ПРОСТЕЙШИЙ ДЕТЕКТОРНЫЙ ПРИЕМНИК

главная основы элементы примеры расчетов любительская технология общая схемотехника радиоприем конструкции для дома и быта связная аппаратура телевидение справочные данные измерения обзор радиолюбительских схем в журналах обратная связь      реклама

диапазоны частот для радиовещания    первые конструкции     на одном транзисторе     простые приемники    рефлексные приемники   приемник на К174ХА10   приемники на кремниевых транзисторах   супергетеродин      конструкции супергетеродинов      приемник с «земляным» питанием      экспериментальные радиоприемники  приемники из «Радио» 1    повышение чувствительности приемников   технологические советы и секреты   промышленные радиоприемники  трансляционная радиоточка»маяк»             ПРОСТЕЙШИЙ ДЕТЕКТОРНЫЙ ПРИЕМНИК Перед постройкой детекторного радиоприемника убедитесь, что в вашей местности есть близкорасположенные (до 150 километров) радиостанции ДВ или СВ диапазона! В противном случае вы просто зря потеряете время. .. Схема простейшего детекторного приемника показана на рисунке. Многие из вас еще не умеют читать схемы и пока не знают, что означают изображенные на них значки. Будем вместе разбираться в них и осваивать азбуку радиосхем.   Латинской буквой L обозначают катушку индуктивности — один из главных элементов приемника. Другим таким элементом является подстроечный конденсатор С1. Вместе с катушкой индуктивности он образует так называемый колебательный контур, позволяющий настраивать приемник на выбранную радиостанцию. Подстроечный конденсатор состоит из двух частей: неподвижной, называемой статором, и подвижной — ротора. Поворачивая ротор, изменяют емкость конденсатора и настраивают контур на волну той или иной радиостанции. При этом величина сигнала на контуре, то есть на выводах катушки, возрастает. Этот сигнал подается далее на устройство, называемое детектором и состоящее из полупроводникового диода VD1, постоянного конденсатора С2 и головных телефонов В1. Детектор преобразует сигнал радиостанции так, что через головные телефоны начинает протекать переменный ток звуковой частоты. А он в свою очередь преобразуется телефонами в звук. Телефоны и позволяют слышать передачу радиостанции. Чтобы передача была слышна возможно громче, к приемнику нужно подключить хорошую наружную антенну и заземление. Провод от антенны (у ее условного обозначения стоит латинская буква W) вставляют в гнездо XI, а от заземления — в гнездо Х2. Если на схеме нужно показать разъем, состоящий из нескольких гнезд или штырьков, его обозначают так же, как разъем ХЗ в приемнике. Перемычки из двух параллельных линий показывают, что гнезда объединены в общую конструкцию, например в виде розетки или вилки. Если разъем содержит гнезда (как в розетке), стрелки касаются концов проводников острием внутрь, а если штырьки (как в штепсельной вилке) — острием наружу. Вот вы и познакомились с первыми условными обозначениями. А теперь за дело. Начните с деталей. В первую очередь нужно приобрести подстроечный конденсатор С1 типа КПК-3 с выступами-лапками для крепления. В крайнем случае подойдет конденсатор КПК-2 без лапок, тогда его придется прикрепить к плате приемника через центральное отверстие винтом с гайкой. В любом случае при вращении ротора конденсатора его емкость должна изменяться от 25 до 150 пФ. Эти пределы изменения на корпусе конденсатора обозначены так: 25/150. Конденсатор С2 типа КСО-2 или другой емкостью от 2000 до 4700 пФ. Диод можно взять любой из серии Д2, Д9, Д18, ГД407.  Головные телефоны должны быть высокоомные, например: ТОН-1, ТОН-2. Если у вас будут телефоны других типов, измерьте их сопротивление, подключив омметр к штырькам вилки, — оно должно быть не менее 3000 Ом. Иначе не удастся получить достаточной громкости звука. Возможно, капсюли окажутся высокоомными, но соединенными параллельно. Тогда для получения нужных результатов соедините капсюли последовательно. Гнезда Х1 и Х2 могут быть как готовые (например, клеммы, зажимы), так и самодельные. В последнем случае удобно использовать гнезда обычной сетевой розетки. Для этого розетку разбирают, гнезда отвинчивают, отгибают их хвостовики и прикрепляют гнезда к панели приемника. Катушку индуктивности удобнее всего намотать на картонный каркас с параметрами: наружный диаметр 20 мм, длина 58 — 60 мм, толщина стенок 1 — 2 мм. При отсутствии готового каркаса можно склеить его из плотной бумаги. Вверху и внизу каркаса устанавливают контакты под выводы катушки. Для этого в каркасе прокалывают шилом по два отверстия и пропускают через них отрезки луженого медного провода. Кроме того, если каркас самодельный, нужно прикрепить к нему внизу две лапки из жести, которыми каркас будут крепить к панели приемника. Катушку наматывают медным проводом в эмалевой изоляции (марка провода ПЭ, ПЭЛ и