олова, железа, марганца, церия, титана, циркония, тория, меди (поверхность окиси), никеля и т. д.; б) сернистые-свинца, железа, меди (галенитовая и пиритовая группы); в) теллуристый свинец; г) нек-рые слолшые соединения карбида и мышьяка, т. е. тела, принадлежашие гл. обр. к 1У и VI (а отчасти к УШ) группам период, системы элементов. Это, а также и то, что употребляемые в детекторе кристаллы имеют кубическую или гексагональную структуру, указывает, что детекторное действие их обусловлено определенным атомньпл строением. В табл. 1 приведены минералы, которые обнаруживают детекторное действие; из них только первые 12 минералов хорошо детектируют без дополнительного постоянного напряжения, а потому наиболее пригодны для радиодетекторов. В графе 4-й табл. 1 приведены таклсе относительные величины твердости всех детекторных материалов. Сопоставление данных этой графы и графы 3-й для одних и тех лее криста.тлов показывает, что никакой явной зависимости меледу твердостью кристаллов и их детекторным действием не существует. Однако, твердость кристалла определяет собою: 1) тот другой материал, в контакте с которым работает данный кристалл, и 2) силу нажатия контакта. Твердый кристалл должен работать в контакте также с твердым; напр.: карборунд, кре-дший, пирит - со сталью или фосфористой бронзой. Мягкий кристалл работает лучше с мягким; например, галеп, молибденит-с золотом, серебром или со свинцом. Если кристалл работает в паре с металлом, то последний устанавливается обычно в виде пру-леинящего острия; если же кристалл работает в контакте также с кристаллом, то оба должны иметь одинаковую твердость. Напр., хорошее детекторное действие дает цинкит в контакте с халкопиритом: это- т. н. перикои-Д., предлолеенный Пиккаром.

Наилучшими детекторными парами являются:

гапен -латунь

-графит

- теллур цинкит-Xалкопирит

-теллур

-графит

шгрпт -золото

- алюминий

-окись цинка

халкопирит- алюминии карборунд -латунь

-нейзильбер

- медь

теллур - алюминий

- кремний кремний -алюминий

- золото

- окись цинка

Для повышения чувствительности дополнительное напряжение д. б. включено так. образом, чтобы полярность его совпадала с направлением выпрямленного тока в Д., т. е. с полярностью кристалла. Полярность кристалла называется положительной, если выпрямленный ток в контакте течет по направлению от кристалла к металлу (острию). Большинство кристаллов дают обычно постоянную полярность:

Название Иазвани

НОС 1 ь

Пирит...... ~ Теллур . .

Станнит..... + Касситерит

Ковеллин .... -1- Магнетит

Кремп1И1 (!тере- Ильменит

плавленный) . . + Бурноннт

Карборунд.... - Фрейслебенит . . +

Графит ...... +

Лишь очень немногие криста.ялы дают различную полярность в рази, точках (табл. 2):

Полярность

Табл. 2. -Полярность кристаллов.

Чувствительность кристалл ическ. Д. зависит также: 1) от состояния верхней рабочей поверхности кристалла и 2) от t°. Рабочая поверхность металлов Д. доллсна быть чистой, а применяемые металлы и минералы не должны химически изменяться и разрушаться атмосферой. С повышением t° контакта детекторное действие кристалла улучшается, при чем это улучшение происходит до определенной для кансдого металла i° p,t i..

Наиболее употребительными в практике радиоприема Д. являются: 1) и е р и к о н, к-рый состоит из цинкита и халкопирита, 2) карборундовый Д. со стальным острием иЗ) гален с латунным острием.

Чувствительность естественных кристаллов зависит от заключающихся в них примесей. Галеновые искусственные кристаллы обнарулеивают ббльшую чувствительность, чем естественные, и дают в 2 раза больший детекторный ток. Чувствительность естественного га.тена может быть значительно поднята небольшой примесью сернистого серебра (или сернистого алюминия).

