Введение
Электролитический детектор, или жидкий барретер, был типом детектора (демодулятора), использовавшимся в ранних радиоприемниках. Впервые примененный канадским исследователем в области радио Реджинальдом Фессенденом в 1903 году, он использовался примерно до 1913 года, после чего его вытеснили кристаллические детекторы и детекторы на вакуумных лампах, такие как клапан Флеминга и Audion (триод). По сравнению с другими доступными в то время детекторами, такими как магнитный детектор и когерер, он считался очень чувствительным и надежным. Это был один из первых ректифицирующих детекторов, способный принимать AM (звуковое) вещание. 24 декабря 1906 года корабли ВМС США, оснащенные радиоприемниками с электролитическими детекторами Фессендена, приняли первую AM-радиопередачу с передатчика Фессендена в Брант-Роке (штат Массачусетс), состоящую из программы рождественской музыки.
The electrolytic detector, or liquid barretter, was a type of detector (demodulator) used in early radio receivers. First used by Canadian radio researcher Reginald Fessenden in 1903, it was used until about 1913, after which it was superseded by crystal detectors and vacuum tube detectors such as the Fleming valve and Audion (triode). It was considered very sensitive and reliable compared to other detectors available at the time such as the magnetic detector and the coherer. It was one of the first rectifying detectors, able to receive AM (sound) transmissions. On December 24, 1906, US Naval ships with radio receivers equipped with Fessenden's electrolytic detectors received the first AM radio broadcast from Fessenden's Brant Rock, Massachusetts transmitter, consisting of a program of Christmas music.
История
Фессенден, больше, чем кто-либо другой, ответственен за разработку амплитудной модуляции (AM) радиопередачи примерно в 1900 году. Работая над созданием передатчиков AM, он понял, что детекторы радиоволн, использовавшиеся в существующих радиоприемниках, не подходили для приема сигналов AM. Радиопередатчики того времени передавали информацию посредством радиотелеграфии: передатчик включался и выключался оператором с помощью переключателя, называемого телеграфным ключом, создавая импульсы радиоволн для передачи текстовых данных кодом Морзе. Таким образом, приемникам не требовалось извлекать аудиосигнал из радиосигнала, а только обнаруживать наличие или отсутствие радиочастоты, чтобы создавать «щелчки» в наушниках, представляющие импульсы кода Морзе. Устройство, выполнявшее эту функцию, называлось «детектором». Детектор, использовавшийся в приемниках того времени, называемый когерером, просто действовал как выключатель, проводящий ток в присутствии радиоволн и, следовательно, не имевший возможности демодулировать, то есть извлекать аудиосигнал из амплитудно-модулированной радиоволны. Самый простой способ извлечь звуковую форму сигнала из AM-сигнала – это выпрямить его, то есть удалить колебания с одной стороны волны, преобразовав ее из переменного тока в пульсирующий постоянный ток. Изменения амплитуды радиоволны, представляющие звуковую форму сигнала, вызывают изменения тока, которые, в свою очередь, могут быть преобразованы в звук наушниками. Для этого требуется выпрямитель – электрический компонент, который проводит электрический ток только в одном направлении и блокирует его в противоположном. В то время было известно, что пропускание тока через растворы электролитов, таких как кислоты, может обладать таким односторонним свойством проводимости. В 1902 году Фессенден разработал детектор, который он назвал «барреттером», способный выпрямлять AM-сигнал, но он был недостаточно чувствительным. Барреттер использовал тонкую платиновую проволоку, называемую проволокой Волластона, изготовленную в виде платинового сердечника в серебряной оболочке, которую необходимо было удалить с помощью кислоты. В процессе удаления оболочки с проволоки Волластона Фессенден слишком долго оставил ее погруженной в кислоту, разъедая большую часть проволоки, пока в контакте с раствором не остался только кончик; он заметил, что она хорошо реагирует на генерируемые поблизости радиосигналы и может быть использована в качестве нового типа детектора. Эта история вызывала споры в то время, и авторство открытия также приписывалось Майклу И. Пупину, В. Шломильху, Гюго Гернсбеку и другим. Однако очевидно, что Фессенден первым применил это устройство на практике.
Описание
Действие этого детектора основано на том, что в раствор электролита погружен только кончик платинового провода диаметром в несколько сотен тысячных долей дюйма, и к образованной таким образом ячейке приложено небольшое постоянное напряжение смещения. Платина используется, потому что другие металлы слишком быстро растворяются в кислоте. Приложенный ток смещения разлагает раствор электролизом на крошечные газовые пузырьки, которые прилипают к металлической точке, изолируя металлический наконечник от раствора и тем самым уменьшая ток смещения. Входящий ВЧ-ток может лучше протекать в направлении поперек точки, делая ее более отрицательной. Это приводит к рекомбинации газов и увеличению контакта точки с жидкостью. ВЧ-ток, протекающий в направлении, которое делает точку более положительной, лишь усиливает сопротивление, вызванное газовой блокировкой точки. Обнаружение происходит благодаря этой асимметричности потока. На практике детектор, наушники и батарея с потенциометром включаются последовательно. Провод подключается к положительному полюсу, а сигнал, который необходимо демодулировать, подается непосредственно на него; небольшая (около 5 мл) платиновая чашка, заполненная серной или азотной кислотой, замыкает цепь наушников и также подключается к земле для завершения цепи сигнала. Для настройки ячейки кончик проволочного электрода погружают в электролит и регулируют потенциометр до появления шипящего звука в наушниках. Затем настройку потенциометра уменьшают, чтобы снизить ток, пока шум полностью не прекратится – в этот момент детектор достигает максимальной чувствительности. Было обнаружено, что сильные атмосферные помехи снижают его чувствительность, требуя повторной настройки устройства после каждого сильного всплеска статических помех.
Детектор с закрытой точкой
Другая разновидность электролитического детектора, герметичный точечный электролитический детектор, отличавшийся повышенной устойчивостью к механическим повреждениям, продавался под названием «Радиозон»; его электролитическая ячейка была герметично запаяна в стеклянную колбу. Принцип его работы был аналогичен принципу работы точечного электролитического детектора без корпуса, но преимуществом конструкции являлась герметизация кислоты, исключавшая её проливание и испарение.