ПЭВ) диаметром 0,15 — 0,25 мм. Начало провода припаивают к верхнему контакту каркаса. Для этого с конца провода на длине примерно 10 — 15 мм счищают изоляцию. Сделать это можно с помощью лезвия бритвы или мелкозернистой шлифовальной шкуркой. Затем провод облуживают и только после этого припаивают к контакту. Провод наматывают виток к витку, чтобы получилась сплошная намотка. Всего нужно уложить 135 витков. Конец провода подпаивают к нижнему контакту каркаса. Итак, все детали подготовлены, можно размещать их на плате приемника . Саму плату выпилите из любого изоляционного материала (гетинакс, текстолит, фанера) толщиной, не менее 1,5 мм. Размер платы: 70Х 125 мм. На плате предварительно расставьте катушку, подстроечный конденсатор, гнезда, разъем, пометьте точки их крепления и просверлите отверстия нужного диаметра. По углам платы сделайте отверстия диаметром 3 мм под стойки — пластмассовые колпачки от тюбиков зубной пасты. В местах, показанных на чертеже точками, установите проволочные стойки-шпильки из луженой медной проволоки толщиной не менее 1 мм. Если среди ваших запасов такой проволоки нет, возьмите медную проволоку в эмалевой изоляции, удалите изоляцию лезвием бритвы или шлифовальной шкуркой и облудите проволоку мощным паяльником. Из этой проволоки нарежьте шпильки длиной 8 — 10 мм. Затем высверлите в плате отверстия, диаметром несколько меньшим толщины шпилек, и вставьте в них шпильки так, чтобы снизу и сверху платы они выступали примерно на одинаковую длину. Шпильки, конечно, должны сидеть в плате плотно, не выскакивая. В крайнем случае их можно слегка расплющить с обеих сторон платы плоскогубцами.  Настало время зафиксировать детали на плате и соединить их между собой в соответствии со схемой. Поможет вам в этом  схема соединений деталей. Она  показывает взаимное расположение деталей на плате и соединение их выводов. Выводы диода и постоянного конденсатора предварительно изгибают, концы скручивают в кольцо и припаивают их к шпилькам. Контакты катушки соединяют со шпильками отрезками монтажного провода (можно использовать и одножильный медный провод). Входные гнезда соединяют со шпильками медным проводом. Гнезда разъема ХЗ соединяют со шпильками, к которым подпаян конденсатор С2, снизу платы. Внимательно проверив правильность монтажа в соответствии со схемой и убедившись, что все пайки прочные (для этого подходящие к местам пайки проводники и выводы деталей надо слегка покачать пинцетом), можете подключить к приемнику антенну и заземление и настроить приемник на близлежащую мощную радиостанцию. Готовых антенн и заземления у вас может не оказаться, поэтому их придется делать самим. Для этого познакомимся сначала с их устройством. АНТЕННА И ЗАЗЕМЛЕНИЕ   Для всех простых приемников, особенно детекторных, обладающих малой чувствительностью, нужна хорошая наружная антенна. Чем больше она по размерам и выше от земли, тем больше сигнал, поступающий в радиоприемник, а значит, громче звучание головных телефонов. Подключенная к транзисторному или ламповому приемнику, имеющемуся у вас дома, такая антенна позволит принимать даже маломощные радиостанции, удаленные на тысячи километров. Познакомимся с устройством простой и достаточно эффективной. Вот, например, наружная антенна, состоящая из двух частей: горизонтального луча (полотно антенны) и снижения . Луч укреплен между мачтой на крыше дома и деревом, а снижение подключено к началу луча. Такая антенна называется Г-образной. Если отвод сделать от центра полотна антенны — получим так называемую «Т-образную антенну». Эффективность как Г так и Т-образных антенн примерно одинаковая. При постройке той или другой исходят в первую очередь из удобства установки. Эффективность антенны определяется в основном высотой снижения. От длины горизонтального луча несколько зависит громкость передач на длинных волнах, причем длина луча не должна превышать 40 м, иначе прием может даже ухудшиться. Вот почему чаще оговаривается высота подвески антенны, то есть высота снижения, а не длина горизонтального луча. Обычно антенну устанавливают на высоте не менее 10 м от земли. Горизонтальный луч можно сделать из многожильного антенного канатика. Хорошие результаты можно получить, используя так называемый «полевой» провод. Такой провод (обычно витая пара) содержит 3 стальных и 4 медных жилы и наружную изоляцию из атмосферостойкого полиэтилена (черного цвета). Прочность такого провода на разрыв очень высокая (порядка 100-120 килограмм) а полиэтиленовая изоляция обеспечивает отличную защиту от коррозии при соприкосновении с атмосферной влагой. В крайнем случае для луча подойдет оцинкованный стальной или железный провод диаметром 2 — 3 мм. Провод луча надо прикрепить к мачте или дереву (или высокому столбу) с помощью изоляторов . В качестве изоляторов можно применить так называемые «орешковые» изоляторы или фарфоровые ролики для крепления электропроводки. Места скрутки и подключения снижения обязательно пропаяйте. После пайки эти места нужно защитить, например термоусадочной трубкой, силиконовым герметиком  или обыкновенным пластилином. Не забывайте во время натяжки полотна антенны оставлять «температурный» провис! Дело в том, что все металлы при понижении температуры сжимаются (длина провода антенны уменьшается). Если натянуть проводник полотна антенны сильно (при положительных температурах), то зимой этот проводник, сжимаясь, сломает мачты антенны или просто порвется! Снижение можно сделать тем же проводом, что и луч, или использовать медный многожильный провод в хлорвиниловой (лучше, если изоляция будет из полиэтилена — уже упомянутый мною выше «полевой» провод) изоляции. Провод снижения не должен касаться крыши, труб и других частей здания. Для ввода снижения в комнату просверлите в раме окна наклонное отверстие (чтобы в помещение не попадала вода) и вставьте в него фарфоровую или резиновую трубку — через нее и пропускают провод. Если вы изготавливаете антенну на даче, то неплохие результаты можно получить, используя одножильный телефонный провод из кабеля в полиэтиленовой изоляции, натянув его на маленьких гвоздиках на чердаке (именно такая антенна и используется мною). Так как полиэтилен является отличным изолятором на радиочастотах (чего нельзя сказать о хлорвиниле!) — дополнительно изолировать провод антенны не требуется. Недостатком полиэтилена является его разрушение под действием солнечной радиации (вспомните пленку на теплицах), но на чердаке нет этого фактора! Антенна на моей даче исправно служит уже более 10 лет. Если вы живете на верхних этажах городской квартиры, вам можно попытаться изготовить комнатную антенну. Конечно, эффективность комнатной антенны значительно ниже, чем у наружной, но в некоторых случаях такая антенна может быть целесообразнее, чем наружная… Изготовляется такая антенна из обмоточного провода, диаметром 0,25-0,4 миллиметра. Провод наматывается виток к витку на круглую палку подходящего диаметра (обычно не более 15 миллиметров) — всего нужно использовать около 10-15 метров провода. Полученную «пружину» снимаем с палки и внутрь ее вставляем капроновую нитку (можно использовать и рыболовную леску достаточной толщины). Далее нитка привязывается к противоположным концам стены комнаты (у потолка), а пружина равномерно растягивается по нитке. Концы пружины следует крепить через простейшие изоляторы. Снижение выполняем этим же проводом. В качестве изолятора можно применить, например, полиэтиленовые крышечки от аптечных пузырьков… У вас должна получиться конструкция, аналогичная показанной ниже на рисунке.   Теперь о заземлении. Оно необходимо для детекторного и всех малочувствительных приемников. От качества заземления зависит «дальнобойность» приемника и громкость принимаемых передач. В сельской местности или на даче заземление можно сделать так. Возьмите негодное ведро и припаяйте к нему длинный провод. Заройте ведро в землю на глубину 1,5 — 2 м. Заземляющий провод подведите к приемнику через окно (так же, как и антенну). Если почва сухая, при закапывании ведра подсыпьте в яму медный (железный) купорос или мочевину. Соль использовать нежелательно (особенно на даче!) так как она «отравляет» почву — в этом месте несколько лет ничего не будет расти!!! Для заземления подойдет и водопроводная труба длиной 2 — 3 м. Один конец трубы надо расплющить и вбить в землю. К выступающей части подпаивают провод заземления. Можно вместо пайки применить болтовое соединение, но его обязательно следует защитить при помощи герметика или обыкновенного пластилина. В жаркую погоду в верхнее отверстие трубы можно наливать воду — это улучшит контакт трубы с землей. Если в доме есть водопровод или магистраль парового отопления, соедините «земляное» гнездо приемника с проходящей через помещение трубой. ВНИМАНИЕ — газовые трубы использовать для заземления запрещено! В месте соединения тщательно зачистите трубу напильником или перочинным ножом, а после подключения провода обмотайте это место изоляционной лентой. В грозу наружная антенна может стать причиной выхода из строя приемника и даже пожара. Об этом нужно всегда помнить и заземлять антенну по окончании пользования приемником. Здесь удобно воспользоваться промышленным грозопереключателем. Он состоит из ножевидного рубильника, прикрепленного к расположенной в центре переключателя стойке, и двух контактов. Рубильник можно устанавливать в одном из крайних положений, соединяя стойку с тем или иным контактом. Стойка и один из контактов имеют пластины с зубчиками на конце. Пластины приближены друг к другу настолько, что между зубчиками образуется зазор около миллиметра — это искровой промежуток. Провод наружной антенны