Die Nummer 8 des Radio Amateur Magazins für 1924 war Losevs „Cristadine“ gewidmet. Das Wort "Cristadin" setzte sich aus den Wörtern "Kristall" und "lokaler Oszillator" zusammen, und der "Cristadineffekt" bestand darin, dass der Kristall, wenn eine negative Vorspannung an den Zinkitkristall (ZnO) angelegt wurde, begann, ungedämpfte Oszillationen zu erzeugen.
Es gab keine theoretische Begründung für die Wirkung. Losev selbst glaubte, dass der Effekt auf das Vorhandensein eines mikroskopischen "Voltaic Arc" am Kontaktpunkt des Zinkitkristalls mit dem Stahldraht zurückzuführen ist.
Die Entdeckung des "Cristadine-Effekts" eröffnete spannende Perspektiven in der Funktechnik ...
... aber es stellte sich wie immer heraus ...
1922 stellte Losev die Ergebnisse seiner Forschungen zur Verwendung eines kristallinen Detektors als Generator ungedämpfter Schwingungen vor. In der Veröffentlichung zum Thema des Berichts werden Labortestschemata und ein mathematischer Apparat zur Verarbeitung von Forschungsmaterial angegeben. Ich möchte Sie daran erinnern, dass Oleg zu diesem Zeitpunkt noch keine 19 Jahre alt war.
Die Abbildung zeigt die Testschaltung von "Cristadine" und deren für Tunneldioden typische "N-förmige" Strom-Spannungs-Kennlinie. Dass Oleg Vladimirovich Losev als erster den Tunneleffekt in Halbleitern in der Praxis anwendete, wurde erst nach dem Krieg deutlich. Dies bedeutet nicht, dass in modernen Schaltkreisen Tunneldioden weit verbreitet sind, aber eine Reihe von Lösungen für diese arbeiten erfolgreich mit Mikrowellen.
Ein neuer Durchbruch in der Funkelektronik gelang nicht: Damals widmeten sich alle Kräfte der Branche der Verbesserung der Funkröhren. Funkröhren ersetzten erfolgreich Elektroautos und Lichtbogenableiter bei der Übertragung von Funkgeräten. Lampenradios arbeiteten stetiger und wurden billiger. Daher galt „Cristadine“ für professionelle Funktechniker damals als Kuriosum: Ein Heterodyn-Empfänger ohne Lampe muss man!
Für Funkamateure erwies sich das Design des Cristadins als kompliziert: Eine Batterie war erforderlich, um den Kristall mit Vorspannung zu versorgen, ein Potentiometer war erforderlich, um die Vorspannung einzustellen, und ein weiterer Induktor war erforderlich, um nach Kristallerzeugungspunkten zu suchen.
Im NRL wurden die Schwierigkeiten des Funkamateurs gut verstanden, daher veröffentlichten sie eine Broschüre, in der das Design des Cristadins und das Design des Shaposhnikov-Empfängers zusammen veröffentlicht wurden. Zuerst stellten Funkamateure Shaposhnikovs Empfänger her und ergänzten ihn dann mit „Cristadine“ als Funksignalverstärker oder Lokaloszillator.
Ein bisschen Theorie
Zum Zeitpunkt der Veröffentlichung des Cristadin-Designs gab es bereits alle Arten von Radios:
1. Detektorfunkgeräte, einschließlich Empfänger mit direkter Verstärkung.
2. Heterodyn-Funkempfänger (auch als Direktumwandlungsempfänger bezeichnet).
3. Überlagerungsfunkempfänger.
4. Regenerative Radios, inkl. "Autodyne" und "Synchrodine".
Das einfachste der Radios war und ist ein Detektor:
Der Detektorempfänger arbeitet äußerst einfach: Wenn eine negative Trägerhalbwelle in der L1C1-Schaltung ausgewählt wird, bleibt der Widerstand des Detektors VD1 hoch, und wenn er positiv ist, nimmt er ab, d.h. Detektor VD1 "öffnet". Beim Empfang von amplitudenmodulierten Signalen (AM) mit dem "offenen" Detektor VD1 wird der Sperrkondensator C2 aufgeladen, der nach "geschlossenem" Detektor über die BF-Telefone entladen wird.
Die Grafiken zeigen den Prozess der Demodulation des AM-Signals in den Detektorempfängern.
Die Nachteile des Detektorfunks ergeben sich aus der Beschreibung des Wirkungsprinzips: Es kann kein Signal empfangen, dessen Leistung nicht ausreicht, um den Detektor zu „öffnen“.
Um die Empfindlichkeit zu erhöhen, wurden in den Eingangsresonanzkreisen der Detektorempfänger aktiv "Selbstinduktions" -Spulen verwendet, die mit einem dicken Kupferdraht auf Papphüllen mit großem Durchmesser gewickelt waren. Solche Induktoren haben einen hohen Qualitätsfaktor, d.h. das Verhältnis von Reaktanz zu aktiv. Dies ermöglichte es, beim Einstellen der Schaltung auf Resonanz die EMK des empfangenen Funksignals zu erhöhen.
Eine andere Möglichkeit, die Empfindlichkeit des Detektorfunkgeräts zu erhöhen, ist die Verwendung eines lokalen Oszillators: Das auf die Trägerfrequenz abgestimmte Signal des Generators wird in die Eingangsschaltung des Empfängers „eingemischt“. Der Detektor "öffnet" in diesem Fall nicht mit einem schwachen Trägersignal, sondern mit einem starken Generatorsignal. Der Überlagerungsempfang wurde bereits vor der Erfindung von Funkröhren und Kristalldetektoren geöffnet und wird noch verwendet.
"Kristadin", das als lokaler Oszillator verwendet wird, ist in der Figur durch den Buchstaben "a" angegeben, der Buchstabe "b" bezeichnet einen herkömmlichen Detektorempfänger.
