锌负电阻振荡器。
由NyleSteinerK7NS于3月22日发布。年
任何拥有丙烷火炬和几片镀锌金属片的人都可以轻松制作负电阻装置。使用该设备,可以制作非常简单的射频振荡器、音频振荡器甚至放大器电路。这几乎就像制作自己的晶体管一样。
热处理镀锌金属带和曲线生产。
热处理镀锌金属板的负电阻。曲线跟踪器设置为1v/div。水平和1ma/div。垂直修改了曲线跟踪器以将交流应用到设备。
该项目之前使用黄铁矿成功完成(参见IronPyritesNegativeResistanceOscillator)IronPyritesNegativeResistanceOscillator然而,经过热处理的镀锌装置在易用性、一致性和非常容易制备方面要优越得多。与IronPyrites振荡器一样,这个实验的成功对我来说是一次非常令人兴奋的经历,因为它代表了构建简单的自制有源半导体器件的能力。这几乎就像制作自己的自制晶体管一样。这是WHEccles、GreenleafPickard和OlegLosev对年一些非常古老且深奥的实验的实际实现,这些实验在几篇文章中的报道如此模糊,以至于我经常想知道它是否真的已经完成。即便如此,在无线电的早期,我一直对那些能够从原始半导体材料产生连续波射频信号的报道非常着迷。
我的迷恋促使我购买了一台旧的Tektronix曲线示踪剂,这样我就可以研究各种材料的曲线,这些材料可能具有负电阻或晶体组中使用的探测器特性。为了制造和使用如下所述的负电阻器件和电路,曲线跟踪器不是必需的。然而,它有助于评估和发现具有独特电性能的材料。是一款老式但很棒的工具,因为它在您手动操作样本时连续实时显示曲线。这是在手动将一根电线接触到一块材料时进行观察所需要的。我希望能够同时显示曲线的正负部分,因此必须修改曲线跟踪器才能做到这一点。
一些文章将这种负电阻称为隧道二极管所显示的电阻。从负阻力的意义上说是正确的,但实际上是另一种类型的负阻力。这没关系,因为这两种类型的负电阻都可以产生增益效果,为LC电路提供足够的能量,使其成为振荡器。
两种类型的负电阻。
左侧是镀锌金属板装置中的类型。右边是隧道二极管之类的类型。
上图显示了这两种类型的负电阻曲线是如何可能的。这些图显示了器件仅在一个方向上偏置的曲线。这两种形式的负电阻有时称为S型和N型。S型是这里和其他设备中的类型,例如单结晶体管和旧的碳弧振荡器。有时看不到S曲线的上半部分,因为某些设备,例如镀锌金属板设备,在承载足够的电流以显示S型曲线的上半部分之前会自行破坏。隧道二极管产生的负电阻曲线类型类似于字母N。另见自制N型器件。自制隧道二极管和射频振荡器。
制作镀锌板金属负电阻装置非常容易。只需用钳子将1/8英寸宽的镀锌金属薄条(用于熔炉管道的类型)的末端放在丙烷火炬的火焰中,直到它发出鲜红色并射出炽热的火焰。在户外进行此操作并避免吸入任何烟雾或烟雾是一个好主意。懂焊接的人说,焊接镀锌金属时会产生有毒烟雾。冷却后,会出现小黑点,尤其是在火焰撞击的对面。这些黑点是主要的负面阻力区域。尝试的猫须是28号钢丝和30号铜线。两者似乎都运作良好。
通过将两个螺钉放入靠近边缘约1-1/2"正方形的一块木头中,可以做出一个好的猫须排列。可以将一块#28规格的钢丝缠绕在两个螺钉上并切成大约3"长度。然后将金属丝弯曲成拱形,以便在块移动时轻轻接触热处理过的金属。块上的重物将在调整后使其位置稳定。
从上面的曲线跟踪照片中可以看出,曲线在负方向和正方向上都非常对称,尽管我有时会观察到有点不对称的曲线。这张照片是在曲线追踪器向设备施加交流电时拍摄的。我不得不修改曲线跟踪器,以便它可以应用ac。
振荡器电路可以由一节9v电池轻松运行。当猫须相对于金属条偏置为负时,通常似乎更容易获得稳定的振荡,但在任一方向上的偏置都可以工作。
采用镀锌金属板的负阻射频振荡器。
所示电路是在am广播波段产生连续波信号所必需的。让它运行在2mhz以上似乎很困难,但很容易让它在低于2mhz的任何条件下运行,包括音频。它似乎比其他人更喜欢某些LC比率。在am广播波段的情况下,一个pf可变电容器在一根13/4"外径abs管上运行50圈时效果很好。