Производство искусственных кристаллов. Искусственный гален можно получить обжигом естественного га-лена при температуре близкой к его t°n.i. (120°) в нейтральной атмосфере, в серных парах или в парах со следами селена. Молено таклее получить его размельчением естественного кристалла в порошок, который плавят вместе с серой в закрытом тигле в течение 20-30 минут, а затем эту расплавленную массу медленно охлаждают. Искусственный гален м. б. изготовлен и без переработки естественного кристалла, из свинца и серы. Для этого сначала плавят свинец (327°), прибавляют серу и полученную массу после охлаждения размельчают в порошок. Затем прибавляют 10% серы и 1- 2% серебра и в расплавленном состоянии всю массу смешивают. Гален м. б. получен таюке плавлением 93% сернистого свинца и 5-7% свинца и рядом других методов. Синтетические кристаллы, как правило (см. табл. 3), в большинстве случаев дают лучшие условия работы, чем естественные; поэтому в настоящее время на их производство обращено очень большое внимание.

Теория действия кристал. Д. основывается патом, что их контакты дают нелинейную зависимость между прикладываемым к ним напряжением (от сигнала) и током, к-рый они через себя пропускают, т.е. выпрямленным током. Кривая, показывающая зависимость между приложен, к Д. напряжением и выпрямленным током, называется детекторной характеристикой. На фиг. 1, 2 и 3 показаны характеристики

Табл. 3.-Средние данные работы детектора с естественными и синтетическими кристаллами.

Пост, ток

. 0,8 1.0 V Приклааыв. напряжение

Фиг. 1.

трех наиболее распространенных Д.-гале-нового, карборундового и перикон-детекто-ра. Действие Д. в какой-либо схеме или цепи определяется: 1) сопротивлением, включенным в эту цепь, и 2) его детекторной характеристикой.

Действительн. физическ. причины выпрямляющего действия кристаллич. Д. в настоящее время не могут считаться окончательно вскрытыми. Все теории, которые это явление объясняют, м. б. разделены на две группы: 1) теории, предполагающие, что во время воздействия на Д. переменного напряжения сигнала в контакте под влиянием или термоэлектричества, или электрическ.полярности, или эффекта Джоуля возникает некоторая постоянная эдс; 2) теории, объясняющие неравенство сопротивлений контакта в разных направлениях без помощи постоянной эдс (теория фильтра)-действием промежуточного слоя (проводящего или диэлектрического) или же электролитическ. или электронными процессами в контакте. Есть основание считать, что все физич. действия, предполагаемые этими теориями, происходят одновременно, но наибольщую роль, вероятно, играют электронные процессы и термоэлектрические явления.

Схема обычного действия кристаллич. Д. изображена на фиг. 4, на которой показано также принятое условное схематическое изображение Д. Для упрощения предполагаем сначала, что сопротивление в цени нагрузки Z = О. Детекторная характеристика м. б. математически выражена ур-ием г =Яе), показывающим нелинейную зависимость г от е. Если в цепи Д. действует дополнительное напряжение £ 0, то в отсутствие сигнала через Д. проходит ток I=f(E(,). При действии эдс сигнала E-sixifot, i= f (Eq+E-sin o}i); при этом

Дополнит, напряжение Фиг. 2.

ПОСТОЯННЫЙ ток изменится от I до а

1-Ь Л1 = / / (0 + -Б sin o)t) dt,

где Т= 7 Функция f(Eo~\-E sin wt) м. б. разложена в ряд Тейлора; тогда т

I + M=J[f {E,) + -yE.sincot +

2 de

Е sin (at + ...-\di

(i2 (i4 q6 0,8 1,0 1,2V Фиг. 3.

4 de

Следовательно, в цепи с Д. синусоидальная эдс вызывает постоянную слагаемую, другую

слагаемую-с основной частотой и ряд высщих гармонических слагаемых. Для рассматриваемого случая детектирования (прием незатухающих колебаний) представляет интерес только постоянная составляющая, называемая выпрямленным током. Для малой Е, что обычно и имеет место в практике радиоприема, членами порядка выше второго можно пренебречь. Тогда получим след. зависимость:

Т. е. изменение тока обусловливается только членом 2-го порядка. Если Е велика, то необходимо ввести и все члены высшего порядка. Для малых Е кривая детектирования (ее

