«Андрей осторожно взял у неё коробочку и с удивлением убедился, что это радиоприёмник.
Вот это да! — пробормотал он.
Неужели детекторный?»
Братья Стругацкие. Град обречённый
Этот эффект был обнаружен при изучении параметров плоской катушки Тесла [1] и заключается в аномально большой амплитуде выходного сигнала, получаемого в приёмнике, который не обладает свойствами усилителя в привычном понимании этого слова.
Феномен никак не укладывается в рамки классической электродинамики и
может быть объяснён только с точки зрения обобщённой электродинамики [2-3],
которая предполагает наличие второго магнитного поля (МП), как взаимного дополнение к первому.
Представляемый в этой работе эксперимент наглядно демонстрирует и доказывает наличие этого поля, соответствующей ему продольной волны,
показывает возможность его довольно простого детектирования и последующего усиления полученного сигнала.
Он основан на резонансных методах приёма и передачи сигналов, а потому работает в определённом диапазоне частот (100 кГц), который, впрочем, может быть перестроен под любые другие запросы.
Предлагаемый здесь способ детектирования и усиления сигнала может быть применён в устройствах радиосвязи, основанных на новых принципах, а также в устройствах для получения свободной энергии.
Но для получения требуемого эффекта необходимо совпадение нескольких составляющих одновременно: конструктив катушек, параметры элементов детектора и ключа, параметры задающих генераторов.
Поэтому мы начнём изучение этой необычной темы по-порядку.
Структурная схема экспериментальной установки изображена на рисунке 1, где генератор G1 и передающий колебательный контур L1C1, образуют передатчик сигнала.
На расстоянии \(r\) располагается приёмник сигнала, состоящий из приёмного колебательного контура L2C2, смесителя частот MP1, который одновременно является и детектором сигнала, генератора гетеродина G2, полосового фильтра PH1 и нагрузки Rn.
Особенностью нашей схемы будет являться конструкция катушек L1 и L2, способ детектирования и усиления приёмного сигнала.
Рис.1. Структурная схема передатчика и гетеродинного приёмника на основе смесителя сигналов
|
Конструкция передающей и приёмной катушки должна соответствовать патенту Тесла [1], и при другом исполнении не даёт нужного эффекта.
Например, если их выполнить в виде рамки, или обычной катушки, намотанной на трубе, то даже при тех же параметрах индуктивности эффект либо сильно уменьшится, либо совсем исчезнет.
Объяснение этому явлению можно найти в работах [2-3], где приводятся условия появления второго МП.
Например, второе МП должно возникать в месте сталкивания классических магнитных полей, там, где их суммарный вектор взаимно компенсируется.
А ведь именно такая картина и возникает в плоской катушке Тесла за счёт конструктивного расположения её витков, следующего из этого седловидного распределения поля [4]
и аномального изменения вектора напряжённости МП на некотором расстоянии от её центра [5].
Именно на такой дистанции и начинается максимальное проявление требуемого эффекта.
Схема и элементная база установки
Принципиальная схема экспериментальной установки изображена на рисунке 2 и разделена на две части.
В левой части располагается передатчик, в правой — приёмник, размещённый на некотором расстоянии \(r\).
Максимальный эффект у автора наблюдался при \(r=6\) см, который убывал обратно пропорционально квадрату этого расстояния (предварительно).
В качестве генератора G1 задействован стандартный генератор сигналов, например, такой:
JDS2900.
Можно применить и любой другой, важно лишь, чтобы этот генератор мог вырабатывать синусоидальные колебания с регулируемой частотой и амплитудой сигнала от 0 до 20В.
Один из двух его выходов подключается напрямую контуру L1C1, настроенному на резонансную частоту 100 кГц.
Сигнал от передающего контура принимается приёмным колебательным контуром L2C2, настроенным на примерно ту же частоту.
К слову, эти контуры могут быть совершенно одинаковые.
А вот дальше начинается самое интересное.
