Войти
Шведское кристаллическое радио 1922 года производства Radiola, с наушниками. Устройство наверху - радио детектор кошачьих усов. Предоставляется второй пара разъемов для наушников. 
1970-е годы Arrow кристаллическое радио для детей. Наушник слева. Антенный провод справа имеет зажим для крепления к металлическим предметам, таким как пружина, приемная дополнительная антенная для улучшения. A кристаллический радиоприемник, также называемый комплектом, это простой радиоприемник, популярный на заре радио. Он использует только мощность внутреннего радиосигнала для воспроизведения звука и не требует внешнего питания. Он назван в честь его наиболее важного компонента, детектора кристаллов, использованного из куска кристаллического минерала, как галенит. Этот компонент теперь называется диодом.
Кристаллические радиоприемники - это простейший тип радиоприемника, который может быть изготовлен из нескольких недорогих деталей, таких как провод для антенны, катушка провода., конденсатор, кварцевый детектор и наушники. Однако они являются пассивными приемниками, в то время как другие радиостанции используют усилитель, питающийся от батареи или розетки, чтобы сделать радиосигнал громче. Таким образом, наборы кристаллов производят довольно слабый звук, и их необходимо прослушивать с помощью чувствительных наушников, и они могут принимать станции только в ограниченном диапазоне.
Свойство выпрямления контакта между минерал и металл были обнаружены в 1874 году Карлом Фердинандом Брауном. Кристаллы были впервые использованы в качестве детектора радиоволн в 1894 году Джагадишем Чандра Бозом в его экспериментах по исследованию оптики. Впервые они были использованы в качестве демодулятора для приема радиосвязи в 1902 году компанией G. У. Пикард. Кристаллические радиоприемники были широко использованы типом радиоприемников и основным типом, использовавшимся в эпоху беспроводной телеграфии. Недорогое и надежное кристаллическое радио, продаваемое миллионами в домашних условиях, стало основной движущей силой в представлении радио широкой публике, способствуя развитию радио как средства развлечения с началом радиовещания вокруг. 1920.
Примерно в 1920 году наборы кристаллов были вытеснены первыми усилительными приемниками, в которых использовались электронные лампы. С развитием этой технологии наборы кристаллов стали устаревшими для коммерческого использования, но их продолжили строить любители, молодежные группы и бойскауты. Они по-прежнему продаются как образовательные, и есть группы энтузиастов, преданных их создания.
Радиоприемники Crystal принимают амплитудно-модулированные (AM) сигналы, хотя FM проектирует были построены. Они могут быть разработаны для любого диапазона радиочастоты, но большинства из диапазона AM-вещания. Некоторые принимают коротковолновые диапазоны, но необходимы сильные сигналы. Первые наборы кристаллов принимали сигнал беспроводной телеграфии, передаваемые передатчиками с искровым разрядом на частотах до 20 кГц.
Семья, слушающая кристальное радио в 1920-е годы 
Патент Гринлифа Уиттиера Пикарда в США Схема 836 531 «Средства для приема разведданных, передаваемых с помощью электрических волн »
США Бюро стандартов 1922 г. Циркуляр 120 «Простое самодельное радиоприемное устройство» научило американцев создать кристаллическое радио. Хрустальное радио был изобретен долгим, частично неясная цепочка открытий конца 19 века, постепенно превратились во все более практичные радиоприемники в начале 20 века. Самым ранним практическим методом кристаллического радио было получение радиосигналов кода Морзе, передаваемых от искровых передатчиков ранними радиолюбителями экспериментаторами. По мере развития электроники возможность посылать голосовые сигналы по радио примерно в 1920 году вызвала технологический взрыв, который превратился в сегодняшнюю отрасль радиовещания.
Хрустальное радио (1915), хранящееся в Музее радио - Монтеценери (Швейцария) Ранняя радиотелеграфия использовалась искровой разрядник и передатчики дуги, а также генераторы высокочастотного переменного тока, работающие на радиочастотах. когерер был первым средством обнаружения радиосигнала. Однако им не хватало датчиков слабых сигналов.