начало) М. б. пред- emeimop

ставлена параболи- ---КЬ

ческой формой. Для больших Е авали- 1 тическ. метод опре- Q)e£. деления М вообще представляет большие затруднения,а потому вычисление фр 4

М лучше вообще

вести графическим методом, исходя из экспериментально снятых характеристик. Для очень больших Е характеристика м. б. представлена прямой линией. В этом случае

s/ntfft

sin (ot-Eo),

Возвращаясь к первоначальному уравнению, обозначим через где -D - коэфф. детектирования для тока. Помножив М на i?=- (сопротивление Д.),

получим:

1 dH

i de di de dRd

EDg- E,

потенциальный коэф-

фициент детектирования.

На фиг. 5 графически изображены процессы рассмотренного случая детектирования. Если в детекторную цепь включено

Фиг. 5.

нек-рое сопротивление нагрузки, что обьгано имеет место в практике, то Д1 определяется из следующего ур-ия, получаемого тем же методом, что и приведенное выше:

. л г М 1

Rd+Ro Rd

Дй+Ло (.Rd + RiV+x 4 de

(Dj-полный коэффициент детектирования для тока). Здесь Rq-сопротивление нагрузки постоянному току, Ri и x-активное и реактивное сопротивления для переменного тока. При приеме модулированной частотой

Р=эдс сигнала вгщ&сЕ {l-irMsmlQt)sin(ot, где М-коэфф. модуляции (см. Боковые частоты), слагаемая постоянного тока

AI=(l-b)l).S;

слагаемая низкой модулированной частоты (наиболее интересная для приема): Mf=V2- М - D Е\ Интересные особенности действия кристаллического Д. заключаются в том, что он имеет весьма различную чувствительность для различных точек и ведет себя различно при высоких и низких частотах: измерения показывают, что при изменении волны с 300 до 2 ООО м отдаваемая мощность при постоянстве подводимой падает приблизительно на 20%, на волнах же в пределах от 2 ООО до 9 ООО ж результаты получаются постоянными,

Всякий Д. в действии ведет себя, как некоторый генератор (постоянного тока в случае детектирования незатухающих колебаний и переменного тока низкой частоты для модулированных колебаний), имеющий определенное внутреннее сопротивление. При этом кажущееся напряжение этого генератора, кроме прямой зависимости от подводимого напряжения высокой частоты, зависит также от сопротивления нагрузки. Ка-леущееся внутреннее сопротивление также зависит от подводимого напряжения и сопротивления нагрузки. На фиг. 6 показаны кривые изменения внутреннего сопротивления Ra и кажущейся эдс Е от подводимого напряжения сигнала для галенового детектора и перикон-детектора.

Кпд кристаллического Д. Кристаллич. Д.- устройство, преобразующее мощность высокой частоты, получаемую от сигнала, в мощность постоянного тока (или мощность тока низкой частоты), выделяемую на сопротивление нагрузки. Поэтому качество кристаллическ. Д. может быть определено кпд, при к-ром он производит это преобразование. Для всех амплитуд сигнала и величин сопротивления нагрузки выпрямленный ток может быть выралсен следующим ур-ием общего характера:

£ вольт

-0.2 Oi 06 OS Фиг. 6.

Rd+ R

Мощность на сопротивлении R будет макси-мальвой, когда Rc[ = R- Тогда W = --Мощность, доставляемая сигналом, определится из уравнения:

где Rf-действующее сопротивление детекторной цепи для токов высокой частоты при /v е-osv/ Etv/ различных условиях 6 / У нагрузки и при раз-

гт I / личных Е\ If-ам-

плитуда слагаемой тока основной высокой частоты при этих же условиях. Для малых Е, IffE. Сопротивлением R нагрузки можно пренебречь, так как параллельно R обычно включают т. н. блокировочный конденсатор большой емкости, обеспечивающий для слагаемой тока высокой частоты низкое сопротивление.

На фиг. 7 показана зависимость величины Rf от R при различных Е для галенового Д.; для перикон-детектора изменения Rf имеют в общем аналогичный характер. Так, например, при R = 0, Rf- 500 fi, а пщ

то гооо зт 4от soooo Фиг. 7.