Ein Kristallradioempfänger, auch genannt einen Kristallsatz oder den Schnurrhaar-Empfänger der Katze, ist ein sehr einfacher Radioempfänger, der in den frühen Tagen des Radios populär ist. Es braucht keine Batterie oder Macht-Quelle und läuft auf der Macht, die von Funkwellen durch eine lange Leitungsantenne erhalten ist. Es bekommt seinen Namen von seinem wichtigsten Bestandteil, der als ein Kristallentdecker ursprünglich bekannt ist, der mit einem Stück von kristallenem Mineral wie Galenit gemacht ist. Dieser Bestandteil wird jetzt eine Diode genannt.

Übersicht

Kristallradios sind der einfachste Typ des Radioempfängers und können mit einigen billigen Teilen wie eine Antenne-Leitung handgefertigt sein, Rolle der Kupferleitung, des Kristallentdeckers und der Ohrhörer abstimmend. Sie sind von gewöhnlichen Radios verschieden, weil sie passive Empfänger sind, während andere Radios eine getrennte Quelle der elektrischen Macht wie eine Batterie oder die Hauptmacht verwenden, das schwache Radiosignal von der Antenne zu verstärken, so ist es lauter. So erzeugen Kristallsätze ziemlich schwachen Ton und müssen mit Ohrhörern zugehört werden, und können nur Stationen innerhalb einer beschränkten Reihe aufnehmen.

Das Korrigieren-Eigentum von Kristallen wurde 1874 von Karl Ferdinand Braun entdeckt, und Kristallentdecker wurden entwickelt und haben für Radioempfänger 1904 durch Jagadish Chandra Bose, G. W. Pickard und andere gegolten. Kristallradios waren der erste weit verwendete Typ des Radioempfängers und der während des Radiotelegrafie-Zeitalters verwendete Haupttyp. Verkauft und selbst gemacht durch die Millionen war das billige und zuverlässige Kristallradio eine größere treibende Kraft in der Einführung des Radios zum Publikum, zur Entwicklung des Radios als ein Unterhaltungsmedium 1920 beitragend.

Ungefähr nach 1920 wurden Kristallsätze durch die ersten ausführlicher erläuternden Empfänger ersetzt, die Vakuumtuben (Audione) verwendet haben, und veraltet für den kommerziellen Gebrauch geworden sind. Jedoch haben sie fortgesetzt, von Hobbyisten, Jugendgruppen und den Pfadfindern als eine Weise gebaut zu werden, über die Technologie des Radios zu erfahren. Heute werden sie noch als Bildungsgeräte verkauft, und es gibt Gruppen von ihrem Aufbau gewidmeten Anhängern, die Konkurrenzen halten, die die Leistung ihrer hausgebauten Designs vergleichen.

Kristallradios können entworfen werden, um fast jedes Radiofrequenzband zu empfangen, aber die meisten empfangen das Sendungsband von AM. Einige empfangen das internationale 49-Meter-Kurzwellenband, aber starke Signale sind erforderlich. Die ersten Kristallsätze haben Radiotelegrafie-Signale erhalten, die durch Sender der Funken-Lücke an Frequenzen mindestens 20 Kilohertz übertragen sind.

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Wie es arbeitet

Von einem Kristallradio kann als ein auf seine Hauptsache reduzierter Radioempfänger gedacht werden. Es besteht an einem Minimum dieser Bestandteile:

• Eine Antenne, um die Funkwellen aufzunehmen und sie zu elektrischen Strömen umzuwandeln.
• Ein abgestimmter Stromkreis, um das Signal der Radiostation auszuwählen, die aus allen durch die Antenne erhaltenen Signalen zu erhalten ist. Das besteht aus einer Rolle der Leitung genannt einen Induktor oder Rolle und einen Kondensator verbunden zusammen, ein abstimmend, oder von denen beide regulierbar ist und verwendet werden kann, um verschiedene Stationen einzuschalten. In einigen Stromkreisen wird ein Kondensator nicht verwendet, weil die Antenne auch als der Kondensator dient. Der abgestimmte Stromkreis hat eine natürliche Resonanzfrequenz, und erlaubt Radiosignalen an dieser Frequenz zu gehen, während er Signale an allen anderen Frequenzen zurückweist.
• Ein Halbleiter-Kristallentdecker, der das Audiosignal (Modulation) aus der Radiofrequenztransportunternehmen-Welle herauszieht. Es tut das, indem es nur Strom erlaubt wird, es in einer Richtung durchzuführen, Hälfte der Schwingungen der Funkwelle blockierend. Das berichtigt die Wechselstrom-Funkwelle zu einem pulsierenden direkten Strom, dessen sich Kraft mit dem Audiosignal ändert. Dieser Strom kann umgewandelt werden, um durch den Ohrhörer zu klingen. Frühe Sätze haben einen Schnurrhaar-Entdecker einer Katze, eine feine Leitung verwendet, die die Oberfläche eines Kieselsteins von kristallenem Mineral wie Galenit berührt. Es war dieser Bestandteil, der Kristallsätzen ihren Namen gegeben hat.
• Ein Ohrhörer, um das Audiosignal zu Schallwellen umzuwandeln, so können sie gehört werden. Die niedrige von Kristallradios erzeugte Macht ist ungenügend, um einen unverstärkten Lautsprecher anzutreiben, so werden Ohrhörer verwendet.

