電子工作、超初心者です。
ゲルマニウムラジオを作りました。

コイルは12m程のエナメル線をラップの芯に巻きつけたものを使用し、ポリバリ、ゲルマニウムダイオード、クリスタルイヤホンを繋げただけの簡単なタイプです(アンテナにACプラグの片方の足だけににエナメル線を繋いでコンセントに差し込んで聞いています。アースももちろんとっています)。

ネットや本を見ていると470kΩの抵抗を繋げたタイプがありますがありますが、なぜ抵抗をいれるのかが分かりません。自分のつくったラジオに抵抗を入れても意味はあるのか?ちなみに抵抗をいれているラジオは鉄芯を使ったコイルを使用しています。それでなのでしょうか???

どうぞよろしくお願いします。

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A 回答 (2件)

身も蓋も無い回答ですが、端的に言うと、



"ゲルマニュウムダイオード"と"クリスタルイヤホン"について
性能が高いものを使っている場合は必要。
そうでなければ、無くても問題が発生しないことも多いです。

"クリスタルイヤホン"について、
理想的な"クリスタルイヤホン"は直流電流を通しません。
"ゲルマニュウムダイオード"について、
理想的な"ダイオード"は逆方向に全く電流を流しません。

そのことを念頭において回路図の
"ゲルマニュウムダイオード"と"クリスタルイヤホン"部分を
眺めてみてください。動作して程なく、
"クリスタルイヤホン"の両端に電荷が充電され、最大波高電圧で安定
電圧が下がらない=音声振幅が伝達できないので音が鳴らなくなります。

ただ、現実に存在している"ゲルマニュウムダイオード"と"クリスタルイヤホン"は
理想部品ではなく、いくらか漏れがありますから、性能が低く漏れが充分あれば
並列抵抗が無くても問題がおきないことになります。

"クリスタルイヤホン"についてですが、現在"クリスタルイヤホン"として
売られている物のほとんどは、実は"セラミックイヤホン"です。
開口部から内部を覗き込んでみて、金色で平らな金属板が見えませんか?
http://www.k5.dion.ne.jp/~radio77/report/s200.htm
http://www.k5.dion.ne.jp/~radio77/report/s100.htm

本物の"クリスタルイヤホン"と、例えば逆方向に漏れ難い真空管整流と
の組み合わせ等だと抵抗は必須になります。
http://bbradio.web.infoseek.co.jp/germa14/germa1 …

>自分のつくったラジオに抵抗を入れても意味はあるのか?
試しに入れてみるのが良いと思いますよ。
"ゲルマニュウムダイオード"と"クリスタルイヤホン"が良いものであれば
音が大きく聞こえるようになる可能性がありますし
変化なしとか、逆に小さくなる場合、"ダイオード"と"イヤホン"を換えてみる
という楽しみ方があります。

この回答への補足

理論的に答えて下さりありがとうございます。大変勉強になります。
1.「理想的な"ダイオード"は逆方向に全く電流を流しません」とても気になっていた事で、テスターで計ると逆方向にも針が触れました。本などには「実際は微弱ながら逆にも流れている」と書いてあったので、この事がダイオードの性能に関係しているとは全く考えが及びませんでした。
2.実際、自分の作ったラジオに抵抗を入れて試してみたところ、全く変わらなかったものですから疑問が膨らみました。「理想的な"クリスタルイヤホン"は直流電流を流さない」と「実は"セラミックイヤホン"」始めて知りました。実はクリスタルイヤホンの中身が気になってて分解してみようかと思っていたところです。
3.「真空管整流」についてはまだそこまで勉強していないの全く分からないのですが、気になっていたところなので徐々に学んで行こうと思います。

参考HPも記載して頂き本当にありがとうございました。いい歳したおばさんが電子工作なんて可笑しいですが、前々から興味を持っていて。ゲルマニウムラジオってとても奥が深いんですね。ますます電子工作にはまりそうです。

補足日時:2011/04/30 09:40
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私も50年以上前、ラジオ少年でした。