Сигнал с этого контура коммутируется цепочкой, состоящей из детектора на диодах VD1-VD2 и ключа VT1, выполненного на мосфет-транзисторе и находящегося в генераторе G2.
Этот ключ и детектор образуют смеситель, и усилитель радианта, именно здесь и рождается весь эффект.
Но если взять любые диоды и транзистор, то, скорее всего, ничего не получится.
Диоды для детектора.
В качестве диодов VD1-VD2 хорошо работают диоды Шоттки. Самые лучшие результаты у автора получались со следующими диодами:
11DQ06.
Они ставятся два в параллель, как на схеме.
Очень хорошая пара диодов
MBR10100, но их следует ставить последовательно.
О том, что диоды Шоттки хорошо работают с продольной волной, а значит и со вторым МП, упоминается в работе [6], где указано, что такие диоды ведут себя подобно биологическим активным точкам.
Исключением для обычных диодов стали
1N4148, которые, пусть и с меньшей эффективностью, но работают с радиантом.
Такие диоды следует ставить в параллель. С другими диодами можно не достичь нужно эффекта.
Транзистор VT1 для ключа.
Этот транзистор ставится в выходной каскад генератора G2, задача которого вырабатывать короткие импульсы, с коэффициентом заполнения 2-3%.
Для этого транзистор должен обладать большой скростью нарастания импульса и малой выходной ёмкостью.
Автор нашёл следующий оптимальный вариант:
TF27S60.
Но здесь очень желателен оригинальный элемент, а ещё лучше — подобрать один транзистор из партии, который даст максимальную амплитуду на выходе схемы.
В крайнем случае можно поставить такой транзистор:
IRF3205.
Вообще говоря, подбор элементов VD1-VD2 и VT1 напоминает поиск рабочей точки в первых графитовых детекторных приёмниках [7] :)
Генератор G2.
Здесь очень хорошо подойдёт
такой генератор.
В нём есть довольно стабильный источник опорной частоты, он имеет регулировку по выходной частоте и по скважности.
Для оптимального эффекта необходимо иметь возможность точно подстраивать последний параметр, по максимальному выходному сигналу в точке 3 (рис. 2).
Но в качестве G2 можно задействовать и любой другой генератор, имеющий вышеперечисленные параметры.
НЧ фильтр.
На схеме 2 остаётся непредставленным только низкочастотный фильтр, состоящий из цепочки R1C3, который на рисунке 1 был структурно изображён, как PH1.
Его задача — отсеивать частоты выше 1 кГц.
Фильтр может быть выполнен и по-другому, например, в виде Г-образного или Т-образного LC-контура.
В этом случае его настройка усложняется, но зато срез верхней частоты будет намного лучше, а пропускная способность по мощности — значительно больше.
Такой вариант фильтра может быть применён в устройствах свободной энергии. Для устройств радиосвязи вполне достаточно применить RC-фильтр.
Рис.2. Схема передатчика и приёмника с преимущественным детектированием и усилением сигнала от второго МП
|
На первый взгляд, в схеме 2 нет ничего необычного.
Сигнал, принимаемый конуром L2C2, складывается с сигналом, вырабатываемым самим контуром, путём его раскачки с помощью ключа VT1.
Разность частот, получаемая с помощью нелинейности диодов детектора, проходит через фильтр R1C3 и поступает на выход схемы XS1.
Амплитуда этого сигнала не может превышать амплитуды на L2 и напряжение питания,
но при замерах окажется, что на выходе XS1 мы получим амплитудные значения разностного низкочастотного сигнала, в несколько раз превышающие максимальные расчётные.
Пример. Частоты первого и второго генератора равны 101 кГц и 100 кГц соответственно.
Амплитуда принимаемого сигнала на катушке L2 равна 10В, а напряжение питания приёмника (+U) равно 4В.
На выходе XS1 мы можем получить синусоидальное напряжение с частотой в 1 кГц и амплитудой около 31 вольт!
