Apa fungsi kristal pada demodulator

Detektor kristal adalah komponen elektronik usang yang digunakan di beberapa penerima radio awal abad ke-20 yang terdiri dari sepotong mineral kristal yang memperbaiki sinyal radio arus bolak - balik. [1] Itu digunakan sebagai detektor ( demodulator ) untuk mengekstrak sinyal modulasi audio dari pembawa termodulasi, untuk menghasilkan suara di earphone. [2] [3] Ini adalah jenis dioda semikonduktor pertama , [2] [4] dan salah satu yang pertamaperangkat elektronik semikonduktor . [5] Jenis yang paling umum adalah yang disebut detektor kumis kucing , yang terdiri dari sepotong mineral kristal, biasanya galena ( timbal sulfida ), dengan kawat halus menyentuh permukaannya. [1] [5] [6]

"Konduksi asimetris" arus listrik melintasi kontak listrik antara kristal dan logam ditemukan pada tahun 1874 oleh Karl Ferdinand Braun . [7] Kristal pertama kali digunakan sebagai pendeteksi gelombang radio pada tahun 1894 oleh Jagadish Chandra Bose dalam eksperimen gelombang mikronya. [2] [8] [9] Bose pertama kali mematenkan detektor kristal pada tahun 1901. [10] Detektor kristal dikembangkan menjadi komponen radio praktis terutama oleh GW Pickard , [5] [11] [12] yang memulai penelitian tentang detektor bahan pada tahun 1902 dan menemukan ratusan zat yang dapat digunakan dalam membentuk persimpangan penyearah. [3][13] Prinsip-prinsip fisik di mana mereka bekerja tidak dipahami pada saat mereka digunakan, [14] tetapi penelitian selanjutnya ke persimpangan semikonduktor kontak titik primitif inipada 1930-an dan 1940-an mengarah pada pengembangan elektronik semikonduktor modern . [1] [5] [15] [16]

Penerima radio tanpa amplifikasi yang menggunakan detektor kristal disebut radio kristal . [17] Radio kristal adalah jenis radio penerima pertama yang digunakan oleh masyarakat umum, [15] dan menjadi jenis radio yang paling banyak digunakan hingga tahun 1920-an. [18] Ini menjadi usang dengan pengembangan penerima tabung vakum sekitar tahun 1920, [1] [15] tetapi terus digunakan sampai Perang Dunia II dan tetap menjadi proyek pendidikan umum hari ini berkat desainnya yang sederhana.

Kontak antara dua bahan yang berbeda pada permukaan kristal semikonduktor detektor membentuk dioda semikonduktor mentah , yang bertindak sebagai penyearah , menghantarkan arus listrik dengan baik hanya dalam satu arah dan menahan arus yang mengalir ke arah lain. [3] Dalam radio kristal , itu terhubung antara sirkuit yang disetel , yang meneruskan arus berosilasi yang diinduksi di antena dari stasiun radio yang diinginkan, dan earphone. Fungsinya adalah untuk bertindak sebagai demodulator , meluruskan sinyal radio, mengubahnya dari arus bolak -balik menjadi pulsa.arus searah , untuk mengekstrak sinyal audio ( modulasi ) dari gelombang pembawa frekuensi radio . [3] [5] Demodulator AM yang bekerja dengan cara ini, dengan memperbaiki pembawa termodulasi, disebut detektor amplop. Arus frekuensi audio yang dihasilkan oleh detektor melewati earphone menyebabkan diafragma earphone bergetar, mendorong udara untuk menciptakan gelombang suara .. Earphone biasanya jenis kristal piezoelektrik, sangat sensitif sehingga penerima radio dapat beroperasi tanpa catu daya listrik, hanya menggunakan energi dari gelombang radio yang datang untuk menggerakkan earphone secara langsung, tanpa amplifikasi elektronik. Diagram ini menunjukkan penjelasan sederhana tentang cara kerjanya: [7] [19] [20]

Radio kristal tidak memiliki komponen penguat untuk meningkatkan kenyaringan sinyal radio; daya suara yang dihasilkan oleh earphone hanya berasal dari gelombang radio stasiun radio yang diterima, dicegat oleh antena. Oleh karena itu, sensitivitas detektor merupakan faktor utama yang menentukan sensitivitas dan jangkauan penerimaan penerima, memotivasi banyak penelitian untuk menemukan detektor sensitif.