Die gesunde durch den Ohrhörer eines Kristallsatzes erzeugte Macht kommt allein aus der Radiostation, die über die durch die Antenne aufgenommenen Funkwellen wird empfängt. Die Macht hat sich durch Empfang-Antenne-Abnahmen mit dem Quadrat seiner Entfernung vom Radiosender erholt. Sogar für einen mächtigen kommerziellen Rundfunksender, wenn es mehr ist als einige Meilen vom Empfänger, ist die durch die Antenne erhaltene Macht, normalerweise gemessene in Mikrowatt oder nanowatts sehr klein. In modernen Kristallsätzen so schwache Signale wie können 50 picowatts an der Antenne gehört werden. Kristallradios können solche schwachen Signale erhalten, ohne Erweiterung nur wegen der großen Empfindlichkeit des menschlichen Hörens zu verwenden, das Töne mit einer Macht von nur 10 W/cm entdecken kann. Deshalb müssen Kristallempfänger entworfen werden, um die Energie von den Funkwellen in den Ton so effizient umzuwandeln, wie möglich. Trotzdem sind sie gewöhnlich im Stande, nur nahe gelegene Stationen innerhalb von Entfernungen von ungefähr 25 Meilen für Rundfunkstationen von AM zu erhalten, obwohl die während des Radiotelegrafie-Zeitalters verwendeten Radiotelegraphy-Signale an Hunderten von Meilen erhalten werden konnten, und Kristallempfänger sogar für die transozeanische Kommunikation während dieser Periode verwendet wurden.

Passive Empfänger-Entwicklung wurde mit dem Advent von zuverlässigen Vakuumtuben 1920 aufgegeben, und nachfolgende Kristallradioforschung war die Arbeit von Radiobastlern und Hobbyisten. Viele verschiedene Stromkreise sind verwendet worden. Die folgenden Abteilungen besprechen die Teile eines Kristallradios im größeren Detail.

Antenne

Die Antenne wandelt die Energie in den elektromagnetischen Funkwellen um, die es zu einem abwechselnden elektrischen Strom in der Antenne schlagen, die mit der stimmenden Rolle verbunden wird. Seitdem in einem Kristallradio kommt die ganze Macht aus der Antenne, es ist wichtig, dass die Antenne so viel Macht von der Funkwelle wie möglich sammelt. Je größer eine Antenne, desto mehr Macht es abfangen kann. Außerdem sind Antennen am effizientesten, wenn ihre Länge einem Vielfache einer Viertel-Wellenlänge der Funkwellen nah ist, erhalten sie. Da die Länge der mit Kristallradios verwendeten Wellen sehr lang ist (Sendungsband-Wellen von AM sind 182-566 M oder 597-1857 ft. lange) die Antenne wird so lange wie möglich, aus einer langen Leitung, im Gegensatz zu den Peitsche-Antennen oder ferrite loopstick in modernen Radios verwendete Antennen gemacht.

Ernste Kristallradiohobbyisten verwenden "umgekehrten L" und "T"-Typ-Antennen, aus Hunderten von Füßen der Leitung aufgehoben so hoch bestehend, wie möglich zwischen Gebäuden oder Bäumen mit einer Futter-Leitung, die im Zentrum oder an einem Ende beigefügt ist, unten zum Empfänger führend. Jedoch öfter werden zufällige Längen der Leitung, die Fenster baumeln lässt, verwendet. Eine populäre Praxis in frühen Tagen (besonders unter Bewohnern der Wohnung) sollte vorhandene große Metallgegenstände, wie Sprungfedern, Feuertreppen und Stacheldraht-Zäune als Antennen verwenden.

Boden

Die mit Kristallempfängern verwendeten Leitungsantennen sind Monopol-Antennen, die ihre Produktionsstromspannung in Bezug auf den Boden entwickeln. Sie verlangen einen Rückstromkreis, der mit dem Boden (Erde) verbunden ist, so dass der Strom von der Antenne, nach dem Durchführen des Empfängers, in den Boden fließen kann. Der Erdungsdraht wird einem Heizkörper, einer Huka oder einem in den Boden gesteuerten Metallanteil beigefügt. Ein guter Boden ist für Kristallsätze wichtiger als für angetriebene Empfänger, weil Kristallsätze niedrig Scheinwiderstand eingegeben haben, um Macht effizient von der Antenne, so bedeutende aktuelle Flüsse im Stromkreis der Antenne/Bodens zu übertragen. Eine niedrige Widerstand-Boden-Verbindung (vorzugsweise unter 25 Ω) ist notwendig, weil jeder Widerstand im Boden Macht von der Antenne zerstreut. Im Gegensatz sind moderne Empfänger Stromspannungsbediente Geräte, mit dem hohen Eingangsscheinwiderstand, den so kleinen aktuellen Flüssen im Stromkreis der Antenne/Bodens. Außerdem sind Hauptleitungen gerast Empfänger werden entsprechend durch ihre Macht-Schnuren niedergelegt.

Abgestimmter Stromkreis

Der abgestimmte Stromkreis, aus der Rolle und dem Kondensator bestehend, handelt als ein Resonator, der einer Stimmgabel für Schallwellen analog ist. Elektrische Anklage fließt schnell hin und her zwischen den Tellern des Kondensators durch die Rolle, an der Frequenz des Radiosignals schwingend. Es hat einen hohen Scheinwiderstand an der Frequenz des gewünschten Radiosignals, aber ein niedriger Scheinwiderstand an allen anderen Frequenzen, so wird das gewünschte Signal zum Entdecker verzichtet, der über den abgestimmten Stromkreis verbunden wird, während die anderen Signale gekurzschlossen werden, um sich zu gründen. Die Frequenz der erhaltenen Station ist die Resonanzfrequenz f des abgestimmten Stromkreises, der durch die Kapazität C des Kondensators und der Induktanz L der Rolle bestimmt ist:

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In billigen Sätzen hatte der Induktor einen gleitenden Frühlingskontakt, der gegen den windings gedrückt hat und auf und ab in der Rolle gleiten lassen werden konnte, um eine größere oder kleinere Zahl von Umdrehungen der Rolle in den Stromkreis zu erlauben, die Induktanz ändernd, verschiedene Stationen einzuschalten. Wechselweise wird ein variabler Kondensator verwendet, um das Radio statt der Rolle abzustimmen. Einige moderne Kristallsätze verwenden eine ferrite stimmende Kernrolle, in der der Kern auf einer Gewindewelle bestiegen wird und ein Knopf die Welle dreht, den Kern in und aus der Rolle bewegend, die Induktanz durch das Ändern der magnetischen Durchdringbarkeit ändernd.