В начале 20 века различные исследователи обнаружили, что некоторые металлические минералы, такие как галенит, могут быть использованы для обнаружения радиосигналов.
Индийский физик Джагадиш Чандра Бозе был первым, кто использовал кристалл в качестве детектора радиоволн, используя детекторы галенита для приема микроволн, начиная с 1894 года. В 1901 году Бозе подал в США на «Устройство для обнаружения нарушений. "в котором включается использование кристалла галенита; это было предоставлено в 1904 году, № 755840. 30 августа 1906 года Гринлиф Уиттиер Пикард подал патент на кремниевый детектор на кристалле, который был выдан 20 ноября 1906 года. <40".>
Кристаллический детектор включает в себя кристалл, обычно тонкий провод. Или металлический зонд, который контактирует с кристаллом, и подставка или корпус, удерживает эти компоненты на месте. пирит также часто использовался, так как это был более легко регулируемый и стабильный минерал, и его вполне хватало для городских сигналов.>демодулировать амплитудно-модулированные сигналы. Это устройство принесло радиотелефоны и голосовую трансляцию широкой аудитории. Когда зарождающаяся индустрия радиовещания начинала развиваться.
В 1922 году (тогда названное) Бюро стандартов США выпустило публикацию, озаглавленную «Конструирование и эксплуатация простого самодельного радиоприемного устройства». В этой статье показано, как почти любая семья, может сделать радио и настроиться на погоду, цены на урожай, время, новости и оперу. Этот радиоуправляемый радиоуправляемый мод в доведении до широкой публики. За этим последовала более избирательная двухконтурная версия «Строительство и эксплуатация двухконтурного радиоприемного оборудования с кристаллическим детектором», которая была опубликована в том же году и до сих пор часто создается энтузиастами.
В начале 20 века радио мало использовалось в коммерческих целях, и эксперименты с радио были для многих хобби. Некоторые историки считают осень 1920 года началом коммерческого радиовещания в развлекательных целях. Питтсбург станция KDKA, принадлежащая Westinghouse, получила лицензию от Министерства торговли США как раз вовремя, транслировать Президентские выборы Хардинга- Кокса возвращаются. Помимо репортажей о специальных событиях, передачи фермерам отчетов о ценах на урожай были публичные услуги в первые дни существования радио.
В 1921 году фабричные радиоприемники стоили очень дорого. Построить такое "бюджетное радио обычных предметов домашнего обихода". Чтобы минимизировать стоимость, во многихах предлагалось наматывать катушку, устанавливать пустые картонные контейнеры, такие как коробки для овсянки, которые стали общей службой для самодельных радиоприемников.
В начале 1920-х Россия, Олег Лосев экспериментировал с приложением напряжения с ущербом к разным видам кристаллов для производства радиодетекторов. Результат был удивительным: с кристаллом цинкита (оксида цинка ) он получил усиление. Это было явлением отрицательного сопротивления за десятилетия до разработки туннельного диода. После первых экспериментов Лосев построил регенеративные и супергетеродинные приемники и даже передатчики.
Кристодин можно было получить в примитивных условиях; его можно изготовить в деревенской кузнице, в отличие от электронных ламп и современных полупроводниковых приборов. Однако это открытие не было поддержано властями и вскоре было забыто; ни одно устройство не производилось в массовых количествах, кроме нескольких образцов для исследований.
«Радиоприемники Foxhole», использовавшиеся на итальянском фронте во время Второй мировой войны. В нем используется грифель карандаша, прикрепленный к английской булавке, прижимающей лезвие бритвы к детектору. помимо минеральных кристаллов, оксидные покрытия многих поверхностей как полупроводники (детекторы), способные к выпрямлению. Хрустальные радиоприемники были импровизированы с использованием детекторов, сделанных из ржавых гвоздей, ржавых монет и других обычных предметов.
