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Los Detectores Usados en Radios Antiguos (1) (TEL012S)

La detección de señales de radio con un solo diodo o juntura PN de un transistor hoy en día es absolutamente normal, cuando pensamos en armar una radio elemental o incluso un poco más complejo. Sin embargo, antes no había los diodos semiconductores y transistores. Soluciones muy interesantes para los detectores fueron creadas y discutidas en el libro Early Radio Wave Detectors de Vivian J. Philips en asociación con The Science Museum de Londres de 1980 (*). Vea en este artículo algunas de las soluciones adoptadas en la época.

 

(*) Este libro está disponible en el Internet para Descargar.

 

La idea básica de Hertz para recibir señales de radio, cuando descubiertos y utilizados en su famosa experiencia donde hizo una transmisión dentro de su laboratorio era el centellador.

Un Elo formaba la antena resonante aproximadamente en la frecuencia del transmisor, contiendo una apertura (gap) entre la esfera como muestra Figura 1.

 

Figura 1 - el detector de Hertz (1886)
Figura 1 - el detector de Hertz (1886)

 

 

Un Pulso emitido por el transmisor y provocaba en el receptor una pequeña chispa que podría observarse en condiciones favorables, detectado por galvanómetros según lo sugerido por Fitzgerald en la figura.

La detección de la señal también puede ser hecha de forma sugerida más tarde con el uso de un auricular o fono de oído, como muestra Figura 2 segundo Turpain.

 

 

Figura 2 - utilización de un fono de oído
Figura 2 - utilización de un fono de oído

 

 

    El primero avance en la recepción de las señales de radio vino con la invención del cohesor hecho por el profesor Edouard Branly.

El fenómeno de la "coherencia " ya había sido observado en 1835 por el científico P.S. Munk en la Universidad de Lund y redescubierto en 1852 por S.A. Varley que utiliza en la protección de líneas de telégrafo.

    La idea es la siguiente: barras de cobre oxidado cuando presentan un acuerdo de resistencia de la orden de 80 000 ohms. En tanto cuando aplicamos una tensión entre ellas, cae para una resistencia de valor tan bajo cuanto 7 ohms.

   La idea del cohesor es entonces simple: rellenando el tubo de vidrio con limaduras, ellas en contacto presentan el fenómeno de coherencia, es decir, una resistencia eléctrica muy alta o un circuito abierto.

    En tanto, en presencia de una señal (una tensión) produce la caída de la resistencia entre los granos de las limaduras y con él la resistencia cae.

Si una fuente de voltaje se utiliza para mantener las limaduras de metal al borde de la conducción, en presencia de la señal, la corriente de esta fuente se lleva a cabo, produciendo una señal, como se muestra en la figura 3.

 

Figura 3 - Receptor elemental con cohesor sugerido por Lodge en una patente británica de 1897.
Figura 3 - Receptor elemental con cohesor sugerido por Lodge en una patente británica de 1897.

 

 

Un receptor de radio sencillo con cohesor se muestra completo en la figura 4.

 

 

Figura 4 – Receptor con cohesor
Figura 4 – Receptor con cohesor

 

 

   En este receptor A es la antena, y E es la conexión a tierra, G un galvanómetro, T un fono de oído y V la batería.

El potenciómetro P se encuentra para llevar la tensión en el cohesor al umbral.

Este mismo principio se utiliza en el receptor que publicamos con una cuchilla de afeitar y otros que utilizan un tipo de esponja de acero. En tanto, la unión de estos componentes funciona como un cohesor ajustando la tensión del umbral de conducción para la recepción de las señales deseadas.

Basado en el mismo principio de barra oxidada tiene un cohesor inventado por Odenbach en la misma época. Una barra de metal oxidada era apoyada por dos cables conductores.

La conducción de la barra en contacto con el cable iba a cambiar en la presencia de las señales.

La forma de cohesor tenía muchas variaciones en los años que siguieron a su creación, cada inventor buscando para mejorar el rendimiento con el fin de detectar señales débiles, puesto que en el momento no hubo ningún dispositivo activo que puede amplificarlos.

En la figura 5 tenemos algunos cohesores del tiempo creado por conocidos "inventores" del radio.

 

Figura 5 – Tipos de cohesores
Figura 5 – Tipos de cohesores

 

 

En (a) tenemos un cohesor de Branly, (b) un de Popov, en (c) un Lodge y en (d) un cohesor de Marconi.

El gran problema de estos cohesores era la imperfección de los contactos que hacía inestable.

Diversas sustancias y metales fueron utilizados por los pioneros de la radio como limaduras de níquel (95%), mezclado con plata (5%) en el caso de Marconi, extremos de mercurio y otras varias combinaciones, revelando que en aquel momento más que un conocimiento teórico de lo que podría ocurrir, predominan la inventiva.

