Signal aux bornes de l'écouteur par le condensateur papier
Aux bornes de l'écouteur un condensateur fixe en papier paraffiné de 2 nF à 3 nF est inséré.
Ce condensateur est destiné à filtrer et lisser les trains d'ondes des demi-alternances du signal porteur de la fréquenceradio de telle sorte que l'effet résultant est un signal sinusoïdal de la modulation audio (débarrassé des trains d'ondes) parvenant à l'écouteur.
Ce condensateur fixe en papier est destiné à atténuer les sifflements aigus désagréables.
Cette capacité électrique peut être réalisée par le volume de l'espace entre les deux fils électrique de grande longueur entre le récepteurs radio et les écouteurs.
Le détecteur à cristal est une diode, fonctionne en valve. Le rôle du détecteur est de servir de clapet anti-retour électrique au courant électrique alternatif de haute fréquence en supprimant l'une des alternances reçues, de telle sorte que l'effet résultant est:
De ne laisse passer le courant électrique alternatif de haute fréquence que dans un seul sensanode à cathode avec le plus faible seuil de tension appelée Barrière de potentiel. La résistance dépend du sens du courant électrique qui le parcourant et de l'intensité du courant.
Une demi-alternance électrique avec le + côté de l’anode et le - côté de la cathode trouvera l’image d’une résistance de quelques centaines d’ohms, donc l'intensité du courant traversant la diode sera limité par l'impédance de l'écouteur et par la résistance du détecteur. C'est cette énergie électrique qui est utile au fonctionnement de l’écouteur, du casque ou du relais de l’inscripteur. (En dessous du seuil de tension de 0,2 volt, le détecteur à galène ou diode à pointe type OA85 présente une résistance de plusieurs kilo-ohms. Donc, l'écouteur avec une impédance de plusieurs kilo-ohms fonctionne toujours avec un signal en dessous du seuil de tension).
Une demi-alternance électrique avec le - côté de l’anode et le + côté de la cathode trouvera l’image d’une plus forte résistance (de plusieurs kilo-ohms ou plus), donc l'intensité du courant traversant la diode sera la plus faible. Toute cette intensité de courant de fuite va atténuer l’énergie électrique utile au fonctionnement de l’écouteur, du casque ou du relais de l’inscripteur. Toute cette intensité de courant de fuite mettra le circuit d'accord en charge, donc cause une mauvaise bande passante.
Le détecteur à cristal a une capacité inferieure a un picofarad. Toute l'intensité de courant de la capacité du cristal mettra le circuit d'accord en charge, donc cause une mauvaise bande passante.
Il est bon d'avoir deux ou trois détecteurs pouvant être mis en circuit l'un ou l’autre par le jeu d’une manette. Donc l'un des détecteurs est une diode à pointe type : (OA85 ou OA95), utilisée comme détecteur de référence ou de détecteur étalon. Ceci évitera avec un détecteur quelconque de rester au milieu d'une écoute, du fait d'un réglage du point sensible et permettra de vérifier par comparaison entre les détecteurs, la valeur d'une audition.
Tension en volts - sur l’anode et + sur la cathode
1,5 V
10 V
75 V
Intensité en microampères dans la diode OA85 ou OA95
1,2 µA
2,5 µA
35 µA
Fonction détectrice anode cathode sur une diode à pointe type : (OA85, OA95).
Appliquons à cette diode à pointe un courant progressivement croissant, dans le sens anode à cathode.
On obtient les valeurs données dans les tableaux suivant:
Caractéristique de la diode OA85 et OA95 dans une température ambiante de 25 °C
Intensité du courant pour une température ambiante de 25 °C
5 µA
0,1 mA
10 mA
Tension typique + sur l’anode et - sur la cathode de la diode OA85
50 millivolts
0,2 volt
1,15 volt
Tension typique + sur l’anode et - sur la cathode de la diode OA95
45 millivolts
0,18 volt
1,05 volt
Tension + sur l’anode et - sur la cathode de la plus sensible diode de l'échantillon
0,1 volt
0,65 volt
Caractéristique de la diode OA85 et OA95 dans une température ambiante de 60 °C
Intensité du courant pour une température ambiante de 60 °C
5 µA
0,1 mA
10 mA
Tension typique + sur l’anode et - sur la cathode de la diode OA85
30 millivolts
0,13 volt
1,05 volt
Tension typique + sur l’anode et - sur la cathode de la diode OA95
25 millivolts
0,1 volt
0,95 volt
Tension + sur l’anode et - sur la cathode de la plus sensible diode de l'échantillon
0,05 volt
0,55 volt
Pour avoir une faible tension de détection, il est possible de fixée une résistance électrique contre la diode pour obtenir une température de fonctionnement de 60 °C. Mais, pour une température de 75 °C, la diode subie des dommages irréversibles.
détecteur à galène
Détecteur à galène.
