Телеграф Гука… … Энциклопедия инвестора

Когерер — Маркони, начало XX века Когерер в современном понимании это активный элемент, резистор, сопротивление которого по командам управления принимает только крайние значения. Такой элемент в радиотехнике называется ключом. В отличие от обычного… … Википедия

Радио — У этого термина существуют и другие значения, см. Радио (значения). Радио (лат. radio излучаю, испускаю лучи ← radius луч) разновидность беспроводной связи, при которой в качестве носителя сигнала используются радиоволны,… … Википедия

Пульт дистанционного управления — Пульт ДУ (ПДУ, пульт дистанционного управления; RCU, англ. remote control unit) электронное устройство для удалённого (дистанционного) управления другим электронным устройством на расстоянии. Существуют как в автономном, так и в… … Википедия

Источник

Что делает детектор в радиоприемнике

Инженер С. И. ЗИЛИТИНКЕВИЧ.

Мы знаем, что отправительные радио-телеграфные и радио-телефонные станции работают, излучая в пространство электромагнитные волны очень высокой частоты. В настоящее время широко применяются частоты от 15 тысяч до 15 миллионов периодов в секунду, что отвечает длинам волн от 20.000 до 20 м.

Приемные станции улавливают своими антеннами быстропеременные колебания электромагнитного поля, создаваемого передаточной станцией, благодаря чему у них возникает электродвижущая сила, вызывающая ток в приемном аппарате.

Так как между электродвижущей силой в антенне приемной станции и тем электромагнитным полем, которое ее вызывает, существует прямая пропорциональность, то и ток в приемном аппарате будет быстро-переменным («ток высокой частоты»), меняющимся так же, как и на отправительной станции, с частотой от 15.000 до 15.000.000 периодов в секунду.

Может ли такой ток вызвать какой-либо звуковой эффект в телефоне?

Очевидно, не может, и по целому ряду причин.

Прежде всего, для таких частот телефон представляет исключительно огромное сопротивление. Так, при сравнительно небольшой для радиотелеграфа частоте в 100.000 периодов в секунду, обычный тысячеомный телефон (т. е. телефон, имеющий 1.000 омов так называемого «омического сопротивления») будет иметь индукционное сопротивление более 100.000 омов.

Ясно, что при тех ничтожных электродвижущих силах, которые возникают в антенне приемной станции, ток в телефоне будет настолько мал, что он не сможет подействовать на его мембрану.

Но, если бы такой ток и оказался достаточно сильным для этого, мембрана телефона все же не отозвалась бы на его колебания, так как инерция мембраны слишком значительна, чтобы позволить ей колебаться с частотой десятков и сотен тысяч периодов в секунду, а тем более миллионов.

Но предположим, что мы смогли каким-либо образом преодолеть и это затруднение и сконструировали бы телефон, мембрана которого могла бы колебаться даже с такой частотой.

Однако, и это не помогло бы нам. Здесь мы встретили бы новое, на этот раз вполне неустранимое затруднение — в нашем ухе, которое не различает звуковых (воздушных) колебаний выше определенных частот.

Великий германский физик Гельмгольц определил, как высшую границу, различаемую человеческим ухом, частоту колебаний в 38.000 периодов в секунду; — при этом для отдельных людей этот верхний период может значительно понижаться.

Вообще уже к высоким звукам человеческое ухо мало чутко; самый звук для него не особенно приятен; и его воспринимание требует огромного напряжения.

Выше же указанного предела (в 38.000 периодов) — ухо не обнаруживает никаких колебаний.

Обычные же звуки, приятные и легко воспринимаемые человеком, а поэтому применяющиеся в музыке, лежат в интервале от 40 до 4.000 периодов в секунду.

Таким образом, мы видим, что уловленные из окружающего пространства приемной антенной электромагнитные колебания, превращенные ею в колебания электрического напряжения и тока в приемном аппарате, — не могут быть использованы для непосредственного воздействия на телефон, а должны быть трансформированы в колебания пониженной, как говорят, «акустической частоты«.

Эта трансформация осуществляется при помощи специальных цепей, главную роль в которых играет детектор.

За время существования радио-телеграфа применялись самые разнообразные детекторы. Вначале пользовались когерером, изобретенным Бранли и впервые примененным для радиотелеграфных целей нашим славным соотечественииком А. С. Поповым, а потом гениальным итальянским инженером Маркони.

Затем применялся электролитический детектор (Шлемильха) и магнитный детектор (Маркони), при чем последний получил значительное распространение и употреблялся дольше других.

