Wat is een kristalradio?
Een kristallen radio-ontvanger is de vroegste vorm van radio uitgevonden, en begon eerst te worden gemaakt nadat de rectificerende eigenschap van kristallen werd ontdekt in 1874 door de Duitse uitvinder Karl Braun. Veel kristalvormen, zoals het mineraal galena of loodsulfide, dat diende als de kristalcomponent van vroege kristalradio's, laten elektrische stroom in hoofdzakelijk slechts één richting door. Dit maakt ze nuttig voor het omzetten van wisselstroom (AC) radiogolfsignalen naar gelijkstroom (DC) signalen zodat audio-uitzendingen kunnen worden ontkoppeld van de radiogolf en kunnen worden beluisterd. Het principe van het rectificeren van kristallen resulteerde in een brede productie van kristalradio-ontvangers over de hele wereld, inclusief hun algemeen gebruik in de Eerste Wereldoorlog. Omdat ze geen batterijen nodig hadden om te werken en eenvoudig te bouwen waren, werden ze wijdverspreid tot de uitvinding van de batterij- aangedreven versterkers en vacuümbuizen maakten in de vroege jaren 1920 krachtigere radio-ontvangers mogelijk.
Een kristal set kan worden gebouwd met slechts vier functionele delen. Deze omvatten: de antenne, de afstemspoel, de kristaldetector en de oortelefoons. De antenne dient om alle omgevingsradiogolven op een aangewezen locatie te vangen en hun vermogen als een elektrische stroom in de kristalradio te kanaliseren. De afstemspoel is een koperdraadwikkeling die wordt gebruikt om de meeste aanwezige radiogolven af te stemmen zodat alleen de gewenste verder wordt verwerkt. Deze gekozen radiogolffrequentie wordt gekanaliseerd in de kristaldetector, die de draaggolf radiogolf scheidt van het audiosignaal dat erop meeloopt terwijl het door de lucht reist. Aangezien het audiosignaal meestal vrij zwak is in afwezigheid van een versterker op batterijen, worden de oortelefoons vervolgens gebruikt voor het luisteren naar de kristalradio om het volumeniveau te maximaliseren.
Vanaf 2011 worden kristalradio's nog steeds gemaakt als onderwerp van schoolwetenschappelijke experimenten en door elektrische hobbyisten, maar door hun lage vermogensniveau en hun beperkte vermogen om verre radiosignalen op te vangen, zijn ze overbodig geworden als commerciële producten. Moderne componenten hebben ze ook eenvoudiger gemaakt om te bouwen. Dit omvat het vervangen van de snorhaarontvanger van de kat door een kristaldiode in vaste toestand. Het originele kristalontwerp maakte gebruik van een natuurlijk kristal waarmee de snorhaarelektrode van een draadkat contact maakte. De elektrode moest op het kristal worden verplaatst totdat een locatie werd gevonden waar de kristalroosterstructuur een signaal door zou sturen naar de oortelefoons.
Kristaldiodes gebruiken hetzelfde rectificatieprincipe als de snorhaarontvanger van de kat, maar vereisen geen handmatige aanpassing om een radiosignaal te verzenden zodra het is afgestemd door de afstemspoel. Verscheidene verschillende soorten halfgeleidende kristallen zijn gebruikt om deze rol naast galena uit te voeren, waaronder siliciumcarbide, ijzerpyriet en zinkiet-borniet. Elk materiaal met een halfgeleidende elektrische eigenschap kan ook werken in plaats van een echt kristal in een kristalradio. Dit omvat veelvoorkomende objecten zoals koperen Amerikaanse centen die een verouderd, halfgeleidend geoxideerd oppervlak voor hen hebben gekregen met de leeftijd, maar kristallen zelf zijn het gemakkelijkste materiaal om mee te werken bij het bouwen van een kristalradio en het meest effectief.