A n d r z e j J a n e c z e k
ODBIORNIK DETEKTOROWY
ODBIORNIK DETEKTOROWY
W miejscach, gdzie jest duże
natężenie pola elektromagnetyczne-
Na rynku są dostępne różne radioodbiorniki oraz radioodtwa-
go, a na pewno będą to okolice Sol-
ca Kujawskiego lub Raszyna - czyli
rzacze AM/FM i każdy może wybrać sobie coś odpowiedniego
tam, gdzie są zlokalizowane anteny
i taniego. Czy na początku XXI wieku jest sens zajmować się
nadawcze AM - do odbioru sygna-
łów nie potrzeba nawet prawdziwe-
własnoręcznym konstruowaniem radioodbiornika, a także czy
go odbiornika. W okolicy kilku kilo-
warto, po 110 latach od czasu kiedy Marconi zapoczątkował
metrów od anteny nadajnika wy-
starczy jedynie zbocznikować diodą
erę radia, na nowo odkrywać tajniki fal elekromagnetycznych?
słuchawki o dużej impedancji oraz
podłączyć z jednej strony antenę
odczas wakacyjnych i urlopo- znaczenie podczas wakacji  pod w postaci drutu o długoS
ci kilku
wych wędrówek warto mieć ze namiotem , czy w sytuacjach, kiedy metrów rozciągniętego nad ziemią,
Psobą jakieS
radio. Mając na nie ma zasilania, ale można wyko- a z drugiej strony uziemienie (np.
uwadze młodzież szkolną, należy rzystać kawałek drutu jako antenę drut dołączony do rury wodociągo-
stwierdzić, że samodzielne konstru- i podłączyć uziemienie. wej). Schemat takiego połączenia
1
owanie prostych układów ma Zanim jednak przejdziemy do pokazano na rysunku . Im dalej
ogromne, nieocenione walory dy- omówienia naszego najprostszego będziemy znajdowali się od nadaj-
daktyczne i dla wielu młodych Czy- odbiornika, którym jest właS
nie nika, tym odbiór będzie słabszy,
telników jest jedną z dróg do po- detektor amplitudy (kiedyS
nazywa- a więc zacznie odgrywać rolę para-
znania fascynujących tajników ra- ny także  kryształkiem ), warto metr czułoS
ć odbiornika (zdolnoS
ci
dia. Koszt odbiornika jest niewyso- zacząć od samego początku, czyli do odbioru słabych sygnałów). Nie-
ki, zaS
osiągnięte rezultaty są uza- zasad emisji fal elektromagnetycz- znacznie tylko można polepszyć
leżnione głównie od odległoS
ci sta- nych. odbiór poprzez zwiększanie długo-
cji nadawczej. W nadajniku radiowym AM S
ci czynnej anteny. Jednak poważ-
Najprostsze są eksperymenty następuje proces kształtowania fali nym mankamentem takiego naj-
z odbiornikami AM, czyli związane noS
nej wysokiej częstotliwoS
ci
z modulacją amplitudy. W początko- wzmocnionym sygnałem z mikrofo-
1
A
wym okresie rozwoju radia były tyl- nu czy innego x
ródła sygnału nis-
ko nadajniki i odpowiednio wspó- kiej częstotliwoS
ci. Sama fala noS
-
pracujące z nimi odbiorniki AM. na o przebiegu sinusoidalnym nie
Obecnie w kraju mamy ogólopolską zawiera żadnych informacji i służy
D
Sł. (2k )
rozgłoS
nię Polskiego Radia, emitują- tylko do przenoszenia nałożonych
cą Program I na falach długich na nią sygnałów akustycznych. Ta-
o częstotliwoS
ci 225 kHz z Solca kie sygnały, zmodulowane jako fale
Kujawskiego (okolice Torunia i Byd- radiowe, są wypromieniowywane
Z
goszczy), a także nadawany pro- przez antenę nadajnika i rozchodzą
gram Radio Bis/Radio Parlament na się w przestrzeni, a po napotkaniu
falach długich 198 kHz przez stary na swej drodze anteny odbiorczej prostszego odbiornika będzie słaba
nadajnik w Raszynie koło Warsza- indukują w niej napięcie zmienne selektywnoS
ć (zdolnoS
ć do wydzie-
wy. Pozostałe krajowe rozgłoS
nie wysokiej częstotliwoS
ci. lania spoS
ród docierających do an-
radiowe nadają na falach ultrakrót- W odbiorniku AM musi za- teny fal o różnej częstotliwoS
ci tyl-
kich z modulacją częstotliwoS
ci FM. tem następować proces detekcji ko tej, na której nam zależy) i może
Pierwsze radioodbiorniki AM (lub inaczej demodulacji) sygnału, okazać się, że w słuchawkach poja-
były zwykłymi demodulatorami polegający na wydzieleniu przebie- wi się jednoczeS
nie kilka stacji
amplitudy zawierającymi detektory, gu modulującego ze zmodulowanej radiofonicznych (najczęS
ciej w po-
dlatego również i my zaczniemy od fali noS
nej. W efekcie, taki sam syg- rze nocnej).
