Was ist ein Kristallradio?

Ein Kristallradioempfänger ist die früheste Form des erfundenen Radios und wurde erstmals hergestellt, nachdem der deutsche Erfinder Karl Braun 1874 die gleichrichtende Eigenschaft von Kristallen entdeckte. Viele Kristallformen, wie das Mineral Bleiglanz oder Bleisulfid, die als Kristallkomponente früher Kristallradios dienten, lassen elektrischen Strom hauptsächlich nur in eine Richtung fließen. Dies macht sie nützlich für die Umwandlung von Wechselstrom-Funkwellensignalen in Gleichstromsignale, so dass Audioübertragungen von der Funkträgerwelle abgekoppelt und abgehört werden können. Das Prinzip der Gleichrichtung von Kristallen führte zu einer breiten Produktion von Kristallfunkempfängern auf der ganzen Welt, einschließlich ihrer im Ersten Weltkrieg üblichen Verwendung. Da sie keine Batterien benötigten und einfach zu bauen waren, verbreiteten sie sich bis zur Erfindung der Leistungsverstärker und Vakuumröhren ermöglichten in den frühen 1920er Jahren leistungsstärkere Funkempfänger.

Ein Kristallset kann mit nur vier Funktionsteilen aufgebaut werden. Dazu gehören: die Antenne, die Abstimmspule, der Kristalldetektor und die Ohrhörer. Die Antenne dient dazu, alle an einem bestimmten Ort vorhandenen Umgebungsfunkwellen zu erfassen und ihre Leistung als elektrischen Strom in das Quarzfunkgerät zu leiten. Die Abstimmspule ist eine Kupferdrahtwicklung, mit der die meisten vorhandenen Funkwellen so abgestimmt werden, dass nur die gewünschte weiter verarbeitet wird. Diese gewählte Radiowellenfrequenz wird in den Kristalldetektor geleitet, der die Träger-Radiowelle von dem Audiosignal trennt, das sie beim Flug durch die Luft aufnimmt. Da das Audiosignal in Abwesenheit eines batteriebetriebenen Verstärkers normalerweise ziemlich schwach ist, werden die Ohrhörer zum Hören des Quarzradios verwendet, um die Lautstärke zu maximieren.

Seit 2011 werden Kristallradios immer noch als Gegenstand schulwissenschaftlicher Experimente und von Elektrofachleuten hergestellt. Aufgrund ihrer geringen Leistung und der eingeschränkten Fähigkeit, weit entfernte Funksignale zu erfassen, sind sie jedoch als kommerzielle Produkte veraltet. Moderne Komponenten haben sie auch einfacher zu bauen gemacht. Dies beinhaltet das Ersetzen des Whisker-Empfängers der Katze durch eine Festkörper-Kristalldiode. Das ursprüngliche Kristalldesign verwendete einen natürlichen Kristall, mit dem die Whisker-Elektrode einer Drahtkatze in Kontakt kam. Die Elektrode musste auf dem Kristall herumbewegt werden, bis ein Ort gefunden wurde, an dem die Kristallgitterstruktur ein Signal zu den Kopfhörern durchlassen würde.

Kristalldioden verwenden dasselbe Gleichrichtungsprinzip wie der Whisker-Empfänger der Katze, erfordern jedoch keine manuelle Einstellung, um ein Funksignal zu senden, nachdem es von der Abstimmspule abgestimmt wurde. Abgesehen von Bleiglanz wurden verschiedene Arten von Halbleiterkristallen verwendet, darunter Siliciumcarbid, Eisenpyrit und Zinkit-Bornit. Jedes Material, das eine halbleitende elektrische Eigenschaft aufweist, kann auch anstelle eines tatsächlichen Kristalls in einem Kristallradio arbeiten. Dies schließt solche gewöhnlichen Objekte wie US-Kupferpfennige ein, die mit dem Alter eine angelaufene, halbleitende oxidierte Oberfläche erhalten haben, aber Kristalle selbst sind das am einfachsten zu bearbeitende Material beim Bau eines Kristallradios und das effektivste.