Забытое Кристальное Радио - Возвращение

Возможно, вас заинтересует эта статья о кристаллическом радиоприемнике в эпоху цифрового вещания и цифрового звука. Кристаллические радиоприемники были довольно популярны и играли важную роль в средствах связи с 1920-х по 1940-е годы. Число людей, использующих кварцевые радиоприемники, существенно сократилось после того, как в 1960-х годах на рынке появились транзисторные радиоприемники.

Несмотря на то, что кристаллическому радио уже сто лет, оно до сих пор является хобби в нескольких странах, где в эфире доступна средневолновая (MW) и коротковолновая (SW) передача с амплитудной модуляцией (AM).

Несколько форумов и групп кристаллического радио все еще активны, и их высокоразвитые кристаллические радиоприемники могут принимать радиостанции на расстоянии нескольких сотен километров. Поиск в Википедии, YouTube и Google дает много информации о кристаллических радиоприемниках, и это хорошее место, чтобы узнать о них больше.

Crystal Radio — пионер широко используемых радиоприемников, хотя сейчас в большинстве стран, включая Индию, о нем почти забыли. Создание кристаллического радиоприемника было захватывающим и увлекательным хобби всех радиолюбителей того времени (включая двух авторов, которые в 1960-е годы были подростками). Кристаллический радиоприемник не нуждается в батарее или питании и работает на микровольтах радиосигналов, получаемых от его антенны.

В Индии имеется более 300 средневолновых радиостанций, расположенных в крупных городах и поселках. Наличие этих радиостанций дает возможность создавать кристаллические радиоприемники для любителей электроники, в том числе школьников и студентов. Наши соседние страны, такие как Шри-Ланка, Малайзия и Сингапур, уже отключили все средневолновые станции с амплитудной модуляцией (AM) и перешли на передачу с частотной модуляцией (FM).

Таким образом, нынешним студентам, преподавателям и любителям электроники в Индии действительно повезло, поскольку они все еще могут наслаждаться удивительной мощью крошечного кристаллического радио, поскольку доступно множество AM-станций, на которые можно настроиться.

Но сколько современных любителей электроники, школьников и студентов-инженеров вообще знают об этом превосходном образце электроники, пока вопрос. Следовательно, эта статья призвана вновь представить это простое радио и возродить интерес к кристаллическому радио среди школьников и нескольких тысяч студентов-инженеров, окончивших тысячи инженерных колледжей/университетов по всей Индии. Представленные здесь схемы не являются нашими собственными, а являются повторным открытием знаний, существовавших в 1930-х годах.

Кристаллическому радиоприемнику не нужна батарея или питание, и он работает на микровольтах радиосигналов, получаемых от его антенны. Он работает круглосуточно (24 часа в сутки, 7 дней в неделю), пока передача ведется в эфире.

Конструкция кристаллического радиоприемника удивительно проста: для его изготовления требуется всего четыре компонента. Ему нужна антенна, хорошее заземление, германиевый диод и наушники с высоким сопротивлением.

Вы будете очарованы работой кварцевого радио, если живете в городе или рядом с ним, где работает радиостанция СВЧ-диапазона. Однако те, кто живет далеко от станции СВ, также могут принимать радиосигнал с помощью высокой и длинной антенны (антенны) и хорошего заземления. Хотя длинноволновые (LW) и коротковолновые (SW) кварцевые радиоприемники также были созданы несколькими людьми, в этой статье основное внимание уделяется кристаллическому радиоприемнику, который принимает передачу с амплитудной модуляцией СВЧ, поскольку у нас есть много СВЧ-станций в Индии, которые можно принимать.

Прежде чем собирать кристаллический радиоприемник, поймите, что этот кристаллический радиоприемник не имеет схемы усиления. Таким образом, выходной звук полностью зависит от того, насколько эффективны антенна и земля, а также от мощности вашей местной радиостанции и расстояния между вашим радио и передающей вышкой. Подойдет минимум 18-метровый одножильный или многожильный медный провод (14/36) или антенна из эмалированного медного провода 20SWG, установленная на открытой террасе.

Лучше узнать о мощности передачи ближайшей радиостанции. В Индии в некоторых городах, таких как Дибругарх (Ассам), Джамму, Сринагар, Нагпур, Импхал, Джаландхар, Лакхнау, есть передатчики мощностью 300 кВт, а в других городах, таких как Ахмедабад, Аллеппи, Аджмер, Бангалор, Мумбаи, Калькутта, Ченнаи, Дели, Дхарвад, Хайдарабад, Индаур, Джабалпур, Силигури, есть передатчики мощностью 200 кВт. Те, кто живет в этих городах и их окрестностях, получат хороший прием местных радиостанций с кристаллическим радио.