Но эти волноуказатели целиком были вытеснены кристаллическими детекторами, представляющими собою контакт между двумя кристаллами или между кристаллом и металлом и обладающими огромными преимуществами перед предыдущими своей простотой, удобством пользования и дешевизной. Кристаллические детекторы и в настоящее время имеют самое широкое применение.

В 1904 году проф. Флемингом был изобретен его знаменитый вентиль, представляющий собой раскаленную нить, помещенную по оси полого цилиндра, расположенного в эвакуированном стеклянном сосуде. Вентиль Флеминга получил распространение на приемных станциях Компании Маркони и явился родоначальником нового наиболее совершенного радиотелеграфного детектора — трехэлектродной электронной лампы (триода 1 ).

Фиг. 1.
Зависимость электрического тока в обычном проводнике от приложенного к нему напряжения.
(Закон Ома).

Таким образом, современные приемные станции фактически пользуются только двумя родами радиотелеграфных волноуказателей — кристаллическими детекторами самых разнообразных видов и электронными лампами.

Если не говорить о специальной форме использования детекторных свойств электронной лампы — при помощи введения в цепь ее сетки небольшой емкости, шунтированной очень большим сопротивлением, — то детекторные свойства всех решительно волноуказателей основываются на том, что они не подчиняются закону Ома.

Как известно, Ом установил, что для обычных проводников между приложенной к ним разностью потенциалов (V) и вызванным этой разностью потенциалов током (I) существует прямая пропорциональность, при чем коэффициент пропорциональности носит название сопротивления проводника (R).

Таким образом, сущность закона Ома сводится к утверждению, что для обычных проводников сопротивление (R) есть величина постоянная (если не меняется температура проводника), зависящая только от свойств, размеров и температуры проводника и совершенно не зависящая от приложенного к нему напряжения.

Фиг. 2.
Зависимость электрического тока в различных когерерах от приложенного к ним напряжения.

В графической форме этот закон изображен на черт. 1, где по оси абсцисс (горизонтальная ось) отложены разности потенциалов, приложенные к проводнику (в вольтах), а по оси ординат (вертикальная ось) сила проходящего через проводник тока (в амперах или миллиамперах). Закон Ома, следовательно, устанавливает прямолинейность этой линии.

Если же мы обратимся к различным детекторам, то для этой зависимости найдем кривые, показанные на чертежах 2,3 и 4.

Эти зависимости носят название характеристик детекторов.

Таким образом, на черт. 2 мы имеем характеристики пяти различных когереров (A, B, C, C’, D) разной чувствительности.

Фиг. 3.
Зависимость электрического тока в карборундовом детекторе (для различных давлений в контакте) от приложенного к нему напряжения.

На черт. 3 нанесены характеристики карборундового детектора, изменяющего свою чувствительность в зависимости от величины давления в контакте (1 kg, 2 kg, и 3 kg).

И, наконец, на черт. 4 показаны характеристики обычной электронной лампы (французского типа), снятые для трех значений постоянного напряжения (40 вольт, 80 вольт и 120 вольт), приложенного к аноду.

Фиг. 4.
Зависимость электрического тока в обычной электронной лампе (при различных анодных потенциалах) от приложенного к сетке лампы напряжения.

Итак, характеристики всех радиотелеграфных волноуказателей (детекторов) криволинейны, и, как увидим дальше, участками наибольшей кривизны (так называемыми местами сгиба характеристики) и необходимо пользоваться для получения максимального «детекторного эффекта».

1 ) В последнее время за границей начинает распространяться четырехэлектродная электронная лампа (тетрод) — для приема и усиления радиосигналов.

Источник

Что делает детектор в радиоприемнике

Инж. С. И. ЗИЛИТИНКЕВИЧА.

Настоящая статья предназначена лишь для подготовленного читателя, и редакция предполагает и в следующих номерах отводить некоторое место для таких статей, приобщающих читателя к научной работе по радио. Инж. С. И. Зилитинкевич детально разбирает действие детектора и производит для примера полный подсчет всех величин для одного случая. Такой исчерпывающий анализ детекторного действия никем не был сделан до настоящего времени, и читатель, проштудировавший настоящую статью, разберется в самой сущности явления.

В первой половине настоящей статьи было установлено, что все так называемые радиотелеграфные волноуказатели дают резко криволинейную зависимость между приложенной к ним разностью потенциалов (V) и силой протекающего через них тока (J) (фиг. 2, 3 и 4).

