|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese
ENCYKLOPEDIA RADIOELEKTRONIKI I INŻYNIERII ELEKTRYCZNEJ Niezwykły detektor AM. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki
Encyklopedia radioelektroniki i elektrotechniki / Początkujący amator radiowy W [1] opublikowano opis dwóch miniaturowych odbiorników radiowych. Odbiorniki miały tę samą część częstotliwości radiowej (RF) i różniły się jedynie wzmacniaczami 3H. Doświadczeni radioamatorzy zauważyli zapewne brak w konstrukcji konwencjonalnego detektora diodowego, a część z tych, którzy zdecydowali się to powtórzyć, „poprawiła błąd” i otrzymała normalnie działający odbiornik. Mniej doświadczeni po prostu powtórzyli projekt i również uzyskali dobrze działające odbiorniki. Detektory bez diod są znane już od czasów techniki lampowej – są to detektory siatkowe i anodowe. W detektorze siatkowym dioda jest nadal pośrednio obecna - służy jako szczelina między siatką a katodą lampy radiowej. Wyprostowane przez niego napięcie o częstotliwości akustycznej jest przykładane do tej samej siatki lampy i jest przez nią wzmacniane, dlatego współczynnik transmisji detektora siatki jest wyższy niż diody. W detektorze anodowym punkt pracy lampy ustalono w pobliżu dolnego załamania charakterystyki anoda-siatka, w obszarze o dużej nieliniowości. Dlatego też wzmocnienie lampy w tym miejscu jest mniejsze, a także ze względu na inne wady, rzadko stosowano detektory anodowe. Te rozwiązania techniczne zostały później częściowo przeniesione do technologii tranzystorowej - pojawiły się detektory wykonane na tranzystorach. Aby zrozumieć ich pracę, przejdźmy do podstaw teorii detekcji. Jak wszystkie podstawy, są one dość proste. Wprowadzenie do modulacji amplitudy (AM) można znaleźć w [2]. Uproszczony schemat detektora diodowego pokazano na ryc. 1, za. Sygnał AM ze źródła G1 jest podłączony do diody VD1. Przy dużych amplitudach sygnału detektor pełni funkcję prostownika. Wykryty sygnał AF jest przydzielany do obciążenia R1. Kondensator C1 służy do wygładzenia tętnienia wyprostowanego napięcia. Charakterystyka prądowo-napięciowa (CVC) diody przy dużych sygnałach jest zwykle przybliżana linią przerywaną pokazaną na ryc. 1, ur. Na dole wykresu znajduje się przebieg napięcia sygnału AM przyłożonego do diody, a po prawej stronie przebieg prądu płynącego przez diodę. Można zauważyć, że dioda przepuszcza tylko dodatnie półfale sygnału, a ich średnia wartość odpowiada drganiom częstotliwości akustycznej (3H). Przy wystarczająco dużych wartościach R1C1 napięcie na obciążeniu odpowiada obwiedni impulsów prądowych.
Detektory szczytów są bardzo wydajne, zapewniając napięcie wyjściowe prawie równe amplitudzie napięcia wejściowego RF. To samo dzieje się w prostownikach - wiedzą o tym radioamatorzy. Dlatego też w radiotelefonach lampowych stosowano głównie detektory szczytowe AM, które później „przeszły” na technologię tranzystorową. Ze względu na bezpośrednią proporcjonalność napięcia wyjściowego do amplitudy napięcia wejściowego często nazywano je detektorami „liniowymi”. W rezultacie detektory kwadratowe zostały długo i szczęśliwie zapomniane, pozostawiając je najprostszym odbiornikom detektorów. Detektory szczytów mają jednak również poważną wadę: działają dobrze tylko przy dużych amplitudach sygnału RF. Diody półprzewodnikowe charakteryzują się obecnością pewnego napięcia „progowego”, poniżej którego przez diodę przepływa bardzo mały prąd, dlatego sama dioda pozostaje praktycznie zamknięta. Jego wartość zależy od właściwości materiału półprzewodnikowego i wynosi około 0,15 V dla germanu, około 0,5 V dla krzemu i nieco mniej dla diod Schottky'ego (złącza metal-półprzewodnik). Jest całkiem jasne, że jeśli napięcie wejściowe detektora będzie mniejsze od napięcia progowego, dioda pozostanie zamknięta, a odbiornik z takim detektorem nie będzie w stanie odbierać słabych sygnałów radiowych. Z tego powodu starają się stosować w detektorach wyłącznie diody germanowe. Niektóre projekty rozwiązują problem, przykładając początkowe napięcie polaryzacji do diody, ale w tym przypadku obwód staje się bardziej złożony i ma swoje własne problemy, dlatego to rozwiązanie jest rzadko stosowane. Sytuacja zmienia się, jeśli charakterystyki prądowo-napięciowej nie można już przedstawić linią przerywaną (ryc. 1, c). Jest to gładka krzywa prądu płynącego przez diodę i w funkcji napięcia na diodzie u. Jak każdą funkcję matematyczną, można ją rozszerzyć na szereg i ograniczyć tylko do dwóch wyrazów, ponieważ udział wyższych wyrazów szeregu przy niskich napięciach na diodzie jest znikomy. Do detekcji istotna jest krzywizna charakterystyki (drugi człon rozwinięcia szeregu). To dzięki temu następuje detekcja. Widać to wyraźnie na oscylogramach na ryc. 1, ok. Z analizy matematycznej wynika, że wykryty sygnał jest proporcjonalny do krzywizny charakterystyki i