Самодельный детекторный приемник — как сделать

Детекторный AM-приемник теория и практика Записки программиста

Детекторный AM-приемник: теория и практика

16 декабря 2019

Существует много различных схем радиоприемников. В современной электронике нередко используется супергетеродинный приемник с несколькими преобразованиями сигнала в сигнал промежуточной частоты (ПЧ). Также бывают, например, радиоприемники прямого преобразования и регенеративные приемники. Но, будучи начинающим радиолюбителем, я решил начать изучение приемников с наиболее простой схемы — детекторного приемника.

Теория

Так выглядит схема простейшего детекторного AM-приемника:

Антенна подключается к разъему J1. L1 и C1 представляют собой уже знакомый нам полосно-пропускающий фильтр. С его помощью производится настройка на интересующую частоту и подавление всех остальных частот. Германиевый диод D1 работает, как выпрямитель. В былые времена вместо диодов использовались кристаллические детекторы (crystal detector). Отсюда схема и получила свое название, детекторный приемник (crystal radio).

Далее с диода сигнал поступает на резистор R1 и пьезоэлектрические наушники, подключаемые к разъему J2. Пьезоэлектрические наушники обладают очень высоким сопротивлением (мегаомы), а также обладают емкостью (десятки-сотни пикофарад). Вместе вся конструкция работает, как фильтр нижних частот. То есть, она пропускает нижние частоты, коими на выходе диода является интересующий нас звуковой сигнал, и отрезает высокочастотную составляющую. R1 типично используют номиналом 22-82 кОм.

Вместо пьезоэлектрических наушников также допускается использовать высокоомные электромагнитные наушники. Такие наушники имеют сравнительно низкое сопротивление (килоомы) и не проявляют емкостных свойств. Поэтому при их использовании резистор R1 заменяют на конденсатор номиналом 500-2000 пФ. В итоге схема получается аналогичной. Стоит отметить, что электромагнитные наушники в наше время стоят заметно дороже пьезоэлектрических.

Можно заметить, что схема не имеет какого-либо питания. Для работы ей достаточно энергии самих электромагнитных волн. Но чтобы фокус удался, в схеме обязательно должен использоваться германиевый диод 1N34 или аналогичный, а также высокоомные наушники. Обычные низкоомные наушники не годятся, потому что приемнику не хватит энергии их раскачать. В более сложных вариантах детекторного приемника могут применяться транзисторные усилители (соответственно, нужно питание), каскады из нескольких фильтров, и так далее. Однако в рамках этой статьи будет рассмотрена только базовая схема.

Примечание: Тема германиевых диодов и российских аналогов 1N34 ранее поднималась в заметке Собираем индикатор напряженности поля.

Практика

Было решено изготовить детекторный приемник на интервал частот где-то от 7 до 8 МГц. Во-первых, в этот интервал попадает радиолюбительский диапазон 40 метров (7.0-7.2 МГц), и у меня есть на него несколько неплохих антенн. Во-вторых, в интервале 7.2-7.45 МГц находится широковещательный диапазон 41 метр. По опыту работы в эфире мне известно, что ночью на нем много мощных AM-станций, проходящих с уровнем S9+30 и выше.

Вот что у меня получилось в итоге:

Можно заметить, что схема несколько раз перепаивалась и переклеивалась. Связано это с тем, что вообще-то детекторные приемники довольно капризны. Как результат, было проведено немало времени за экспериментами с различными катушками и конденсаторами. Ниже описан наилучший вариант, который мне удалось получить.

Я использовал переменный конденсатор на 12-365 пФ и катушку индуктивности на

7.3 мкГн с 12-ю отводами. Последняя, как обычно, была рассчитана при помощи coil32.ru. В качестве каркаса был использован кусок трубы ПВХ диаметром 16 мм. Намотка производилась эмалированным проводом толщиной 0.6 мм. Сначала (начиная от земли) я сделал 3 витка и первый отвод. Затем по отводу через каждые 2 витка. Таким образом, на 6-м отводе (13-ый виток) катушка имеет индуктивность около 3 мкГн, при которой приемник должен без проблем попадать в интересующий интервал частот:

В цепи всегда присутствуют паразитная емкость и другие нежелательные эффекты, индуктивность катушки редко идеально совпадает с расчетной, и так далее. Поэтому нужен некоторый запас по емкости и большое число отводов у катушки, чтобы иметь неплохие шансы все эти эффекты скомпенсировать.