Кроме того, в различных городах и поселках эксплуатируются передатчики мощностью 100 кВт, 50 кВт и 20 кВт. Те, кто живет вблизи станций малой мощности (20кВт), могут использовать усилитель, описанный в этой статье. Посетите сайт www.allindiaradio.gov.in, чтобы просмотреть список всех радиостанций с указанием их мощности в киловаттах. Те, кто живет вблизи радиостанций большой мощности (300кВт или 200кВт), могут иметь антенну длиной около 20 метров (см. рис. 1). Для районов с низким энергопотреблением следует иметь более длинную антенну, длина которой может достигать 36 метров (120 футов). Если пространство является проблемой, антенный провод можно расположить в форме буквы L или U вокруг дома на максимально возможной высоте (скажем, от 6 до 9 метров), гарантируя, что провод не касается стены.
Компоненты, необходимые для кристаллического радиоприемника:

1. Хорошая антенна/антенна, изготовленная из эмалированного медного провода длиной от 18 до 36 метров (от 60 до 120 футов) (18 или 20 SWG) или изолированного медного провода (провод для подключения: 14/36) на высоте от 6 до 9 метров (от 20 до 30 футов). 2. Хорошее заземление, подключенное к металлической водопроводной трубе через кран. В последнее время для водопроводов вместо металлических труб используются трубы из ПВХ, поэтому дважды проверьте заземление if, ваш кристаллический радиоприемник не работает. При этом case точку заземления электрической розетки следует использовать с должной осторожностью. (ВНИМАНИЕ. Перед использованием заземления от сетевой розетки проконсультируйтесь с опытным инженером-электриком, поскольку неправильное подключение может быть опасным и даже смертельным!)

Чтобы использовать электрическую розетку для заземления, возьмите 3-контактную вилку и откройте ее, открутив крепежные винты. Удалите два маленьких штифта, предназначенных для «Линии» и «Нейтрали», и выбросьте их. Подключите один или два метра изолированного медного провода к более крупному и толстому контакту, предназначенному для заземления. Теперь закройте заглушку с помощью винтов. Другой конец провода необходимо подключить к точке заземления кристаллического радиоприемника, а модифицированную вилку необходимо вставить в розетку (см. фотографии модифицированной вилки на рис. 2).

3. Германиевый диод 1N34A или эквивалентный или диод Шоттки 1N5817/1N5818 (для которого потребуется гораздо более длинная антенна). Большинство диодов, продаваемых на рынках электроники как германиевые диоды 1N34A (см. рис. 3), не имеют маркировки, и многие из них на самом деле не являются 1N34A и поэтому не работают в кварцевых радиоприемниках. Диод, имеющий прямое напряжение (Vf) менее 300 мВ, работает с кварцевыми радиоприемниками, и любой диод, имеющий Vf более 300 мВ, не будет работать. Лучшим выбором является Vf от 225 до 250 мВ. Вы можете проверить Vf диода с помощью цифрового мультиметра с функцией проверки диода.

Установите переключатель switch мультиметра на символ проверки диодов. Подсоедините черный щуп мультиметра к катодной клемме диода. Катодный вывод находится на стороне с полосой черного, красного или любого другого цвета. Подключите красный щуп к другой клемме (аноду). Показания на счетчике покажут прямое напряжение. Если прямое напряжение меньше 300 мВ, вы можете использовать этот диод для своего кварцевого радиоприемника.

4. Хорошие наушники с высоким сопротивлением постоянного тока от 2000 до 4000 Ом, или наушники для стационарного телефона с сопротивлением постоянному току от 150 до 300 Ом (см. рис. 4), или наушники для MP3-плееров или мобильных телефонов с сопротивлением от 16 до 32 Ом с согласующим импедансным трансформатором (см. рис. 5 и 6). В настоящее время трудно приобрести наушники с высоким сопротивлением. Если вам повезет, вы сможете приобрести его на старьевом рынке в большом городе.

Большинство из них обычно осуждают как военные излишки, но все равно работают. Такие высокоомные наушники есть у большинства радиолюбителей. Если в наличии нет высокоомных наушников, можно использовать наушники старого типа телефонной трубки (с наборным номером) или трубку новейшего кнопочного стационарного телефона.

