Несмотря на то, что при Союзе огромное количество детей собирало детекторные приёмники в школе или радиокружках, моё постсоветское детство такая забава не затронула. Я с самых ранних лет хотел попробовать, но всё вечно упиралось в отсутствие компонентов, а когда они появились, то в размышления, вроде «откуда я возьму такую антенну?». И вот, я наконец-то решил попробовать и собрал приёмник, который, как не странно, успешно заработал, и хотел бы поделиться своим скромным опытом в этом деле. Возможно, кого-то мои эксперименты воодушевят или поддержат, может быть, кто-то как я обуреваем сомнениями в том, что может не получиться и мой опыт будет полезен, что будет, несомненно, большой радостью для меня.
В чём вообще прелесть детекторного приёмника? В том, что он очень прост и ему не нужны элементы питания. Не нужны вообще потому, что всю энергию он берёт из антенны. Детекторные приёмники существуют уже более ста лет и всё ещё актуальны там, где есть АМ радиостанции на средних волнах. В прочем, даже там, где их нет (как в моём случае), они тоже что-то ловят и так, возможно, даже интереснее. Эти приёмники примитивны и надёжны, однако за простоту приходится платить отсутствием усиления и о-о-очень длинной антенной. Из чего же состоит детекторный приёмник?
А деталей немного. Катушка L1 и переменный конденсатор VC1 образуют колебательный контур, который подстраивается в резонанс с желаемой станцией, далее диод «режет» отрицательную полуволну сигнала станции, блокировочный конденсатор С1 выполняет функцию фильтра, отсеивая высокие частоты и, наконец через телефон LS1 мы можем слышать сигнал. Теперь остановимся на необходимых компонентах подробнее и, так сказать, на практических аспектах а-ля где что взять. Далее пояснения будут скорее для совсем новичков и людям с паяльником знакомым их можно пропустить.
Проще всего достать блокировочный конденсатор, это конденсатор, на котором будет написано 332, такие встречаются в различных схемах или в магазине радиодеталей. Самая важная деталь, пожалуй, это германиевый диод. Сейчас такие уже не выпускают, так как кремниевые значительно превосходят их по параметрам. Однако, найти их можно как в старой советской аппаратуре, так и купить «новые» старые диоды. Советские диоды серий Д9 и Д2 подойдут. Эти диоды имеют стеклянный корпус (Д2 – весьма специфический) и отличить их от кремниевых можно по падению напряжения на них (или сопротивлению) – оно будет в два или более раза ниже, чем на кремниевых. Покупать новые диоды 1N34 на известном китайском сайте не следует – вам продадут подделку (по крайней мере, так утверждает любитель детекторных приёмников tsbrownie, чей канал на ютубе тоже стоит посмотреть, там много разных конструкций таких приёмников описано). Беглый просмотр Авито показал, что подходящие диоды можно вполне дёшево купить. Вообще, в некоторых источниках говорят, что можно взять любой диод, даже кремниевый, однако, работать это будет только с очень хорошим и сильным сигналом. Поэтому, чтобы избежать разочарования, я бы рекомендовал использовать германиевые диоды. Далее, идёт переменный конденсатор. Эти попадаются только в радиоприёмниках. Чем старше приёмник – тем жирнее будет конденсатор. И, соответственно, на бОльшую ёмкость. У нас довольно небольшая частота приёма, всего 0.5 – 1.5 МГц, то есть нам нужна или большая катушка, или большой конденсатор. А лучше и то, и другое, т.к. в нашей окончательной схеме обе детали будут подстраиваться. В общем, если есть старое радио – можно достать оттуда. Я брал свой из какого-то относительно нового китайского сломанного радиоширпотреба. Мой конденсатор не обладал достаточной ёмкостью, но в нём было две секции и запараллелив их я получил около 200 пФ, что оказалось приемлемо. Переменный конденсатор можно сделать и самому при помощи фольги или листов металла с воздушной или, например, бумажной изоляции. Я, правда, не пробовал, но работать должно. В старых книгах типа того же «Юного радиолюбителя», можно найти подробные инструкции по изготовлению дефицитных в то время деталей, надо только искать действительно старые книги 30-х – 50-х годов.