Die Antenne ist ein integraler Bestandteil des abgestimmten Stromkreises, und seine Reaktanz trägt zu Bestimmung der Resonanzfrequenz bei. Die Antenne handelt gewöhnlich als ein Kondensator, weil Antennen kürzer als eine Viertel-Wellenlänge kapazitive Reaktanz haben. Viele frühe Kristallsätze hatten keinen Abstimmkondensator, und haben sich stattdessen auf die Kapazität verlassen, die der Leitungsantenne (zusätzlich zur bedeutenden parasitischen Kapazität in der Rolle selbst) innewohnend ist, um den abgestimmten Stromkreis mit der Rolle zu bilden.

Die frühsten Kristallempfänger hatten keinen abgestimmten Stromkreis überhaupt, und haben gerade aus einem Kristallentdecker bestanden, der zwischen der Antenne und dem Boden, mit einem Ohrhörer darüber verbunden ist. Seitdem dieser Stromkreis an irgendwelchen frequenzauswählenden Elementen außer der breiten Klangfülle der Antenne Mangel gehabt hat, hatte es wenig Fähigkeit, unerwünschte Stationen zurückzuweisen, so wurden alle Stationen innerhalb eines breiten Bandes von Frequenzen im Ohrhörer gehört (in der Praxis, ertränkt das stärkste gewöhnlich andere). Es wurde in den frühsten Tagen des Radios verwendet, als nur eine oder zwei Stationen innerhalb einer beschränkten Reihe eines Kristallsatzes waren.

Das Scheinwiderstand-Zusammenbringen

Ein wichtiger im Kristallradiodesign verwendeter Grundsatz, um maximale Macht zum Ohrhörer zu übertragen, ist das Scheinwiderstand-Zusammenbringen. Die maximale Macht wird von einem Teil eines Stromkreises zu einem anderen übertragen, wenn der Scheinwiderstand (Widerstand) der zwei Stromkreise gleich ist. Jedoch in Kristallsätzen ist der Scheinwiderstand des Systems des Antenne-Bodens (ungefähr 10-200 Ohm) gewöhnlich niedriger als der Scheinwiderstand des abgestimmten Stromkreises des Empfängers (Tausende von Ohm an der Klangfülle), und ändert sich auch abhängig von der Qualität des Bodens, Länge der Antenne, und worauf Frequenz der Empfänger im Band abgestimmt wird. Deshalb in besseren Empfänger-Stromkreisen, um den Antenne-Scheinwiderstand zum Scheinwiderstand des Empfängers zu vergleichen, wurde die Antenne über nur einen Teil der Umdrehungen der stimmenden Rolle verbunden. Das hat die Rolle als ein Scheinwiderstand handeln lassen, der Transformator (in einer Autotransformator-Verbindung) zusätzlich zu seiner stimmenden Funktion vergleicht. Der hohe Scheinwiderstand des abgestimmten Stromkreises wurde unten durch einen der Quadratwurzel des Windungszahlverhältnisses gleichen Faktor umgestaltet (die Zahl von Umdrehungen die Antenne wurde über, zur Gesamtzahl von Umdrehungen der Rolle verbunden), um den Antenne-Scheinwiderstand zu vergleichen. Im "zwei-slider" Stromkreis, der während des Radiozeitalters populär ist, wurden sowohl die Antenne als auch der Entdecker-Stromkreis der Rolle mit dem Schieben von Kontakten beigefügt, (interaktive) Anpassung sowohl der Resonanzfrequenz als auch des Windungszahlverhältnisses erlaubend. Wechselweise wurde ein Mehrpositionsschalter verwendet, um Klapse auf der Rolle auszuwählen. Diese Steuerungen wurden angepasst, bis die Station am lautesten im Ohrhörer geklungen hat.

Der andere Platz-Scheinwiderstand, der zusammenpasst, wurde häufig verwendet war zwischen der stimmenden Rolle und dem Kristallstromkreis des Entdeckers/Ohrhörers, um den Scheinwiderstand des Entdeckers zu vergleichen. Um das zu vollbringen, wurde der Entdecker wie die Antenne, mit einem Klaps auf der Rolle verbunden. Das hat auch die Selektivität des Empfängers (sieh unten) verbessert.

Problem der Selektivität

Einer der Nachteile von Kristallsätzen ist, dass sie für die Einmischung von Stationen nahe in der Frequenz zur gewünschten Station verwundbar sind; sie haben niedrige Selektivität. Häufig werden zwei oder mehr Stationen gleichzeitig gehört. Das ist, weil der einfache abgestimmte Stromkreis nahe gelegene Signale gut nicht zurückweist; es erlaubt durch ein breites Band von Frequenzen, d. h. es hat eine große Bandbreite (niedriger Q Faktor) im Vergleich zu modernen Empfängern. Das war ein schlechteres Problem während des Radiozeitalters, weil die Sender der Funken-Lücke des Zeitalters viel breitere Bandbreite-Signale erzeugt haben als moderne Sender, die Einmischung über die Frequenzen anderer Stationen ausbreiten. Der abgestimmte Stromkreis hatte breite Bandbreite, weil der darüber verbundene Kristallentdecker relativ niedrigen Widerstand hatte, der den abgestimmten Stromkreis "geladen" hat, die Schwingungen befeuchtend, seinen Q reduzierend. In vielen Stromkreisen solcher als und wurde die Selektivität durch das Anschließen des Entdeckers und Ohrhörer-Stromkreises zu einem Klaps über nur einen Bruchteil der Umdrehungen der Rolle verbessert. Das hat das Scheinwiderstand-Laden des abgestimmten Stromkreises, sowie die Besserung des Scheinwiderstand-Matchs mit dem Entdecker reduziert (sieh oben).

