Che cos'è una radio di cristallo?
Un ricevitore radio a cristallo è la prima forma di radio inventata, e iniziò a essere realizzata dopo che la proprietà rettificatrice dei cristalli fu scoperta nel 1874 dall'inventore tedesco Karl Braun. Molte forme di cristallo, come la galena minerale o il solfuro di piombo, che fungevano da componente cristallino delle prime radio cristalline, consentono alla corrente elettrica di passare principalmente in una sola direzione. Ciò li rende utili per convertire segnali di onde radio a corrente alternata (AC) in segnali a corrente continua (DC) in modo che le trasmissioni audio possano essere disaccoppiate dall'onda portante radio e ascoltate. Il principio di rettifica dei cristalli provocò un'ampia produzione di radioricevitori di cristallo in tutto il mondo, compreso il loro uso comune nella prima guerra mondiale. Poiché non necessitavano di batterie per funzionare ed erano semplici da costruire, si diffusero fino all'invenzione della batteria. amplificatori alimentati e valvole a vuoto hanno reso possibili ricevitori radio più potenti nei primi anni '20.
Un set di cristalli può essere costruito con solo quattro parti funzionali. Questi includono: l'antenna, la bobina di sintonia, il rilevatore di cristalli e gli auricolari. L'antenna serve a catturare tutte le onde radio ambientali presenti in una posizione designata e incanalare la loro potenza nella radio a cristallo come corrente elettrica. La bobina di sintonia è un avvolgimento di filo di rame che viene utilizzato per sintonizzare la maggior parte delle onde radio presenti in modo che solo quella desiderata venga elaborata ulteriormente. Questa frequenza d'onda radio scelta viene incanalata nel rivelatore a cristallo, che separa l'onda radio portante dal segnale audio che trasporta sulle spalle mentre viaggia attraverso l'aria. Poiché il segnale audio è generalmente piuttosto debole in assenza di un amplificatore a batteria, gli auricolari vengono quindi utilizzati per ascoltare la radio a cristallo per massimizzare i livelli di volume.
A partire dal 2011, le radio a cristallo sono ancora oggetto di esperimenti scientifici scolastici e di appassionati di elettricità, ma i loro bassi livelli di potenza e la limitata capacità di catturare segnali radio lontani li hanno resi obsoleti come prodotti commerciali. I componenti moderni li hanno anche resi più facili da costruire. Ciò include la sostituzione del ricevitore baffo del gatto con un diodo a cristallo a stato solido. Il design originale del cristallo utilizzava un cristallo naturale al quale veniva a contatto l'elettrodo a baffo di un gatto. L'elettrodo doveva essere spostato sul cristallo fino a quando non fu trovata una posizione in cui la struttura reticolare cristallina trasmettesse un segnale agli auricolari.
I diodi a cristallo utilizzano lo stesso principio di rettifica del ricevitore baffo del gatto, ma non richiedono alcuna regolazione manuale per trasmettere un segnale radio una volta che è stato sintonizzato dalla bobina di sintonia. Diversi tipi di cristalli semiconduttori sono stati usati per svolgere questo ruolo a parte la galena, tra cui carburo di silicio, pirite di ferro e zinco-nite. Qualsiasi materiale che ha una proprietà elettrica a semiconduttore può anche funzionare al posto di un cristallo reale in una radio a cristallo. Ciò include oggetti comuni come i penny americani in rame che hanno acquisito una superficie ossidata e semiconduttiva ossidata con loro con l'età, ma i cristalli stessi sono il materiale più semplice con cui lavorare nella costruzione di una radio a cristallo e il più efficace.