подсоедините к стойке, провод заземления (а значит, и «земляное» гнездо приемника) — к контакту с полоской, а провод от «антенного» гнезда приемника — к оставшемуся контакту переключателя. Теперь в одном крайнем положении наружная антенна окажется подключена к приемнику, а в другом — заземлена. Даже если вы забыли заземлить антенну и она осталась соединенной с приемником, безопасность будет обеспечена — при попадании молнии в антенну сработает искровой промежуток, и заряд через зубчики уйдет в землю. Переключатель прикрепите к стене вблизи ввода антенны с помощью двух шурупов, пропущенных через отверстия в корпусе переключателя. Между стеной и переключателем желательно проложить полоску тонкого гетинакса или текстолита, вырезанную по форме корпуса. Вместо грозопереключателя можно попробовать установить стеклянный разрядник на 150-200 вольт, или геркон с мощными контактами — такие детальки иногда встречаются в магазинах радиодеталей. Оба этих устройства имеют очень малую собственную емкость и никак не будут влиять на работу радиоприемника… Можно попытаться приспособить для этой цели неоновую лампочку. Следует использовать лампу типа МН3 — МН6 — у них довольно большая площадь электродов и невысокое (около 60-80 вольт) напряжение зажигания. При появлении в антенне напряжения зажигания неоновой лампы она зажгется, сопротивление ее резко уменьшится и разряд уйдет в землю. Важное дополнение! Обязательно сначала следует изготовить заземление, а уж потом заниматься антенной! Это требование — техника вашей безопасности, так как в антенне может накапливаться существенное (измеряемое десятками и даже сотнями вольт!) напряжение от статического электричества… Представьте себе, какие могут быть последствия от такого напряжения! НАЛАЖИВАНИЕ ПРИЕМНИКА Включив в гнездо Х1 антенну, в гнездо Х2 заземление, а в розетку ХЗ головные телефоны, медленно вращайте ротор подстроечного конденсатора. Его емкость изменяется от минимальной (25 пФ) до максимальной (150 пФ) при повороте ротора на половину оборота, то есть на 180°. Но, к сожалению, на корпусе конденсатора нет отметок начальной и конечной емкостей. Поэтому придется повернуть ротор на полный оборот и попытаться поймать хотя бы одну радиостанцию. Поскольку приемник рассчитан на работу в диапазоне средних волн примерно от 600 до 400 м, наиболее вероятная станция, которую можно услышать на большей территории нашей страны, — «Маяк» (547 м). Если не удалось поймать ни одной радиостанции, попробуйте изменить диапазон настройки приемника. Наиболее просто это можно сделать с помощью ферритового стержня диаметром 8 мм и длиной не менее 100 мм от магнитной антенны транзисторных радиоприемников. Медленно вводите его внутрь каркаса катушки. Приемник будет перестраиваться на более длинные волны, и вы наверняка услышите работу местной радиостанции. Опустив стержень внутрь каркаса на возможную длину, плавно настраивайте приемник подстроечным конденсатором в новом диапазоне. Возможно, станция хорошо будет слышна при неполном введении стержня. Тогда сделайте для стержня простейший фиксатор. Вырежьте из толстого картона полоску длиной немногим более диаметра каркаса и прорежьте в центре ее отверстие, в которое стержень должен войти с трением. Наложите полоску на каркас катушки и, придерживая ее рукой, перемещением стержня настройтесь на радиостанцию. Теперь стержень будет удерживаться в нужном положении полоской-фиксатором. Введение стержня внутрь каркаса свидетельствует о том, что для приема хорошо слышимой в вашей местности радиостанции катушка индуктивности должна иметь большее число витков. Задача, конечно, простая, и вы легко справитесь с ней. Отпаяйте нижний вывод катушки от контакта, подсоедините к выводу конец такого же провода и домотайте 165 витков (теперь общее число витков катушки составит 300). Намотку надо производить виток к витку. Когда дойдете до конца каркаса, намотайте провод поверх уже имеющейся обмотки, но в обратном направлении — к верхнему контакту. Конец обмотки подключите к нижнему контакту. Настройте конденсатором приемник на радиостанцию. Вращая ротор, вкруговую, вы заметите, что станция слышна при двух положениях его, поскольку емкость конденсатора будет дважды изменять свое значение от максимального до минимального. Эту особенность конструкции конденсатора можно использовать для оценки правильности подбора числа витков катушки. Если обе настройки находятся на значительном расстоянии друг от друга, все в порядке. Когда вы заметите, что обе настройки располагаются рядом друг с другом или практически сливаются в одну, значит, число витков катушки подобрано неточно. Остается определить, в какую сторону изменить число витков катушки. Ответить на этот вопрос поможет ферритовый стержень. Введите его внутрь каркаса катушки настолько, чтобы громкость звука