takich detektorów. Niezaprzeczalną nał akustyczny, który był skierowa- Aby umożliwić wyselekcjono-
ich zaletą jest fakt, że działają bez ny do modulatora nadajnika, jest wanie okreS
lonej częstotliwoS
ci
zasilania, czyli nie są potrzebne słyszany w odbiorniku w słuchaw- sygnału z anteny, wystarczy zasto-
baterie zasilające czy zasilacz sie- kach czy głoS
niku. sować wejS
ciowy obwód rezonan-
ciowy, co może mieć zasadnicze sowy.
56
5
6
TEKST TRUDNY
MA
ODY TECHNIK
5/2004
Sygnał m.cz.
Sygnał m.cz.
Odbierany
Najprostszy detektoro-
sygnał w.cz.
wy odbiornik radiowy przed-
2
stawiono na rysunku . Do-
strojenie obwodu wejS
ciowe-
Po wyprostowaniu
Sygnał zasilający słuchawki.
AM
go w tym odbiorniku polega
(detekcji)
na takim dobraniu jego czę-
stotliwoS
ci rezonansowej,
aby była ona równa często-
A
tliwoS
ci radiostacji, której
audycję chcemy odbierać.
D
W tym przypadku, aby wybrać
z grupy sygnałów wyłącznie
1
sygnał pochodzący od stacji f=
Sł. (2k )
2 LC1
radiowej pracującej na okre-
S
lonej częstotliwoS
ci, należy
dostroić obwód LC1 do żąda-
nej długoS
ci fali. W przypad-
Z
ku właS
ciwego dobrania
wartoS
ci pojemnoS
ci konden-
2
satora i indukcyjnoS
ci cewki
(rezonansu), czyli dostrojenia obwo- nia sygnałów innych stacji o zbli- uzyskać poprzez dobranie liczby
du do żądanej stacji, napięcie na żonej długoS
ci fali. zwojów cewki (przełącznik dołączo-
zaciskach obwodu rezonansowego Należy przy tym wiedzieć, że ny do odczepów na cewce) lub
osiąga wartoS
ć maksymalną, a kon- że sama antena ma również wpływ zmianę położenia rdzenia ferroma-
kretnie jest Q razy większe od na obwód rezonansowy. Aby za- gnetycznego względem uzwojenia
napięcia indukowanego w antenie pewnić wyższe napięcie dostarcza- cewki. W odbiorniku tym można
(Q jest dobrocią obwodu rezonanso- ne do obwodu, długoS
ć anteny po- wykorzystać gotową antenę ferryto-
wego i zależy od rezystancji czyn- winna być jak największa. W ten wą wraz ze współpracującym kon-
nej R, cewki L i strat w dielektryku sposób zwiększa się wartoS
ć po- densatorem obrotowym ze starego
kondensatora C: Q = wL/R). Na- jemnoS
ci i indukcyjnoS
ci, co wyma- fabrycznego radioodbiornika.
stępnie detektor w postaci diody D ga wykonania korekcji zestrojenia Ostateczny schemat ideowy
wyprostowuje napięcie w.cz. obwo- obwodu LC1. naszego odbiornika detektorowego
3
du rezonansowego, co powoduje, że Jako ciekawostkę warto też przedstawiono na rysunku .