Катушку надо намотать самостоятельно, катушка сама себя не намотает. Для этого понадобится провод 0.6 – 0.8 мм и каркас диаметром где-то 50 мм, можно взять пластиковую канализационную трубу, а можно как в старые добрые времена склеить из бумаги на оправке, зависит от того, что вам ближе. Я остановился на трубе, взяв отрезок длиной 140 мм и диаметром 45 мм. В принципе, размеры тут могут быть довольно приблизительные, надо получить катушку примерно нужной индуктивности, т.е., например, взяв за основу диаметр каркаса и провода и используя онлайн калькулятор индуктивности, можно получить длину намотки (каркаса катушки) и длину провода. Так что количество витков зависит от диаметра каркаса вашей катушки. Ориентировочно 120-140. Теперь, где взять провод. Его надо от 20 метров, где-то (надо сначала прикинуть параметры катушки, конечно). Можно, разумеется, купить, но можно и взять б/у. Подходящий провод найдётся в выходных низковольтных обмотках сетевых трансформаторов, а также в старых входных дросселях из компьютерных блоков питания. Сразу скажу – извлечь провод аккуратно будет стоить значительного времени и усилий, но зато бесплатно. Несколько важных моментов по катушке – каркас надо делать больше, чем длина намотки, так чтобы с каждой стороны оставалось 10 – 15 мм; катушка не должна лежать на поверхности (собственно отступы от края делаются для подпорок); провод удобно выводить (начинать и заканчивать намотку) через отверстия, просверленные в каркасе; и последнее – мотать надо аккуратно, виток к витку.
Что осталось? А осталась ещё одна неприятная деталь, которою может быть нелегко найти – это высокоомные головные телефоны, т.е. наушники с высоким импедансом. В старой литературе рекомендуют телефонные капсюли ТОН-1, ТОН-2 (сопротивление первого 2200 Ом, второго – 1600 Ом). Сейчас таких не делают, ибо незачем, а обычные наушники в стандартную схему не подойдут. И тут проблема имеет несколько решений. Во-первых, можно использовать согласующий трансформатор, как на этой схеме:
Пугаться не надо, подойдёт любой маломощный сетевой понижающий трансформатор из старого блока питания (разумеется, не импульсного) на 220-12 вольт, например. Высоковольтной обмоткой подключаем в сторону приёмника, а низковольтной обмоткой в сторону наушников.
Во-вторых, можно воспользоваться пьезо наушником. Буржуи любят что-то вроде того, что на этом фото:
Но эта штука стоит где-то 10 евро на ибэй или амазон плюс доставка, поэтому это не наш метод. В прочем, на этой картинке видно, что у нея внутре неонка стоит что-то вроде обычной пьезо пищалки, наподобие этих:
Донорами могут быть какие-то старые девайсы со звуковой индикацией, компьютеры, детские игрушки, тысячи их. Единственным отличием от заморской фиговины будет то, что они не вставляются в ухо, но это тоже можно исправить, чуть позже я об этом расскажу.
И третий путь – это сделать высокоомный телефонный капсюль самому из старого реле, консервной банки и магнита в лучших традициях «Очумелых ручек». Суть в том, что надо подобрать реле с максимально высоким сопротивлением катушки, например на 24 вольта. Желательно взять два одинаковых реле, но можно и одно. Далее собираем конструкцию по такой схеме:
Конечно, эта конструкция нуждается в каком-то креплении, но это уж полностью в вашей власти. Можно что-то выпилить, можно на 3д принтере распечатать. Левая конструкция отличается от правой тем, по идее, должна работать лучше.