当時は感度の悪い鉱石ラジオでした。
何ヶ月もお小遣いをためて300円でゲルマニュームダイオード1本を買ったときの
嬉しさは今でも覚えています。

さて原理的な話ですが
放送電波をダイオードで検波すると出力は
1.高周波
2.音声
3.直流
の3つの合成になります。
高周波はコンデンサで逃がし、直流は抵抗で逃がし
残った音声電流をイヤホンに流すと放送が聞こえると言うわけです。

上の説明は専門的過ぎるので一般には
高周波と音声の混ざったものをコンデンサでならして音声に変えるという
説明が使われます。この説明も正しいです。

でも抵抗もコンデンサも入れなくてもうまく動くことがあります。
それはイヤホンがコンデンサの性質と抵抗の性質も少しは持っているためです。

なお電灯線をアンテナにするなら耐圧2~300V、
100pFのコンデンサを必ず通してください。
下手をすると感電やブレーカを飛ばすことになります。
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この回答へのお礼

丁寧な回答をありがとうございます。なんとなく分かったような分からないような…。いくつもの抵抗やコンデンサーを入れた回路もありますね。なぜだろう?と疑問に思っています。

お礼日時:2011/04/28 22:51

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よろしくお願いします.

Aベストアンサー

クリスタルイヤフォンはインピーダンスがすごく高いです。100Kオームとかかな。
ですから、ごく小さい電流でも良くなります。
例えば、ゲルマニュームラジオなど
電池を使わないラジオでも鳴らせます。
ダイナミックイヤホンはトランジスタで
増幅してあげなければ鳴らせません。
電池も必要となります。

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クリスタルイヤホンで検波した放送を聴きます。
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電子工学の基礎的部分ですので、個々の部品は下記のサイトが参考になります。
また、『初歩のラジオ』『トランジスタ技術』などの入門書を読まれれば理解が深まると思います。

電気の資格を取ろう
http://www.eonet.ne.jp/~imagawa/denki_kiso/index.html

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周波数変調、すなわち音波を周波数の変化として伝えていく方式です。

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それによって受ける振幅の変化は無視できます。
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弱い方は完全にマスクされて
復調(電波から音声を取り出すこと)されない、
という特徴があり、混信に強いという特徴も持っています。

このため、音楽など「良い音」を伝えたい放送には
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AMは「Amplitude Moduration」の略で、
振幅変調、すなわち音波を電波の強弱の変化として伝えていく方式、
FMは「Frequency Moduration」の略で、
周波数変調、すなわち音波を周波数の変化として伝えていく方式です。

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123
┌-┐
| |
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2SB383はゲルマニウムトランジスタですね。

http://www11.ocn.ne.jp/~nontomo/egawa/radioC.html

のラジオは無電源じゃなくて放送波を電源に使っています、反則なので今まで触れませんでしたが。(笑)
(電波の弱い局が聞こえないからという質問だったので、この方法では“弱い局”を電源にする事は出来ません。)

上記URIから引用しますと、

> ロケーション
> 新潟市内。一番近い放送局のアンテナから約7kmくらい。
> スピーカーで聞こえるのはこの一局のみです。

つまり、いくらゲルマニウムトランジスタを使ったとしても近距離局しか電源にならないって事です。
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基本的にはそうですが、流石に5寸釘でも短すぎると思います。
30cmもあれば、無いよりマシな程度に働いてくれそうに思います。(自信なし)

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そんな感じで良いと思います。

2SB383はゲルマニウムトランジスタですね。

http://www11.ocn.ne.jp/~nontomo/egawa/radioC.html

のラジオは無電源じゃなくて放送波を電源に使っています、反則なので今まで触れませんでしたが。(笑)
(電波の弱い局が聞こえないからという質問だったので、この方法では“弱い局”を電源にする事は出来ません。)

上記URIから引用しますと、

> ロケーション
> 新潟市内。一番近い放送局のアンテナから約7kmくらい。
> スピーカーで聞こえるのはこの一局のみです。

つまり、いくらゲルマニウムトラ...続きを読む

Qラジオに使われるゲルマニウムダイオード

ラジオに使われるゲルマニウムダイオードは整流用ダイオードですよね。
ゲルマニウムダイオードの特徴を教えていただけないでしょうか?

