Detektor siatkowy i detektor siatkowy z reakcją

Schemat detektora siatkowego

Schemat detektora siatkowego

Detektor siatkowy był często stosowany w pierwszych odbiornikach lampowych w zasadzie jako jedyny używany rodzaj detektora (czasami był też używany detektor diodowy kryształkowy). Stosowany był też i później w prostych odbiornikach lampowych, gdzie z jakiegoś powodu nie można było użyć dodatkowej lampy - diody. Detektor tego typu budowany jest na dowolnej lampie wzmacniającej - najczęściej na triodzie (dawniej) lub pentodzie (później). Jak widać na schemacie obok jest to w zasadzie zwykły detektor diodowy równoległy w którym diodą jest obwód siatka pierwsza - katoda lampy. Katoda lampy jest katodą diody detekcyjnej, a siatka lampy anodą diody detekcyjnej. W tym układzie katoda musi być uziemiona dla sygnałów zmiennych, zarówno małej jak i dużej częstotliwości, w praktyce najczęściej jest po prostu łączona z masą.

Konstrukcja detektora jest analogiczna jak detektora równoległego, obowiązują takie same zasady dobierania elementów. Występują w nim identyczne przebiegi napięć jak dla detektora równoległego. Obwód RC wygładzający napięcie nie jest tu łatwo dostrzegalny, tworzą go opornik R1 i kondensator C2, pomimo iz nie jest podłączony dla masy. Jednak dla przebiegów małej częstotliwości cewka obwodu rezonansowego jest praktycznie zwarciem i lewa okładzina kondensatora jest dla m.cz. dołączona do masy. Dodatkowo rolę filtra usuwającego resztki wysokiej częstotliwości przejumje dalsza część układu - stopnie małej częstotliwości są zaprojektowane w ten sposób aby tę składową wysokoczęstotliwościową tłumić.

Zaletą tego detektora jest uproszczenie odbiornika - można z niego usunąć jedną lampę - diodę detekcyjną (w początkach radiotechniki lampowej nie było w ogóle konstruowanych diod detekcyjnych i poza detektorem kryształkowym był to w zasadzie jedyny możliwy do stosowania sposób detekcji). Drugą zaletą jest dodatkowe wzmocnienie uzyskiwane w stopniu detektora - w końcu do jego zbudowania została wykorzystana lampa wzmacniająca. Wzmocnienie uzyskiwane w tym stopniu jest zależne od głębokości modulacji sygnału wejściowego i jego amplitudy, w praktyce jest około 10 razy mniejsze od wzmocnienia tej samej lampy dla częstotliwości akustycznych w tym samym punkcie pracy. Sygnał jest doprowadzony do detektora za pomocą obwodu rezonansowego L2C1, sygnał wejściowy podawany jest na cewkę L1, która jest indukcyjnie sprzężona z cewką L2, obie cewki tworzą raze transformator wysokiej częstotliwości. Taka metoda podawania sygnału jest najczęściej spotykana, ale nie jedyna możliwa. Natomiast sygnałem wyjściowym jest prąd anodowy lampy. Ponieważ prąd jest niezbyt wygodnym sygnałem, to zamieniany jest on na rezystorze R2 na napięcie i przez kondensator sprzęgający C3, który oddziela składową stałą podawany na wyjście.

Detektor ten ma też wadę - jest nią gorsza jakość sygnału akustycznego uzyskiwana na wyjściu. Dzieje się tak gdyż ujemne napięcie na siatce lampy zależy od amplitudy doprowadzonego wejściowego napięcia wysokiej częstotliwości. i jest tym większe im większy jest poziom sygnału wejściowego, co skutkuje zmianami punktu pracy lampy a więc i zmianami parametrów całego układu. W skrajnych przypadkach może dochodzić do nasycenia lub zatkania lampy co skutkuje bardzo nieprzyjemnymi w odbiorze zniekształceniami. Również ze względu na niedoskonałą liniowość charakterystyk lampy dynamika (czyli stosunek największego możliwego sygnału wejściowego dającego poprawne rezultaty do najniższego możliwego sygnału wejściowego) jest znacznie mniejsza niż dla detektora diodowego.