Остаются ещё две необходимых вещи для работы приёмника – это антенна и заземление. По сути, мы создаём разность потенциалов между ними за счёт чего приёмник и работает. Чем выше и длиннее антенна – тем лучше. Заземление же должно иметь как можно меньшее сопротивление, т.е. если мы действительно втыкаем его в землю, она должна быть сырой. Антенну рекомендуют делать не менее 15 метров медным силовым проводом (её сопротивление тоже важно, оно должно быть минимальным). Лучше, конечно, от 20 и более метров и чем выше, тем лучше. Реализовать такую антенну дома непросто (хотя у меня вышло, я расскажу как), но можно выехать на природу и попробовать что-то поймать рядом с озером или речкой, закинув провод антенны между ветвями деревьев (я тоже это пробовал – работает).
Итак, с теорией, вроде бы разобрались, переходим к эксперименту, вернее, к моему опыту. Насмотревшись разных видео и начитавшись древних манускриптов за авторством Борисова («Юный радиолюбитель» разных годов) я приступил к изготовлению своего радио. Я подумал, что неплохо было бы сделать его в «классическом» стиле, а именно, закрепив все детали на фанерном основании. Начал я с изготовления катушки. Как я уже сказал, каркас моей катушки имеет размер 140 мм на 45 мм. Отталкиваясь от этого, я отрезал прямоугольный кусок фанерки размерами 180 на 150 мм и толщиной 8 мм. Из такой же фанеры я выпилил переднюю панель для закрепления гнёзд наушников и переменного конденсатора. Так же я выпилил стойки катушки и из деревянного бруска сделал «косынки» для увеличения жёсткости при склейке корпуса.
На фото видно, что катушка намотана не цельным проводом, а кусками. Ну, что было. А было два разных трансформатора, которые я хотел перемотать под ламповое применение, а провод со вторички использовать повторно. Но, оказалось, что, во-первых, от одного трансформатора провода не хватило, во-вторых, на нём было две отдельных обмотки, а в-третьих – у второго транса провод чуть тоньше, хотя это и не очень важно.
Когда всё склеилось, и я примерил катушку, то оказалось, что гнёзда антенны и заземления ставить на переднюю панель неудобно, поэтому я запилил аналогичную панель сзади.
Теперь дорисуем остальную сову. В смысле, я, конечно, забыл сделать фото, поэтому придётся описать процесс немного больше.
Здесь мы видим приёмник в полностью готовом виде. Как видно, Переменный конденсатор я закрепил при помощи 3д печатного переходника, так же сделана и ручка настройки. Так же здесь можно заметить ещё одну ручку настройки – вместо катушки с постоянной индуктивностью, я использую вариометр. Он выполнен просто – у витков катушки сверху удаляется слой изоляции так, чтобы металлическая ручка, скользящая по ним, вступала в контакт с витками. Делается это обычной наждачкой. Вариометр – это альтернатива катушке с отводами, как бы катушка с непрерывными отводами и, таким образом, итоговая схема приобретает вид:
Диод я закрепил в колодке, чтобы его было удобно менять в ходе экспериментов. Я хотел попробовать изготовить детектор самому, но потерпел фиаско. Ни бритвенное лезвие (окопное радио), ни полупроводник из медного оксида у меня не заработали. Это не значит, что это невозможно, это лишь значит, что тут есть свои тонкости, мне пока неизвестные. Поэтому начинать лучше с нормального диода, он точно заработает, а потом уже экспериментировать. Диод, к слову, было достать непросто. Покупать я не хотел (купить я мог только онлайн, в Пуатье нет радиомагазина, да и не торгуют они тут таким старьём), а старое оборудование, что выбрасывал универ (в куче электронного барахла, которого я завсегдатай) было недостаточно старым. Но мне повезло и сначала я раздобыл один, а потом ещё пять.
На одном из местных блошиных рынков мне попались наушники с сопротивлением 4000 Ом, что было идеально для моих целей, однако я решил проверить все описанные ранее варианты. С согласующим трансформатором всё просто и в длинных пояснениях нужды нет. Я взял самый мелкий из сетевых трансов, что был, кажется, питание от древних мелких колонок, что были популярны в 90-е и просто припаял к нему гнездо для наушников с одной стороны, а с другой прикрутил разъёмы для соединения с приёмником.