Но в схеме нет элементов, усиливающих низкочастотный сигнал, все элементы выполняют пассивную роль,
не имеют в своей вольт-амперной характеристике участков с отрицательным сопротивлением и работают в ВЧ диапазоне.
Давайте рассмотрим осциллограммы этих процессов.
Здесь нужно принять во внимание, что осциллограф не всегда верно отображает реальные процессы, когда речь идёт о радианте, и на это нужно делать скидку.
Питание схемы: +U = 6V, расстояние между катушками L1 и L2 — 6 см.
Рис.3. Сигнал на L2 (точка 1) при работающем G1 и выключенном G2
|
Рис.4. Сигнал на L2 (точка 1) при работающих G1 и G2
|
Рис.5. Сигнал на L2 (точка 1) при работающих G1 и G2, и меньшем разрешении
|
Первая осциллограмма (рис. 3) показывает уровень сигнала на приёмной катушке L2, когда генератор гетеродина G2, и ключ VT1, выключены. Его амплитуда — 10V.
При подключении G2 картина немного меняется (рис. 4), хотя на малом разрешении амлитуда сигнала остаётся примерно той же, но на меньшем разрешении эта амлитуда составляет уже порядка 16V (рис. 5).
Если мы померяем сигнал на выходе ключа VT1, в точке 2, то обнаружим, что его амплитуда около 21V, при том, что питание этой схемы всего 6V, а передатчик выключен (рис. 6).
При включении последнего, мы видим картину низкочастотной огибающей на фоне импульсов ключа (рис. 7), а после фильтра — собственно сам низкочастотный сигнал амлитудой в 31V (рис. 8).
Причём эта амплитуда уже совершенно реальная и проверена другими приборами.
Рис.6. Сигнал в точке 2 при работающем G2 и выключенном G1
|
Рис.7. Сигнал в точке 2 при работающих G2 и G1
|
Рис.8. Низкочастотный сигнал на выходе схемы (точка 3) при работающих G2 и G1
|
Настройка схемы
Конструкция катушек L1 и L2 должна соответствовать патенту Тесла [1]. У автора они были намотаны проводом диаметром 1 мм (0.6 мм по жиле), в двухзаходную спираль. Длина каждого провода — 6м.
Автор соединял эти провода как последовательно, так и параллельно, и при подборе соответствующих резонансных конденсаторов, особой разницы в характеристиках связи не заметил.
В общем плане, длина и диаметр провода могут быть совершенно другими.
Рис.9. Внешний вид плоских катушек L1 и L2
|
Настройка схемы проводится в несколько этапов.
Сначала нужно настроить передатчик. Для этого к генератору G1 подключается катушка L1, а к ней подбирается конденсатор C1 так, чтобы резонанс в этом контуре имел максимальные значения.
Это можно контролировать по осциллографу, подключённому ко второй катушке (L2), расположенной на небольшом расстоянии от первой.
Далее, при включённом передающем контуре, настраивается приёмный колебательный контур, путём подбора конденсатора C2, по максимальной амплитуде в точке 1.
При этом G2 и ключ на VT1 должны быть отключены.
После этого подключается генератор G2 и ключ, а на схему подаётся питание, сначала небольшое — 3V, которое нужно постепенно увеличивать до достижения максимальной амплитуды в точке 3.
Обычно это 5-6V. Также подбирается и коэффициент заполнения импульсов генератора G2: сначала ручку регулировки скважности нужно вывести в минимальное значение,
а затем увеличивать длительность импульса до достижения максимальной амплитуды в точке 3. Обычные значения: 2-4%.
Здесь нужно заметить, что эти параметры подстраиваются под конкретные элементы VD1-VD2 и VT1, и при их замене подстройку потребуется осуществить заново.
Почему это детектор и усилитель второго МП
Поскольку первое и второе магнитные поля взаимодополняют друг друга и присутствуют всегда оба, но в разных пропорциях, то говорить о детектировании только второго МП нельзя.
Детектирются оба поля, но именно в таком исполнении схема выделяет из общего сигнала вторую компоненту поля и усиливает её по амплитуде.