przez słuchawkę płynie prąd niskiej przypomnieć, jak kiedyS
wyglądał Budowę odbiornika rozpoczy-
częstotliwoS
ci o wartoS
ci zmienia- detektor. NajczęS
ciej był to kryształ namy od zgromadzenia następują-
jącej się w takt sygnału modulują- galeny (PbS), cynkitu (ZnS), pirytu cych elementów i materiałów:
cego falę noS
ną. Prąd resztkowy (FeS2) czy chalkopirytu (CuFeS2) L: kilkanaS
cie metrów drutu
w.cz. płynie do ziemi przez konden- umieszczony w specjalnej oprawce. nawojowego o S
rednicy
sator C2. Aby nie obciążać silnie Do powierzchni kryształu dotykała 0,1�0,2 mm, izolowanego
obwodu rezonansowego i nie do- igła ze srebra, której położenie re- emalią lub bawełną,
prowadzić do spadku dobroci ob- gulowało się, aby uzyskać maksy- D: dioda germanowa typu ostrzo-
wodu, a w konsekwencji do selek- malną czułoS
ć detektora. Choć wego z serii AAP... , DOG...
tywnoS
ci i obniżenia czułoS
ci ukła- i dzisiaj można wykonać taki detek- C1: kondensator zmienny 500 pF
du, słuchawka powinna mieć jak tor, najproS
ciej jest kupić gotową (wszystkie sekcje agregatu
największą impedancję (powinna diodę detekcyjną - germanową lub połączone równolegle),
wynosić co najmniej kilka k&!). Czę- krzemową - a efekt detekcji jest C2: kondensator stały 4,7 nF
sto też detektor włącza się przez pełny (nie trzeba eksperymentować (1�10 nF),
odczep na cewce. To z kolei wiąże z odnajdywaniem miejsca docisku TR: transformator TS2/14 (TS2/15,
się z obniżeniem napięcia dostar- igły, aby kryształ z igłą wykazywał TS2/36),
czanego na detektor. W starszych właS
ciwoS
ci prostownicze, czyli Sł: dowolne słuchawki np. od
rozwiązaniach odbiorników, które przewodził prąd tylko w jednym walkmana (wyjS
cia stereo
kilkadziesiąt lat temu można było kierunku). najlepiej jest połączyć w sze-
kupić, położenie odczepu było czę- reg, bo wzroS
nie wtedy
sto regulowane, aby umożliwić uzy- O B W Ó D R E Z O N A N S O W Y wypadkowa impedancja, np.
skanie optymalnej mocy dx
więku do 64 &!),
lub selektywnoS
ci. SelektywnoS
ć Jak łatwo zauważyć, dostro- A: antena (im dłuższa, tym lepiej),
nieraz okazywała się zbyt mała jenie obwodu rezonansowego Z: uziemienie (np. drut dołączony
(przy maksymalnej głoS
noS
ci do- (zgodnie ze wzorem na fx) może do metalowej instalacji wodo-
broć maleje do 1/2 dobroci obwodu odbywać się przez zmianę induk- ciągowej),
nieobciążonego) i dlatego w szereg cyjnoS
ci cewki lub pojemnoS
ci kon- Dowolna obudowa plastikowa.
z anteną był włączany dodatkowy densatora - aby otrzymać najgło-
obwód LC - tzw. eliminator, którego S
niejszy odbiór danej stacji radio- Poniżej kilka dodatkowych
zadaniem było usunięcie  przebija- wej. Zmianę indukcyjnoS
ci można słów wyjaS
nienia.
57
5
7
MA
ODY TECHNIK
5/2004
n a w a r s z t a c i e
Uzwojenie cewki
A
umieszcza się na korpu-
Dioda
sie (szpuli) z materiału
Transformator
izolacyjnego. Korpus spo-
rządzimy np. z wieczka
C1 Gniazdo
C2
pudełka od zapałek. Po-
słuchwkowe
czątek uzwojenia prze-
L
wlekamy przez dwa ma-
łe otwory, a następnie
układamy drut izolowa-
Z
Kondensator zmienny
ny (o gruboS
ci 0,1�0,2
Cewka
mm) zwojami, równo
4
zwój obok zwoju (około
200 zwojów). Najodpo-
wiedniejsza jest konstrukcja uzwo- po amatorsku. Był to po prostu jak matorki sieciowe małej mocy od
jenia cewki z odczepami. Licząc najdłuższy emaliowany drut nawo- zasilaczy wtyczkowych o podobnej
wszystkie zwoje, po 100 zwojach jowy, nawinięty na ebonitową lub przekładni. OczywiS
cie zamiast słu-
robimy odczepy co 20 zwojów. kartonową konstrukcję w ten spo- chawek można dołączyć dowolny
Dioda to dowolna dioda ger- sób, aby całoS
ć zajmowała jak naj- wzmacniacz niskiej częstotliwoS
ci
manowa AAP152, 153 albo starsze- mniej miejsca. Antena taka zawie- albo głoS
niki aktywne. Wzmacniacz
go typu DOG52,53. A jeS
li ktoS
ma rała około 30 metrów drutu, zakoń- taki powinien dopasowywać dużą
ambicję zrobić prawdziwe radio czonego wtykiem bananowym. impedancję wejS
ciową do małej
 na kryształek , to tak, jak było Godną polecenia jest antena impedencji posiadanych słuchawek
podane, trzeba zacząć od zrobienia ferrytowa, lecz kłopoty z jej zaku- bądx
głoS
nika. OczywiS
cie wadą
układu prostowniczego: z ołowiu i pem spowodowały, że autor posłu- takiego rozwiązania jest koniecz-
siarki (siarczek ołowiu) albo z mie- żył się takimi elementami, jakie noS
ć użycia zasilacza.
