Kas ir kristāla radio?

Kristāla radio uztvērējs ir agrākais izgudrotais radio veids, un to pirmo reizi sāka ražot pēc tam, kad 1874. gadā vācu izgudrotājs Karls Brauns atklāja kristālu labošanas īpašību. Daudzas kristāla formas, piemēram, minerālu galēna vai svina sulfīds, kas kalpoja kā agrīno kristāla radioaparātu kristāla sastāvdaļa, ļauj elektriskajai strāvai plūst galvenokārt tikai vienā virzienā. Tas padara tos noderīgus, lai pārveidotu maiņstrāvas (AC) radioviļņu signālus līdzstrāvas (DC) signālos, lai audio pārraidi varētu atsaistīt no radio nesēja viļņa un klausīties. Kristālu taisnošanas principa rezultātā visā pasaulē tika plaši ražoti kristāla radio uztvērēji, tostarp tos plaši izmantoja Pirmajā pasaules karā. Tā kā to darbībai nebija vajadzīgas baterijas un tos bija vienkārši uzbūvēt, tie kļuva plaši izplatīti līdz bateriju izgudrošanai. 1920. gadu sākumā darbināmi pastiprinātāji un vakuumlampas padarīja iespējamus jaudīgākus radio uztvērējus.

Kristālu komplektu var uzbūvēt tikai no četrām funkcionālām daļām. Tajos ietilpst: antena, regulēšanas spole, kristāla detektors un austiņas. Antena kalpo, lai uztvertu visus apkārtējos radioviļņus, kas atrodas noteiktā vietā, un novirzītu to jaudu kristāla radio kā elektrisko strāvu. Noregulēšanas spole ir vara stieples tinums, ko izmanto, lai noregulētu lielāko daļu esošo radioviļņu, lai tālāk tiktu apstrādāts tikai vēlamais. Šī izvēlētā radioviļņu frekvence tiek novirzīta kristāla detektorā, kas atdala nesēja radioviļņu no audio signāla, kas uz to pārvietojas, pārvietojoties pa gaisu. Tā kā audio signāls parasti ir diezgan vājš, ja nav ar akumulatoru darbināma pastiprinātāja, austiņas tiek izmantotas kristāla radio klausīšanai, lai palielinātu skaļuma līmeni.

Kopš 2011. gada kristāla radioaparātus joprojām ražo kā skolu zinātnisko eksperimentu priekšmetu un elektrisko hobiju, taču to zemais jaudas līmenis un ierobežotā spēja uztvert tālu radio signālus ir padarījuši tos novecojušus kā komerciālus produktus. Mūsdienu komponenti ir arī atvieglojuši to uzbūvi. Tas ietver kaķa ūsu uztvērēja nomaiņu ar cietvielu kristāla diodi. Sākotnējā kristāla dizainā tika izmantots dabisks kristāls, ar kuru kontaktējās stieples kaķa ūsas elektrods. Elektrods bija jāpārvieto pa kristālu, līdz tika atrasta vieta, kur kristāla režģa struktūra pārraidīs signālu uz austiņām.

Kristāla diodēs tiek izmantots tāds pats iztaisnošanas princips kā kaķa ūsu uztvērējam, taču nav nepieciešama manuāla pielāgošana, lai pārraidītu radiosignālu, kad to ir noregulējusi regulēšanas spole. Lai veiktu šo lomu, papildus galēnai ir izmantoti vairāki dažādi pusvadītāju kristālu veidi, tostarp silīcija karbīds, dzelzs pirīts un cinkīta-bornīts. Jebkurš materiāls, kam ir pusvadītāju elektriskās īpašības, var darboties arī faktiskā kristāla vietā kristāla radio. Tas ietver tādus izplatītus objektus kā vara ASV santīmi, kas ar vecumu ir ieguvuši aptraipītu, pusvadītāju oksidētu virsmu, bet paši kristāli ir visvieglāk izmantojamais materiāls kristāla radio konstruēšanā un visefektīvākais.