Induktiv verbundene Empfänger

In hoch entwickelteren Kristallempfängern wurde die stimmende Rolle durch einen regulierbaren Luftkernantenne-Kopplungstransformator ersetzt, der die Selektivität durch eine Technik genannt lose Kopplung verbessert hat. Das hat aus zwei magnetisch verbundenen Rollen der Leitung, eine (die Vorwahl,) beigefügt der Antenne und dem Boden und dem anderen (das sekundäre,) beigefügt dem Rest des Stromkreises bestanden. Der Strom von der Antenne hat ein magnetisches Wechselfeld in der primären Rolle geschaffen, die eine Stromspannung in der sekundären Rolle veranlasst hat, die berichtigt wurde und den Ohrhörer angetrieben hat. Jede der Rollen hat als ein abgestimmter Stromkreis fungiert, der auf die Frequenz der Station abgestimmt wurde: Die primäre Rolle hat mit der Kapazität der Antenne (oder manchmal ein anderer Kondensator,) mitgeschwungen, und das sekundäre hat mit dem Abstimmkondensator mitgeschwungen. Die zwei Stromkreise haben aufeinander gewirkt, um einen widerhallenden Transformator zu bilden. Wenn man die Kopplung zwischen den Rollen reduziert, indem man sie so weniger vom magnetischen Feld davon physisch trennt, schneidet man den anderen durch (das Reduzieren der gegenseitigen Induktanz), engt die Bandbreite ein, auf viel schärfere, auswählendere Einstimmung hinauslaufend, als ein einzelner abgestimmter Stromkreis. Jedoch hat das einen Umtausch eingeschlossen; losere Kopplung hat auch den Betrag des Signals reduziert, das den Transformator durchbringt. So wurde der Transformator mit der regulierbaren Kopplung gemacht. Ein Typ üblich in frühen Tagen, genannt eine "lose Kopplung", hat aus einer kleineren Rolle innerhalb einer größeren Rolle bestanden. Die kleinere Rolle wurde auf einem Gestell bestiegen, so konnte sie geradlinig in oder aus je größere Rolle gleiten lassen werden. Wenn auf Einmischung gestoßen wurde, desto kleinere Rolle weiter aus dem größeren gleiten lassen würde, die Kopplung lösend und die Bandbreite einengend, um das Störsignal zurückzuweisen.

Der Antenne-Kopplungstransformator hat auch als ein Scheinwiderstand fungiert, der Transformator vergleicht, um den Antenne-Scheinwiderstand zum Rest des Stromkreises zu vergleichen. Ein oder beide der Rollen hatte gewöhnlich mehrere Klapse, die mit einem Schalter ausgewählt werden konnten, um das Windungszahlverhältnis anzupassen.

Kopplungstransformatoren waren schwierig sich anzupassen, weil die drei Anpassungen, die Einstimmung des primären Stromkreises, die Einstimmung des sekundären Stromkreises, und die Kopplung, alle interaktiv waren, und das Ändern von demjenigen andere betroffen hat.

Kristallentdecker

In frühen Sätzen war das ein Schnurrhaar-Entdecker einer Katze, eine feine Metallleitung auf einem regulierbaren Arm, der die Oberfläche eines Kristalls eines Halbleiten-Minerals berührt hat. Das hat eine grobe nicht stabile Halbleiter-Diode gebildet (Diode von Schottky), der Strom erlaubt hat, besser in einer Richtung zu fließen, als in der entgegengesetzten Richtung. Moderne Kristallsätze verwenden moderne Halbleiter-Dioden. Der Entdecker hat das Wechselstrom-Radiosignal zu einem pulsierenden direkten Strom berichtigt, der das darauf beeindruckte Audiomodulationssignal hatte, so konnte es umgewandelt werden, um durch den Ohrhörer zu klingen, der der Reihe nach (oder manchmal in der Parallele) mit dem Entdecker verbunden wurde.

Der Richtstrom vom Entdecker hatte noch Radiofrequenzpulse vom Transportunternehmen darin, das gut durch die hohe Induktanz der Ohrhörer nicht gegangen ist. Ein kleiner Kondensator, genannt einen Blockieren- oder Umleitungskondensator, wurde häufig über die Ohrhörer-Terminals gelegt, um diese Pulse um den Ohrhörer zu umgehen, um sich zu gründen, obwohl die Ohrhörer-Schnur gewöhnlich genug Kapazität hatte, dass dieser Bestandteil weggelassen werden konnte.

In einem Schnurrhaar-Entdecker einer Katze haben nur bestimmte Seiten auf der Kristalloberfläche als das Korrigieren von Verbindungspunkten fungiert, und das Gerät war zum Druck des Kristallleitungskontakts sehr empfindlich, der durch das geringste Vibrieren gestört werden konnte. Deshalb musste ein verwendbarer Kontakt-Punkt durch die Probe und den Fehler vor jedem Gebrauch gefunden werden. Der Maschinenbediener hat die Leitung über die Kristalloberfläche geschleppt, bis eine Radiostation oder "statische" Töne in den Ohrhörern gehört wurden. Eine alternative Anpassungsmethode war, einen batterieangetriebenen dem Erdungsdraht beigefügten Summer zu verwenden, um ein Testsignal zur Verfügung zu stellen. Der Funken an den elektrischen Kontakten des Summers hat als ein schwacher Radiosender so gedient, als der Entdecker begonnen hat zu arbeiten, konnte das Summen in den Ohrhörern gehört werden, und der Summer wurde dann abgedreht.

