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.

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.