Přijímač nízkofrekvenčních elektrických polí

Tato konstrukce navazuje na předchozí přijímač nízkofrekvenčních magnetických polí. Přijímač magnetického pole využívá indukční vazbu na magnetické pole a přijímač elektrického pole kapacitní vazbu na pole elektrické. V případě dalekých signálů jde o vazbu elektromagnetickým polem, které je vždy tvořeno elektrickou a magnetickou složkou. Vztahy mezi těmito složkami popisují Maxwellovy rovnice. Výběr přijímače je závislý na mnoha faktorech. Nízkofrekvenční magnetické pole lépe prochází stěnou budov nebo porostem, kdežto elektrické pole je tlumeno mnohem více a může být úplně odstíněno. Pokud chceme přijímat daleké signály uvnitř budovy nebo v lese, je lepší použít přijímač magnetického pole. Bohužel ve většině případů je příjem rušen magnetickým polem elektrických rozvodů. Potom může být lepší použít přijímač elektrického pole, ale anténu přijímače je nutno umístit vně budovy do otevřeného venkovního prostoru. Ideální je kopec s dalekým výhledem, v jehož okolí nejsou žádná venkovní elektrická vedení.  V přírodě lze snadno ověřit, jaký útlum způsobí přesun přijímače elektrického pole pod korunu stromů. Přijímač elektrického pole lze také použít pro lokalizaci velmi slabých elektrostatických výbojů. To může být užitečné v průmyslu při hledání zdrojů rušení citlivých měřících přístrojů. Zajímavý pokus je poslech elektrostatických výbojů při česání suchých vlasů hřebenem z plastu. Přijímač magnetického pole tyto slabé výboje téměř nezachytí. Při porovnání vlastností přijímačů je vhodné oba přijímače zabudovat do společné krabičky a využít stereofonní výstup. Do jednoho sluchátka přivést výstup z přijímače elektrického pole, do druhého výstup z přijímače magnetického pole.

Na obrázku výše je zapojení jednoduchého přijímače elektrického pole. Na řídící elektrodu tranzistoru T1 (JFET typ BF256B) je přiveden signál z prutové teleskopické antény. Anténu lze získat třeba ze starého přijímače VKV. Délka antény není kritická, naprosto vyhoví proutek délky 30 až 100 cm. Součástky R1, VD1 a VD2 omezují vstupní napětí na řídící elektrodě tranzistoru T1 a zajišťují jeho ochranu. Vstupní impedanci přijímače určuje převážně rezistor R2. Tranzistor T1 pracuje jako jednoduchý širokopásmový zesilovač s napěťovým zesílením 10. Spodní mezní frekvenci přijímače lze upravit změnou kapacity C2, horní mezní frekvenci změnou kapacity C1 a C3. Tranzistor T2 je zapojen jako emitorový sledovač. Regulovatelný výstup na konektoru XC1 lze použít pro běžná nízkoimpedanční sluchátka nebo pro záznam a další zpracování přijímaného spektra kmitočtů. Při pokusech s přijímačem je dobré znát, že přijímač s teleskopickou anténou potřebuje ke své funkci protiváhu (zem). Při vysoké vstupní impedanci přijímače slouží jako protiváha vše, co je k přijímači připojeno. Součástí protiváhy jsou třeba sluchátka včetně posluchače, který drží přijímač v ruce. Pokud bude posluchač s přijímačem chodit, může ve sluchátkách uslyšet vlastní kroky. Nežádoucí modulace vzniká právě vlivem změny vazby se zemí a v důsledku drobných elektrostatických výbojů vznikajících třením. Stejným principem lze do přijímače zavléct rušení, pokud je pro napájení přijímače nebo připojeného zařízení použit síťový napájecí zdroj. Nejjednodušším řešením je vše napájet z baterií, během poslechu se nepohybovat a k přijímači připojit protiváhu přímo. V případě připojení záznamového zařízení použít delší stíněný přívod, zařízení umístit co nejdál od antény a minimalizovat vazbu záznamového zařízení se zemí (třeba stoličkou, viz obrázek níže). Vzhledem k vysoké vstupní impedanci přijímače lze jako protiváhu použít třeba kovovou tyčku nebo delší hřebík zaražený do země, který je spojen samostatným vodičem přímo s přijímačem. Elegantním řešením je použití kovového stativu ze starého fotoaparátu.

Stativ zabodnutý do trávy je elektricky spojen se záporným pólem baterie. To přijímači zajistí protiváhu a mechanickou stabilitu. Vývojová deska přijímače na obrázku výše je doplněna zesilovačem s malým reproduktorem pro orientační poslech v pásmu audiofrekvencí. Samostatně regulovatelný výstup na konektoru XC1 je spojen stíněným kabelem s mikrofonním vstupem notebooku a přijímané spektrum kmitočtů je dále zpracováno volně dostupným programem Spectrum Lab od DL4YHF. V systémovém nastavení mikrofonu musí být vypnut předzesilovač a všechny softwarové úpravy signálu. Je-li k dispozici, je lepší použít linkový vstup. Dále je vhodné nastavit nejvyšší vzorkovací frekvenci a pro záznam do souboru použít bezeztrátový formát dat, například WAV.

Ve fotogalerii níže je spektrogram zachycený tímto přijímačem během vysílání vánočního poselství 2016 z vysílače SAQ Grimeton. Jedná se o poslední funkční elektromechanický vysílač na jihu Švédska, zapsaný na seznamu kulturního dědictví UNESCO. Vysílač používá Alexandersonův alternátor o výkonu 200 kW na frekvenci 17,2 kHz a impozantní anténní systém. Zachycenou zprávu si můžete poslechnout zde. Přijímač byl umístěn na kopečku na kraji města asi 200 m od trakčního vedení (DC soustava 3 kV) a 300 m od vedení VN (AC soustava 35 kV). Kromě dalších signálů je ve spodní části spektrogramu dobře vidět rozjezd vlaku kdesi na trati včetně harmonických kmitočtů sítě 50 Hz.