Galenit (Leitungssulfid) war wahrscheinlich der allgemeinste in den Schnurrhaar-Entdeckern der Katze verwendete Kristall, aber verschiedene andere Typen von Kristallen wurden auch, wie Eisenpyrit (Das Gold des Dummkopfs, FeS), Silikon, molybdenite (MoS), Silikonkarbid (Karborundum, SiC), und ein zincite-bornite (ZnO-CuFeS) Kristall-zu-Kristall-Verbindungspunkt handelsgenannt Perikon verwendet. Kristallradios sind auch mit dem Korrigieren von Verbindungspunkten gemacht worden, die von einer Vielfalt von allgemeinen Gegenständen, wie blaue Stahlrasierklingen und Bleistifte, rostige Nadeln improvisiert sind, und Pennies In diesen, eine Halbleiten-Schicht von Oxyd oder Sulfid auf der Metalloberfläche ist gewöhnlich für die Korrigieren-Handlung verantwortlich.

In modernen Sätzen wird eine Halbleiter-Diode verwendet, der viel zuverlässiger ist als ein Schnurrhaar-Entdecker einer Katze und keine Anpassungen verlangt. Germaniumdioden (oder manchmal Dioden von Schottky) werden statt Silikondioden verwendet, weil ihr niedrigerer Vorwärtsspannungsabfall (grob 0.3V im Vergleich zu 0.6V) sie empfindlicher macht.

Alle Halbleiter-Entdecker fungieren eher ineffizient in Kristallempfängern, weil der niedrige Stromspannungssignalpegel zu niedrig ist, um auf viel Unterschied zwischen der besseren Vorwärtsleitung hinauszulaufen und schwächere Leitung umzukehren. Neigung kann den Betriebspunkt der Diode höher auf der Entdeckungskurve bewegen, um mehr Signalstromspannung auf Kosten von weniger Signalstrom (höherer Scheinwiderstand) zu erzeugen. Es gibt eine Grenze zum Vorteil, den das abhängig von den anderen Scheinwiderständen des Radios erzeugt. Um die Empfindlichkeit von einigen der frühen Kristallentdecker wie Silikonkarbid zu verbessern, wurde eine kleine Vorwärtsneigungsstromspannung über den Entdecker durch eine Batterie und potentiometer angewandt. Diese verbesserte Empfindlichkeit durch das Bewegen des Gleichstromes Betriebspunkt zu einem wünschenswerteren mit der Stromspannung aktuellen Betriebspunkt (Scheinwiderstand) auf der I-V-Kurve des Verbindungspunkts.

Ohrhörer

Die Voraussetzungen für in Kristallsätzen verwendete Ohrhörer sind von mit der modernen Audioausrüstung verwendeten Ohrhörern verschieden. Sie müssen beim Umwandeln der elektrischen Signalenergie zu Schallwellen effizient sein, während die meisten modernen Ohrhörer für die hohe Treue-Fortpflanzung des Tons entworfen werden. In frühen Homebuilt-Sätzen waren die Ohrhörer der kostspieligste Bestandteil.

Die frühen mit Radiozeitalter-Kristallsätzen verwendeten Ohrhörer hatten bewegende Eisentreiber, die ähnlich zu Lautsprechern gearbeitet haben. Jeder Bügel hat eine Magnet-Wunde mit Rollen der Leitung enthalten, um einen Elektromagneten mit Polen in der Nähe von einem Stahldiaphragma zu bilden. Als das Audiosignal vom Radio durch den windings des Elektromagneten passiert wurde, hat es ein unterschiedliches magnetisches Feld geschaffen, das das Diaphragma angezogen hat, es veranlassend, zu vibrieren. Die Vibrationen des Diaphragmas haben gestoßen und haben im Rundfunk davor gezogen, Schallwellen schaffend. In der Telefonarbeit verwendete Standardkopfhörer hatten einen niedrigen Scheinwiderstand, häufig 75 Ω, und haben aktueller verlangt, als ein Kristallradio liefern konnte, so war der mit Radios verwendete Typ Wunde mit mehr Umdrehungen der feineren Leitung und hatte einen Scheinwiderstand von 2000-8000 Ω.

Moderne Kristallsätze verwenden piezoelektrische Kristallbügel, die viel empfindlicher und auch kleiner sind. Sie bestehen aus einem piezoelektrischen Kristall mit Elektroden, die jeder Seite beigefügt sind, die an ein leichtes Diaphragma geklebt ist. Wenn das Audiosignal von der Radioanlage auf die Elektroden angewandt wird, veranlasst es den Kristall, zu vibrieren, das Diaphragma vibrieren lassend. Kristallohrhörer werden entworfen, weil Ohr knospt, die direkt in den Ohr-Kanal des Trägers, Kopplung der Ton effizienter zum Trommelfell zustopfen. Ihr Widerstand, ist normalerweise megohms viel höher, so "laden" sie den abgestimmten Stromkreis nicht; die Erhöhung der Selektivität des Empfängers. Jedoch schafft der höhere Widerstand des Ohrhörers, in der Parallele mit seiner Kapazität von ungefähr 9 pF, einen niedrigen Pass-Filter, der die höheren Audiofrequenzen entfernt, verdrehend oder den Ton beseitigend. So ist ein Umleitungskondensator nicht erforderlich (obwohl in der Praxis ein kleiner ungefähr 680pFd dazu. 001 uFd wird häufig verwendet, um zu helfen, Qualität zu verbessern), und stattdessen muss ein 10-100 KΩ Widerstand über den Eingang des Ohrhörers hinzugefügt werden.