Пьезоэлектрический динамик как на фото можно найти на eBay по запросам вроде «crystal earphone» или «piezoelectric earphone». Его цена вместе с доставкой составляет не более 10$. Прочие компоненты и их номиналы были описаны выше по тексту.

Полученные результаты

Начнем с чего-нибудь попроще. Подключим к приемнику телескопическую штыревую антеннку длиной около полуметра. С ее помощью можно уверено принимать сигнал в AM или CW, передаваемый с мощностью 5 Вт при помощи собственного трансивера на находящуюся неподалеку КВ-антенну. Неэффективная приемная антенна использована намеренно, для аттенюации сигнала. В итоге эксперимент более-менее аналогичен приему на эффективную полноразмерную антенну реальной AM-станции, передающей сигнал с мощностью, измеряемой киловаттами. При кручении ручек приемника сигнал исчезает. Выглядит так, как если бы полосно-пропускающий фильтр работал должным образом.

Читайте также:  Жена Дениса Никифорова - фото, биография, личная жизнь, дети - Мужья и жены звезд

Затем я попробовал принять сигнал от трансивера на полноразмерную КВ-антенну, установленную от передающей антенны на расстоянии около 20 метров. В итоге даже сигнал с минимальным уровнем 5 Вт оказался слишком сильным. Приемник слышит его практически при любом положении ручек, а динамик довольно быстро залипает и перестает передавать звук. В моем случае, спустя несколько минут он отлипал обратно. Но вообще, много раз повторять такой эксперимент я бы не советовал.

Наконец, попробуем принять какую-нибудь широковещательную AM-станцию. Тут есть пара тонкостей.

Первая состоит в том, что приемник имеет не очень понятно какой импеданс. Если подключить к нему 50-иомный коаксиальный кабель, идущий к согласованной антенне, то шансы принять какую-либо станцию будут не велики. Большая часть принятой энергии отразится от приемника и уйдет обратно в антенну. Кроме того, часть энергии потеряется в кабеле и в согласующем устройстве, ежели такое используется. По этой причине детекторные приемники обычно подключают напрямую (без СУ) к антенне «длинный провод». Импеданс все еще никак не согласован, но по крайней мере мы избавились от лишних потерь в кабеле и СУ. За счет этого повышаются шансы что-нибудь принять.

Вторая тонкость вот какая. Лучше всего проводить тестирование где-нибудь в деревне, как это делал я, или даже в лесу. Этим также увеличиваются шансы принять какие-нибудь станции. Дело в том, что на коротких волнах уровень шума очень высок в черте города. Чем дальше вы от крупных городов, тем ниже уровень шума, тем больше отношение сигнал/шум, и тем лучше слышен сигнал.

«Длинного провода» у меня сейчас нет, и делать его специально под детекторный приемник не хотелось. Вместо этого я подключил приемник к своей антенне delta loop. При этом согласующее устройство антенны лежало в сторонке и в эксперименте не участвовало. Ночью, когда открывается дальнее прохождение, принимается множество радиостанций. На удивление громко слышна речь на разных языках, некоторые из которых я не могу распознать, а также музыка из самых отдаленных уголков Земли. Неплохо для цепи, состоящей всего из пяти компонентов!

В принципе, днем тоже слышны какие-то радиостанции. Но их меньше, и уровень сигнала намного ниже. Если попытаться использовать ту же delta loop с согласующим устройством и коаксиальным кабелем, то ничего не слышно ни ночью, ни днем. Точнее, какое-то слабое присутствие вроде как есть, но разборчивость нулевая.

Заключение

Подведем итоги. Сигнал передавали? Передавали. Приемник его принимал? Принимал. Дальние AM-станции слышали? Слышали. Считаю, что работающий AM-приемник засчитан. Да, он совсем простенький. Но как познавательный эксперимент такой приемник имеет безусловную ценность. Понимание принципов его работы пригодится при изготовлении более сложных приемников.

А доводилось ли вам делать радиоприемники и если да, то по какой схеме вы их делали?

Простейший детекторный радиоприемник

Радио было изобретено 7 мая 1895г. , в этот день на заседании Русского физико-химического общества А.С. Попов выступил с демонстрацией средства для сигнализации с помощью электромагнитных волн. А уже 24 марта 1896г. он продемонстировал первый телеграфный аппарат.

Детекторный радио приемник самый простой в изготовлении, его можно собрать буквально за несколько минут. Электропитание данному устройству не требуется. Работает он в диапазоне ДВ, СВ (длинных и средних волн). Ниже приведена схема устройства.