Когда союзные войска были остановлены около Анцио, Италия весной 1944 года, использование личных радиоприемников с питанием было строго запрещено, поскольку у немцев было оборудование, которое могло обнаруживать сигнал гетеродина супергетеродинных приемников. В наборах кристаллов отсутствуют гетеродины с электроприводом, поэтому их строительство невозможно. Некоторые находчивые солдаты построили «хрустальные» наборы из выброшенных материалов, чтобы слушать новости и музыку. В одном типе для детектора использовалось лезвие бритвы из синей стали и грифель карандаша. Кончик вывода, касающийся полупроводникового оксидного покрытия (магнетита) на лезвии, образовывал грубый точечный диод. Тщательно поворачивая стержень карандаша на поверхности лезвия, они могли найти пятна, которые можно исправить. В популярной прессе эти устройства были названы «радиоприемниками из окопов », и они стали частью фольклора периода Второй мировой войны.
В некоторых оккупированных немцами странах во время Вторая мировая война произошла массовая конфискация радиоприемников у гражданского населения. Это привело к тому, что целеустремленные часы создали свои собственные тайные приемники, которые составляли немного больше, чем простой набор кристаллов. Любой, кто поступал бы так, риск попасть в тюрьму или даже, если его поймали, сигналы в большинстве стран BBC (или других родственных станций) были недостаточно сильными, чтобы можно было принять на таком уровне приемнике.
Кристаллическое радио использовалось в приемнике на корабле Второй мировой войны Либерти Хотя оно так и не вернуло популярность и широкое использование, оно использовалось вначале, схема кристаллического радио все еще остается. Бойскауты сохранили конструкцию радиоприемника в своей программе с 1920-х годов. В 1950-х и 1960-х годах можно было найти большое количество готовых новинок и простых комплектов, многие дети, интересующиеся электроникой, построили их.
Создание радиоприемников на кристаллах было увлечением в 1920-х и снова в 1950-х. Недавно любители начали проектировать и создавать первые инструменты. Большое внимание уделяется внешнему виду этих наборов, а также их внимание характеристикам. Ежегодные конкурсы Crystal Radio «DX» (прием на дальние расстояния) и конкурсы по строительству позволяют владельцам телевизоров соревноваться друг с другом и формировать сообщество, интересующееся данной темой.
Структурная схема радиоприемника на кристалле 
Принципиальная схема простого радиоприемника на кристалле. Радиоприемник на кристалле можно рассматривать как радиоприемник, урезанный до самого необходимого. Он состоит из следующих минимумов электрических компонентов:
Графическая диаграмма 1922 года, показывающая схему кристаллического радио. В этой общей схеме использовался настраиваемый конденсатор, а использовалась емкость антенны для формирования настроенной цепи с катушкой. Детектором был детектор кошачьих усов, состоящий из трубки галенита с тонкой проволокой, контактирующей с ним на части кристалла, образующий диодный контакт от передатчика принимаемой радиостанции посредством радиоволн, захваченных антенной. Мощность приемной антенны пропорционально квадрату ее расстояния от радиопередатчика. Даже для мощной коммерческой радиовещательной станции, если она находится на расстоянии более нескольких миль от приемника, мощность, принимаемая антенной, очень мала, обычно измеряется в микроваттах или нановаттах.. В наборах кристаллов можно услышать сигналы мощностью до 50 пиковатт на антенне. Радиаторы Crystal могут обнаруживать такие слабые сигналы без использования усиления только из-за большой чувствительности человеческого слуха, который может обнаруживать звуки с интенсивностью всего 10 Вт / см. Следовательно, кристаллические приемники должны быть спроектированы так, чтобы преобразовывать энергию радиоволн в звуковые волны как можно более эффективно. Даже в этом случае они обычно могут принимать станции только на расстоянии около 25 миль для станции AM-вещания, хотя радиотелеграфные сигналы, использовавшиеся в эпоху беспроводной телеграфии можно было принимать на миль, и кристаллические приемники даже используются для трансокеанской связи в период.
Разработка коммерческих пассивных приемников была прекращена с появлением надежных электронных ламп примерно в 1920 году, и последующие исследования кристаллического радио в основном проводились радиолюбителями и любителями. Было использовано много разных схем. В следующих разделах детали кристаллического радио более подробно.
