Все о детекторном радиоприемнике

Уважаемые участники форума!
Позвольте прервать накал эмоций и ответить на ваши вопросы и замечания (стр. 173 и 174).

Папа Карло:Что такое пикомощная лампочка? Это лампа накаливания? И про детектирование светом нельзя ли подробнее?
Как-то я себе слабо представляю лампочку накаливания мощностью в пиковатты.

Про детектирование светом, т. е. лампочкой накаливания, достаточно написано у Ротхаммеля, в разделе Антенные измерения и настройка антенн.
Там приведены схемы определения максимума ВЧ тока и максимумов и минимумов стоячей волны вдоль линии питания.

Вспомним, что лампа накаливания – резистор, который перемножает проходящий ВЧ ток «сам на себя» - накал пропорционален «мгновенный ток в квадрате».
Продукты такого теплового перемножения сразу фильтруются «RC-фильтром Нижних Теплот», где R – теплосопротивление резистора, а С – его теплоёмкость. На выходе – постоян. и перемен. составляющие: резистор нагревается до температуры покоя Тноль, вокруг которой колеблется температура в почти точном соответствии с колебаниями модулирующего электротока. (Точность зависит от глубины модуляции: если глубина 10%, то искажения 1%).

Итак, простейший в природе тепловой сихронный детектор выделил полезный сигнал! Теперь можно приклеить термопару и подключить наушники: будет ППП проще некуда, причём кпд будет не хуже, чем в примере, приведённым уважаемым VP в книге «Простые приёмники АМ» в разделе «КПД антенны».
Однако, как пишет Ротхаммель, «такие измерители довольно дороги и очень чувствительны к перегрузкам». Поэтому – ближе к свету.

Излучение света пропорц. 4-ой степени температуры, и это может сильно исказить исходный температурный «сигнал». Но при небольших смещениях температуры относительно Тноль, порядка 10%, искажения будут всего 2% - вполне Hi-Fi. Этому соответствует радиосигнал с негромкой речью или музыкой. Громкая попса, новости и реклама будут преобразованы с искажениями 20-30%, но от этого будет только польза.

В результате получаем переменный световой поток, почти точно –до 2-3% - соответствующий исходному модулирующему электросигналу.
Но, в отличие от радиосигнала, свет удобен, потому что виден глазом, и его легко «прочитают» разные фотоприёмники.

В музее Телефункена я видел корабельные детекторные приёмники е-3, е-4 и е-5 выпуска 1904-1905 годов. Внушительные устройства, размером с приличный электрощит, с рубильниками. Схема – как DeTeWe. В детекторную цепь включаются или детектор с телефонами, или лампа накаливания. И в инструкции радисту написано «в случае выхода из строя детектора, переключить рубильник на лампу и вести приём сигналов Морзе визуально.»

Интересно, что радисты – ветераны Северных конвоев (был переводчиком на их встречах) с теплотой вспоминали такие приёмники и говорили, что во время бомбёжек другого способа принять информацию, как на лампочку, и не было. И самое интересное, были такие радисты, которые по лампочке могли прочитать, как сурдопереводчики, слова говорящего в микрофон на флагмане. Это морские байки, полагаю, но они отражают действительность.

Тем, кому повезло жить в Подмосковье, в Подпетербуржье или Подворонежье, рядом с мегапередатчиками, можно поэкспериментировать: подключить к антенне фонарик, навести его на солнечную панель – и слушать Радио России о лечении мочёй броненосца со скидкой первому позвонившему.

Теперь о пикомощной лампочке. Она включена нагрузочным резистором в цепь стока МОП-полевика – усилителя ВЧ. Частота несущей – 20 МГц, напряжение на лампочке– 30-60 мкВ, ток через неё – 1-20 мкА – потому и пикомощная.
Нить накала - тонкий слой цезия на керамике. Интегрирована в высоковакуумную колбу ФЭУ, напротив 1-го катода.
Для чего такие сложности? Голландцы ответили: такой детектор прост, работает м микровольтами «в классе А» без малейших ступенек, с мощностью сигнала в пиковатты, высокое отношение сигнал/шум, малые искажение, безопасен для человека, работает хоть в Антарктике, хоть в Сахаре, хорошо переносит удары радиации и космических лучей, надёжен, обслуживать его могут даже техники из Румынии и Турции… И очень дёшев, на фоне… Для биометрических устройств такие достоинства очень важны.