Moderner niedriger Scheinwiderstand (8 Ω) Ohrhörer können unmodifiziert in Kristallsätzen nicht verwendet werden, weil der Empfänger genug Strom nicht erzeugt, um sie zu steuern. Sie werden manchmal durch das Hinzufügen eines Audiotransformators verwendet, um ihren Scheinwiderstand mit dem höheren Scheinwiderstand des Stromkreises zu vergleichen.

Geschichte

Kristallradio wurde durch einen langen erfunden, verdunkeln Sie teilweise Kette von Entdeckungen gegen Ende des 19. Jahrhunderts, das sich allmählich zu immer praktischeren Radioempfängern am Anfang des 20. Jahrhunderts entwickelt hat; und setzt den Ursprung des Feldes der Elektronik ein. Der frühste praktische Gebrauch des Kristallradios sollte Morsezeichen-Coderadiosignale erhalten, die von frühen Amateurradioexperimentatoren übersandt sind, die sehr starke Sender der Funken-Lücke verwenden. Da sich Elektronik entwickelt hat, hat die Fähigkeit, Stimmensignale durch das Radio zu senden, eine technologische Explosion in den Jahren 1920 verursacht das hat ins heutige Radio Sendeindustrie entwickelt.

Frühe Jahre

Frühe Radiotelegrafie hat Funken-Lücke und Kreisbogen-Sender sowie Hochfrequenzwechselstromgeneratoren verwendet, die an Radiofrequenzen laufen. Zuerst wurde ein Branley Fritter verwendet, um die Anwesenheit eines Radiosignals anzuzeigen. Jedoch haben diese an der Empfindlichkeit Mangel gehabt, um schwache Signale umzuwandeln.

Am Anfang des 20. Jahrhunderts haben verschiedene Forscher entdeckt, dass bestimmte metallische Minerale, wie Galenit, verwendet werden konnten, um Radiosignale zu entdecken.

1901 hat Herr Jagadish Chandra Bose für ein US-Patent für "Ein Gerät abgelegt, um Elektrische Störungen Zu entdecken", die den Gebrauch eines Galenit-Kristalls erwähnt haben; das wurde 1904, #755840 gewährt. Jedoch sind seine Arbeit und das Patent, etwas unbemerkt in der wissenschaftlichen Westwelt gegangen, weil am 30. August 1906 Greenleaf Whittier Pickard ein Patent für einen Silikonkristallentdecker abgelegt hat, der am 20. November 1906 gewährt wurde. Der Entdecker von Pickard war Revolutionär, in dem er gefunden hat, dass eine feine spitze Leitung, die als ein Schnurrhaar einer "Katze" im feinen Kontakt mit einem Mineral bekannt ist, die beste Halbleiter-Wirkung erzeugt hat. Ein Kristallentdecker schließt einen Kristall, eine spezielle dünne Leitung ein, die sich mit dem Kristall und dem Standplatz in Verbindung setzt, der die Bestandteile im Platz hält. Der allgemeinste verwendete Kristall ist ein kleines Stück des Galenits; Pyrit wurde auch häufig verwendet, weil es ein leichter angepasstes und stabiles Mineral, und ziemlich genügend für städtische Signalkräfte war. Mehrere andere Minerale haben auch als Entdecker eine gute Leistung gebracht. Ein anderer Vorteil von Kristallen war, dass sie abgestimmte Signale des Umfangs demodulieren konnten. Diese Weise wurde in Sprechfunkgeräten verwendet und Stimme und Musik für ein öffentliches Publikum zu übertragen. Kristallsätze haben eine billige und technologisch einfache Methode vertreten, diese Signale zu erhalten, als das embryonische Radio Sendeindustrie begann zu wachsen.

1922 (dann genannt) hat das amerikanische Büro von Standards eine Veröffentlichung genannt der Aufbau und die Operation eines Einfachen Selbst gemachten Radios veröffentlicht, das Ausrüstung Erhält. Dieser Artikel hat gezeigt, wie fast jede Familie, die ein Mitglied hat, das mit einfachen Werkzeugen handlich war, ein Radio und Melodie machen konnte, um Preise, Zeit, Nachrichten und die Oper abzuwettern, abzuschneiden. Dieses Design war im Holen des Radios zur breiten Öffentlichkeit bedeutend. NBS ist dem mit einer auswählenderen Zweikreisversion, Aufbau und Operation eines Zweikreisradios gefolgt, das Ausrüstung Mit dem Kristallentdecker Erhält, der dasselbe Jahr veröffentlicht wurde und noch oft von Anhängern heute gebaut wird.

Die 1920er Jahre und die 1930er Jahre

Am Anfang des 20. Jahrhunderts hat Radio wenig kommerziellen Nutzen gehabt, und Radioexperimentieren war ein Hobby für viele Menschen.

. Einige Historiker denken, dass der Herbst 1920 der Anfang des kommerziellen Radios ist, das zu Unterhaltungszwecken sendet. Pittsburgh, Pennsylvanien, Station KDKA, der von Westinghouse besessen ist, hat seine Lizenz vom USA-Handelsministerium gerade rechtzeitig erhalten, um den Harding-Steuermann Präsidentenwahlumsatz zu übertragen. Zusätzlich zum Melden auf speziellen Ereignissen waren Sendungen Bauern von Getreide-Preisberichten ein wichtiger öffentlicher Dienst in den frühen Tagen des Radios.

1921 waren fabrikgemachte Radios sehr teuer. Seitdem sich weniger reichliche Familien nicht leisten konnten, sich ein zu bekennen, haben Zeitungen und Zeitschriften Artikel fortgesetzt, wie man ein Kristallradio mit allgemeinen Haushaltssachen baut. Um die Kosten zu minimieren, haben viele der Pläne angedeutet, die stimmende Rolle auf leeren Pappe-Behältern wie Hafergrütze-Kästen zu winden, die ein allgemeines Fundament für selbst gemachte Radios geworden sind.