Антенна преобразует энергию электромагнитных радиоволн в переменный электрический ток в антенне, которая подключена к катушке. В кристаллическом радиоприемнике вся энергия исходит от антенны, что важно, чтобы антенна собирала как можно больше энергии от радиоволны. Чем больше антенна, тем большую мощность она может перехватить. Антенны того типа, обычно используется с краткого наборами кристаллов, наиболее эффективны, когда их длина принимаемых ими радиоволн длина. Длина хода используется в кристаллических радиоприемниках, очень велика (диапазон AM-вещания составляет 182-566 м или 597–1857 футов в длину), антенна изготавливается такой длины, как возможно, от длинного провода, в отличие от штыревых антенн или ферритовых рамочных антенн, используемых в современных радиостанциях.
Серьезные любители кристаллической радиосвязи используют антенны типа «перевернутая L» и «T», состоящие из сотен футов проволоки, подвешенной на максимально возможной высоте между зданиями или деревьями, с прикрепленным подводящим тросом. в центре или на одном конце, ведущем вниз к приемнику. Однако чаще используются провода произвольной длины, выступающие из окон. Вначале стало использование таких металлических предметов, как пружины, пожарные лестницы и заборы из колю проволоки. антенны.
Проволочные антенны, используемые с кварцевыми приемниками, являются несимметричными антеннами, которые вырабатывают свое выходное напряжение относительно земли. Таким образом, приемник требует подключения к земле (земле) в качестве обратной цепи для тока. Провод заземления прикрепляли к радиатору, водопроводной трубе или металлическому стержню, вбитому в землю. Раньше, если невозможно было обеспечить адекватное заземление, иногда использовался противовес . Хорошее заземление более важно для комплектов кристаллов, чем для приемников с питанием, комплекты кристаллов имеют низкий входной импеданс , необходимое для эффективной передачи энергии от антенны. Необходимо заземление с низким сопротивлением (предпочтительно 25 Ом), поскольку другое сопротивление снижает доступную мощность от антенны. Напротив, современные приемники - это устройства, управляемые напряжением, с высоким входным импедансом, поэтому в цепи антенна / заземление протекает небольшой ток. Приемники с питанием от сети должным образом заземлены через свои кабели питания, которые, в свою очередь, прикреплены к земле посредством надежного заземления.
Самая ранняя схема кварцевого приемника не настроенной схемы Настроенной схемы, состоящей катушки и конденсатора соединенные вместе, поверхность как резонатор, подобный камертону. Электрический заряд, индуцируемый в антенне радиоволнами, быстро течет назад и вперед между пластинами конденсатора через катушку. Схема имеет высокий импеданс на высоком желаемом радиосигнале, но низкий импеданс на всех других частотах. Следовательно, сигналы на нежелательных частотах проходят через настроенную цепь на землю, в то время как желаемая частота вместо передается на детектор (диод), стимулирует наушник и слышится. Частота принимаемой станции - это резонансная частота для настроенной контуры, определяемая емкостью C конденсатора и индуктивностью L катушки:
Схема может быть настроена на разные частоты путем изменения индуктивность (L), емкость (C) или и то, и другое, «настраивая» схему на частоты различных радиостанций. Самый дешевый индуктор был изменен посредством измененного контакта прижимающегося кмоткам, которые скользят по катушке, тем самым вводящим большее или меньшее количество витков катушки в цепи, изменяя индуктивность. В качестве альтернативы для настройки схемы используется переменный конденсатор . В некоторых кристаллах современных используется настроечная катушка с ферритовым сердечником , в которой ферритовый магнитный сердечник перемещается внутрь катушки и из нее, тем самым изменяя индуктивность путем магнитной проницаемости . (это устранило менее надежный механический контакт).