ТЕХ: В 1990 году уже были МДМ-усилители.
В 1974 и в 1975 я проходил практику в Ленинградском Институте Биофизики. Уже тогда мы работали с МДМ усилителями на интегральных прецизионных японских LMках.
И МДМ, и оптопара с ФЭУ хороши в своей сфере.

vlad_petr : Лампочка для фотоумножителя- это круто..
Присоединяюсь к вашей восторженной оценке работ Столетова и изобретателей звукового кино!

ДяЛ: диод Шоттки срабатывет при низком пороге сигнала когда контур шире варежки. А чуть мы за избирательность примемся, то энергии хватит только для "Радио России"
А в учебниках радиотехники написано, что «с увеличением конструктивной добротности катушек возрастает избирательность и снижаются потери мощности в контуре».
Или эти учебники тоже переписали для экономистов и юристов?

LN: Про детектирование светом, т. е. лампочкой накаливания, достаточно написано у Ротхаммеля, в разделе Антенные измерения и настройка антенн.
Ну, как мне кажется, настройка антенн имеет весьма слабое отношение к детектированию, даже если сослаться при этом на Ротхаммеля. Там, если я правильно помню, речь идёт о настройке передающих антенн.
Действительно, телеграф с малой скоростью можно принять и на лампочку. Однако, что-либо более быстрое, вследствие естественной инерционности обычных ламп накаливания принять уже нельзя. Разве что, использовать какие-то особо тонкие и малоинерционные нити накаливания. Если, разумеется, не задумываться о том какая мощность нужна для их разогрева. На обычных лампочках примерно 100 Гц уже практически предел. Проверял это когда-то на НСМ-6-20. Меньших не было.
Приведенный вами пример усилителя биопотенциалов только подтверждает это, так как частоты биопотенциалов в большинстве случаев находятся в границах единиц - десятков Гц. Только при миографии в некоторых случаях частоты могут дойти до сотни Гц. http://www.myneuro.ru/16/16_2/16_2_2/.
А, вот цезий на керамике это очень интересно. Я думаю, что он потому и цезий и потому интегрирован в фотоумножитель, что излучал не свет, а сразу электроны, которые и благополучно умножались. Заметьте, что там, как вы пишете, есть ещё и каскад предварительного усиления, создающий необходимую мощность.
Кстати, LN, судя по вашему менторскому тону, вы видимо работаете преподавателем.

Папа Карло: Кстати, LN, судя по вашему менторскому тону, вы видимо работаете преподавателем. Именно в лучшем понимании этого слова...

Vlad_Petr: serge1: проходит двухтоновый сигнал, который иначе чем сумма прямого и задержанного в диоде (диодах) объяснить не могу. ЕСТЬ У ТЕБЯ СОЗДАННАЯ ТОБОЙ ДЛЯ ЭТИХ ТВОИХ ИЗЫСКАНИЙ ТЕМА пиши там, ТУТ НЕ ГАДЬ !...

+1. Уважаемый тёзка и земляк! здесь тема про ДЕТЕКТОРНЫЙ приЁмник. И, если Владимир Тимофеевич интеллигентный и деликатный человек, не надо оффтопить и пользоваться тем, что этот форум не модерируется. Будьте любезны - почистите по возможности свои оффтопные посты или перенесите их в соседнюю Вами же созданую тему!!!

Vlad_Petr: Папа Карло: Кстати, LN, судя по вашему менторскому тону, вы видимо работаете преподавателем. Именно в лучшем понимании этого слова...

И ещЁ плюс 1!

Ребята, давайте жить дружно! И неважно, кто где и кем работает. Без уважительного отношения друг к другу дело у нас не пойдет.

serge1: По пикам этой огибающей возможно появление более низкочастотной огибающей и далее еще более низкочастотной.
Ничего подобного! В смесителе (не детекторе!) ППП выделяется только одна звуковая частота F = fсиг-2fгет. Никакого "спектра огибающих" разного порядка там нет. Если, конечно, смеситель в нормальном линейном режиме. Если же подать на вход сигнал +80...100 дБ (это будут доли вольта...вольты), то, разумеется, на выходе смесителя будет невообразимая каша... Динамический диапазон этого ППП (лисолова), наверное, где-то около 70 дБ (специально не измерялся), и для нормальной "охоты" этого достаточно. УВЧ поставлен не для чувствительности, ее хватает, а для устранения помех от гетеродина другим участникам соревнований.