Пьезо пищалок у меня нашлось 4 штуки больших и много мелких, я рассудил, что чем больше мембрана, тем лучше должен быть звук, поэтому попробовать решил их. Выбрал одну с круглым корпусом и напечатал переходник для резиновой амбушюры от сломанных наушников.
Приклеив напечатанную деталь к пищалке и надев амбушюру, я получил желаемый девайс. Поскольку такая пищалка ток не проводит и работает, по сути, как конденсатор, подключать его рекомендуют параллельно нагрузочному резистору примерно 20 кОм, как показано на соответствующей схеме выше. Этот резистор я припаял непосредственно к выводам пищалки. Кстати, пока возился с пищалками, заметил интересный эффект. Если подать на пищалку постоянное напряжение, скажем 24 вольта, то она пикнет и замолкнет, т.к. её «внутренний конденсатор» зарядится. Если после этого пищалку отключить и соединить на мгновение с другой пищалкой, то в свою очередь пикнет та, т.к. заряд с первой перетечёт частично на вторую. Перевернув одну из пищалок и снова соединив выводы, мы опять услышим короткий пик. С каждым разом громкость, конечно, падает.
Так же я сделал и свой собственный телефонный капсюль из реле. Я взял реле с номинальным напряжением 220 вольт и сопротивлением катушки 16 кОм. Банка была взята, кажется от зелёного горошка, диаметром примерно 70 мм. Я начертил и распечатал крепление для катушки и так же пластиковую амбушюру которая была необходима ещё для общего стягивания конструкции. В итоге вышло вот что:
Надо сказать, что сделан он неправильно, не так как на схеме выше, нет замыкания магнитного потока. Вероятно, если бы я не поленился и сделал его, то это капсюль работал бы лучше. И, вот коротенькое видео со примером звучания от компьютера:
❯ Практические опыты. Опыт первый.
Разумеется, всё это надо было как-то испытать. Вначале даже не думал пробовать дома, поэтому первые два теста были проведены на природе около речки. Почему речка важна? Потому, что влажная земля даст хорошее заземление. Я в качестве оного использовал металлический штырь сантиметров 50 длиной, который воткнул в речное дно. Антенной служил кусок силового трёхжильного провода, который остался от купленного на барахолке удлинителя. Провод оказался длиной 26 метров и был натянут между ветками деревьев на высоте метров 7-8 над землёй. Тут тоже есть несколько важных моментов. Антенна не должна касаться ни листвы ни самого дерева. Я крепил её при помощи двух нейлоновых (наверное) верёвок, которые параллельно служили и изоляторами (которые советуют всё же устанавливать). Делал я примерно так – к верёвке привязывается груз, дальше раскачиваем груз и снизу вверх запускаем его в полёт в сторону нужной нам ветки. Не стоит пытаться бросать груз как гранату – можно травмировать плечевой сустав. Когда веревка перекинута, к ней привязывается антенна (главное не забыть сделать от неё отвод к приёмнику), и подтягивается наверх сначала с одной, затем так же и, с другой стороны. Как только антенна и заземление готовы можно приступать к приёму.
Я выбрался за город с женой в районе 6 часов вечера. Когда я закончил с установкой антенны (были проблемы – я использовал слишком лёгкий и маленький груз и в одном месте он застрял) было уже где-то половина восьмого. Сначала я, конечно, ничего не услышал, но немного покрутив конденсатор и катушку, я услышал чрезвычайно тихую и неразборчивую речь, затем музыку. Я был страшно рад! К тому моменту я был откровенно не уверен в том, что у меня вообще что-либо выйдет. Я ведь уже успел выяснить, что в отличии от США, в Европе уже мало кто пользует АМ радио, тем более на средних волнах. Однако сигнал был. В какой-то момент удалось распознать название одной из станций, это было «радио интернасиональ», что было весьма любопытно, т.к. я нахожусь во Франции и согласно правилам французского языка, оно бы звучало как «радио антернасиональ». То есть, радио было не французским. Кого я принимал? Не знаю. Вообще в мире есть огромное количество радио с таким названием в этом диапазоне. Может, это были испанцы, может нет. Поиск в сети не добавил уверенности, вроде бы есть пара бельгийских станций со схожим названием, но как они произносят это самое название, я не знаю.