Антенна является неотъемлемой частью настроенной контуры, и ее реактивное сопротивление способствует определению резонансной частоты контура. Антенны обычно как емкость , поскольку антенны короче четверти длины волны емкостное реактивное сопротивление. Многие ранние наборы кристаллов не имели настраиваемого конденсатора и вместо этого полагались на емкость, присущую проволочной антенне (в дополнение к системе паразитной емкости в катушке), чтобы сформировать настроенную цепь с катушкой.
Самые ранние кристаллические приемники вообще не имели настроенной схемы, а просто состояли из кристаллического детектора, подключенного между антенной и землей, с наушником через него. В этой системе отсутствовали какие-либо частотно-селективные элементы, кроме широкого резонанса антенны, у нее была небольшая способность отклонять нежелательные станции, поэтому все станции в широком диапазоне частот были слышны в наушниках. заглушает остальные). Его использовали на заре радио, когда только одна или две станции находились в пределах ограниченного диапазона кристаллического набора.
Радиосхема на кристалле с двумя ползунками. и пример из 1920-х гг. Два контакта контакта на катушке позволяют регулировать импеданс радиоприемника в соответствии с антенной настройкой радиоприемника, что приводит к более сильному приему Важный принцип, использование конструкции радиоприемника на кристалле для передачи максимальной мощности на наушники: 28>согласование импеданса. Максимальная мощность передается от одной части к другому, когда полное сопротивление цепи является комплексно сопряженным сопротивлением другому сопротивлению; это означает, что две цепи должны иметь одинаковое сопротивление. Набор кристаллов импеданс системы антенна-земля (около 10-200 Ом ) обычно ниже, чем импеданс настроенной цепи приемника (тысячи Ом при резонансе), а также изменяется в зависимости от качества заземления, длины антенны и частоты, на которую настроен приемник.
Следовательно, в улучшенных схемах приемника, чтобы согласовать сопротивление антенны сопротивлением приемника, антенна была подключена только через часть витков катушки. Это заставило катушку действовать как согласующий трансформатор (в соединении автотрансформатор ) в дополнение к функциим. Низкое сопротивление антенны было увеличено (преобразовано) в коэффициент, равный квадрату отношения витков (отношение количества витков, к которому была подключена антенна, к общему количеству витков катушки), чтобы соответствовать сопротивлению на настроенная схема. В схеме с двумя ползунками, популярной в эпоху беспроводной связи, и схемы детектора были прикреплены к катушке с помощью скользящих контактов, что позволяет регулировать (интерактивно) как частоту, так и соотношение витков. В качестве альтернативы выбора отводов на катушке использовался многопозиционный переключатель. Эти элементы управления регулировались до тех пор, пока станция не звучала в наушниках максимально громко.
Схема с прямой связью и ответвлениями для согласования импеданса Одним из недостатков кварцевых наборов является то, что они уязвимы для помех от станций, находящихся в группе и желаемую станцию. Часто одновременно слышны две или более станций. Это связано с тем, что простая схема плохо отклоняет близкие настроенные сигналы; он позволяет пропускать широкую полосу частот, то есть имеет большую полосу (низкий коэффициент добротности ) по сравнению с современными приемниками, что дает приемнику низкую избирательность.
Кристаллический детектор усугубил проблему, потому что он имеет относительно низкое сопротивление, таким образом, он «нагружает» настроенную схему, потребляя значительный ток и, таким образом, гаситания, уменьшая его добротность Таким образом, это позволяет использовать более широкий диапазон частот. Во многих случаях селективность была улучшена путем подключения цепи детектора и наушников к ответвлению через часть витков катушки. Это уменьшило нагрузку импеданса настроенной схемы, а также улучшило согласование импеданса с детектором.
Индуктивно-связанная цепь с согласованием импеданса. Этот тип использовался в большинстве качественных кварцевых приемников в начале 20-го века. 
