Изучение и постройка детекторных радиоприемников

Первое занятие.

На первом сборе кружка руководитель знакомится с его составом. Вызывая поочередно каждого кружковца, руководитель задает вопросы и на основании ответов составляет

себе представление об общем уровне знаний каждого опрашиваемого: в какой степени он знаком с техникой вообще, где работает или учится, занимался ли раньше радиотехникой, какими инструментами владеет и т. п.

После этого проводится вводная беседа по первой теме программы.

Во время вводной беседы желательно продемонстрировать принцип работы грозоотметчика (упрощенного).

На фиг . 3 приведена схема простейшей установки для демонстрации принципа беспроволочной связи.

Фиг . 3. Простейшая установка для демонстрации принципа беспроволочной связи.

В качестве возбудителя электромагнитных колебаний служит индукционная катушка. Приемная часть, являющаяся упрощенным грозоотметчиком А. С. Попова, состоит из когерера К , источника постоянного тока Б и измерительного прибора (миллиамперметра). Когерер легко сделать по фиг . 4. Нужно взять стеклянную трубочку диаметром 8—10 мм (хотя бы от плавкого предохранителя), насыпать в нее железных опилок и закрыть с обеих сторон пробками с вставленными в них проволочками диаметром 2—3 мм. Плотность железных опилок подбирается опытным путем.

К разрядникам индукционной катушки и к приемному устройству присоединяют проводники длиной 1—1,5 м. Источником постоянного тока может служить батарейка для карманного фонаря; вместо измерительного прибора в цепь приемного устройства можно включить лампочку от карманного фонаря или звонок,.

Дальность действия такой установки 2—3 м, однако следует помнить, что она создает помехи радиоприему.

Во вводной беседе надо осветить роль Добровольного Общества содействия Армии в подготовке кадров радистов для народного хозяйства и, обороны страны.

Для подготовки к вводной беседе можно использовать брошюры: Г. Казаков, День радио, изд. Досарм , 1950 г., А. И. Берг и М. И. Радовский , Изобретатель радио А. С. Попов, Госэнергоиздат , 1949 г., а также книгу Радиотехника (Учебник для сержантов войск связи), Воен-издат , 1949 г.

Много материалов для первой темы дает книга маршала войск связи И. Т. Пересыпкина , Радио — могучее средство обороны страны, Военное издательство Министерства вооружейных сил СССР, 1948 г.

Фиг . 4. Устройство когерера.

В этой книге подробно рассказано о развитии отечественной радиотехники со дня изобретения радио, о роли радио в гражданской и Великой Отечественной войнах, о значении радиолюбительства.

Используя местные примеры, нужно рассказать о том, какое большое внимание уделяют наша партия, Правительство и лично товарищ И. В. Сталин радиофикации страны.

Материалы второй и третьей тем изучаются на последующих занятиях кружка.

Учитывая, что программа рассчитана на слушателей, мало знакомых с физикой, руководитель должен все занятия проводить в простой и понятной форме, не усложняя их формулами и расчетами. Руководитель разъясняет принцип передачи речи от возбудителя звуковых колебаний воздуха (голосовых связок) до приемника их (барабанной перепонки уха); демонстрирует другие возбудители колебаний, воспринимаемых ухом человека: струны музыкальных инструментов, тонкую стальную пластинку, зажатую в тиски, и т. п. Здесь же нужно познакомить слушателей с полосой частот, воспринимаемых человеческим ухом (от 20—30 до 12 000—15000 гц ), и скоростью распространения звука.

Беседа об электрическом токе и об электромагнитных колебаниях проводится с обязательной демонстрацией опыта: последовательно соединяются батарейка, лампочка от карманного фонаря и амперметр на 0,5—1 а (с нулем в середине шкалы).

К этой замкнутой цепи подносится компас (как индикатор магнитного поля). Этот опыт покажет, что ток, проходя по проводнику, создает вокруг него магнитное поле и что при изменении полюсов источника тока меняется направление тока и, следовательно, магнитных силовых линий.

При составлении этой цепи необходимо зарисовать на доске ее принципиальную схему с правильными техническими обозначениями.

Чтобы дать понятие о переменном токе и частоте, руководитель несколько раз быстро меняет полюса батареи, стараясь при этом попадать в такт с отклонениями магнитной стрелки и получить ритмичные колебания ее.