Verstärker von Valveless

Ein "Kohlenstoff-Verstärker", aus einem Kohlenstoff-Mikrofon und einem elektromagnetischen Bügel bestehend, der eine allgemeine Membran und Fall teilt. Das wurde in der Telefonindustrie und in Hörgeräten fast seit der Erfindung von beiden Bestandteilen und lange vor Vakuumtuben verwendet. Das konnte sogleich gekauft oder von Überschusstelefonteilen für den Gebrauch mit einem Kristallradio gemacht werden. Verschieden von Vakuumtuben konnte es mit nur einem Leuchtfeuer oder Autobatterie laufen und hatte eine unbestimmte Lebenszeit.

Crystodyne

Am Anfang der 1920er Jahre Russland, das durch den Bürgerkrieg verwüstet ist, experimentierte Oleg Losev mit der Verwendung von Stromspannungsneigungen zu verschiedenen Arten von Kristallen für die Fertigung von Radioentdeckern. Das Ergebnis war - mit einem zincyte (Zinkoxyd) Kristall erstaunlich er hat Erweiterung gewonnen. Das war negatives Widerstand-Phänomen wenige Jahrzehnte vor der Tunneldiode. Nach den ersten Experimenten hat er verbessernde und superheterodyne Empfänger und sogar Sender gebaut. Jedoch wurde diese Entdeckung von Behörden nicht unterstützt und bald vergessen, und kein Gerät wurde in der Massenmenge außer einigen Beispielen für die Forschung erzeugt.

Crystodyne wurde in primitiven Bedingungen erzeugt; es kann in einer ländlichen Schmiede - verschieden von Vakuumtuben und modernen Halbleiter-Geräten gemacht werden.

Die 1940er Jahre

Als Verbündete Truppen in der Nähe von Anzio, Italien während des Frühlings 1944 gehalten wurden, wurden persönliche tragbare Radios ausschließlich verboten, weil die Deutschen Radio hatten, das Ausrüstung entdeckt, die das lokale Oszillator-Signal von superheterodyne Empfängern entdecken konnte. Kristallsätze haben an lokalen Oszillatoren Mangel, so können sie nicht sein

entdeckt auf diese Weise. Ein findiger GIs hat gefunden, dass ein grober Kristallsatz von einer Rolle gemacht werden konnte, die aus der geborgenen Leitung, einer rostigen Rasierklinge und einer Bleistift-Leitung für eine Diode gemacht ist. Durch das leichte Berühren des Bleistifts führen zu Punkten des Blaus auf der Klinge, oder zu Punkten von Rost, sie haben gebildet, was eine Punkt-Kontakt-Diode genannt wird und das berichtigte Signal auf Kopfhörern oder Kristalltelefonmuscheln gehört werden konnte. Die Idee-Ausbreitung über die Ausgangsbasis, zu anderen Teilen des Krieges, und zur populären Kultur. Die Sätze wurden "Schützenloch-Empfänger" durch die populäre Presse synchronisiert, und sie sind ein Teil der Volkskunde des Zweiten Weltkriegs geworden.

In besetzten Ländern eines Nazis gab es weit verbreitete Beschlagnahmen von Radioanlagen von der Zivilbevölkerung. Das hat zu besonders bestimmten Zuhörern geführt, die ihre eigenen "geheimen Empfänger" bauen, die sich oft auf ein wenig mehr als einen grundlegenden Kristallsatz belaufen haben. Jedoch hat jeder tuend so Haft oder sogar Tod, wenn gefangen, riskiert, und in den meisten Teilen Europas waren die Signale von der BBC (oder andere verbündete Stationen) nicht stark genug, um auf solch einem Satz erhalten zu werden. Jedoch gab es Plätze wie die Kanalinseln und die Niederlande, wo es möglich war.

Spätere Jahre

Während es nie die Beliebtheit und den allgemeinen Gebrauch wiedergewonnen hat, den es an seinen Anfängen genossen hat, wird der Stromkreis noch verwendet. Die Pfadfinder (wer als die inoffiziellen Aufseher der Kristallradioüberlieferung erschienen ist), der behaltene Aufbau eines Satzes in ihrem Programm seit den 1920er Jahren. Eine Vielzahl von vorgefertigten Neuheitssachen und einfachen Bastelsätzen konnte im Laufe der 1950er Jahre und der 1960er Jahre gefunden werden, und viele Kinder mit einem Interesse an der Elektronik haben diejenige gebaut.

Gebäude von Kristallradios war eine Verrücktheit in den 1920er Jahren, und wieder in den 1950er Jahren. Kürzlich haben Hobbyisten angefangen, hoch entwickelte Beispiele der Instrumente zu entwerfen und zu bauen. Viel Anstrengung tritt ins Sehäußere dieser Sätze sowie ihrer Leistung ein, und einige hervorragende Beispiele können gefunden werden. 'DX' jährliche Kristallradiostreite (langer Entfernungsempfang) und bauende Streite erlauben diese veranlassen Eigentümer, sich mit einander zu bewerben und eine Gemeinschaft von Interesse im Thema zu bilden.

Versuche der Besserung der RF Transportunternehmen-Macht

Ein auf einen starken lokalen Sender abgestimmtes Kristallradio kann als eine Macht-Quelle für einen zweiten verstärkten Empfänger für entfernte Stationen verwendet werden, die mit einem einfachen Kristallradio nicht gehört werden können.