уменьшилась, а затем вращением ротора конденсатора попытайтесь добиться прежней громкости. Если это удалось сделать, значит, нужно увеличить число витков катушки на несколько десятков и вновь проверить настройку на радиостанцию. Если же при вращении ротора громкость еще более падает, придется отмотать несколько десятков витков. Так, отматывая или добавляя витки катушки, можно настроить приемник на любую хорошо слышимую в данной местности радиостанцию диапазона длинных или средних волн. С собранным детекторным приемником можно проделать интересные эксперименты. Настроившись на радиостанцию, попробуйте включить между антенной и приемником постоянный конденсатор емкостью около 200 пФ. Вы заметите, что настройка приемника изменилась, и для получения прежней громкости придется повернуть ручку подстроечного конденсатора в сторону увеличения емкости. А теперь подберите конденсаторы емкостью 150 пФ, 100 пФ, 51 пФ и подключите их в качестве дополнительного конденсатора. Нетрудно видеть, что в каждом случае приходится еще более увеличивать емкость подстроечного конденсатора. Отсюда можно сделать вывод, что при включении конденсатора между антенной и приемником настройка приемника изменяется в сторону меньших длин волн. Так, если раньше приемник был настроен, скажем, на волну 547 м, то при включении дополнительного конденсатора емкостью 200 пФ он окажется настроенным на волну 500 м, а с конденсатором 150 пФ — на волну 450 м. Этим свойством можно пользоваться для перестройки приемника без изменения числа витков катушки. А вот для того чтобы приемник перестроить на более длинные волны, нужно параллельно подстроечному конденсатору подключить постоянный . Чем больше его емкость, тем более длинноволновые радиостанции будет принимать приемник. Громкость звучания детекторного приемника, конечно, невелика, и каждому из вас, конечно, хотелось бы увеличить ее. Один из способов - заменить катушку другой, лучшего качества. Дело в том, что громкость приемника во многом зависит от того, каким проводом намотана катушка. Чем толще провод, тем большую громкость удастся получить. Естественно, изменятся и размеры катушки - каркас для нее теперь должен быть диаметром 60 — 80 мм и длиной 120 — 150 мм . На каркас намотайте 150 витков провода марки ПЭЛ или ПЭВ диаметром 0,6 — 0,7 мм. При намотке делайте отводы от 25-го, 50-го, 75-го витков, считая от нижнего по схеме («заземленного») вывода. Отводы выполните в виде петель, которые затем зачистите лезвием бритвы или шлифовальной шкуркой и облудите. К этим отводам подключите во время эксперимента «заземленный» вывод конденсатора С1 . Для этого подпаяйте к конденсатору проводник и припаивайте его к тому или иному отводу. Можно поступить и иначе: подпаять к концу проводника зажим «крокодил» и подключить его к выводам. Чем меньшее число витков окажется включенным между антенной и проводником (или зажимом «крокодил»), тем более короткие волны будет принимать детекторный приемник. Естественно, на время эксперимента старую катушку приемника придется отключить и подключить вместо нее новую. Сама же катушка может находиться на столе рядом с платой приемника. Настройка на радиостанцию в этом случае производится подстроечным конденсатором - сначала при полном включении катушки, а затем после каждого переключения отвода. Не забывайте о ферритовом стержне: введя его внутрь каркаса, можете добиться более плавной настройки на радио станцию. Книжку с описаниями нескольких конструкций самодельных детекторных радиоприемников (архив 1,5 мБайта)  можно скачать здесь.      ЭТО — ТОЖЕ РАДИОПРИЕМНИК! Для изготовления простейшего радиоприемника Вам потребуется всего 2 детали — это диод и высокоомные головные телефоны.   Приемник не содержит колебательного контура, поэтому (при наличии нескольких близкорасположенных станций) он не может принимать какую либо отдельную радиостанцию. Если в Вашем регионе есть две или три близкорасположенные радиостанции — Вы услышите в наушниках их одновременно… Но , тем не менее, — этот приемник работает, а значит имеет право на «жизнь»! Отдельно следует сказать про детали: диод в схеме применен высокочастотный германиевый (типа Д9, Д18, ГД407 и т.п.), головные телефоны — обязательно высокоомные (типа «Тон» или «Нир») с сопротивлением звуковых катушек не менее 1,6 килоом.  Приемник работает на полноразмерную антенну с заземлением, но известны случаи работы его и на «суррогат» антенны (во время службы в Горьком мы использовали в качестве антенны металлическую кровать, а вместо заземления — брали проводник в рот!..). Можно вместо антенны и заземления использовать два длинных (примерно по 10 метров) изолированных проводника. Иногда удается на такой радиоприемник принимать передачи звукового сопровождения телеканалов… Поэкспериментируйте с этим приемником — это очень интересно!