Затем руководитель рассказывает об использовании быстропеременных токов большой частоты (сотни тысяч и миллионы периодов в секунду) для радиопередачи, об образовании электромагнитных полей (радиоволн), скорости их распространения, о длине и диапазонах волн.

Преобразование звуковых колебаний воздуха в электрические (и наоборот — электрических в звуковые) можно продемонстрировать, соединив последовательно телефонную трубку (электромагнитную), прибор на 30—50 ма , батарейку от карманного фонаря и микрофонный капсюль от телефонного аппарата.

Узлы передающей станции поясняются по ее блок-схеме. Углубляться в подробный разбор схемы не нужно, достаточно лишь рассказать о назначении отдельных блоков.

Взаимосвязь между частотой и длиной волны (чем выше частота, тем короче волна, и наоборот) легко показать несколькими простыми арифметическими примерами, используя формулу:

Для подготовки ко второй теме можно рекомендовать главу Радиоволны и колебания из книги С. А. Бажанрва , Что такое радиолокация, Воениздат, 1948 г. (Эта книга будет также полезна при прохождении материала о радиолампах в кружке по изучению ламповых приемников).

Третья тема. Как происходит радиоприем объединяет понятия о радиоприеме и вещании по проводам.

Беседа по первому вопросу должна дать только самое общее представление о принципе радиоприема. Достаточно кратко осветить назначение антенны, заземления, катушки, контура, детектора и телефона.

Рассказ о вещании по проводам лучше всего проводить во. время экскурсии на радиоузел, сопровождая этот рассказ показом аппаратуры в действии.

Четвертая и пятая темы объединяются одним занятием. Руководитель разбирает достоинства детекторного приемника (простота конструкции, отсутствие необходимости в источниках питания, дешевизна) и его недостатки (возможность приема только на телефон, ограниченность дальности приема).

Затем руководитель рисует на доске принципиальную схему детекторного приемника и показывает детали (в натуре), которые входят в схему.

На фиг . 5 показаны принципиальная схема и устройство деталей разборного универсального детекторного радиоприемника, который дает возможность очень наглядно проводить занятия с большим количеством слушателей.

Катушки L1 и L2 намотаны на прочных (толстостенных) цилиндрических каркасах проводом ПЭ 1,5 мм. Катушка L2 содержит 100 витков с отводами от 25, 50 и 75 витков; катушка L1 — 25 витков.

Каркас катушки L2 одновременно служит основанием приемника. В нижней ее части, по окружности, укрепляются: зажимы Л и 3, гнезда Д и Г, гнезда Для отводов катушки L2, а также гнезда для включения катушки L1

К выводам катушки L1 припаяны гибкие изолированные проводники длиной 20—25 см, оканчивающиеся штепсельной вилкой для включения в соответствующие гнезда на каркасе катушки.

Обе катушки имеют сквозные отверстия для оси; ось вытачивается из сухого дерева.

Обкладки переменного конденсатора вырезаны из листового металла любой толщины; к ним припаяны гибкие проводники длиной 25—30 см, имеющие на концах, наконечники.

Переключателем служит гибкий проводник; один его конец соединен с зажимом 3, другой вставляется в гнезда отводов от катушки L2 при настройке приемника.

Фиг . 5. Принципиальная схема и детали универсального детекторного приемника.

Монтаж приемника производится голым 2—3-мм проводом.

Слушатели сначала знакомятся с принципиальной схемой простейшего приемника с секционированной катушкой индуктивности (вариант а). В этом случае гнезда, предназначаемые для включения катушки L1 , закорачиваются перемычкой П (катушка L в схему не включается).

Получился приемник, настройка которою осуществляется скачкообразно (грубо) переключением секций катушки. Такая схема в большинстве случаев не дает точной настройки, что и поясняется кружковцам.

Затем к концу переключающего проводника крепится швейная игла. Путем последовательного прощупывания витков катушки острием иглы (через эмалевую изоляцию) можно произвести точную настройку и объяснить слушателям устройство приемника со скользящим контактом (вариант б). После этого демонстрируется схема приемника с переменной емкостью, для чего к зажимам А и 3 присоединяются металлические пластинки — обкладки конденсатора. В этом варианте (в) грубая настройка производится переключением отводов катушки, а плавная — изменением расстояния между обкладками конденсатора. Во избежание соединения пластин между ними прокладывается лист сухой бумаги.

После этих опытов можно перейти к демонстрации настройки приемника путем изменения индуктивности последовательно включенных катушек, для чего пластины конденсатора, отсоединяются, замыкающая перемычка удаляется, а вместо нее включается катушка L2.