Es gibt eine lange Geschichte von erfolglosen Versuchen und unnachgeprüften Ansprüchen, die Macht im Transportunternehmen des empfangenen Signals selbst wieder zu erlangen. Traditioneller Kristall setzt Gebrauch-Halbwelle-Berichtiger. Da Signale von AM einen Modulationsfaktor von nur 30 % durch die Stromspannung an Spitzen haben, nicht mehr als sind 9 % der Macht des empfangenen Signals wirkliche Audioinformation, und 91 % sind gerade berichtigte Gleichstrom-Stromspannung. Vorausgesetzt, dass das Audiosignal kaum an der Spitze die ganze Zeit sein wird, ist das Verhältnis der Energie in der Praxis, noch größer. Beträchtliche Anstrengung wurde gemacht, diese Gleichstrom-Stromspannung in die gesunde Energie umzuwandeln. Einige frühere Versuche schließen einen Ein-Transistor-Verstärker 1966 ein. Manchmal sind Anstrengungen, diese Macht wieder zu erlangen, mit anderen Anstrengungen verwirrt, eine effizientere Entdeckung zu erzeugen. Diese Geschichte geht jetzt mit Designs so wohl durchdacht weiter wie "umgekehrte umschaltende Zwei-Wellen-Macht-Einheit".

Siehe auch

• Entdecker des Katze-Schnurrhaars
• Radio
• Radio von Batteryless
• Fritter
• Entdecker (Radio)
• Demodulator
• Elektrolytischer Entdecker
• Geschichte des Radios
• Camille Papin Tissot

Referenzen

Links

• Die Xtal-Satz-Gesellschaft, die zu wieder dem Gebäude und Experimentieren mit der Radioelektronik hingebungsvoll ist.
• Das Gebäude eines einfachen Kristallradios. Feld, Simon Quellen, Scitoys.
• Dran bleiben. Kristallradiopläne und Projekte.
• Bauen Sie den Mystery Crystal setzt Ein einfaches und überraschend wirksames und empfindliches Design.
• Kurzwellenmysterium-Kristallradio Eine Kurzwellenversion des Mysterium-Kristallsatzes durch KC4IWT.
• Eine Website mit viel Information im frühen Radio und Kristall setzt
• Radiogeschichte von Hobbydyne Crystal und technische Information in Radios von Crystal
• Der technische Gespräch-Abschnitt 1 von Ben Tongue verbindet sich zu "Kristallradioanlage-Systemen: Design, Maße und Verbesserung".
• "Halbleiter-Archäologie oder Huldigung zu unbekanntem precusors". earthlink.net / ~ lenyr.
• Nyle Steiner K7NS, Zink Negativer Widerstand RF Verstärker für Kristallsätze und Verbessernden Empfänger-Gebrauch Keine Tuben oder Transistoren. Am 20. November 2002.
• Kristallsatz DX? Roger Lapthorn G3XBM
• Das Gebäude einer Kristallradioanlage Ein Handbuch zum Gebäude eines einfachen Kristallradioempfängers.
• Website, die eine große Auswahl an homebuilt Kristall und von Dave Schmarder gebauten Tube-Radios hat.
• Dokumentation einer hohen Leistungskristallradioanlage durch Wayne Thelen.
• Das Bose-Institut
• Varun Aggarwal der Seite von MIT auf Bose

• Britischer Kristallsatz endgültige Information.

Patente

• "Mittel, um durch elektrische Wellen mitgeteilte Intelligenz", 1906 zu erhalten. G. W. Pickard.

• "Gegenseitige Nachrichtendienstverbindung durch magnetische Welle-Bestandteile", 1908. G. W. Pickard.

• "Raumkommunikation", 1910. G. W. Pickard.

• "System der Radiokommunikation", 1916. G. W. Pickard.

• "Radiotelegrafie und Telefonie-Empfänger", 1917. G. W. Pickard.

"Radiotelegrafie und Telefonie-Empfänger", 1917. G. W. Pickard. "Radiotelegrafie und Telefonie-Empfänger", 1917. G. W. Pickard.

• "Kristallentdecker für die Radiokommunikation", 1924. Hugo H. Pickron. (Hrsg., gebraucht "" Kristallradiobegriff im Patent.)

• "Fungierende Teile von Mineraltyp-Entdeckern", 1926. L. B. Lambert.

• "Radioempfangsgerät", 1927. A. Wikstrom.

• "Kristallradioapparat", 1930. H. Adams.

• "Radioempfangsgerät", 1931. W. J. Kayser.

• "Tragbares Subminiaturkristallradio", 1957. Keith L. Bell.

Weiterführende Literatur

• Ellery W. Stone (1919). Elemente von Radiotelegraphy. Gesellschaft von D. Van Nostrand. 267 Seiten.
• Elmer Eustice Bucher (1920). Das Handbuch des Radioexperimentators: Das Verbinden, wie man einen Radioklub Führt.
• Milton Blake Sleeper (1922). Radiozusammenschaltungen: Eine Verweisung und Rekordbuch von Stromkreisen, die verwendet sind, um Radioinstrumente Zu verbinden. Der Norman W. Henley, der co veröffentlicht.; 67 Seiten.
• Robert Andrews Millikan, Henry Gordon Gale, Willard R. Pyle (1922). Praktische Physik. Ginn. 472 Seiten.
• JL Preston und HA Wheeler (1922) "Aufbau und Operation eines einfachen selbst gemachten Radios, das Ausrüstung", Bu erhält. Standards, C-120: Am 24. Apr 1922.
• PAPA KINZIE (1996). Kristallradio: Geschichte, Grundlagen und Design. Xtal Satz-Gesellschaft.
• Thomas H. Lee, das Design der CMOS Radiofrequenz einheitliche Stromkreise
• Derek K. Shaeffer und Thomas H. Lee, das Design und die Durchführung der Niedrigen Macht CMOS Radioempfänger
• Ian L. Sanders. Das Kitzeln vom Kristall - britische Innenkristallsätze der 1920er Jahre; Bände 1-5. BVWS Bücher (2000-2010).