Un diodo solo permite que la corriente eléctrica fluya en una dirección. Conecte una batería a una bombilla y un diodo y la luz funciona. Invierta los cables en los terminales de la batería y la luz no funciona.
Hoy, la mayoría de los diodos son semiconductores de silicio. Este no fue siempre el caso.
Una pieza de material cristalino, como la galena, fue tocada por un alambre muy fino hecho de un material que no se corroe, como el oro. El cable se llama bigote de gato.
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El bigote tocó la cara del cristal y se movió hasta que se encontró un punto de contacto que conducía electricidad.
El diodo de susurro de gato permitió que las primeras radios funcionaran. Tenga paciencia conmigo y le explicaré por qué fueron tan importantes a principios del siglo XX.
El diodo de cristal o el diodo bigote de gato era un componente clave en las radios de cristal. Con una antena, una bobina de cable, un diodo de cristal, un condensador y un auricular (piense en un audífono) es posible construir una radio que no requiera ninguna fuente de energía que no sean las ondas de radio que recibe.
La bobina de alambre y el condensador forman un circuito resonante. La corriente eléctrica cambia rápidamente de dirección a través del circuito resonante. La frecuencia a la que la corriente cambia de dirección depende de la inductancia de la bobina y la capacitancia del condensador.
El circuito formado entre la bobina y el condensador se llama circuito resonante porque la corriente en el circuito resuena a una frecuencia determinada.
La radio AM, o radio de amplitud modulada, transmite a una frecuencia determinada. 620 AM significa que la frecuencia de la transmisión es de 620 kilohercios. El circuito, cuando se sintoniza a 620 kilohercios, funciona a la misma frecuencia que la estación.
La transmisión de frecuencia se llama señal portadora. Cambia de dirección a una velocidad fija. La porción de sonido de la señal modula la amplitud de la señal portadora. Un sonido de baja frecuencia provoca una baja amplitud. Un sonido de alta frecuencia provoca una gran amplitud. Para decirlo de manera más simple, un sonido de alta frecuencia como la nota alta en un piano provoca una corriente eléctrica más alta que la nota baja en el piano.
Observe en la imagen que la frecuencia de la señal que se mueve hacia adelante y hacia atrás no cambia, pero el voltaje cambia a medida que cambia el sonido.
La antena de radio recibe todas las frecuencias que se transmiten al mismo tiempo. Es el circuito resonante que permite que la radio sintonice una estación específica y desconecte el resto.
Un contacto en la bobina se mueve de un extremo al otro. A medida que se mueve, la frecuencia resonante del circuito cambia. Cuando el circuito coincide con la frecuencia de una señal recibida, tiene una alta impedancia a la frecuencia sintonizada y una baja impedancia a todas las demás frecuencias. La baja impedancia permite que todas las otras señales pasen a tierra.
En este punto, probablemente se esté preguntando qué tiene que ver el diodo de cristal con todo esto. Si observa el gráfico anterior, observe que los voltajes superior e inferior son imágenes especulares exactas entre sí. Si esta señal se enviara a través del auricular, no produciría ningún sonido porque los dos lados se cancelan entre sí.
Recuerde que el diodo solo permite que la corriente fluya en una dirección. Esto cambia la corriente alterna (dirección que cambia rápidamente) de la señal portadora a una corriente continua pulsante. El voltaje continúa aumentando y disminuyendo a la misma velocidad que cuando se agregó a la señal portadora. Es el aumento y la caída del voltaje pulsado lo que mueve el diafragma del auricular y produce sonido.
El segundo gráfico que se muestra aquí es el voltaje ascendente y descendente de la señal de audio sin la señal portadora. Replica el audio original grabado antes de agregarlo a la señal portadora.
El proceso de extracción de la señal de audio original de la onda portadora se denomina demodulación porque elimina la señal portadora modulada de la señal de audio.
Debido a que el diodo de cristal, o el diodo bigote de gato, permitió que la radio detectara la señal de audio, también se le llamó detector de cristal.
La primera radio de cristal no usaba una bobina o un condensador. La antena estaba conectada a un diodo de cristal que estaba conectado a tierra. El auricular estaba conectado a los dos polos del diodo. Esto significaba que cualquier señal recibida se escuchaba a través del auricular.
Debido a que las estaciones de radio eran lejanas y pocas a principios de 1900, generalmente solo se escuchaban una o dos estaciones de radio. Si uno estaba más cerca o era más poderoso, ahogaba la señal más débil.
Al usar un condensador de sintonización además de la bobina de sintonización, es posible realizar ajustes más precisos (necesarios en un entorno de radiodifusión abarrotado). Además, agregar un segundo segundo contacto de sintonizador para que la antena se conecte a la bobina permitió al operador hacer coincidir estrechamente la antena con la señal recibida, lo que permitió una coincidencia más cercana y una sintonización más fina.
Advertencia: NUNCA use una radio de cristal durante una tormenta eléctrica.
Las radios de cristal son fáciles de construir y operar. Prácticamente cualquiera puede seguir las instrucciones y armar una por unos pocos dólares. Construí mi primera cuando estaba en cuarto grado. Es cierto que no entendí cómo funcionaba.
Ni siquiera es tan difícil construir su propio diodo o condensador. Una punta de lápiz y una cuchilla de afeitar hacen un diodo. Un par de piezas de papel de aluminio entre las páginas de un libro hacen funcionar un condensador. Cualquiera puede enrollar su propia bobina si tiene cuidado de hacerlo de manera uniforme.
Aquí hay una página que describe todo.
Construye tu propia radio.
Los dos gráficos fueron recortados de Wikipedia.