Рекомендации по сборке устройства

Для изготовления детекторного радио приемника необходимо сделать катушку L1, она наматывается любым проводом покрытым изоляционным материалом (например ПЭВ1, ПЫВ-2, ПБД) диаметром от 0,2 до 0,3 мм, на оправке диаметром 15…20 мм из диэлектрического материала. Оправку можно изготовить самостоятельно из бумаги или взять подходящую. Полиэтиленовые пакеты или фольга для приготовления часто намотана на картонное основание диаметром 20 мм. Катушка содержит 250…300 витков, с отводами через каждые 50…60 витков в виде скруток. Наматывать следует в один слой, виток к витку. Для того, чтобы витки не спадали их следует фиксировать резинкой или термоклеем в начале катушки, в конце, а также в местах отводов. Параллельно катушке припаивается германиевый диод V1 серии Д2 или Д9 с любым буквенным индексом и высокоомные головные телефоны ТОН-2 или ТА-4 (их можно найти в старых телефонных трубках).После этого подключаем внешнюю антенну и заземление. Детекторный радиоприемник собран.

Читайте также:  Система освещения автомобиля устройство и принцип работы

Настройка приемника

Настройка на радиостанцию осуществляется путем подключения витков катушки, чем больше длина волны радиостанции, тем больше витков катушки нам необходимо. Для более комфортной и точной настройки на волну радиостанции следует подключить переменный конденсатор С1 ёмкостью от 3000 до 3300 пФ.

Если захочется подключить к данному радиоприемник внешний усилитель, то головные телефоны следует заменить на резистор сопротивлением от 10 до 15 кОм и уже от него подавать сигнал на усилитель.

Недостатки данного приемника

  1. Перемещение по диапазону осуществляется скачкообразно, из за этого точность настройки на определенную частоту не высока;
  2. Из за непосредственного подключения к колебательному контуру антенны может прослушиваться одновременно две радиостанции близких по частоте

Для устранения первого недостатка включается конденсатор С1, а для устранения второго недостатка в цепь между антенной и колебательным контуром включается конденсатор емкостью от 47 до 150 пФ как показано на рисунке ниже. При этом часть обмоток катушки окажутся не нужными.

Усовершенствование катушки

В таких приемниках целесообразнее использовать малогабаритные контурные катушки с высокочастотным сердечником из феррита, что повышает их добротность, и позволяет изменять их индуктивность. На рисунке ниже приведен пример таких катушек.

Для изготовления таких катушек нам понадобится стержневой феррит марки 400НН или 600НН, длиной от 50 до 60 мм. На ферритовом стержне клеится бумажный каркас, так чтобы будующую катушку можно было перемещать по стержню. Чем ближе катушка к центру стержня, тем больше ее индуктивность. Катушка для средних волн (СВ) должна содержать 80…90 витков провода марки ПЭВ-1, диаметром 0,15…0,2 мм в один ряд, виток к витку. Катушка для длинных волн (ДВ) изготавливается из того же провода, что и для СВ но должна содержать 250…260 витков намотанных четырьмя-пятью секциями по равному числу витков. Такая намотка катушек уменьшает ее собственную емкость.

Благодаря этой модернизации мы можем производить грубую настройку конденсатором С1 а точную путем перемещения катушки по ферритовому стержню.

На этом все. Если у Вас есть замечания или предложения по данной статье, прошу написать администратору сайта.

Список используемой литературы: Борисов В.Г. «Кружок радиотехнического конструирования»

Нижегородская радиолаборатория и радиоприёмники на кристаллических детекторах

Середина двадцатых годов прошлого века – очень непростой и противоречивый период истории нашей страны. Люди ещё не оправились от ужасов гражданской войны, жизнь была небогатой, но уже началось покорение Арктики, авиаторы и аэронавты штурмовали «пятый океан», стремительно происходила электрификация и радиофикация страны.

На повестку дня выносилось освоение космоса: в 1922 году писатель А.Н. Толстой публикует роман «Аэлита (Закат Марса)». В этом романе два землянина, инженер Лось и красноармеец Гусев, на ракете летят на Марс, обнаруживают на Марсе развитую технологическую цивилизацию и устраивают там «пролетарскую революцию».

Каждый мальчишка (да и девчонки не отставали) хотел быть лётчиком или моряком. Дети и подростки занимались в судомодельных, авиамодельных, и радиокружках, чтобы быть на острие прогресса.