Чтобы использовать телефонную трубку в качестве радиоприемника Crystal Radio, перережьте провод, соединяющий трубку с основным блоком. Вы увидите четыре провода разного цвета, два из которых подключены к наушнику и два к микрофону. Не обращайте внимания на провода микрофона. Проверьте сопротивление постоянного тока между двумя проводами наушников/наушников с помощью мультиметра. Для наилучшего согласования оно должно составлять 300 Ом или выше для использования в кварцевых радиоприемниках. В нашем эксперименте наушник от кнопочной телефонной трубки с сопротивлением постоянному току 150 Ом также работал, но с меньшей громкостью по сравнению с высокоомными наушниками. Подсоедините к проводам наушников пару миниатюрных зажимов типа «крокодил», что облегчит легкое соединение с кристаллическим радиоприемником.

Если у вас нет возможности приобрести наушники с высоким сопротивлением или трубку стационарного телефона, вы можете использовать доступные в настоящее время наушники с низким сопротивлением от MP3-плеера или мобильного телефона (импеданс от 16 до 32 Ом) вместе с согласующим трансформатором сопротивления. В качестве согласующего импедансного трансформатора можно использовать общедоступный понижающий трансформатор с первичного напряжения 220 В на вторичное напряжение 9 В или 12 В, 500 мА, который используется для низковольтных источников питания.

У каждого есть наушники для мобильного телефона, которые также можно найти в свободной продаже. Выберите наушники с чувствительностью от 100 до 110 дБ/мВт. Попробуйте наушники разных марок для достижения наилучших результатов. Соедините первичную обмотку согласующего трансформатора, как на схеме, а наушник подключите ко вторичной обмотке трансформатора. Вы сможете слушать звук ближайшей станции MW.

Если у вас низкий уровень громкости в наушниках или наушниках, вы всегда можете использовать соответствующий усилитель и подключить его вместо наушников. Мини-усилитель на базе микросхемы LM386 лучше всего подходит для кварцевых радиоприемников. Он недорогой и работает от батареи от 3 до 9 В. Вы можете приобрести полностью собранный модуль усилителя LM386 (см. рис. 7) на рынке электроники или собрать его самостоятельно. Авторский прототип показан на рис. 8.

Цепь 1

В этой схеме (см. рис. 9) используются всего две части: один германиевый диод и пара или одиночные наушники с высоким сопротивлением, помимо антенны и земли, как описано ранее. Германиевый диод подключен к разъемам наушников. Катод диода подключается к длинной проводной антенне, а анод — к надежному заземлению (металлической водопроводной трубе или электрической розетке). Полярность диода не имеет решающего значения, и подключать диод можно в любом направлении, поскольку мы используем только половину выпрямленного сигнала.

Наслаждайтесь прослушиванием местной станции на высокой или низкой громкости в зависимости от длины и высоты антенны, мощности вашей местной радиостанции и того, насколько далеко вы находитесь от передатчика. Если с помощью этой схемы вам не удастся получить достаточную громкость, вы можете попробовать вторую схему с добавлением формованных индукторов.

Контур 2

Эта схема (см. рис. 10) аналогична первой схеме, но между антенной и диодом последовательно добавлен формованный дроссель емкостью 220, 330 или 470 микроГенри. Выберите любой из индукторов, который дает лучшую громкость. Поскольку дроссель помогает выбрать СВЧ-диапазон, наблюдается небольшое увеличение выходного звука.

Цепь 3

В case вы не можете приобрести наушники с высоким сопротивлением или кнопочные телефонные наушники. Вы можете использовать наушники вашего мобильного телефона или MP3-плеера с низким сопротивлением от 16 до 32 Ом вместе с описанным ранее согласующим импедансом трансформатором. Как показано на рис. 11, подключите первичную обмотку трансформатора к выводам диода, а вторичную — к наушнику. Для достижения наилучших результатов выберите наушники с чувствительностью от 100 до 110 дБ/мВт. Вы сможете слушать радио через наушники.

Цепь 4 без антенны и заземления

Вы можете заставить кварцевый радиоприемник работать даже без наружной антенны и земли, как показано на рис. 14. Это интересная схема для тех, кто не имеет достаточно места для установки длинной антенны или по каким-то причинам не желает использовать антенну и землю и при этом принимать станции.

Антенна, используемая в этой схеме, называется «Рамочная антенна». Она состоит из восьми витков многожильного соединительного провода (14/36) на отрезке 120×120 см (4×4 фута) на деревянной раме с ножками, позволяющими ей стоять на полу. Вы также можете использовать рамки меньшего размера, но чем больше размер, тем лучше выходной сигнал. На фото на рис. 12 показан кристалл-радиоприемник с использованием рамочной антенны, изготовленной авторами.