Aベストアンサー

半導体の元になる原子のエネルギー的な問題で、電流と電圧は直線的な関係にはならず、ある程度の電圧を越えたところから導通しはじめます。そまり、この電圧以上でないと、整流作用が生じません。ゲルマニウムはこの値が比較的低く、かなり低い電圧から徐々に流れだし、約0.3Vでほぼ導通しますので、微小電圧でも整流作用を利用可能です。これに対して、シリコン(の接合を利用した場合)は約0.6Vまでほとんど流れないという特性を示しますので、これ以下の電圧では、整流出力が得られない。シリコンでも、ショットキーダイオードは動作原理が違うので、低い電圧でも導通します。また、入力信号の中点を少しかさ上げ(バイアス)してやれば、シリコンダイオードでも微小電圧の整流は可能です。あるは、仮想ダイオードなどの回路を使用するとか・・・
(トランジスタの動作も同様です。このため、増幅素子として使うには、この電圧の約3倍以上の電源電圧が必要です。)

ゲルマニウムダイオードにもいろいろありましたが、普通、ラジオに使われた物というと「検波用」でしょうね。(電源の整流用のゲルマニウムダイオードという物もありしまたが。)
検波用は、高周波での応答が良いように接合部の静電容量が小さい設計になっています。順方向特性を重視していて、電流はあまり流さないので内部抵抗は高く、逆耐圧も低いものです。対して、電源等の整流用は、漏れ電流が小さく、内部抵抗を低く設計してあり、静電容量は大きくなっています。

ゲルマニウムダイオードは、昔はシリコンよりも製造が容易だったので、初期の半導体に使われました。シリコンに比較して、接合での漏れ電流が大きい。逆耐圧が取れない。内部抵抗が大きい。耐熱性が低い。大電力化や高速化が困難。酸化膜が安定しないなど、実用上の特性ではいろいろ問題があり、シリコン半導体素子が一般化する中で、急速に消滅しました。最後まで使われた用途は、低電圧での動作です。電池1本か2本で動くような低電圧の回路を効率良く安価に作るのはシリコンのトランジスタでは困難でした。また、ラジオの受信信号のような低い電圧の高周波の整流(これを検波という)には最後まで利用されました。電源電圧の事以外は、ICなどの発達で回路技術の中(たとえば位相検波など)に吸収されてしまいました。そして、FETや前述のショットキーなどの発達で、低い電圧でも動作する素子が一般化して、ゲルマニウム半導体の意味は無くなりました。

ゲルマニウムラジオとは・・・
電波をそのままコイルで受け、それをそのまま検波すると音声電圧が得られます。しかし、コイルに発生する電圧はたいへん低いので、低い電圧で整流作用のある素子でなければ出力が得られません。初期には、何種類かの金属化合物の天然結晶(鉱物)の表面の作用を利用した物が作られ、鉱石ラジオと呼ばれました。ゲルマニウムダイオードを使用すると、この鉱石よりも簡単確実に高性能のラジオが作れるので、電子工作の入門用として一般化したのです。この種のラジオは、増幅する部分が無く、検波にも外部からの電圧が不要なので、電池が無くても鳴るのです。(高周波小信号用のショットキーダイオードでも同様にしてこの種のラジオが作れます。)

なお余談ですが、増幅する素子を使いつつ、電池不要のラジオを作るアイディアはいくつかあります。受信周波数そのもの、あるいはそれ以外の周波数の電波(今日では空間はこれらの電波でいっぱいです)を集めて、整流し、蓄電して、電圧を上げて、これで増幅回路を駆動する・・・・ 携帯電話の基地局の近くだとけっこう使えるらしい・・・

半導体の元になる原子のエネルギー的な問題で、電流と電圧は直線的な関係にはならず、ある程度の電圧を越えたところから導通しはじめます。そまり、この電圧以上でないと、整流作用が生じません。ゲルマニウムはこの値が比較的低く、かなり低い電圧から徐々に流れだし、約0.3Vでほぼ導通しますので、微小電圧でも整流作用を利用可能です。これに対して、シリコン(の接合を利用した場合)は約0.6Vまでほとんど流れないという特性を示しますので、これ以下の電圧では、整流出力が得られない。シリコンでも、ショット...続きを読む