Следовательно, сопротивление каждого из них не остается величиной постоянной, независимой от их электрического режима, как у омических проводников, а меняется в зависимости от этого режима, или, как говорят, является функцией режима.

Иллюстрацией этого могут служить фиг. 5 и фиг. 6.

На фиг. 5 показана зависимость сопротивления карборундового детектора, при давлении в контакте в 3 kg от приложенного к его зажимам напряжения. Эта зависимость получена из соответствующей характеристики фиг. 3 простым делением абсциссы (вольт) на ординату (амперы) каждой точки характеристики детектора.

Аналогичным образом, фиг. 6 представляет собою зависимость сопротивления трехэлектродной электронной лампы (триода) французского типа от приложенного к ее сетке напряжения. Кривая получена из соответствующей характеристики лампы, снятой при 40 вольтах на аноде (приведенной на фиг. 4).

В этом случае для нахождения сопротивления лампы при каждом значении потенциала сетки — необходимо постоянное напряжение анода (40 вольт) делить на протекающий в его цепи ток, взятый из соответствующей характеристики триода.

Фиг. 5.

Сравнение фигур 5 и 6 показывает полную идентичность в характере изменения сопротивления обоих волноуказателей. На каждой из этих кривых имеются точки особенно резкого их сгиба, которые, как это ясно будет из дальнейшего, являются точками наиболее интенсивного детекторного действия.

Для карборундового детектора такая точка имеет место при разности потенциалов на его зажимах около +1 вольта (фиг. 5), а для триода около —5 вольт на сетке (фиг. 6).

Таким образом, для того, чтобы детектор работал наилучшим образом, ему должен быть сообщен некоторый «дополнительный» (постоянный) потенциал, различный для разных детекторов, но имеющий всегда одно и то же назначение — заставить детектор работать на точке сгиба его характеристики.

Для выяснения внутренней картины детекторного действия — рассмотрим случай карборундового детектора, которому сообщен дополнительный потенциал в +1 вольт и к зажимам которого подводится переменное напряжение с амплитудой в 1 вольт, меняющееся с частотой 100.000 периодов в секунду (что соответствует длине волны в 3.000 метров).

Этот случай изображен на фиг. 7, которая представляет собою две связанных системы координат. В верхней части фигуры, в системе координат R—V (омы—вольты), показана характеристика карборундового детектора, та же, что и на фиг. 5. В нижней же части фиг. 7, в системе координат V—Т (вольты—секунды) показано приложенное к зажимам детектора напряжение, которое в каждый отдельный момент слагается из двух величин:

Фиг. 6.

1) из постоянного («дополнительного») напряжения, равного, по условию, +1 вольту,

и 2) из переменного синусоидального напряжения с амплитудой в 1 вольт и периодом ¹/₁₀₀.₀₀₀ секунды.

Таким образом, фактическая величина потенциала на детекторе в каждый отдельный момент равна длине перпендикуляра, восстановленного из данной точки оси OT до пересечения с синусоидальной кривой O‘ a₁ a₂ a₃ a₄.

Но каждому значению потенциала, как выяснилось детально выше, соответствует свое сопротивление детектора. Так, напряжению a₁, a₁‘ и т. д. соответствует сопротивление Ω₁. Напряжению a₂, a₂‘, a₂» и т. д. — соответствует сопротивление Ω₂ и т. д.

Для того, чтобы теперь найти тот ток, который в этих условиях будет проходить через детектор и который должен оказать свое действие на телефон, сделаем следующие упрощения.

Фиг. 7.

Прежде всего нам совершенно нет нужды рассматривать в дальнейшем ту часть тока, которая будет проходить через детектор, благодаря действию первого слагаемого в сумме напряжений на его зажимах, т. е. благодаря постоянному «дополнительному» напряжению, так как этот ток, в виду своего постоянства, не окажет никакого действия на телефон.

Итак в дальнейшем мы будем рассматривать только переменную составляющую детекторного напряжения, что в нашем графическом методе соответствует переходу от оси OT к оси O’t, а в математическом отношении эквивалентно общему уменьшению фактического детекторного напряжения в каждый момент на 1 вольт, при сохранении прежних значений сопротивления детектора.

Кроме того, для каждой полуволны приложенного к детектору переменного напряжения найдем среднее значение сопротивления детектора, т.-е. такое значение сопротивления, которое в среднем дает тот же ток в детекторной цепи, что и фактическое переменное сопротивление.

Согласно фиг. 7, сопротивление детектора для положительной полуволны меняется от 220 омов до 50 омов, что соответствует ординатам заштрихованной площади, находящейся вправо от оси О»t, при чем среднее значение для этих ординат равно около 100 омов.

