Detektoruztvērējs

Detektoruztvērējs, arī kristāla detektoruztvērējs, kristāluztvērējs, no angļu valodas kristāla radio ir radiouztvērējs, kas uztver ar amplitūdas modulāciju modulētus radioviļņus. Detektoruztvērējs bija populārs agrīnajā radio vēsturē. Tas izmanto tikai to enerģiju, kuru uztver no pašiem radioviļņiem, tādējādi tam nevajag papildu enerģijas avotu.

Tam piešķirts šāds nosaukums tā svarīgākās komponentes — kristāla detektora dēļ. Vēsturiski šāds detektoruztvērējs saturēja svārstību kontūru un detektoru, piemēram, galenīta (PbS) vai silīcija kristālu, un metāla adatas, kas saskārās ar kristāla virsmu, izveidojot jutīgu punktu. Eksperimentāli atklājās, ka šajos jutīgajos punktos strāva plūst no adatas uz kristālu, bet otrādi gandrīz neplūst lielas pretestības dēļ. Šo īpašību izmantoja, lai taisngrieztu radioviļņus un uztvertu to amplitūdas modulāciju.

Šī savienojuma vieta bija nestabila un darbojās kā Šotkija diode. Vēlāk šo komponenti aizvietoja ar vakuuma elektronu lampu, bet vēl vēlāk ar pusvadītāju diodēm vai tranzistoriem.

 Darbības princips 
Ir dažādi detektoruztvērēju veidi - ar taisnu antenu vai cilpveida antenu, bez indukcijas spoles vai ar vienu vai vairākām spolēm, bez kondensatora vai ar vienu vai vairākiem kondensatoriem un citām papildus detaļām.

 Vienkāršākais detektoruztvērējs 
Apskatīsim vienkāršāko detektoruztvērēju, kuru varēs uzlabot ar papildus detaļām. Šāds detektoruztvērējs sastāv no antenas, diodes, galvas telefona (austiņām) un zemējuma. Tā shēmu var redzēt attēlā.

Vispirms antena uztver AM radioviļņus (frekvence 535-1605 kHz, nav dzirdami cilvēka ausīm), vadā tiek inducēta vāja strāva. Antena nav saslēgta ar frekvenču filtru, tā uztver visas frekvences. Tālāk signāls nonāk austiņās (magnētiskajās austiņās ir metāla membrāna, reizēm austiņas sastāv no pjezoelementa, kas ir sensitīvs un ar lielu impedanci (vairāki tūkstoši omu)). Austiņas var būt divas vai arī tikai viena. Pie viena austiņu savienojuma nāk antenas inducētā maiņstrāva, bet pie otra austiņu savienojuma signāls vispirms iziet cauri diodei, t.i. tas tiek taisngriezts un pārvērsts pulsējošā līdzstrāvā. Austiņu diafragma ir ar tādām stinguma koeficienta, masas un rimšanas vērtībām, ka tā darbojas kā zemfrekvenču filtrs. Tā nespēj vibrēt uztvertajā radiofrekvencē, bet var vibrēt zemākās frekvencēs, kas atrodas cilvēku dzirdamības zonā. Tieši šīs zemās frekvences satur pārraidīto informāciju un austiņas tādējādi signālu ir demodulējušas, radot skaņu. Slēgums ir savienots ar zemējumu.

Šim slēgumam galvenā problēma ir tā, ka tādā nevar izvēlēties radiostaciju, jeb nevar iestatīt, ar kuras radiostacijas frekvenci slēgums rezonē. Tomēr to var mainīt ar antenas formu, piemēram, cilpveida antenai piemīt frekvenču filtra efekts. Ja ir vēlams, lai rezonējošo frekvenci mainītu ar elektriskām komponentēm, nevis ar antenas maiņu, tad nepieciešams ieviest papildus komponentes.

 Noskaņojams detektoruztvērējs 
Apskatīsim atšķirības starp vienkāršāko detektoruztvērēju un tādu slēgumu, kuram var regulēt rezonējošo frekvenci. Tā shēmu var redzēt attēlā.

Parādās jauni elementi - indukcijas spole L, maiņkondensators C1, kuram var mainīt kapacitāti un kondensators C2. Šoreiz spole L un kondensators C1 ir saslēgti paralēli un tie veido LC ķēdi ar rezonējošo frekvenci  , kur  ir frekvence hercos,  ir spoles induktivitāte un  ir C1 kondensatora kapacitāte. Maiņkondensators ir nepieciešams, lai regulētu šo rezonējošo frekvenci - vajadzīgās stacijas signāls tiek pastiprināts, pārējās stacijas tiek noslāpētas. Savukārt kondensators C2 tiek izmantots kā augstfrekvences filtrs, kas ļauj augstfrekvenču "troksnim" savienoties ar zemējumu.

Šim slēgumam pastāv vairākas rezonentās frekvences. Pastāv arī problēmas ar impedances salāgošanu, ka ar to var panākt vairāk jaudas pāreju no antenas-zemes sistēmas un austiņām.

 Induktīvi saistītu spoļu detektoruztvērējs 

Apskatīsim atšķirības starp noskaņojamu detektoruztvērēju un tādu slēgumu, kurš ir induktīvi saistīts. Tā shēmu var redzēt attēlā.

Šādā slēgumā ir jauni elementi: indukcijas spole ar mainīgu tinumu skaitu L1 ar pārslēdzēju S1, kas kontrolē izmantoto vijumu skaitu spolē L1. Tagad slēgumam ir divas rezonantās frekvences, kas nāk no C1-L1 ķēdes un C2-L2 ķēdes. Līdz ar to, ja tās sakrīt, tas uzlabo rezonanses kvalitātes faktoru Q un radiostacijas tiek labāk uztvertas. Šīs divas spoles var izmantot arī kā impedances salāgošanas transformatoru. Tas mazinātu atstaroto signālu un maksimizētu lietderīgo jaudu, kas pāriet no antenas-zeme sistēmas uz noskaņojamo slēgumu. Lai salāgotu impedances šīm divām sistēmām, to tinumu attiecības sakarība ir , kur  ir tinumu skaita attiecība,  ir pirmā slēguma impedance un  ir otrā slēguma impedance.

 Cita veida uztvērēji 
Var veikt papildinājumus - pievienot pastiprinātājus, kas darbojas ar radiolampām vai tranzistoriem un barošanas avotus, lai pastiprinātu signālu un varētu izmantot nespecializētas austiņas vai skaļruņus. Ar ārēju barošanas avotu var iegūt priekšspriegumu, kas mazina zudumu jaudu. Var izmantot taisnas antenas vai cilpveida antenas, kuru uztvertais signāls ir atkarīgs no virziena, kurā šī antena ir pavērsta. 

 Atsauces 

Kategorija:Radio
Kategorija:Tehnika