Детекторный AM-приемник: теория и практика

Существует много различных схем радиоприемников. В современной электронике нередко используется супергетеродинный приемник с несколькими преобразованиями сигнала в сигнал промежуточной частоты (ПЧ). Также бывают, например, радиоприемники прямого преобразования и регенеративные приемники. Но, будучи начинающим радиолюбителем, я решил начать изучение приемников с наиболее простой схемы — детекторного приемника.

Теория

Так выглядит схема простейшего детекторного AM-приемника:

Антенна подключается к разъему J1. L1 и C1 представляют собой уже знакомый нам полосно-пропускающий фильтр. С его помощью производится настройка на интересующую частоту и подавление всех остальных частот. Германиевый диод D1 работает, как выпрямитель. В былые времена вместо диодов использовались кристаллические детекторы (crystal detector). Отсюда схема и получила свое название, детекторный приемник (crystal radio).

Далее с диода сигнал поступает на резистор R1 и пьезоэлектрические наушники, подключаемые к разъему J2. Пьезоэлектрические наушники обладают очень высоким сопротивлением (мегаомы), а также обладают емкостью (десятки-сотни пикофарад). Вместе вся конструкция работает, как фильтр нижних частот. То есть, она пропускает нижние частоты, коими на выходе диода является интересующий нас звуковой сигнал, и отрезает высокочастотную составляющую. R1 типично используют номиналом 22-82 кОм.