Ein wesentlicher Nachteil des Empfangs des lokalen Oszillators war das Pfeifen, das aufgrund der "Schwebungen der Frequenzen" des lokalen Oszillators und des Trägers auftrat. Dieser „Nachteil“ wurde übrigens aktiv genutzt, um einen Funktelegraphen (CW) „nach Gehör“ zu empfangen, wenn der lokale Oszillator des Empfängers auf eine Frequenz von 600 bis 800 Hz von der Senderfrequenz eingestellt war und wenn die Taste gedrückt wurde, erschien ein Tonsignal in den Telefonen.
Ein weiterer Nachteil des Überlagerungsempfangs war die merkliche periodische "Dämpfung" des Signals, wenn die Frequenzen zusammenfielen, aber die Phasen des lokalen Oszillators und des Trägers nicht zusammenfielen. Regenerative Röhrenfunkempfänger (Reinartz-Empfänger), die Mitte der 1920er-Jahre an der Spitze standen, wurden dieses Nachteils beraubt. Auch bei ihnen war alles nicht einfach, aber das ist eine andere Geschichte ...
Über "Superheterodine" ist zu erwähnen, dass es erst ab Mitte der 30er Jahre wirtschaftlich machbar wurde, sie herzustellen. Derzeit sind „Superheterodine“ noch weit verbreitet (im Gegensatz zu „Regeneratoren“ und „Detektoren“), werden jedoch aktiv durch Überlagerungsgeräte mit Software-Signalverarbeitung (SDR) ersetzt.
Wer ist Herr Lossev?
Die Geschichte des Auftretens von Oleg Losev im Radiolabor von Nischni Nowgorod begann in Tver, wo der junge Mann nach einem Vortrag des Leiters der Radioempfangsstation in Tver, Hauptmann Leshchinsky, das Radio aufleuchtete.
Nach dem Abitur besucht der junge Mann das Moskauer Institut für Kommunikation, kommt aber irgendwie in Nischni Nowgorod an und versucht, eine Stelle im NRL zu bekommen, wo er per Kurier gebracht wird. Es gibt nicht genug Geld, man muss auf der Landung im NRL schlafen, aber das ist kein Hindernis für Oleg. Er erforscht physikalische Prozesse in kristallinen Detektoren.
Die Kollegen glaubten, dass Prof. Prof. V.K. Lebedinsky, den er damals in Tver kennengelernt hat. Der Professor wählte Losev aus und sprach gern mit ihm über Forschungsthemen. Wladimir Konstantinowitsch war ausnahmslos wohlwollend, rücksichtsvoll und gab viele Ratschläge, die als Fragen getarnt waren.
Oleg Vladimirovich Losev widmete sein ganzes Leben der Wissenschaft. Lieber alleine arbeiten. Ohne Mitautoren veröffentlicht. Ich war in der Ehe nicht glücklich. 1928 zog er nach Leningrad. Er arbeitete bei der TsRL. Arbeitete mit ac. Joffe. Wurde Ph.D. "Durch die Gesamtheit der Arbeit." Er starb 1942 im belagerten Leningrad.
Aus der Sammlung "Nischni Nowgorod - Pioniere der sowjetischen Funktechnik" über Losevs "Cristadins":
Oleg Vladimirovichs Forschung war zunächst technischer und sogar amateurhafter Natur, aber sie erlangten Weltruhm, indem sie in einem Detektor aus Zinkit (Mineral Zinkoxid) mit einer Stahlspitze die Fähigkeit entdeckten, ungedämpfte Schwingungen in Funkschaltungen anzuregen. Dieses Prinzip bildete die Grundlage eines schlauchlosen Funkgeräts mit Verstärkung eines Signals mit den Eigenschaften einer Röhre. 1922 wurde er im Ausland als "Cristadin" (kristallines Heterodyn) bezeichnet.
Der Autor ist nicht nur auf die Entdeckung dieses Phänomens und das Design des Empfängers beschränkt, sondern entwickelt auch eine Methode zur künstlichen Verfeinerung von Zinkitkristallen zweiter Klasse (durch Umschmelzen im Lichtbogen) und sucht nach einer vereinfachten Methode zum Auffinden aktiver Punkte auf der Kristalloberfläche zum Berühren der Spitze, die eine Schwingungsanregung ermöglichten.
Die Aufgaben, die sich in diesem Fall stellten, hatten keine triviale Lösung; es war notwendig, in den noch unentwickelten Bereichen der Physik zu forschen; Amateurfunkausfälle stimulierten die physikalische Forschung. Es wurde Physik komplett angewendet. Die einfachste Erklärung für das Phänomen der Schwingungserzeugung, das dann auftrat, war sein Zusammenhang mit dem thermischen Widerstandskoeffizienten des Zinkitdetektors, der sich erwartungsgemäß als negativ herausstellte.
Verwendete Quellen:
1. Losev OV An den Ursprüngen der Halbleitertechnologie. Ausgewählte Werke - L.: Nauka, 1972
2. "Radio Amateur", 1924, Nr. 8
3. Ostroumov B.A. Pioniere der sowjetischen Funktechnik in Nischni Nowgorod - L.: Nauka, 1966
4.
www.museum.unn.ru/managfs/index.phtml?id=135. Polyakov V.T. Funktechnik. Einfache Empfänger von AM-Signalen - M .: DMK Press, 2001
Andere Zykluspublikationen:
1.
Nischni Nowgorod Funklabor und Amateurfunkkommunikation auf HF2.
Radiolabor von Nischni Nowgorod und Radios auf Basis von Kristalldetektoren3.
Radiolabor von Nischni Nowgorod und Losevs "Cristadins"