В моём первом эксперименте участвовали только старые высокоомные наушники, которые отработали хорошо при слабом сигнале. Остальные устройства готовы ещё не были, т.к. эксперимент проводили немного в спешке из-за скорого отъезда жены. Вот несколько фото:
Записать на телефон звук принимаемого радио оказалось невозможно, однако на маленьком осциллографе, который я взял с собой, сигнал был отчётливо виден. Вот коротенькое видео с женой, внимательно слушающей сигнал далёкой неведомой станции:
❯ Опыт второй.
В этот раз я был один, т.к. жена уже уехала. Приехал на место я где-то в семь вечера. С антенной я возился куда меньше, так как уже был опыт. Я решил использовать провод подлиннее и приобрёл накануне 100 метров медного провода сечением 1.6 мм2. Натянуть его весь у меня не вышло, т.к. просто не получилось найти нужного промежутка между деревьями, где бы не было торчащих веток. В итоге, я думаю, что длина антенны составляла примерно 70 метров. Подготовив всю оснастку, я понял, что сильно лопухнулся, получилось, что провода от антенны и земли не сходились и приёмник я мог держать только в руках без возможности положить. Это было адски неудобно, учитывая, что я хотел протестировать варианты наушников. Надо сказать, что приём меня разочаровал. Я по-прежнему слышал различные станции, но очень тихо. Я думал, что с такой длинной антенной разница должна была быть значительной, но нет. Я не смог разобрать, что и откуда я принимал, сигнал был слишком тихим.
Вот пара фото этой попытки:
В целом, эту попытку я признаю не очень удачной. Для лучшего результата нужна хотя бы удобная поза, а балансировать между удержанием радио, его настройкой и сменой наушников было не очень удобно. Что касается проверяемых мной вариантов, то результаты вышли следующие. Самодельный капсюль показал себя плохо, я ничего не смог услышать. Удивительно, но схема с согласующим трансформатором работала, хотя уровня сигнала было и недостаточно для нормального функционирования. Наушники я использовал большие, кстати. Не те, что в уши вставляются, с ними почему-то не вышло ничего. Самым лучшим образом зарекомендовала себя пищалка. У неё, разумеется, есть свои специфические искажения, но работает она хорошо. Ещё бы из уха не выпадала, но это я потом исправил, заменив провод на более гибкий.
❯ Опыт третий, продолжающийся по сию пору.
После мой относительной неудачи за городом, я решил рискнуть и попробовать организовать радиоприём дома. Эта идея была несколько безумной, учитывая желаемые размеры антенны. Однако, я прикинул, что если из спальни протянуть провод в гостиную, а оттуда на кухню, то выходит примерно 18 метров. В спальне и на кухне для установки провода были использованы деревянные рейки и синтетическая верёвка, а в гостиной – пластиковая труба, воткнутая в тяжёлое основание от солнцезащитного зонта. Примерная схема получившегося радиохаоса вот:
В качестве заземления я использую батарею отопления. Тут они их медными трубами соединяют, сопротивление должно быть минимально. Вообще, батарею в качестве земли использовать – моветон, особенно для силовых устройств, это вообще опасно для жизни. Но моя антенна находится внутри дома, молния в неё ударить не может, особой электрохимической коррозии в трубах такое соединение тоже не вызовет и вообще, это краткосрочный эксперимент. Вот фото того, как это вышло в реальности:
Кстати, живу я на последнем этаже трёхэтажного дома. Надо мной только деревянная крыша, которая подавляет сигнал значительно меньше бетонных стен (часть моих стен – эта самая крыша). Поэтому я ожидал что-то таки услышать. И я услышал.