Это значение сопротивления приблизительно совпадает с сопротивлением детектора при напряжении на его зажимах, соответствующем половине максимального, — т.-е. оно равно сопротивлению ω₂, отвечающему напряжению a₂.

Аналогично получаем для отрицательной полуволны в качестве среднего сопротивления величину в 3000 омов, равную ω₄ и соответствующую напряжению a₄.

Таким образом, характерной особенностью детектора по отношению к переменному напряжению, приложенному к его зажимам, является значительная разница в его сопротивлении для обеих полуволн напряжения.

Для рассматриваемого случая с карборундовым детектором мы получаем увеличение среднего сопротиаления со 100 Ω при положительной полуволне до 3000 Ω при отрицательной полуволне, т.-е. увеличение в 30 раз.

Собственно говоря, в этих изменениях сопротивления и заключается вся сущность детекторного действия.

Замена же действительных переменных сопротивлений детектора некоторыми средними постоянными — является тем более обоснованной, что:

1) практически имеющие место переменные напряжения в приемном аппарате очень незначительны, выражаясь весьма малыми долями вольта (обычно не более десятых и сотых вольта).

и 2) отклонение для каждой полуволны мгновенного фактического сопротивления от среднего сказывается не на детекторном эффекте в собственном смысле этого слова, а на том искажающем действии, которое данный детектор вносит в протекающий через него ток высокой частоты.

Таким образом, оперирование со средними детекторными сопротивлениями является не только вполне законным, но и весьма целесообразным при рассмотрении чистого детекторного эффекта.

Фиг. 8.

Теперь, на основании всех сделанных выше заключений, рассмотрим работу детектора для приведенных на фиг. 7 условий, которые могут быть формулированы следующим образом:

1) к зажимам детектора приложена переменная (синусоидальная) разность потенциалов с амплитудой в 1 вольт, (Фиг. 8. Система координат V_D—t)

и 2) среднее сопротивление детектора для положительной полуволны — равно 100 омам, а для отрицательной полуволны 3000 Ω. (Фиг. 8. Система координат R_D—t).

Делим теперь мгновенные значения напряжения V_D на соответствующие значения R_D (т.-е. на 100 омов или 3000 омов, соответственно полуволне) и получим значения переменного тока, протекающего через детектор. (Фиг. 8. Система координат J_D—t).

Ясно, что этот ток тоже будет переменным и в каждом полупериоде синусоидальным, но амплитуда положительного полупериода будет в 30 раз больше амплитуды отрицательного полупериода. На этом, собственно говоря, и заканчивается роль детектора в приемном контуре, а дальнейшая трансформация тока создается уже другими элементами детекторной цепи.

Как известно, включение детектора в радиотелеграфный приемник производится так, как это показано на фиг. 9.

Фиг. 9.

Здесь мы имеем приемный контур, настраиваемый в резонанс с приходящими колебаниями. К этому контуру, через так называемую «детекторную связь» (которая на фиг. 9 осуществляется автотрансформаторным способом), присоединен детекторный контур.

Последний состоит минимум из катушки связи (L), детектора (D) и телефона (T). — Обычно, для улучшения действия приемника, параллельно телефону включают блокировочный конденсатор (K_b), емкостью 2000—3000 сантиметров.

Но при рассмотрении явлений в детекторной цепи всегда необходимо иметь в виду и внутреннюю емкость самого телефона, являющуюся паразитной, но достигающую значительных размеров, особенно у высокоомных телефонов. Она может быть представлена как некоторая эквивалентная дополнительная емкость, приключенная параллельно телефону. — На фиг. 9 эта емкость обозначена буквами K_T.

Кроме того, в детекторный контур включается источник «дополнительного» напряжения (E), если это необходимо для данного детектора. При чем, как это ясно из вышеизложенного, величина и знак этого напряжения диктуются свойствами примененного детектора. (Есть детектора, не требующие дополнительного напряжения).

Фиг. 9-а.

Детекторный контур в увеличенном масштабе представлен на фиг. 9—а, где сохранены те же обозначения, что и в предыдущем случае. Вместе с тем здесь показаны и те разветвления токов, которые имеют место в детекторной цепи.

Основной ток, проходящий через детектор и обозначенный J_D, в телефонной части цепи разветвляется на 2 тока J_T и J_k, при чем, J_T есть ток постоянного направления, проходящий через магнитную катушку (самоиндукцию) телефона. А J_k является переменным током, проходящим через блокировочный конденсатор K и паразитную емкость телефона K_T.