4
dzi i siarki (siarczek miedzi) oraz aktualnie były dla niego dostępne. Na rysunku pokazano
kolca stalowego, np. ze szpilki. schemat montażowy odbiornika
S Ł U C H A W K I detektorowego. Całkowity układ
A N T E N A składa się z zaledwie paru elemen-
Do odbiornika detektorowego tów połączonych według schematu
3
Biorąc pod uwagę częstotli- najodpowiedniejsze są słuchawki o z rysunku .
woS
ć stacji nadawczej 225 kHz, dużej impedancji (elektromagnetycz- Podłączanie cewki do obwo-
długoS
ć fali wynosi około 1300 m i ne lub piezoelektryczne). Słuchawki du różnymi odczepami zmienia jej
konstrukcja tzw. dipola półfalowego elektromagnetyczne typu wojskowe- indukcyjnoS
ć i umożliwia dostroje-
jest nierealna ze względu na duże go były powszechnie wykorzysty- nie do właS
ciwej długoS
ci fali. Czę-
wymiary. Dla fali długich wystarczy wane przy odbiornikach (radiosta- sto zamiast trudnego do zdobycia
rozciągnąć kawałek drutu, tak zwa- cjach) wojskowych (można je zoba- kondensatora zmiennego wystarcza
ną antenę LW (Long Wire). Jeżeli czyć np. w filmie  Czterej pancerni podłączyć kondensator stały o war-
jest taka możliwoS
ć (miejsce z dala i pies ). Aby podłączyć słuchawki toS
ci np. 200 pF i dobrać liczbę
od drzew i budynków), to można o małej impedancji, np. popularne zwojów na maksymalną moc odbie-
rozciagnąć drut lub linkę (w izolacji słuchawki od walkmana czy kompu- ranego sygnału.
Należy pamiętać, że do wy-
próbowania pracy odbiornika diodo-
A
wego konieczna jest antena oraz
uziemienie. Ponadto aparat detekto-
D TR
(AAP152)
rowy stanowi urządzenie bierne,
tzn. wykorzystuje się w nim wy-
łącznie energię uzyskaną z anteny
L (z tego względu jest konieczna
Sł. (16-64k )
C C
1 2
bardzo wydajna antena). Do tego
500pF 4,7 F
celu najbardziej odpowiednia jest
Z
antena zewnętrzna, umieszczona na
TS2/14
znacznej wysokoS
ci nad ziemią.
Tylko w pobliżu stacji nadawczej
jest możliwy odbiór na prowizo-
3
rycznej antenie zastępczej.
lub bez) o długoS
ci 20�30 m, np. tera, trzeba zastosować transforma- Warto też wiedzieć, że często
z okna do drugiego wysokiego tor zmniejszający impedancję, o odbiór AM bywa zakłócany poprzez
budynku lub jakiegoS
drzewa. przekładni np. 30:1. Obecnie nie silniki iskrowe czy komutatorowe,
W latach 50. i 60. ubiegłego produkuje się takich transformato- a nawet przez sieć internetową
wieku były popularne tak zwane rów do wzmacniaczy akustycznych, (PLC).
anteny  koszowe , robione często dlatego można zastosować transfor-
58
5
8
MA
ODY TECHNIK
5/2004