Le réglage du détecteur à galène
Régler le détecteur à galène ( contact chercheur galène ), c'est le mettre en état d'assurer toute réception désirée.
Régler le détecteur à galène est de mettre la pointe du chercheur sur un point sensible. La surface d'un échantillon de galène n’est pas uniformément sensible en tous ses points. Certains points sont très sensibles, d'autres moins, d'autres, enfin, pas du tout.
Une forte émission telle qu'un orage proche, l'étincelle d'un interrupteur voisin, est parfaitement susceptible d'anéantir le meilleur de nos points sensible. C'est pourquoi il faut pouvoir chercher fréquemment un autre point sensible ou dopé. Et c'est le rôle du chercheur ( contact chercheur galène ).
Caractéristique du détecteur à galène
La démodulation (détection de la valeur de crête du signal) est faite par le cristal et la pointe métallique, formant une diode Schottky.
Ce détecteur comprend un cristal de galène dopé, souvent enserré dans une sorte de coupelle, et un fin fil métallique de laiton ou d'argent enroulé comme un ressort qui « pique » sur cette galène dopé (détecteur à cristaux classique). Diverses combinaisons ont été essayées.
Appliquons à cet ensemble un courant progressivement croissant, d’abord dans le sens pointe à galène, puis dans le sens galène à pointe.
On obtient les valeurs données dans le tableau suivant:
Fonction détectrice pointe-galène :
Intensité du courant
1 µA
1 mA
2 mA
3 mA
4 mA
5 mA
6 mA
7 mA
8 mA
Tension + sur la pointe et - sur la galène
14 millivolts
0,2 volt
0,7 volt
0,8 volt
1 volt
1,1 volts
1,2 volts
1,3 volts
1,4 volts
Tension - sur la pointe et + sur la galène
40 millivolts
2,6 volts
6,6 volts
20 volts
30 volts
42 volts
55 volts
62 volts
78 volts
Cristal de galène.
La société Telefunken, conçoit une diode à galène, un fil de métal enroulé en forme de ressort et pressant sur un fragment de galène (en un point sensible: dopé), le réglage est opéré une fois pour toutes, et le détecteur est ensuite enrobé dans un diélectrique (isolant électrique).
Le détecteur à galène à quasiment disparu pour le détecteur à germanium.
Précautions:
Ne jamais toucher la face active de la galène avec les doigts et la préserver le plus possible du contact de la poussière de l'oxydation et du contact de l'air. Le détecteur peut fonctionner dans un tube de verre. La galène ne doit se manipuler qu'avec de petites pinces.
Enfin isoler très soigneusement le tout sur ébonite ou fibre. Telles sont les règles précises qui doivent servir dans la construction d’un détecteur à galène.
Un choc, même très léger, des vibrations, des pas sur le plancher, des voitures passant sur la route, des trépidations, etc., peut faire dévier la pointe du chercheur. Le point sensible est alors perdu et il faut recommencer un nouveau réglage.
Il est bon également de le préserver des trépidations ; de le réunir aux autres appareils par des fils souples ; de fixer son support sur un gros mur par exemple.
Il est bon encore d'exécuter deux détecteur à galène pouvant être mis en circuit l'un ou l’autre par le jeu d’une manette. (Ceci évitera de rester au milieu d'une écoute, du fait de l'affaiblissement du point sensible et permettra de vérifier par comparaison, la valeur d'une audition).
Construction d'un détecteur à galène
Cristaux de galène sensibilisés.
Précaution à prendre. La fabrication d'un détecteur à galène produit l’intoxication du personnel.
Bases de construction d’un détecteur à galène.
On sensibilise à température régulière environ : 600 °C (par une lampe à souder ou un chalumeau à gaz ou à essence) en présence de soufre contenant de faibles proportions de tellure en l'absence d'air, des fragments de galène non sensible.
Pour ce faire, l’on opère dans un creuset de terre rempli de sable sec et quatre parties en poids des fragments de galène à sensibiliser pour une partie en poids de soufre contenant de faibles proportions de tellure (1/100). On bouche le creuset de terre en ne laissant qu'une faible ouverture pour l’échappement des gaz et l’on chauffe lentement et régulièrement dans la flamme du chalumeau, en commençant par la partie supérieure afin de chasser l'air, puis en descendant peu à peu jusqu'à la partie inférieure, où l’on a placé au préalable le mélange de soufre et de tellure. À ce moment, ce soufre se volatilise et traverse la masse supérieure portée à haute température; dans ces conditions, on obtient la formation sûre de polysulfures de plomb contenant de faibles proportions de tellurure de plomb. Laisser refroidir lentement l'ensemble avant de casser l’éprouvette pour en sortir le morceau de galène solidifié, qui sans cette précaution serait oxydée au contact de l'air.
Étant en possession d'un bon échantillon de galène, le monter en le comprimant dans une boulette de papier d'étain (et non d’aluminium) laquelle est sertie dans une petite cupule.