Schemat detektora reakcyjnego

Schemat detektroa reakcyjnego

Poważną zaletą tego detektora jest możliwość dodania do niego DODATNIEGO SPRZĘŻENIA ZWROTNEGO dla w.cz., powstaje wtedy detektor siatkowy z reakcją lub krótko mówiąc detektor reakcyjny. Jego schemat pokazano na rysunku obok. Uwidoczniony na nim współpracujący z detektorem obwód rezonansowy jest jego integralną częścią, bez niego detektor nie zadziała. Natomiast przy poprzednio omawianych detektorach nie był on potrzebny, detektor detekował to co mu zostało na wejście doprowadzone, niezależnie od źródła sygnału. Jako obwód wejściowy detektora najczęściej był stosowany OBWÓD REZONANSOWY gdyż zależało nam na odbiorze jednej konkretnej fali, a tą ten obwód wybierał. Poważną (i chyba jedyną) zaletą detektora reakcyjnego jest jego bardzo duże wzmocnienie, które może sięgać nawet do ponad tysiąca razy! Jest ono uzyskiwane właśnie dzięki DODATNIEMU SPRZĘŻENIU ZWROTNEMU. Polega ono na doprowadzeniu części sygnału wyjściowego detektora na jego wejście w ten sposób aby sygnał doprowadzony z wyjścia na wejście dodał się do sygnału doprowadzonego do wejścia układu z zewnątrz (na przykład z anteny). Wtedy napięcie na siatce lampy jest większe, po wzmocnieniu wzrasta napięcie wyjściowe, co powoduje że napięcie sprzężenia zwrotnego jest także większe itd. Ostatecznie w zależności od siły sprzężenia (czyli od tego jak duża część sygnału wyjściowego jest doprowadzona z powrotem na wejście) ustali się na wyjściu mniejszy lub większy sygnał wyjściowy. Regulując siłą sprzężenia zmieniamy poziom sygnału wyjściowego, a więc i wzmocnienie detektora w dość szerokim zakresie. Wzmocnienia tego nie można jednak zwiększać w nieskończoność, gdyż w pewnym momencie detektor zmieni się w GENERATOR. Dodatnie sprzężenie zwrotne realizowane jest w za pomocą cewki L3, i kondensatora zmiennego C4. Przez cewkę L3 przepływa składowa w.cz. prądu wyjściowego detektora wytwarzając pole magnetyczne o takim kierunku, aby sumowało się z polem wytwarzanym przez cewkę wejściową L1. Przy ustawieniu odwrotnym, gdy pola będą się odejmować dostaniemy UJEMNE SPRZĘŻENIE ZWROTNE, co nie da nam reakcji i bardzo zmniejszy wzmocnienie detektora, czyli takie połączenie nie ma w tym momencie sensu. Wartość prądu płynącego przez cewkę L3 a więc i siłę sprzężenia regulujemy kondensatorem zmiennym C4, dlatego też kondensator ten ma oś wyprowadzoną na zewnątrz skrzynki i jest jednym z organów regulacyjnych odbiornika.
Układ ten posiada jednak sporo wad do których należy skomplikowana obsługa (konieczność ustawiania odpowiedniego wzmocnienia), gorsza jakość uzyskiwanego sygnału audio, zmiana PASMA odbieranego sygnału audio przy zmianie siły sprzężenia (reakcji) odczuwalna zwłaszcza na falach długich spowodowana zmianą dobroci OBWODU REZONANSOWEGO detektora, nieprzyjemne efekty w momencie przejścia układu do generacji (przy za silnym sprzężeniu). Objawiają się one nieprzyjemnymi głośnym gwizdem w głośniku, oraz (w prostych odbiornikach) nadawaniem sygnału w eter przez odbiornik, (przez jego antenę odbiorczą!) zakłócającej fali o częstotliwości identycznej z częstotliwością odbieraną (a dokładniej z falą do jakiej jest dostrojony obwód rezonansowy, aby uzyskać odbiór nie musi to być dokładanie ta sama częstotliwość) co może zakłócić lub uniemożliwić odbiór tej stacji sąsiadom. Zdarzały się w czasie II Wojny Światowej przypadki namierzenia przez Niemców niewłaściwie ustawionego odbiornika reakcyjnego właśnie z tego powodu. Dwie ostanie wady można znacznie ograniczyć poprzez odpowiednią konstrukcję detektora i ew. stopni poprzedzających detektor.
Te wady detektora reakcyjnego nie przeważyły jednak nad jego podstawową zaletą - bardzo dużym wzmocnieniem, więc był chętnie stosowany od samego początku radiotechniki lampowej, sporadycznie aż do lat 50-tych! Jego wysoka czułość umożliwiała budowaniu bardzo prostych odbiorników z małą ilością lamp, a zatem tanich. Nie był w zasadzie wykorzystywany w USA (poza okresem początkowym), tam lampy i inne części radiowe były znacznie tańsze niż w Europie, w zasadzie wszystkie budowane odbiorniki to były supery z detektorami diodowymi. Powrót