Вместо пьезоэлектрических наушников также допускается использовать высокоомные электромагнитные наушники. Такие наушники имеют сравнительно низкое сопротивление (килоомы) и не проявляют емкостных свойств. Поэтому при их использовании резистор R1 заменяют на конденсатор номиналом 500-2000 пФ. В итоге схема получается аналогичной. Стоит отметить, что электромагнитные наушники в наше время стоят заметно дороже пьезоэлектрических.

Можно заметить, что схема не имеет какого-либо питания. Для работы ей достаточно энергии самих электромагнитных волн. Но чтобы фокус удался, в схеме обязательно должен использоваться германиевый диод 1N34 или аналогичный, а также высокоомные наушники. Обычные низкоомные наушники не годятся, потому что приемнику не хватит энергии их раскачать. В более сложных вариантах детекторного приемника могут применяться транзисторные усилители (соответственно, нужно питание), каскады из нескольких фильтров, и так далее. Однако в рамках этой статьи будет рассмотрена только базовая схема.

Примечание: Тема германиевых диодов и российских аналогов 1N34 ранее поднималась в заметке Собираем индикатор напряженности поля.

Практика

Было решено изготовить детекторный приемник на интервал частот где-то от 7 до 8 МГц. Во-первых, в этот интервал попадает радиолюбительский диапазон 40 метров (7.0-7.2 МГц), и у меня есть на него несколько неплохих антенн. Во-вторых, в интервале 7.2-7.45 МГц находится широковещательный диапазон 41 метр. По опыту работы в эфире мне известно, что ночью на нем много мощных AM-станций, проходящих с уровнем S9+30 и выше.

Вот что у меня получилось в итоге:

Можно заметить, что схема несколько раз перепаивалась и переклеивалась. Связано это с тем, что вообще-то детекторные приемники довольно капризны. Как результат, было проведено немало времени за экспериментами с различными катушками и конденсаторами. Ниже описан наилучший вариант, который мне удалось получить.

Я использовал переменный конденсатор на 12-365 пФ и катушку индуктивности на ~7.3 мкГн с 12-ю отводами. Последняя, как обычно, была рассчитана при помощи coil32.ru. В качестве каркаса был использован кусок трубы ПВХ диаметром 16 мм. Намотка производилась эмалированным проводом толщиной 0.6 мм. Сначала (начиная от земли) я сделал 3 витка и первый отвод. Затем по отводу через каждые 2 витка. Таким образом, на 6-м отводе (13-ый виток) катушка имеет индуктивность около 3 мкГн, при которой приемник должен без проблем попадать в интересующий интервал частот:

>>> from math import pi,sqrt
>>> L = 3/1000/1000
>>> C = 130/1000/1000/1000/1000
>>> 1/(2*pi*sqrt(L*C))
8059123.816756153
>>> C = 170/1000/1000/1000/1000
>>> 1/(2*pi*sqrt(L*C))
7047499.335473463

В цепи всегда присутствуют паразитная емкость и другие нежелательные эффекты, индуктивность катушки редко идеально совпадает с расчетной, и так далее. Поэтому нужен некоторый запас по емкости и большое число отводов у катушки, чтобы иметь неплохие шансы все эти эффекты скомпенсировать.

Пьезоэлектрический динамик как на фото можно найти на eBay по запросам вроде «crystal earphone» или «piezoelectric earphone». Его цена вместе с доставкой составляет не более 10$. Прочие компоненты и их номиналы были описаны выше по тексту.

Полученные результаты

Начнем с чего-нибудь попроще. Подключим к приемнику телескопическую штыревую антеннку длиной около полуметра. С ее помощью можно уверено принимать сигнал в AM или CW, передаваемый с мощностью 5 Вт при помощи собственного трансивера на находящуюся неподалеку КВ-антенну. Неэффективная приемная антенна использована намеренно, для аттенюации сигнала. В итоге эксперимент более-менее аналогичен приему на эффективную полноразмерную антенну реальной AM-станции, передающей сигнал с мощностью, измеряемой киловаттами. При кручении ручек приемника сигнал исчезает. Выглядит так, как если бы полосно-пропускающий фильтр работал должным образом.