La pointe est quelconque, mais un conducteur électrique aussi peu oxydable que possible, suffisamment rigide et souple, un fil de laiton ou d'argent aplati à son extrémité, taillé en pointe en deux coups de ciseaux, puis enroulé en spirale assez souple et monté sur une tige permettant l'exploration de toute la surface du cristal et le réglage de la pression doit être aussi léger que possible (légèrement appuyée).
Galène défectueuse:
Si après des mois d'usage, tous les points sensibles paraissent avoir disparu, ne croyons pas qu'il faille forcement renouveler la galène. La galène peut être régénérée.
Une galène est lavée en la trempant dans l’essence à briquet ou l'éther si présence d'une couche de graisse émanant des doigts ou de saletés quelconques.
Si la sensibilité est sérieusement émoussée par des courants trop violents. Il suffira de la briser avec une pince pour que les morceaux présentant de nouvelles surfaces brillantes soient de nouvelles sources de points sensibles.
On peut resensibiliser un mauvais échantillon de galène déjà dopée en le faisant chauffer en vase clos avec son volume de soufre.
Détecteur à rouille
En appuyant légèrement une mine de crayon sur une tache de rouille (oxyde), on crée un détecteur ( ).
Détecteur à lame de rasoir
Poste a détecteur en lame de rasoir
Poste à détecteur en lame de rasoir. Un récepteur à cristal se servant comme détecteur électrique: une tige d'électrode de carbone de pile saline touche légèrement une lame de rasoir.
Des récepteurs employant cette technique ont été construits pendant la Seconde Guerre mondiale, également connus avec le nom: "foxhole radio". Du nom de la station de radiodiffusion de l'armée américaine, donc des récepteurs à lame de rasoir ont été conçu pour l'écoute de cette station NVIS.
La caractéristique du détecteur à diode silicium est par une tension de seuil dans le sens anode à cathode de 0,6 V, donc moins sensible que les détecteurs à galène ou à germanium (jusqu'à 0,6V, le détecteur est bloqué, le détecteur ne conduit pas) donc une station arrivant avec 0,5 V sera totalement bloquée par la diode silicium (et reçu fort et claire dans l'écouteur audio du poste à détecteur par diode germanium ou par détecteur à galène). Le détecteur à diode silicium est utilisable sur le récepteur à diode comme appareil de contrôles de champ produit par une antenne (et réglage d'antenne) ou la puissance et la tension sont élevées et avec une limite de fréquence de l’ordre de 10 GHz. L'une des première diode silicium, est la diode Silicium sylvania 1N23B utilisé comme détecteur en UHF par l'armée américaine.
La caractéristique du détecteur à l'Arséniure de gallium est un semi-conducteur type GaAs avec une tension de seuil dans le sens anode à cathode de 1.1 Volt utilisable jusqu'à 300 GHz. Le détecteur à l'arséniure de gallium est utilisé dans la bande Supra-haute fréquence et dans la bande Extrêmement haute fréquence.
Récepteur à cristal à pile
Principe du poste à cristal à pile.
Pour augmenter la sensibilité d’un détecteur à cristal, en approchant électriquement sa barrière de potentiel vers 0 volt, une pile branchée en série ( entre le circuit d'accord et le détecteur ) fournie une tension réglable avec le + a l’anode du détecteur à cristal. Cette tension réglée doit toujours être inférieure à la tension de seuil du détecteur. Mais ce système est instable ( équilibre instable entre la tension réglable de la pile et la tension de seuil du détecteur à cristal ) et avec des pannes de contact. Ce système est abandonné. Avec ce système des le début XXe siècle, plusieurs radioécouteurs ont hétérodynés la radiotélégraphie (type A1A) création d'une tonalité par l’augmentation de la tension, dès le passage de l'intensité dans certain couples de cristaux donne la création d'oscillation dans le circuits d'accord, c'est l'effet diode tunnel.
Le détecteur électrolytique est le plus sensible des détecteurs. Mais d’un entretien compliqué et utilisable seulement par les stations fixes.
Principe de fonctionnement du détecteur électrolytique.
Une pile, un potentiomètre et un écouteur applique une tension au détecteur électrolytique pour l'électrolyse de l'eau. La polarisation électrolytique de l'anode est très rapide. Le signal alternatif du circuit inductance-condensateur dépolarise partiellement l'anode aux rythmes de la modulation d'amplitude, ce qui oblige la pile à fournir un nouveau courant pour repolariser l'anode. L'écouteur parcouru par ce courant repolarisant aux rythmes de la modulation d'amplitude et fait entendre une image de la modulation.
Le détecteur électrolytique est seulement utilisable dans les stations fixes, instable aux vibrations, aux mouvements. Donc inutilisable dans les stations radios mobiles : navires, aéronefs, ballons dirigeables, stations portables...
Le détecteur électrolytique a été supplanté par le détecteur à galène pour ça simplicité.
