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Empfänger mit Kohärer

 
Der Kohärer oder Fritter war einer der ersten Detektoren für elektromagnetische Wellen. Der Kohärer hat viele Väter, Calzecchi Onesti, Branly, Popow, aber vorallem Marconi hat ihn zu einem empfindlichen Bauteil zum Empfang von Funkwellen entwickelt.
Das Prinzip ist einfach, zwischen zwei Elektroden befindet sich Metallpulver oder feine Metallspäne. Obwohl das Pulver elektrisch leitfähig ist besteht wegen der lockeren Schüttung und Oberflächenbelegung der Späne kein Kontakt zwischen den Elektroden. Wenn aber das Bauteil einer hochfrequenten Spannung ausgesetzt wird fällt der Widerstand schlagartig und es kann Strom über den Kohärer fliessen. Auch wenn die HF-Einwirkung endet bleibt der Widerstand niedrig. urch leichtes Schütteln des Kohärers kann der hochohmige Grundzustand wieder hergestellt werden und er ist bereit für ein neues Signal. Üblicherweise wird die Erschütterung durch einen Klopfer bewirkt. Ein Gerät, ähnlich einer elektrischen Klingel deren Klöppel auf den Fritter klopft.Früher wurde angenommen dass mikroskopisch kleiner Verschweißungen, ausgelöst durch die hochfrequente Spannung ,zwischen den Metallpartikeln der Grund für das Verhalten sind. Mit Sicherheit trifft diese Erklärung aber nicht immer zu. Es wurden auch Kohärer gebaut die nach der Einwirkung von HF-Energie wieder in den hochohmigen Zustand zurück gehen. Es wurden sogar Kohärer gebaut deren Widerstand durch HF-Einwirkung steigt. So darf man Vermuten dass, je nach Aufbau und Materialien verschiedene Vorgänge zur Funktion eines Kohärer beitragen. Eine umfassende Übersicht des Themas findet sich in der Masterarbeit
von T.M. Cuff,
Kohärer wurden in vielfacher Auführung gebaut. Am Besten für den Bastler sind Kohärer mit einstellbaren Elektroden womit der Druck auf die Pulverfüllung verändert werden kann. Auch für die Füllung wurden viele Materialien untersucht, Marconi verwendete Nickelspäne mit einem Anteil von Silberspänen, andere Eisenfeilspäne, Zink- oder Aluminiumpulver. Der Verfasser versuchte sein Glück mit Messing- und Silberspänen die von kleinen Barren abgeraspelt wurden.
Rechts der Kohärer, zwei Messingstangen in einem Glasröhrchen. Der Abstand der Elektroden kann mit der rechten Rändelschraube eingestellt werden. Oben in der Mitte ist der Messinklöppel zu sehen der auf die Glocke und den Kohärer klopft. Am Besten funktionierte der Kohärer mit Messingspänen, mit Silber arbeitete er sehr unstabil.

Der Strom durch den Fritter sollte nicht zu hoch sein, maximal einige Milliampere. Deswegen wird mit dem Fritterstrom ein hochempfindliches Relais geschaltet. Diese Relais wiederum schaltet die weiteren Bauteile wie den Klopfer und wenn vorhanden einen Morseschreiber.
Für das Relais wurde ein Drehspulinstrument zweckentfremded. Der Zeiger wurde entfernt und an der Drehspule ein kurzer Silberdraht angelötet. Der Gegenkontakt ist ein Drahthäckchen. Um ein Verkleben der Kontakte zu vermeiden ist der Gegenkontakt aus Tantaldraht.
Da das Messgerät einen Vollausschlag von 1,2 mA hatte reichen etwa 100µA aus den Kontakt zu schalten.
  
Relais 2 und Klopfer sind ähnlich aufgebaut. Auf einem U-förmigem Eisenkern sind zwei Spulen aufgebracht. Bei Erregung der Spulen wird der Anker aus Weicheisen angezogen und beim Relais 2 der Kontakt geschlossen. Bei Klopfer wird der Kontakt geöffnet, Wagnerscher Hammer, und so schwingt der Klöpper zwischen Glocke und Kohärer hin- und her.  
Der Empfangskreis ist in etwa auf die Sendefrequenz des >Funkensenders<
(4 MHz) abgestimmt. Ein Kondensator mit 560 pF schliest den HF-Kreis während eine Drossel aus Eisendraht einen Abfluss der Hochfrequenz über das erste Relais verhindert.

Zur Stromversorgung dienen 1,2 Volt Akkus unter der Bodenplatte. Das Drehspulrelais wird mit 1,2 Volt, Relais 2 mit 2,4 Volt betrieben. Für den Klopfer stehen 12 Volt zur Verfügung. Die Stromkreise werden mit einem Walzenschalter mit drei Stellungen schaltet. In der ersten Position sind alle Kreise unterbrochen, in der zweiten Stellung werden zum Abgleich nur der Kohärerkreis und Relais 2 mit Spannung versorgt. In der dritten Stellung für den normalen Betrieb sind alle Kreise geschlossen.
Für eine gute Funktion des Kohärers ist es sehr wichtig das eine hohe Induktionsspannungsspitze an der Klopferspule verhindert wird. Sonst würde der Kohärer immer wieder durch diese Spannungsspitze geschaltet. Will man alles möglichst original aufbauen kann man die Spule mit einem selbstgebauten Elektrolytspannungsbegrenzer überbrücken. Viel einfacher und wirkungsvoller, wenn auch nicht stilecht, geht aber mit einer Siliziumdiode.
   
Das Video zeigt den Test mit dem >Knallfunkensender<. Um beide Geräte auf den Film zu bringen sind sie nahe beieiander augestellt. Aber natürlich wurden auch größere Entfernungen ausprobiert. Innerhalb des Zimmers ist die Verbindung kein Problem, auch ohne Antennen. Nicht zufriedenstellend ist jedoch das Abschalten des Kohärer, es hinkt der Beendigung der Austrahlung meist deutlich hinterher. Möglicherweise liegt das an den frisch gefeilten Spänen deren Oberfläche noch nicht genügend oxidiert ist. Vielleicht ist auch der Klöppel noch nicht richtig eingestellt