Необходимые компоненты:

Деревянная рама размером примерно 120 x 120 см с ножками.

Многожильный соединительный провод (14/36) – 40 метров

Конденсатор переменной емкости номиналом 270 пФ (двухместный) – 1

Диод 1N34A – 1 или любой германиевый диод с напряжением Vf менее 300 мВ

Перфорированная печатная плата размером 7,5×3,8 см (3×1,5 дюйма) – 1

Сделайте деревянную раму размером примерно 120×120 см с ножками, чтобы она могла стоять на полу. Прибейте четыре угла рамы железными гвоздями или шурупами длиной 10 см. Начните протягивать соединительную проволоку с узла от левого верхнего гвоздя, оставив вначале около 15 см проволоки. Сделайте восемь поворотов по часовой стрелке от левого верхнего, правого верхнего, правого нижнего, левого нижнего и обратно к левому верхнему гвоздю и оставьте дополнительные 15 см провода для подключения к схеме печатной платы. Между каждым витком оставляйте небольшой зазор от 4 до 5 мм.

Подключите контур, переменный конденсатор и диод, как показано в схеме 4. Клеммы, подключаемые к наушникам, могут быть соединены с помощью миниатюрных зажимов типа «крокодил» для легкой замены наушников с высоким сопротивлением или первичной обмотки согласующего трансформатора. Медленно настройте переменный конденсатор по или против часовой стрелки, и вы услышите звук, когда частота местной станции совпадет с емкостью. Рамочная антенна очень направленная, поэтому ее следует вращать медленно и ориентировать в направлении максимальной громкости.

Преимущество использования рамочной антенны в кристаллическом радиоприемнике заключается в том, что для нее не требуется внешняя антенна или заземление. Радиосигнал, принимаемый рамочной антенной, немного ниже, чем у внешней антенны.

Устранение неполадок

В радиоприемниках Crystal используется только антенна для приема радиосигнала и диод для исправления/преобразования радиосигнала в аудиосигнал, который можно услышать с помощью наушников. Он полностью пассивен и не содержит активных компонентов, таких как транзисторы или микросхемы, а также не использует батареи или электричество.

Следовательно, громкость, получаемая в наушниках/наушниках, относительно низкая. Чтобы правильно принимать радиостанцию, проверьте следующие пункты:

У вас есть длинная проволочная антенна длиной не менее 18 метров и высотой от 6 до 9 метров. Если вы живете в городе, где мощность радиостанции составляет 200 или 300 киловатт, наилучшие результаты дает антенна длиной 18 метров. Если вы живете в районе с низким энергопотреблением, сделайте антенну длиннее.

У вас хорошее заземление.

Диод — это сердце кристаллического радиоприемника. Убедитесь, что вы выбрали правильный тип германиевого диода. Диоды, доступные на рынке, различаются, поскольку большинство диодов, продаваемых под обозначением 1N34A, не имеют маркировки, и вы не можете быть уверены, что используете правильный диод. Отсутствие приёма местных радиостанций (несмотря на длинную антенну и хорошее заземление) во многом связано с диодом. Чтобы получить хорошие результаты, необходимо проверить прямое напряжение, как упоминалось ранее while, с помощью диода и попробовать несколько диодов. Мы использовали диод Шоттки 1N5817/5818 вместо германиевого диода и успешно принимали радиопрограммы с внешней антенной длиной более 18 метров.

В Таблице 1 показан аудиовыход, полученный от различных диодов. Выход диода подключается к цифровому мультиметру (Mastech 830L) вместо наушников и измеряется в милливольтах постоянного тока. Эти данные относятся к радиостанции Ченнаи-А (720 кГц) мощностью 200 киловатт. Кристаллическое радио находится примерно в 45 километрах от передатчика. Длина антенны 18 метров, медный эмалированный провод 20SWG. Аудиовыход, получаемый от разных диодов, может различаться в зависимости от высоты и длины внешней антенны, а также от расстояния до передатчика.

Осторожно. Существует высокая вероятность поражения электрическим током. if точка электрического заземления не определена и не используется должным образом. Начинающим экспериментаторам рекомендуется проконсультироваться с опытным инженером-электриком, прежде чем использовать заземление от сетевой розетки.

Д-р Н. Мохан вышел на пенсию с должности доцента и заведующего приборной лабораторией кафедры. ботаники, Мадрасский университет. Он увлекается радио и электроникой более 40 лет.

Проф. С. Ананти недавно ушел с должности профессора и заведующего кафедрой сетевых систем и информационных технологий Мадрасского университета.

К. Падманабхан ушел с должности профессора AC Tech и Мадрасского университета.