Грубая настройка производится так же, как и в варианте а, переключателем, а плавная — поднесением катушки L1 к катушке L2. Затем через обе катушки продевается ось, и получается приемник с вариометром (схема д ). Общий вид демонстрационного приемника показан на фиг . 6.

Демонстрацию опытов с описанным приемником можно постепенно усложнять. Так, например, используя катушку L1, можно собрать летучую схему приемника с фиксированной настройкой, продемонстрировать переменную индуктивную связь с антенной, переменную детекторную связь и т. д.

В заключение беседы по четвертой и пятой темам хорошо продемонстрировать готовые заводские и самодельные детекторные приемники.

Шестая тема посвящена ознакомлению с изготовление м- каркасов и намоткой катушек индуктивности для детекторных приемников. Занятие начинается 20—30-минутной беседой о назначении и работе катушек индуктивности.

Руководитель показывает основные типы катушек — цилиндрическую однослойную, многослойные, с намоткой между щечками внавал и т. д.

Фиг . 6. Универсальный демонстрационный детекторный приемник.

Прежде чем приступать к изготовлению катушек, руководитель знакомит слушателей с приемами склейки каркасов, показывает образцы обмоточных проводов и дает расшифровку их марок (ПЭ, ПШО, ПШД и т. д.).

С первой же практической работы от слушателей нужно требовать аккуратности.

Необходимо объяснить, как поступить в том случае, если под руками нет провода подходящего диаметра. Полезно дать возможность некоторым слушателям намотать катушки по произвольным данным, с тем чтобы потом практическим путем подобрать нужное число витков. Это развивает конструкторские навыки.

Часто под руками нет микрометра для измерения диаметра провода; нужно научить определять его приближенно: намотать провод виток к витку на карандаш, измерить ширину намотки в миллиметрах и полученное число разделить на число витков.

Итог дает величину диаметра провода.

Иногда радиолюбители имеют провод с поврежденной изоляцией. Нужно пояснить, что такой провод можно использовать для цилиндрических катушек с намоткой принудительным шагом и показать этот способ намотки.

Способ проверки годности катушки (на обрыв) показывается с одновременным пояснением схем простейших пробников (батарейка и прибор или телефон).

В качестве пособия по этой теме кружковцам можно рекомендовать книжку 3. Б. Гинзбург и Ф. И. Тарасов, Практические работы радиолюбителя, Госэнергоиздат , 1949 г.

Желательно, чтобы каждый кружковец изготовил самостоятельно несколько различных катушек. Это даст первые практические навыки радиомонтажных работ.

Седьмая тема должна дать основные понятия о свойствах, устройстве и применении конденсаторов постоянной и переменной емкости.

Прежде всего руководитель дает определение конденсатора как прибора, способного накапливать электричество, демонстрирует заряд конденсатора от источника тока и, замыкая конденсатор накоротко, — разряд его.

Устройство конденсатора можно показать, разобрав конденсаторы постоянной емкости на 30—100 и 5—10 тыс. мкмкф .

Говоря о единицах измерения электрической емкости (фарада, микрофарада, микромикрофарада ), руководитель должен пояснить, что старая единица емкости — сантиметр, встречавшаяся в схемах до 1937—1938 гг. и в устаревших учебниках, приблизительно равна 1 мкмкф (точнее, 1,11 мкмкф ).

Полезно смонтировать на одном щитке несколько конденсаторов различных типов. Такой щиток можно использовать в качестве постоянного наглядного пособия.

Говоря о способах соединения конденсаторов (параллельном, последовательном), руководитель рисует на доске схемы соединений, одновременно показывая, как производить такие соединения практически. Формулу расчета последовательного соединения можно не приводить.

В заключение нужно рассказать о способе определения годности конденсаторов с помощью простейшего пробника и о способах выправления пластин конденсаторов переменной емкости, дающих короткое замыкание.

Восьмая тема посвящена практической работе — постройке и налаживанию детекторных приемников. Изготовление панелей, ящиков, переключателей, гнезд и контактов выполняется слушателями на дому (руководитель должен дать чертежи и показать приемы изготовления деталей). При недостатке материалов, и деталей один приемник можно делать вдвоем или даже втроем.

До начала практической работы руководитель подробно рассказывает о том, как правильно сконструировать детекторный приемник (рациональное расположение деталей, компактность, внешнее оформление конструкции).