Капитана Гаттераса оболью я кислым квасом

Перенесёмся в московский двор середины двадцатых годов. Молодой человек криминальных наклонностей наблюдает через окно за пионером Митей Стрельниковым. Митя отложил в сторону научно-фантастический роман Жюля Верна об отважном покорителе Северного полюса капитане Джоне Гаттерасе, чтобы послушать трансляцию этой книги по радио на детекторный приёмник, который Митя собрал в пенале.

Молодой человек криминальных наклонностей – гроза двора Васька Табуреткин намерен совершить хулиганские действия с применением технических средств. И для этого у него есть дорогой радиоприёмник на двух лампах.

Вот трансляция началась. Радиолюбители, затаив дыхание, слушают про приключения на Крайнем Севере, но в радиопередачу врывается Васькин голос: «Гренландия… Чепухляндия… Капитана Гаттераса… облить кислым квасом…» А получается у Васьки Табуреткина это так: он громко орёт весь этот вздор на свой радиоприёмник, а радиоприёмник передаёт его в эфир!

Подобное поведение возмутило пионера Митю Стрельникова. Он идёт по квартирам дома, где живёт. Взрослые радиолюбители идти на бой с хулиганом не хотят, но во дворе собирается группа из двенадцати юных радиолюбителей, мальчиков и девочек.

Хоть они все и побаиваются Табуреткина, но зло жестоко наказывается, и радиохулиганский приёмник погибает под упавшим на него комодом.

Что это было

Впервые рассказ был опубликован под названием «Радиовредитель» в 1928 году в «Красной газете». В собрания сочинений А.Н. Толстого он входит уже как «Рассказ о капитане Гаттерасе, о Мите Стрельникове, о хулигане Ваське Табуреткине и о злом коте Хаме». Рассказ является яркой иллюстрацией истории развития массового радиолюбительского движения в СССР. В этом движении участвовали не только трудящиеся, но даже, как вы видите, «деклассированный элемент» Васька Табуреткин!

Читайте также:  Иномарки с самым большим клиренсом до 1 млн рублей - – автомобильный журнал

Какую конкретно модель радиоприёмника использовал Васька, установить по тексту не удаётся. Скорее всего, приёмник был регенеративным, и вёл передачу за счёт микрофонного эффекта ламп или шасси. Постукивая по такому приёмнику чем-нибудь тяжёлым, Васька вполне мог бы передавать сообщения и азбукой Морзе, если бы умел.

Митин приёмник, скорее всего, был собран по схеме из журнала «Радиолюбитель» №3, 1924. Чтобы принимать в Москве радиостанцию им. Коминтерна, чувствительности такого приёмника было вполне достаточно.

Чтобы реализовать вышеприведённую схему, нужно было обладать минимальными слесарными навыками и суметь самостоятельно выплавить кристалл.

Кристалл для детектора выплавлялся из смеси свинцовых опилок с серой в пробирке. Полученный кристалл крепился на подключенное к заземлению основание, а верхняя часть кристалла аккуратно скалывалась. Затем в процессе настройки в место скола тыкали острым графитовым стержнем или стальной иглой, подключенными к антенне, до тех пор, пока не появлялся приём.

Радиолюбители нуждались в конструкции, содержащей минимум электронных компонентов, но обладающей при этом хорошей чувствительностью.

В то суровое время такие компоненты, как резисторы и конденсаторы, не говоря уже о катушках индуктивности, изготавливались радиолюбителями самостоятельно. Катушки индуктивности наматывались на картонные каркасы звонковым проводом. Резисторы изготавливались из карандашных грифелей или нихромовой проволоки. Конденсаторы собирались из листочков оловянной фольги (станиоля), проложенных пропитанной парафином бумагой.

Особые сложности возникали при изготовлении конденсаторов переменной ёмкости. Тут требовались хорошие слесарные навыки и оборудование.

Детекторный приёмник системы инженера Шапошникова

Описание приёмника, не содержащего конденсатор переменной ёмкости, было опубликовано в журнале «Радиолюбитель» №7, 1924. Входные резонансные цепи приёмника перестраивались с помощью вариометра: катушки индуктивности особой конструкции.

ВНИМАНИЕ! ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПРОВОДОВ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЕЙ В КАЧЕСТВЕ АНТЕННЫ ОПАСНО ДЛЯ ЖИЗНИ!

Автором этого приёмника был сотрудник Нижегородской радиолаборатории Сергей Иванович Шапошников.