Un arreglo muy interesante, que muestra todo este ingenio fue el "cohersor multiocular polifónico" de Bottone, creado en 1910, que se muestra en la figura 6.

 

Figura 6 – Cohesor Multiocular Polifónico
Figura 6 – Cohesor Multiocular Polifónico

 

 

    La idea era aprovechar una posible resonancia de cohesores varios, así que qué mejor respuesta para firmar era responsable por su conducta y posterior detección.

En este momento las estaciones de telégrafo sin hilos ya eran comunes, y la figura del libro que se cita tiene una idea de los equipos utilizados.

 

Figura 7 – Estación telegráfica Telefunken, grabado de libro en 1907
Figura 7 – Estación telegráfica Telefunken, grabado de libro en 1907

 

 

Detectores Electrolíticos

    Un tipo de detector que apareció después de los cohesores fue el llamado detector electrolítico.

Como su nombre indica, estos detectores se basan en las propiedades eléctricas de soluciones de electrolitos, siendo básicamente de dos tipos.

Uno de los detectores que tienen baja resistencia en la ausencia de señales y otros que tienen alta resistencia en la ausencia de señales.

Aquellos con baja resistencia en la ausencia de señales, aumentando la resistencia cuando la señal se detecta también fueron llamados "anti-cohesores".

En la figura 8 tenemos una ilustración del Detector de Pupin de 1913.

 

Figura 8- Un detector electrolítico
Figura 8- Un detector electrolítico

 

 

En estos detectores también valía la inventiva variando las sustancias usadas como glicerina, agua, metales en suspensión, etcétera.

En la figura 9 tenemos la "respuesta" un detector electrolítico inventado por De Forest, que consiste en un recipiente con una carpeta activa.

 

 

Figura 9 – El
Figura 9 – El "responder de Forest"

 

 

   La figura 10 muestra un detector de ácido donde los electrodos fueron platino y plomo. Puede ser ácido o sulfúrico y nítrico en los electrodos se aplicó una pequeña tensión de la batería.

 

Figura 10 – Detector electrolítico usando ácido
Figura 10 – Detector electrolítico usando ácido

 

 

Ajustando el potenciómetro fue posible llevar el circuito hasta el punto de hacer la detección de señales de radio captadas por la antena.

En esta época los amadores de la electrónica ya podrían montar radios y publicaciones especializadas los dio los primeros proyectos prácticos.

En la figura 11 que tenemos un detector electrolítico publicado en un artículo para el constructor casero por la revista Wireless en una edición de 1914.

 

Figura 11 – Detector electrolítico de construcción casera
Figura 11 – Detector electrolítico de construcción casera

 

 

Detectores magnéticos

   Estos son basados en el hecho que la circulación de una corriente por un alambre y por lo tanto por una bobina crea un campo magnético.

La corriente de la señal es recogida y para la detección por la presencia del campo creado se puede utilizar diversos artificios.

En la figura 12 tenemos el detector electrodinámico de Pierce, de 1904.

 

Figura 12 - Detector electrodinámico de Pierce
Figura 12 - Detector electrodinámico de Pierce

 

 

Para detectar el movimiento de una aguja imantada bajo la acción del campo creado fueron utilizados los recursos más diversos desde microscopios ópticos a espejos.

La figura 13 muestra a un receptor interesante donde las agujas se magnetizan automáticamente a partir de tiempo a tiempo. Este receptor fue creado por Fleming en 1905.

 

Figura 13 – Detector magnético de Fleming
Figura 13 – Detector magnético de Fleming

 

 

   Un muy interesante el arreglo detector magnético creado al mismo tiempo por Bouasse se basa en la histéresis de materiales magnetizables y se muestra en la figura 14.

 

Figura 14 – Detector de rotación
Figura 14 – Detector de rotación

 

 

La idea era producir un campo magnético giratorio que interactúa con el campo magnético creado por la bobina por la señal capturada.

La señal es transferida por inducción a la bobina con el audífono haciéndose entonces se detección.

Lo interesante de todo esto es que en aquel tiempo aún no motores eléctricos fueron utilizados en este tipo de aplicación y la generación del campo magnético se hizo girando una manivela, como se muestra en la figura 15.

 

Figura 15 – dispositivo utilizado en la época
Figura 15 – dispositivo utilizado en la época

 

 

Conclusión

   Y aún hay más por venir.

Antes de llegar a los familiares diodos semiconductores en nuestros días, varias otras técnicas están diseñadas para detectar signos de audio, algunas bastante curiosas.

En un próximo artículo trataremos algunos detectores más utilizados en los primeros días de radio como los detectores de capilaridad, detectores térmicos y varios otros.

 

 

 

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