Q超高感度ラジオを探しております。

超高感度ラジオを探しております。
関東圏に住んでいるのですが、全国なんなく聞けるラジオがあれば教えて下さい。
よろしくお願いします。

Aベストアンサー

AM ならここ(http://www.oyakudachi.net/amradio/amradio_top.htm)の「高性能ラジオ性能比較・価格情報」に出ている5機種の中から選ぶといいでしょう。私は ICF-EX5 を持ってますが、これは最も感度の高いラジオの1つです。

さきほど(朝9時)、ICF-EX5 で確認したところ、神奈川で受信できたのは愛知、静岡、山梨、茨城の放送局まででした。夕方から夜明けまでの時間帯なら、混信さえなければ全国の放送が聞けます。ただし、鉄筋の家屋内では電波は弱くなるので聞こえにくくなります。

FM 放送は通常、見通し距離(数十km)の範囲しか受信できません。電離層の伝播異常が起こりやすい夏の昼に、遠方の放送が聞こえることがたまありますが。

Qゲルマニウムラジオの回路について

高校物理勉強中のものです。共振周波数について勉強しておりました。
以下のゲルマニウムラジオの回路について質問があります。
http://phoenix-design.at.webry.info/201104/article_6.html
周波数fの電波をこの回路で共振させるときはf=1/2π√LCを
満たすことができれば電波を受信できると考えていいでしょうか。

この条件で電波をうまく受信できると仮定すると、ちょっとおかしいのではと
思ってしまいます。
クリスタルイヤホンがないとすると、このときアースした方(地球)には
電流が流れず、同調回路をぐるぐる電流が回るようになるかと思います。
※アンテナと地球にかかる電圧をV=Asinωtとして一応インピーダンスは
計算できました。

この状態で同調回路の両端にダイオードとイヤホンをつけても
共振するのかがよくわかりません。
ダイオードは復調のために必要なのはわかっております。
しかし、イヤホンとダイオードをつけると、アンテナからアースまでの全体の
インピーダンスが変わり、f=1/2π√LCという条件では共振しないのではと
思ってしまいます。
この全体のインピーダンスを計算しようと思ったのですが、ダイオードとイヤホンを
コンデンサーとして扱うのか抵抗として扱うのかがわからず、できませんでした。
一応ダイオード+イヤホンが抵抗であると仮定してインピーダンスを計算して
見ましたが、これはLCR並列回路となり、ω=1/√LCのとき、やはり地球に流れる
電流は最小になるということがわかるだけで、イヤホン側にどれほど電流が
流れるかはわかりません。ダイオード+イヤホンを抵抗(r)+コンデンサー(c)として計算
しなければいけないとなると、この部分のインピーダンスが
√(r^2+(1/ωc)^2)となるかと思いますが、この先はどうしたらいいかわかりません。

ダイオード+イヤホンは抵抗+コンデンサーとして考えて計算するのか、
2つの抵抗として考えるのか、また、なぜf=1/2π√LCという条件でも
イヤホン側にたくさん電流を流すことができるのか、
以上よろしくお願いいたします。

高校物理勉強中のものです。共振周波数について勉強しておりました。
以下のゲルマニウムラジオの回路について質問があります。
http://phoenix-design.at.webry.info/201104/article_6.html
周波数fの電波をこの回路で共振させるときはf=1/2π√LCを
満たすことができれば電波を受信できると考えていいでしょうか。

この条件で電波をうまく受信できると仮定すると、ちょっとおかしいのではと
思ってしまいます。
クリスタルイヤホンがないとすると、このときアースした方(地球)には
電流が流れず、同調回路をぐ...続きを読む

Aベストアンサー

共振周波数の意味はご理解のようですが,何の為の検波回路かについても学んで下さい。
ダイオードにも僅かなリアクタンスが存在するとしても,ダイオードは,一方通行の電流特性を示します。その事を利用して,変調された電波の半波だけを取り出し,可聴音を取り出していることに考え及んで下さい。
中波の搬送波は,音として認識できないから,変調音のみを拾い出すのが検波回路です。
その観点から,再度,全インピーダンスを計算してみましょう。
ダイオードの導通時と,非導通時とに分けて計算する必要があります。
その結果得られるイヤホンの電流が,検波電流です。
この場合のLC同調回路は,検波電流を大きくする為の補助回路です。


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