Detektor kumis kucing galena digunakan di radio kristal awal

Detektor kristal presisi dengan kristal besi pirit , digunakan di stasiun nirkabel komersial, 1914. Kristal berada di dalam kapsul logam di bawah jarum vertikal (kanan) . Pegas daun dan sekrup memungkinkan penyesuaian tekanan jarum pada kristal dengan baik.

Diagram yang menunjukkan cara kerja detektor kristal

Rangkaian radio kristal sederhana. Detektor kristal D terhubung antara sirkuit yang disetel L,C1 dan earphone E. C2 adalah kapasitor bypass.

Diagram bergambar dari tahun 1922 menunjukkan rangkaian radio kristal kumis kucing. Rangkaian umum ini tidak menggunakan kapasitor tuning , tetapi menggunakan kapasitansi antena untuk membentuk rangkaian yang disetel dengan koil.

Detektor kumis kucing Galena dari radio kristal tahun 1920-an

Detektor kumis kucing menggunakan kristal besi pirit

Detektor Galena dalam radio kristal murah tahun 1930-an

Bentuk populer di radio portabel, dengan kristal yang dilindungi di dalam tabung kaca

Kristal galena dijual untuk digunakan dalam detektor kristal, Polandia, 1930-an

Detektor carborundum profesional yang digunakan di stasiun radiotelegrafi

Detektor carborundum dipasarkan ke penggemar radio, 1911

Detektor silikon Pickard asli 1906

Detektor silikon-antimon yang digunakan di stasiun nirkabel angkatan laut 1919. Kristal silikon dipasang pada panggung yang dapat disesuaikan yang dapat dipindahkan dalam dua dimensi dengan kenop mikrometer (kanan) untuk menemukan titik sensitif.

(kiri) Detektor sengit-kalkopirit "Perikon", ca. 1912, diproduksi oleh perusahaan Pickard, Wireless Specialty Apparatus Co. (kanan) Bentuk lain dari detektor kontak kristal-ke-kristal, dibuat sebagai unit plugin tertutup, ca. 1919

Simbol grafis yang digunakan untuk dioda solid-state berasal dari gambar detektor kristal kontak titik. [39] [ penelitian asli? ]

Detektor galena Bose dari patennya tahun 1901. Versi ini sengaja dibuat agar terlihat dan berfungsi seperti bola mata manusia, dengan lensa memfokuskan gelombang milimeter pada kontak galena.

Spektrometer gelombang milimeter Bose, 1897. Detektor galena ada di dalam antena tanduk (F) . Baterai (V) menciptakan arus melalui detektor yang diukur oleh galvanometer (G)

Detektor koherer "Mikrofon" dari tahun 1909 mirip dengan penyearah yang ditemukan Pickard, banyak digunakan pada receiver pertama. Ini terdiri dari jarum baja bertumpu pada dua blok karbon. Lapisan korosi semikonduktor pada baja mungkin bertanggung jawab atas perbaikan tersebut.

Penerima kristal Marconi Tipe 106 dibuat dari tahun 1915 hingga sekitar 1920. Detektor terlihat di kanan bawah. Sampai triode mulai menggantikannya dalam Perang Dunia I, detektor kristal adalah teknologi mutakhir.

Osilator dioda resistansi negatif dibangun oleh Hugo Gernsback pada tahun 1924 atas instruksi Losev. Dioda kontak titik zincite yang berfungsi sebagai perangkat aktif diberi label (9).

Keluarga mendengarkan siaran radio pertama di radio kristal pada tahun 1922. Karena radio kristal tidak dapat menggerakkan pengeras suara, mereka harus berbagi earphone.

Setelah tahun 1920, radio kristal menjadi radio alternatif yang murah bagi kaum muda dan orang miskin.

Detektor carborundum kartrid (atas) dengan baterai bias yang digunakan dalam radio tabung vakum dari tahun 1925

dioda silikon 1N23. Kotak 1/4 inci.