kwadratu amplitudy sygnału wejściowego. Stąd wzięła się nazwa „detektor kwadratowy”. Przy wystarczająco małych amplitudach sygnału każdy detektor staje się kwadratowy, a jego użyteczny iloczyn - stała bez modulacji lub prąd w obciążeniu, który zmienia się wraz z częstotliwościami audio, szybko maleje proporcjonalnie do kwadratu amplitudy sygnału. Detektor kwadratowy wprowadza pewne zniekształcenia. Można obliczyć, że współczynnik odkształcenia nieliniowego wynosi m/4. Jest ona istotna jedynie w szczytach modulacji, osiągając 25% przy m = 1, a przy średnim współczynniku modulacji m = 0,3 wynosi około 2,3%. Zniekształcenia polegają na wzbogaceniu wibracji dźwięku o drugą harmoniczną i są ledwo zauważalne dla ucha. Historycznie rzecz biorąc, detektor kwadratowy był podstawą pierwszych odbiorników radiowych detektorów. Współcześni radioamatorzy zapewne czytali o entuzjastach, którzy godzinami szukali za pomocą igły „czułego punktu” na domowym krysztale. Następnie rozpoczęto przemysłową produkcję diod półprzewodnikowych, co umożliwiło stworzenie stabilnie działających detektorów. Należy pamiętać, że diody półprzewodnikowe zaczęto produkować na długo przed pojawieniem się tranzystorów - tranzystor bipolarny odkryto w 1948 roku podczas badań laboratoryjnych diody półprzewodnikowej. Analizując detektor kwadratowy, łatwo zauważyć jego główną wadę - niską wydajność konwersji, ponieważ amplituda sygnału wyjściowego w nim jest znacznie mniejsza niż amplituda sygnału wejściowego. Detektor kwadratowy, którego schemat pokazano na ryc. 2a, jest w stanie niezawodnie pracować z sygnałem w dość znacznym zakresie poziomów. Dowiedzieliśmy się powyżej, że detektor wymaga elementu o dużej krzywiźnie charakterystyki prądowo-napięciowej. A złącze baza-emiter tranzystora ma tę cechę, ponieważ w istocie jest to zwykła dioda. Ale tranzystor nie tylko wykrywa sygnał, ale także go wzmacnia. Zatem zgodnie z terminologią przyjętą w radiotechnice urządzenie można nazwać aktywnym detektorem kwadratowym. Przy minimalnej liczbie części łączy w sobie zalety detektorów kwadratowych i liniowych. Kilka słów o wyborze trybu. Jak wiadomo, początkowy odcinek charakterystyki wejściowej tranzystora, w pobliżu punktu „progowego”, charakteryzuje się największą nieliniowością, co pokazano na rys. 2, bdlatego początkowy prąd polaryzacji złącza baza-emiter tranzystora powinien być znacznie niższy niż w konwencjonalnych stopniach wzmacniacza. Jednocześnie nie należy dać się ponieść ustawianiu prądu prawie na samym „progu”, ponieważ w trybie mikroprądowym zmniejsza się stabilność pracy i wzmocnienie tranzystorów.
Ponieważ od publikacji [1] minęło już kilka lat, aby nie zanudzać czytelników szukaniem opisów, przedstawiamy schemat zespołu odbiornika RF (rys. 3). Jak widać z rysunku, jest to najczęstsza część wejściowa odbiornika ze wzmocnieniem bezpośrednim z anteną magnetyczną WA1, której cewka wraz z KPI C1 tworzą pojedynczy obwód dostrojony do częstotliwości odbieranego sygnału. Pierwszy stopień tranzystora polowego VT1 służy jako wzmacniacz RF. Drugi stopień, zamontowany na tranzystorze bipolarnym VT2, to stopień detektora. Sygnał częstotliwości audio jest już usunięty z wyjścia, a prądy o częstotliwości radiowej są zwierane do wspólnego przewodu za pomocą kondensatora C3.
Podsumowując, pozostaje tylko odpowiedzieć na pytanie zawarte w tytule artykułu – co jest niezwykłego w tym detektorze? Zdaniem autora najbardziej niezwykłe jest to, że przez bardzo długi czas detektor pozostawał niezauważony. Jest to dość zaskakujące, ponieważ wszystkie stopnie wzmacniacza tranzystorowego są również takimi detektorami, posiadającymi pewną nieliniowość. Efekt detekcji można odkryć zupełnie przypadkowo, na przykład słuchając audycji radiowej z mocnej stacji przez wzmacniacz odtwarzający magnetofon. Niemniej jednak zadziałał zwykły stereotyp psychologiczny - nie zauważać tego, czego nie może być. literatura
Autor: D.Turchinsky, Moskwa
Sztuczna skóra do emulacji dotyku
15.04.2024 Żwirek dla kota Petgugu Global
15.04.2024 Atrakcyjność troskliwych mężczyzn
14.04.2024
▪ Zakrzywiony telewizor OLED firmy Samsung ▪ Za 40 lat Arktyka straci lód ▪ Męski środek antykoncepcyjny RISUG ▪ Uzależnienie od gier wideo jest uznawane za chorobę ▪ Uprawa grzybów wewnątrz turbin wiatrowych
▪ sekcja witryny Palindromy. Wybór artykułów ▪ artykuł Edycja wewnątrzramkowa. sztuka wideo ▪ artykuł Który kraj bez gór słynie z utytułowanego narciarza? Szczegółowa odpowiedź ▪ artykuł Środki do jednoczesnego wybielania i prania. Proste przepisy i porady ▪ artykuł Połączenia osobiste w stacjach CB. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki
Strona główna | biblioteka | Artykuły | Mapa stony | Recenzje witryn
www.diagram.com.ua |
Zobacz inne artykuły Sekcja 
Najnowsze wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika:
Wszystkie języki tej strony