Кристаллический приемник любительской сборки с антенным трансформатором «со свободным ответвлением», Белфаст, около 1914 года. В более сложных кристаллических приемниках катушка заменена на регулируемый воздушный сердечник антенный соединительный элемент трансформатор, который улучшает избирательность с помощью технологий, называемой слабой связью. Он состоит из двух катушек с магнитной связью, одна (первичная) прикреплена к антенне и заземлению, а другая (вторичная) прикреплена к остальной части схемы. Ток от антенны вводит переменное поле в первичной катушке, которое индуцирует ток во вторичной катушке, который выпрямляется и питает наушник. Каждая из катушек функционирует как настроенная схема ; первичная катушка резонирует с емкостью антенны (иногда или с другим конденсатором), а вторичная катушка резонирует с настроечным конденсатором. И первичный, и вторичный были настроены на частоту станции. Две цепи взаимодействовали, образуя резонансный трансформатор .
. Уменьшение связи между катушками путем разделения их таким образом, чтобы магнитное поле одним пересекалось с другими, что уменьшает взаимная индуктивность, сужает полосу пропускания и показывает гораздо более резкой и избирательной настройкой, чем настройка, производимая одной настроенной схемой. Однако более слабая связь также снизила мощность сигнала, передаваемого во вторую цепь. Трансформатор был сделан с регулируемой связью, чтобы слушателю экспериментировать с различными настройками для получения наилучшего приема.
Одна из распространенных вначале конструкций, называемая «свободный соединитель», состояла из меньшей вторичной катушки внутри большей первичной катушки. Катушка меньшего размера была установлена на стеллаже , так что ее можно было линейно перемещать внутрь или из большей катушки. Если возникнут радиопомехи, меньшая катушка будет выдвигаться дальше из большей, ослабляя связь, сужая полосу пропускания и тем самым отклоняющий мешающий сигнал.
Трансформатор связи антенны также функционирует как трансформатор согласования импеданса, что позволяет лучше согласовывать импеданс антенны с остальной частью схемы. Одна или обе катушки обычно имели несколько ответвлений, которые можно было выбирать переключателем, что позволяло регулировать количество витков этого трансформатора и, следовательно, «коэффициент трансформации».
Разделительные трансформаторы было трудно настроить, потому что все три настройки, настройка первичной цепи, настройка вторичной цепи и соединение катушек, были интерактивными, и изменение влияло на другие.
Кристаллический детектор галенита 
Германиевый диод, используемый в современных кристаллических радиоприемниках (длиной около 3 мм) 
Принцип работы кристаллического детектора. (A) Амплитудно-модулированный радиосигнал от настроенной схемы. Быстрые колебания - это радиочастота несущая волна. Аудиосигнал (звук) существующие в медленных вариациях (модуляция ) амплитуды (отсюда и термин амплитудная модуляция, AM) волн. Этот сигнал не может быть преобразован в звук наушников, потому что отклонения звука одинаковы по обеим сторонам оси, что приводит к отсутствию чистого движения диафрагмы наушников. (B) Кристалл лучше проводит ток в одном направлении, чем в другом, создаваемый сигнал, амплитуда которого не равна нулю, а изменяется в зависимости от звукового сигнала. (C) Обходной конденсатор используется для импульсов несущей радиочастоты, оставляя аудиосигнал 
Цепь с батареей детектора для улучшения чувствительности и зуммером для помощи в настройке кошачьего уса Кристаллический детектор демодулирующий радиочастотный сигнал, выделяя модуляцию (аудиосигнал, который представляет звуковые волны) из радиочастоты несущей волны. В ранних приемниках часто использовался тип кристаллического детектора «детектор кошачьих усов ». Точка контакта между проводом и кристалломовала действовала как полупроводниковый диод. Детектор «кошачьи усы» представляет собой грубый диод Шоттки, который позволяет току течь лучше в одном направлении, чем в противоположном. В набора кристаллов используются современные полупроводниковые диоды . Кристалл функционирует как детектор огибающей , выпрямляющий радиосигнал переменного тока в пульсирующий постоянный ток, пики которого прослеживаются звуковой сигнал, поэтому он может быть преобразован в звукозаписи, подключенным к детектору. Выпрямленный ток от детектора радиочастотные импульсы от несущей частоты, которые блокируют индуктивным сопротивлением и плохо проходят через катушки наушников ранних версий. Следовательно, небольшой конденсатор , называемый байпасным конденсатором, часто подключается к клеммам наушников; его низкое реактивное сопротивление на радиочастоты обходит импульсссы вокруг наушника на землю. В некоторых наборах шнур наушников имеет достаточную емкость, чтобы этот компонент можно было не использовать.