Папа Карло: Однако, что-либо более быстрое, вследствие естественной инерционности обычных ламп накаливания принять уже нельзя. Разве что, использовать какие-то особо тонкие и малоинерционные нити накаливания.
Именно так и поступил Р. О. Фессенден в 1901-м (новое - хорошо забытое старое!). Я об этом писал в статье к 100-летию радиовещания http://news.cqham.ru/articles/detail.phtml?id=773 — Bravo Ocean: "Бареттерный детектор содержал тончайшую платиновую нить, накаливаемую током от батареи. Через нее же пропускали ВЧ ток от приемной антенны. При этом нить нагревалась сильнее, ее сопротивление росло, а ток от батареи уменьшался, пропорционально силе ВЧ тока. Другими словами, использовалось свойство бареттера стабилизировать эффективное значение тока через него. Если ВЧ колебания были модулированы звуком, то телефоны в цепи батареи воспроизводили звук. Кстати, подобные детекторы (под названием "болометры") и сейчас еще используют для измерения мощности на СВЧ." Много найденных тогда материалов в статью не вошло, кто читает по английски, посмотрите замечательную статью Джона Белроуза “ Fessenden on Roanoke Island…” http://www.radiocom.net/Fessenden/FessendenRoanoke.pdf

LN: Итак, простейший в природе тепловой сихронный детектор выделил полезный сигнал! Теперь можно приклеить термопару и подключить наушники: будет ППП проще некуда
Спасибо вам за прекрасный очерк, познавательный, и с тонким юмором, но вынужден немного поправить - это будет не ППП и не синхронный детектор! Бареттер, болометр или термопара по определению идеальные квадратичные детекторы - нагрев пропорционален квадрату тока. И им абсолютно все равно, какую частоту детектировать. У них еще один крупный недостаток - при малейшей перегрузке они перегорают! Фессенден пишет, что он измучился при экспериментах на островах - его болометры горели даже от статики на антенне, в момент подключения. А тонкие нити он изготавливал сам, протравливая проволочки в кислоте. Однажды зазевался, проволочка протравилась насквозь, но оказалось, что и огрызок, опущенный в электролит, принимал радиоволны. Так случай помог ему изобрести электролитический детектор (хотя тоже надо было догадаться подключить антенну к огрызку проволочки). Не зря несколькими годами ранее Эдисон сказал: "У меня Феззи в фарфоровой чашке получит результатов больше, чем все немецкие химики..."
The hot wire barretter was a demodulating detector, invented in 1902 by Reginald Fessenden

VP: А тонкие нити он изготавливал сам, протравливая проволочки в кислоте
Платину, один самых химически стойких металлов на земле... в кислоте. Ново... Все равно что пытаться железный гвоздь в машинном масле растворять. В царской водке - поверю, только там ее съест быстрее чем Фесседен успел бы среагировать, и травилась бы там она крайне неравномерно.

Как картинку прикрепить? Есть старинное фото бареттера Фессендена. Не получается, посмотрите сами, там полный обзор по старинным детекторам: http://www.nuenergy.org/alt/RadioDetectorDevelopment.htm Описана и технология изготовления - все не так просто!

Вернитесь от платиновых проволочек к обычной элементной базе. Можно ли из обычных деталей соорудить подобное? Терморезистор + термопара? Не слишком ли инерционно? А если взять оптопару, светодиод сместить, пускай себе светит, подавать на него модулированный ВЧ сигнал, с фотодиода получится ли получить НЧ? Ну не травить же платину в кислоте, вернитесь с небес на землю.

ssv: Не слишком ли инерционно? А если взять оптопару, светодиод сместить, пускай себе светит, подавать на него модулированный ВЧ сигнал, с фотодиода получится ли получить НЧ? К сожалению, то, что мы можем применить из широкодоступного, исходно не рассчитывалось на такие малые уровни токов. Вот для недалеко расположенного мощного передатчика,- запросто!. Но исторический обзор технических решений в этой области, ИМХО весьма интересен.