让这个电路运行最棘手的部分是能够判断它何时振荡。最简单的方法是让示波器穿过线圈或用抽头穿过线圈的一部分。您只需进行调整,直到您看到信号出现在示波器上。也可以通过调整猫须同时在其范围内来回摇动可变电容器并使用am接收器收听来完成。这需要更多技巧,但可以做到。另一种判断它是否在振荡的方法是在线圈的一部分上放置一个二极管和微米。当获得仪表的稳定偏转时,可以使用接收器将可变电容器调谐到所需的频率。
开始进行调整的一个好地方是设置电位器,以便总电阻约为4k欧姆,包括1k电阻器。1k电阻的唯一作用只是防止电位器设置为零电阻时大量电流流动。猫须的某些设置允许电路在电阻(电位器)设置的非常广泛的变化中振荡。
采用镀锌金属板的负阻音频振荡器。
音频振荡器更容易调整和运行。只需在进行猫须调整时聆听扬声器或耳机的音调即可。与RF振荡器一样,一个好的起点是设置电位器,这样总电阻约为4kohms,包括1k电阻器。猫须的某些设置将使电路能够在非常宽的电阻设置范围内运行。您可能会发现只需一个4.7k电阻代替电位器和1k电阻即可轻松实现电路。
该音频振荡器电路可以使用伏至12伏变压器的伏侧或2k至8欧姆变压器的2k侧作为电感器。这些变压器中的任何一个的输出端,分别为12伏或8欧姆,可以驱动一个音量足以让整个房间都能听到的扬声器。
一副几乎任何阻抗的耳机都可以用来代替扬声器。耳机将比扬声器呈现更少的负载,并会导致更高的QLC电路。这可以更容易获得运行良好的猫须设置。
使用镀锌金属板的负电阻音调调制射频振荡器。
通过在负电阻上连接一个射频LC电路和一个音频LC电路,可以制成一个音调调制射频振荡器。该电路可以同时在射频和音频频率下振荡。可以通过听扬声器或耳机调整电路,然后调整可变电容器,直到通过am收音机听到。通过许多设置,将产生响亮、调制良好的音调。
有趣的是,可以得到锅和猫须设置的组合,其中音频电路会振荡但射频电路不会,射频电路会振荡但音频电路不会或两个电路同时振荡时间来产生音调调制的射频信号。
负阻AM广播波段振荡器。
如果碳麦克风或音频变压器与电池电源串联放置,则可以向附近的am收音机广播音频。用带电的水晶套装向附近的收音机广播的乐趣是难以超越的。
我是怎么知道镀锌板的?
不久前,我想使用缠绕在螺栓上的线圈和用于移动电枢的一块镀锌金属片制作一个简单的电动蜂鸣器。它是直流类型,其中一个触点接触金属,只要磁铁通电并拉动金属,电触点就会断开。这种粗制滥造的自制蜂鸣器和人们预期的一样好用,但它不会运行很长时间。在金属与电接触点产生火花并阻止良好电接触的地方不断积聚某种黑色氧化污垢。有点失望,我拆掉了蜂鸣器,把那块电枢金属放在一边,然后放在那里。一段时间后,在对黄铁矿和类似材料进行负电阻试验后,我决定在镀锌金属板蜂鸣器衔铁上的黑色污垢点上尝试曲线示踪剂。结果看起来很有希望。这导致在丙烷火焰中加热另一块镀锌金属板。我很高兴发现许多显示非常有用的负电阻的点。我终于找到了一种可以始终如一且自信地调整的负电阻材料;通常在几秒钟内。我终于找到了一种可以始终如一且自信地调整的负电阻材料;通常在几秒钟内。我终于找到了一种可以始终如一且自信地调整的负电阻材料;通常在几秒钟内。
金属冷却后,发现许多黑点,周围是雪白的粉状氧化锌。白色的氧化锌就像绝缘体,没有任何连续性。黑点是发现大部分负电阻的地方。大胆猜测,我认为这些黑点可能是锌铁氧体Zn-Fe2-O4或类似的东西,由热、氧和锌的相互作用形成,与铁表面反应。金属背向火焰的一侧比面对火焰的一侧更可能与氧气接触。这可能就是为什么我似乎在那边找到了更多好的负面阻力点。铁氧体锌在化学和物理手册中被描述为黑色材料。看来锌在负阻力中起着重要作用。这是有道理的,因为在早期的无线电文章中提到锌矿是最好的负电阻材料之一。看看锌矿展示的曲线是什么样子会很有趣,但我还没有参观过有一块锌矿可用的岩石和矿物商店。也许热处理镀锌金属板的性能足以满足获得锌矿的担忧。
放大器采用负阻器件。
我在用锌负电阻器件制造一些放大器电路方面取得了一定的成功。我还能够制作一个再生广播波段接收器。然而,制造振荡器似乎比制造具有负电阻的放大器容易得多,因为大多数放大器电路都有很大的振荡倾向,除非非常仔细地调整。在写更多关于负阻放大器的内容之前,我想花更多的精力来寻找充分利用它们的方法。