Только физические участки поверхности работают как выпрямляющие переходы, и устройство может быть нарушен малейшей вибрацией. Поэтому перед каждым использованием необходимо было найти подходящую точку контакта методом проб и ошибок. Оператор протащил провод по поверхности кристалла, пока в наушниках не послышалась радиостанция или «статические» звуки. В качестве альтернативы в некоторых радиостанциях (схема справа) использовался питаемый от батареи зуммер, подключенный к входной цепи для настройки детектора. Искра на электрических контактах зуммера служит слабым регулированием статического электричества, поэтому в наушниках было слышно гудение. Затем зуммер выключили, и радио настроилось на желаемую станцию.
Галенит (сульфид свинца) был наиболее часто используемым кристаллом, но также использовались другие типы кристаллов, наиболее распространенным из железный пирит (золото дураков, FeS 2), кремний, молибденит (MoS 2), карбид кремния (карборунд, SiC) и цинкит. - борнит (ZnO-Cu 5 FeS 4) переход кристалл-кристалл, торговое название Perikon. Хрустальные радиоприемники также были импровизированы из множества обычных предметов, таких как синяя сталь лезвий для бритв и графитных карандашей, ржавые иглы и пенни. В них полупроводник слой оксида или сульфида на поверхности металла обычно отвечает за выпрямляющее действие.
В современных наборах для детектора используется полупроводниковый диод, который намного надежнее кварцевого детектора и не требует настройки. германиевые диоды (или иногда диоды Шоттки ) используются вместо кремниевых диодов, поскольку их меньшее прямое падение напряжения (примерно 0,3 В по сравнению с 0,6 В) делает их более чувствительными.
Все полупроводниковые детекторы функционируют довольно неэффективно в кварцевых приемниках, потому что низкое напряжение на входе детектора слишком мало, чтобы приводить к большой разнице между прямым лучшим направлением проводимости и более слабой обратной проводимостью. Для повышения чувствительности некоторых ранних кристаллических детекторов, таких как карбид кремния, небольшое напряжение прямого смещения прикладывалось к детектору от батареи и потенциометра. Смещение перемещает рабочую точку диода выше на кривой обнаружения, создавая большее напряжение сигнала за счет меньшего тока сигнала (более высокий импеданс). Имеется предел полезного эффекта, который это дает, в зависимости от других сопротивлений радио. Эта улучшенная чувствительность была вызвана перемещением рабочей точки постоянного тока к более желаемой рабочей точке «напряжение-ток» (полное сопротивление) на кривой ВАХ перехода. Батарея не питала радио, которое требовало небольшой мощности.
Современное кристаллическое радио с пьезоэлектрическим наушником Требования к наушникам, используемым в кристаллических наборах, отличаются от наушников, используемых с современным аудиооборудованием. Они должны быть эффективными при преобразовании энергии электрического сигнала в звуковые волны, в то время как большинство современных наушников жертвуют эффективностью, чтобы получить высокую точность воспроизведения звука. В ранних самодельных наборах наушники были самым дорогим компонентом.
Магнитная гарнитура на 1600 Ом. Первые наушники, которые использовались с наборами кристаллов эпохи беспроводной связи, имели движущиеся железные драйверы, которые работали аналогично к рогу громкоговорители той эпохи. Каждый наушник содержал постоянный магнит, вокруг которого находилась катушка с проволокой, образующая второй электромагнит. Оба магнитных полюса находились близко к стальной диафрагме динамика. Когда аудиосигнал от радио проходил через обмотки электромагнита, в катушке протекал ток, который создавал переменное магнитное поле, которое увеличилось или уменьшало его из-за постоянного магнита.. Это изменяло силу притяжения диафрагмы, заставляя ее вибрировать. Вибрации диафрагмы толкают и тянут воздух перед ней, создавая звуковые волны. Стандартные наушники, использованные в телефонной работе, имели низкий импеданс , часто 75 Ом, и требовали большего тока, чем может обеспечить кварцевый радиоприемник. Поэтому тип, использование с радиоприемниками на кристаллах (и другим чувствительным оборудованием), был намотан с большим количеством витков более тонкой проволоки, что дало им высокий импеданс 2000-8000 Ом.