Основной задачей Нижегородской радиолаборатории на тот момент была разработка радиоламп большой мощности для нужд радиовещания, но сотрудники НРЛ знали, что без массового распространения радиоприёмников работа их смысла не имеет.

Инженеру Шапошникову удалось разработать конструкцию радиоприёмника, который обладал не только хорошими техническими характеристиками, но и хорошей повторяемостью. Что и обеспечило этому «детектору» высокую популярность.

В дальнейшем схема многократно переиздавалась. При повторении конструкции многие радиолюбители параллельно вариометру подключали конденсатор, превращая его в канонический LC-контур.

Из сборника «Нижегородские пионеры советской радиотехники» про приёмник Шапошникова:

«…он разработал, изготовил, проверил и подробно описал упрощённую конструкцию детекторного радиоприёмника с галенитом, который мог изготовить собственными силами почти каждый радиолюбитель. Из покупных деталей для этого достаточно было обзавестись обычным или лучше головным телефоном. Всё остальное можно было с полной уверенностью в успехе сделать своими руками по точным указаниям, данным Сергеем Ивановичем.

…Описание «приёмника Шапошникова», получившего известность во всем Союзе, лаборатория выпустила несколькими изданиями в виде отдельной брошюры. Была отпечатана даже открытка с изображением схемы приёмника и с её техническими параметрами. Потом это описание перешло и в широкую популярную радиолюбительскую литературу.

Почти все радиолюбители того времени начинали своё практическое изучение радиотехники с изготовления приёмника Шапошникова и с собственных опытов по его усовершенствованию».

А тем временем.

А тем временем готовился к изданию журнал «Радиолюбитель» посвященный «кристадину» Лосева, ещё одного сотрудника Нижегородской радиолаборатории. Но это уже другая история…

Вместо эпилога

Радиолюбители из рассказа А.Н. Толстого после расправы над Васькой Табуреткиным станут «ловить волны то из Берлина, то из Стокгольма, то из Лондона, то из Москвы».

Толстой Алексей Николаевич (1883 — 1945) — «красный граф», трижды лауреат Сталинской премии подружится с М.А. Бонч-Бруевичем. Об этом напишет в своей книге Э.Т. Кренкель.

Шапошников Сергей Иванович (1887 — 1960) — опубликует в журнале «Радиолюбитель» цикл статей о радиолюбительских измерениях. В 1928 году в процессе слияния НРЛ с ЦРЛ переедет в Ленинград. Будет награждён орденом Трудового Красного Знамени, а затем и орденом Ленина.

От автора

Исторический очерк создавался по мотивам следующих материалов:

1. Толстой А.Н. Рассказ о капитане Гаттерасе, о Мите Стрельникове, о хулигане Ваське Табуреткине и о злом коте Хаме. Собрание сочинений в 8 томах. — М.: Правда, 1972
2. «Радиолюбитель», 1924, №3
3. «Радиолюбитель», 1924, №7
4. ru.wikipedia.org/wiki/Толстой,_Алексей_Николаевич
5. Остроумов Б. А. Нижегородские пионеры советской радиотехники – Л.: Наука, 1966
6. www.museum.unn.ru/managfs/index.phtml?id=13

Хоть жанр исторического очерка и не подразумевает объяснения работы того или иного технического решения, в следующей статье цикла будут кратко описаны принципы действия детекторного и гетеродинного приёмников. Без подобных описаний говорить о «Кристадине» Лосева будет очень сложно.

Ссылка на основную публикацию
Сабвуфер своими руками для дома — схемы и подробная инструкция
Короб для сабвуфера своими руками Надоело слушать противное звучание своих старых колонок, которые совершенно не отображают качество? Тогда задумайтесь надо...
Российский Haval F7 платформа от WEY, мокрые сцепления от Герхарда Хеннинга и заграничная сталь — –
Технический обзор Haval F7 - Auto People На Московском Международном Автосалоне прошла премьера нового китайского кроссовера Haval F7. По заверению...
Российский вездеход Шаман технические характеристики, цена, видео
Русский монстр «Шаман» проедет везде ТЕХНОЛОГИИ, ИНЖИНИРИНГ, ИННОВАЦИИ Измеритель диаметра, измеритель эксцентриситета, автоматизация, ГИС, моделирование, разработка программного обеспечения и электроники,...
Сагудай из щуки что за блюдо и каким способом готовится
Сагудай» рецепт Из какой рыбы необходимо готовить? Если делаем классический сагудай, рецепт содержит указание на то, что использоваться должна только...
Adblock detector