Первое МП также
детектируется, но не усиливается.
Для получения представленного в этой работе эффекта необходимо соблюсти несколько условий, которые для классического магнитного поля были бы необязательны, и принципиально не влияли на получение результата.
1. Конструкция приёмной и передающей катушки должна быть выполнена по патенту [1].
Например, если этот же провод разместить на кольце в виде магнитной рамочной антенны (в виде рамки),
то при тех же расстояниях между приёмником и передатчиком, и при почти таких же по форме магнитных полях, амплитуда связи уменьшится на порядок.
2. Основа детектора — диоды Шоттки, которые очень хорошо работают со вторым МП, и особый транзистор для ключа.
Если их заменить на другие, даже подобные по характеристикам элементы, то эффект усиления может исчезнуть.
Автор экспериментировал с большим количеством различных типов полупроводников, но эффект наблюдался только с указанными ранее марками.
3. Согласно классическим расчётам никакого усиления сигнала в представленно здесь схеме быть не должно.
После смесителя сигнал может только уменьшится по амплитуде. В реальности же можно наблюдать усиление сигнала после смесителя в несколько раз.
4. Если рядом с приёмником (0.5-1 м) расположены звуковые колонки, никак не соединённые со схемой, то при близком расстоянии между приёмной и передающей катушками, и включённой схеме, в колонках можно слышать низкочастотных звук разности частот.
Хотя никаких излучающих электромагнитную волну элементов в схеме нет.
Это свойство характерно именно для второго магнитного поля, генерирующее статическое электричество в расположенных рядом предметах.
Выводы
В этом эксперименте автору удалось осуществить передачу информационного сигнала, а также — передачу мощности, при помощи продольной волны и второго магнитного поля.
Это стало возможным благодаря новому принципу детектирования и усиления этого поля, схема которого приведена на рисунке 2.
С помощью данной схемы можно осуществить уверенную связь на расстоянии 1м, и это при том, что мощность передатчика, с учётом резонансного контура, составляет не более нескольких милливатт,
а в приёмнике отсутствует резонансный усилитель низкой частоты, который, обычно, и производит основное усиление, обеспечивающее чувствительность приёмника.
По предварительным данным, зависимость амплитуды выходного сигнала (на XS2) от амплитуд на передающей и приёмной катушке, и от расстояния между ними, имеет такой вид:
\[ U_{xs2} \sim {U_{L1} \cdot U_{L2} \over r^2}\]
Обратно квадратичная зависимость от расстояния, возможно, будет другая в дальней зоне, что требует дополнительных исследований.
Очень важной характеристикой данного типа связи является резонансный характер излучателя, состоящего из параллельного колебательного контура.
Это означает, что потребление генератора G1 с таким излучателем будет напрямую зависеть от добротности контура: чем выше его добротность, тем меньше потребление.
При этом, мощность излучения не меняется!
Таким образом, дальность связи будет зависеть не от активной мощности, развиваемой в антенне, как это следует для классических поперечных радиоволн, а от реактивной мощности, развиваемой в передающем контуре.
При оптимальном расстоянии между передатчиком и приёмником возможна передача электрической мощности с большой эффективностью.
Эта возможность для исследований предоставляется искателям свободной энергии.
Используемые материалы
- N.Tesla. Coil for electro-magnets. No. 512,340. Patented Jen. 9,1894. [PDF]
- А.К. Томилин. Основы обобщённой электродинамики. [PDF]
- Г.В. Николаев. Электродинамика физического вакуума.
- Богач Н.В., Никишенко А.Н. Анализ магнитных полей плоских излучателей. [PDF]
- Громыко И.А. Плоская спиральная катушка в качестве элемента новых конструкций приборов. [PDF]
- Колтовой Н.А. Книга 5. Часть 2-07. Продольные волны. Глава 1. Продольные электромагнитные волны. Детекторы продольных электромагнитных волн. [PDF]
- Fox Hole Radios: For me, it all started here.