Овладевая приемами пайки при радиомонтаже, слушатели должны получить первые навыки пользования паяльником, зачистки концов спаиваемых проводников, твердо знать о недопустимости пайки с кислотой (со временем разъедающей детали и загрязняющей монтаж).

Проверка правильности монтажа производится слушателями под контролем руководителя по принципиальной схеме. Жесткость монтажа проверяется резким встряхиванием панели или ящика, а надежность контактов и целость катушки — с помощью пробника.

Девятая тема начинается беседой о сущности процесса детектирования. Руководитель показывает несколько типов детекторов, работа которых демонстрируется на исправном приемнике.

Затем слушателям сообщаются основные правила сохранения детекторов и обращения с ними (отыскание чувствительной точки, срез острия спирали, охрана от сильных толчков и пыли).

В заключение беседы слушателям следует рассказать о способе изготовления кристалла своими силами.

Беседу по десятой теме нужно начать с электромагнитной телефонной трубки. Руководитель показывает трубку в открытом виде, зарисовывает ее схему (магнит, катушка, мембрана) и объясняет принцип работы трубки. Затем мембрана накладывается на свое место, и к трубке подключается источник постоянного тока (батарейка от карманного фонаря).

При перемене полюсов батарейки легко заметить, что мембрана притягивается к магниту или отталкивается от него. При Включении трубки в источник переменного тока (напряжением 5—15 в) можно наблюдать вибрацию мембраны и получить звук с частотой переменного тока.

Пьезоэлектрическую трубку разбирать не следует (можно испортить). Нужно ограничиться кратким рассказом о пьезоэлектрическом эффекте, используемом в телефонных трубках.

Руководитель подчеркивает необходимость бережного обращения с трубками.

Одиннадцатая тема. Если радиокружок начинает работать впервые, то антенное хозяйство (антенна, заземление, вводы и грозовой переключатель) нужно оборудовать в течение первых занятий по указанию руководителя (до наступления морозов); теоретическую беседу можно провести позже.

Руководитель рисует типы антенн на доске, сообщает их данные, поясняет, когда и где они применяются, каковы их преимущества и недостатки.

Для детекторных приемников рекомендуется делать наружную Г-образную антенну.

Очень часто у радиолюбителей нет рекомендуемого многожильного медного провода (антенного канатика) и ореш-ковых изоляторов. Нужно объяснить, что для антенны можно использовать любой провод в любой изоляции, лишь бы он был прочным, а специальные изоляторы — заменить простейшими комнатными изоляторами, горлышками от бутылок и т. п.

Говоря об устройстве заземления, необходимо остановиться на обработке почвы в целях повышения ее проводимости вокруг заземлителя (применение кокса, древесного угля, поваренной соли).

Кружковцы должны твердо усвоить, что для детекторного радиоприемника необходимо иметь хорошие антенну и заземление, так как их качество имеет решающее значение для уверенного приема.

В качестве пособия для этой темы рекомендуется брошюра массовой радиобиблиотеки Госэнергоиздата (1949 г.) Приемные любительские антенны В. К. Адамского и А. В. Кершакова .

Двенадцатая тема посвящена основным правилам эксплоатации радиоприемника.

В короткой беседе нужно разъяснить необходимость установки приемника в сухом месте, показать, как нужно присоединять антенну и заземление, как производить настройку, как пользоваться грозовым переключателем.

В заключение следует обратить внимание слушателей на необходимость регистрации приемников в местном отделении связи.

После такой беседы можно перейти к практике радиоприема. Нужно добиться приема основных станций центрального вещания, памятуя, что первая программа передается на волнах 1 935, 1 734, 1 500 (до 18 час.) и 433,5 м (с 18 час); вторая программа на волнах 1 141 (до 18 час), 547 (с 18 час 30 мин.) и 330 м (с 18 час); третья — на волне 344 м.

Прием станций центрального вещания на детекторный приемник возможен во многих областях, краях и республиках Европейской части СССР.

Нужно настроиться и на ближайшую республиканскую и областную радиостанции.

Тринадцатой теме отводится одно занятие.

Руководитель проводит обобщающий обзор работы радиоприемной установки, уделяя главное внимание сложным вопросам, недостаточно усвоенным кружковцами на предыдущих занятиях. Затем руководитель отвечает на вопросы.

О заключительной беседе смотрите в методических указаниях к программе кружка по изучению и постройке ламповых радиоприемников.