То, что я был удивлён – ничего не сказать! Сигнал был настолько сильным, что на расстоянии метра его можно было слышать, не одевая наушники. Я попробовал все свои «слуховые приборы» и с таким сильным сигналом работало хорошо всё, включая мою самоделку. Вот еще пробы записи звука:
В итоге я могу сказать, что слышал арабскую, французскую и испанскую речь, а также другие языки, распознать которые мне не удалось. Кроме сигнала станций, конечно, я слышал и шум. Основным шумом является положительный полупериод 50 гц (отрицательный не слышно из-за диода), его наводит электрическая сеть. Кроме этого, некоторые электроприборы создают радиошум. У меня таким оказался старый компьютерный блок питания, который я использовал во одном из параллельно шедших экспериментов. Периодически слышны отдельные импульсы, я полагаю, что это соседи включают какие-то электроприборы, а может быть это холодильник, мой или соседские. Также есть шум, который наводится с чёткой периодичностью, возможно, это радар. В нашем захолустье есть аэропорт, может быть радар стоит там.
❯ Мои размышления над результатами.
Первое, что приходит на ум, это то, что рядом со мной нет мощных станций, иначе сигнал был бы постоянным и значительно громче, чем в моих экспериментах за городом, где записать звук мне не удалось (я пытался при помощи диктофона на телефоне, но было слышно всё что угодно, кроме сигнала). Там, правда, есть ещё несколько особенностей, не благоприятствующих приёму. Место, где я был находится как бы слегка в овраге, а складки местности в этом деле – нехорошо. Можно было бы в другом месте попробовать, однако, удобных деревьев и хорошего варианта заземления я не нашёл.
Если рядом нет станций, то, что же я принимал? Как видно на одном из роликов, я принимал арабоязычную радиостанцию. То, что это арабы – инфа 100%, так как я дал послушать запись товарищам из Туниса, которые работают со мной на кафедре. Откуда конкретно, они определить не смогли, сказали, что так говорить могут практически везде. Мне не удалось найти упоминаний об арабоязычных радиостанциях в Европе на средних волнах. В Африке они есть и довольно много, наиболее близко ко мне расположен Алжир, до него примерно 1100 км по прямой.
Набросав в Компасе эскизик земного шара, оказалось, что для того, чтобы сигнал был прямой, высота антенны радиостанции должна быть 93 км. Нехило, правда?
Так, разумеется, не бывает, поэтому я считаю, что я принимал отражённый сигнал, когда сигнал станции бьётся о небесную твердь отражается от ионосферы и прилетает обратно на землю. Как на вот этой картинке из книги того же Борисова:
Это очень любопытно, на мой взгляд. Учитывая, что сигналы, которые я принимал всегда были нестабильны и то приходили, то уходили, скорее всего это как раз и объясняется состоянием ионосферы (и других слоёв, в прочем тоже) Земли в конкретные часы. Для меня время приёма выходило от 19.00 до 23.30 примерно с оптимумом около 21.00. Именно поэтому я упоминал время экспериментов. За границами этого промежутка времени эфир был пуст и наполняли его только шумы электропроводки.
Вообще, поражает, что такая примитивная штука, состоящая всего из нескольких деталей, может принимать сигнал из далёких стран! Лично я своими экспериментами остался очень доволен, так как изучил новые для себя вещи и получил такие интересные результаты. В будущем, я планирую подключить к этому приёмнику усилитель на самодельных радиолампах, которые, я надеюсь, в скором времени у меня таки получится сделать нормально функционирующими. Работы в этом направлении я веду и скоро планирую поделиться результатами. Я надеюсь, что эту статью было нескучно читать и, может быть, кто-то захочет поэкспериментировать с детекторным приёмником самостоятельно.
Новости, обзоры продуктов и конкурсы от команды Timeweb.Cloud - в нашем Telegram-канале ↩