В современных наборах кристаллов используется пьезоэлектрический наушники с кристаллами, которые намного более чувствительны и к тому же меньше. Они состоят из пьезоэлектрического кристалла с прикрепленными к каждой стороне электродами, приклеенными к световой диафрагме. Когда звуковой сигнал от радиоприемника подается на электроды, он заставляет кристалл вибрировать, вызывая вибрацию диафрагмы. Хрустальные наушники выполнены в виде вкладышей, которые вставляются непосредственно в ушной канал пользователя, передаваемый звук на барабанную перепонку. Их сопротивление намного выше (обычно мегаом), поэтому они не сильно «нагружают» настроенную схему, что позволяет повысить селективность приемника. Более высокое сопротивление пьезоэлектрического наушника наряду с его емкостью около 9 пФ создает фильтр , который пропускает низкие частоты, но блокирует более высокие частоты. В этом случае байпасный конденсатор не требуется (хотя на практике для улучшения качества часто используется небольшой конденсатор емкостью от 0,68 до 1 нФ), вместо этого необходимо добавить резистор 10-100 кОм параллельно входу наушников.
Хотя малой мощности, производимой кристаллическими радиоприемниками, обычно недостаточно для управления громкоговорителем, в некоторых самодельных наборах 1960-х годов он использовался со звуковым трансформатором для соответствия низкому импедансу. динамика к цепи. Точно так же современные наушники с низким импедансом (8 Ом) нельзя использовать без изменений в наборах кристаллов, потому что приемник не производит достаточного тока для их возбуждения. Иногда они используются путем добавления звукового трансформатора, чтобы согласовать их импеданс с более высоким импедансом цепи управляющей антенны.
Кристаллический радиоприемник, настроенный на сильный местный передатчик, местный источник питания для второго усиленного приемника удаленной станции, которую нельзя услышать без усиления.
Существует долгая история безуспешных попыток и непроверенных заявлений восстановить питание несущей самого принятого сигнала. В наборах кристаллов используются полуволновые выпрямители. Параметры сигналов AM коэффициент настройки модуляции только 30% по напряжению на пиках, не более 9% мощности принимаемого сигнала (
Солдат слушает кристаллическое радио во время Первой мировой войны, 1914 г. 
Австралийские связисты, использующие Кристаллический приемник Marconi Mk III, 1916 г. 
Набор кристаллов Marconi Type 103. 
SCR-54 - Набор кристаллов, использовавшийся Корпусом связи США во время Первой мировой войны. 
Кристаллический приемник Marconi Type 106, используемый для трансатлантической связи, ок. 1917 
Самодельный набор "свободная муфта" (вверху), Флорида, ок. 1920 
Хрустальное радио, Германия, ок. 1924 
Шведское "коробчатое" хрустальное радио с наушниками, ок. 1925 
Немецкая радиостанция Heliogen с катушкой "корзиночного плетения", 1935 
Польская магнитола Detefon, 1930-1939, с использованием кристалла типа "картридж" (вверху) Во время беспроводной телеграфии До 1920 г. хрустальные приемники были «последним произведением искусства», и производились сложные модели. После 1920 г. комплекты кристаллов стали дешевой альтернативой электронным лампам радиоприемникам, используемым в чрезвычайных ситуациях, а также молодежью и бедняками. 
Радиопортал  | Викискладе есть медиафайлы, связанные с Кристаллическими радиоприемниками. |
 | Викиисточник содержит оригинальный текст, относящийся к этой статье: Интервью вместе с изобретателем детектора Crystaloi |