Таким образом, мы всегда имеем равенство:

Отсюда мы видим, что детекторный ток не целиком проходит через телефон, а только часть его, представленная суммой

А другая часть его, равная J_kb проходит через блокировочный конденсатор, вовсе минуя телефон.

Но и в телефонном токе не вся вышеуказанная сумма является полезной. Часть ее (J_kT) представляет собою емкостный ток, то есть переменный ток высокой частоты. Такой ток, как мы знаем, совершенно не действует на мембрану телефона. Поэтому единственно полезной составляющей всего детекторного тока является величина J_T, от размера которой и зависит сила звука в телефоне.

Фиг. 10.

Таким образом, наиболее целесообразным при исследовании детекторного тока является разложение его на две составляющих:

1) на постоянную составляющую тока, проходящую через магнитные катушки телефона и равную J_T, и 2) на переменную составляющую тока, проходящую через емкость (параллельную магнитным катушкам телефона) и равную J_k.

Другими словами, детекторный ток разлагается на полезную составляющую J_T и бесполезную составляющую J_k.

Так как J_T есть ток одного направления, то для случая фиг. 8 он за каждый период T составляется из разности количеств электричества, определяемых заштрихованными площадями S₁ и S₂.

Если мы эту разность, равную

разделим на время одного периода T (в данном случае T = 1/100.000 секунды) то получим интересующий нас полезный телефонный ток.

Таким образом, при возникновении на зажимах карборундового детектора переменного напряжения с амплитудой в 1 вольт, через телефон пройдет ток постоянного направления силой в 2,4 миллиампера.

Полная картина распределения электрических токов, имеющих место в детекторном контуре в этом случае, представлена на фиг. 10.

Здесь в 1-ой системе координат (J_D—t) показан полный ток, протекающий через детектор (J_D).

В 3-ей же системе координат (J_T—t) показан ток, протекающий через телефон J(_T).

Так как в каждый данный момент должно иметь место равенство:

то для построения J_k, т.-е. полного емкостного тока, проходящего через параллельные телефонной самоиндукции конденсаторы, необходимо из мгновенных значений тока J_D вычесть величину тока J_T.

Результаты этого вычитания представлены во второй системе координат (J_k—t). Ток J_k в данном случае оказывается во всем подобным току J_D, но с соответственно передвинутой осью абсцисс. — Это и должно было ожидать в виду постоянства тока J_T в течение всего импульса.

Заштрихованные на чертеже поверхности S_a и S_b взаимно равны, что и должно всегда иметь место, так как полные количества электричества, протекающие через емкость в обе стороны, взаимно равны.

Более сложную — но основанную совершенно на тех же взаимоотношениях — картину представляют собой токи в различных частях детекторного контура при затухающих колебаниях.

Взаимоотношения, имеющие место в этом случае, показаны на фиг. 11.

Построение здесь произведено для детектора с сопротивлением 1000 омов при положительном полупериоде и 20.000 омов при отрицательном полупериоде напряжения.

Фиг. 11.

Как и в предыдущем случае, полный детекторный ток (J_D) разложен на ток, протекающий через телефон (J_T), и быстропеременный ток, протекающий через параллельную телефону емкость (J_k).

Как видно из чертежа 11, ток J_k в этом случае уже довольно значительно отличается от детекторного тока (J_D).

Что касается токов, отдельно протекающих через блокировочный конденсатор K_b (ток J_kb) и паразитную емкость телефона K_T (ток J_kT), то в первом приближении их можно считать подобными как друг другу, так и суммарному емкостному току L_k (фиг. 11).

Величины же токов J_kb, и J_kT — прямо пропорциональны размерам соответствующих емкостей (K_b и K_T).

Таким образом, мы видим, что роль детектора в радиоприемнике сводится к выпрямлению быстропеременных токов, создаваемых в нем электромагнитным полем отправительной станции, при чем выпрямленный ток остается все же током высокой частоты.

Только наличие в детекторном контуре значительной самоиндукции (электромагнитная обмотка телефона) дает возможность превратить этот ток в ток звуковой частоты, способный действовать на наши регистрирующие приборы, в частности на мембрану телефона (черт 11, система координат J_T—t).

Следовательно, резюмируя настоящую статью, мы с полным правом можем сказать, что

детектор это выпрямитель быстропеременных токов малой силы, а детекторный контур это система, преобразующая токи высокой частоты в пульсирующие токи звукового периода.

Источник