Затем я попробовал принять сигнал от трансивера на полноразмерную КВ-антенну, установленную от передающей антенны на расстоянии около 20 метров. В итоге даже сигнал с минимальным уровнем 5 Вт оказался слишком сильным. Приемник слышит его практически при любом положении ручек, а динамик довольно быстро залипает и перестает передавать звук. В моем случае, спустя несколько минут он отлипал обратно. Но вообще, много раз повторять такой эксперимент я бы не советовал.

Наконец, попробуем принять какую-нибудь широковещательную AM-станцию. Тут есть пара тонкостей.

Первая состоит в том, что приемник имеет не очень понятно какой импеданс. Если подключить к нему 50-иомный коаксиальный кабель, идущий к согласованной антенне, то шансы принять какую-либо станцию будут не велики. Большая часть принятой энергии отразится от приемника и уйдет обратно в антенну. Кроме того, часть энергии потеряется в кабеле и в согласующем устройстве, ежели такое используется. По этой причине детекторные приемники обычно подключают напрямую (без СУ) к антенне «длинный провод». Импеданс все еще никак не согласован, но по крайней мере мы избавились от лишних потерь в кабеле и СУ. За счет этого повышаются шансы что-нибудь принять.

Вторая тонкость вот какая. Лучше всего проводить тестирование где-нибудь в деревне, как это делал я, или даже в лесу. Этим также увеличиваются шансы принять какие-нибудь станции. Дело в том, что на коротких волнах уровень шума очень высок в черте города. Чем дальше вы от крупных городов, тем ниже уровень шума, тем больше отношение сигнал/шум, и тем лучше слышен сигнал.

«Длинного провода» у меня сейчас нет, и делать его специально под детекторный приемник не хотелось. Вместо этого я подключил приемник к своей антенне delta loop. При этом согласующее устройство антенны лежало в сторонке и в эксперименте не участвовало. Ночью, когда открывается дальнее прохождение, принимается множество радиостанций. На удивление громко слышна речь на разных языках, некоторые из которых я не могу распознать, а также музыка из самых отдаленных уголков Земли. Неплохо для цепи, состоящей всего из пяти компонентов!

В принципе, днем тоже слышны какие-то радиостанции. Но их меньше, и уровень сигнала намного ниже. Если попытаться использовать ту же delta loop с согласующим устройством и коаксиальным кабелем, то ничего не слышно ни ночью, ни днем. Точнее, какое-то слабое присутствие вроде как есть, но разборчивость нулевая.

Заключение

Подведем итоги. Сигнал передавали? Передавали. Приемник его принимал? Принимал. Дальние AM-станции слышали? Слышали. Считаю, что работающий AM-приемник засчитан. Да, он совсем простенький. Но как познавательный эксперимент такой приемник имеет безусловную ценность. Понимание принципов его работы пригодится при изготовлении более сложных приемников.

А доводилось ли вам делать радиоприемники и если да, то по какой схеме вы их делали?

Дополнение: Схема AM-модулятора на одном транзисторе

Метки: Беспроводная связь, Любительское радио, Электроника.

Детекторный радиоприемник

Детекторный радиоприемник

Исполнитель: учащийся 9А класса Львов Андрей Олегович Руководитель: Климов Александр Юрьевич, (Ведущий инженер СУНЦ УрГУ), optek (at) mail.ru

Словарь сокращений и обозначений

А — Ампер, единица измерения силы тока.
В — Вольт, единица измерения напряжения.
Вт – Ватт, единица измерения мощности.
Гн – Генри, единица измерения индуктивности.
ДРП – детекторный радиоприемник.
Др.- другие.
КПД – коэффициент полезного действия.
КПЕ – конденсатор переменной емкости.
УГО – условное графическое обозначение.
Ф — Фарада
ЭАП — электроакустический преобразователь.
Е — напряженность электрического поля радиостанции в месте приема.
m — коэффициент модуляции.
Q — добротность колебательного контура.
W – мощность.

Введение

В настоящее время известно множество типов радиоприемников: детекторный, прямого усиления, регенеративный, сверхрегенеративный, супергетеродинный и прямого преобразования. Из перечисленных, детекторный радиоприемник (далее по тексту — ДРП), имеет наихудшую чувствительность и селективность, но, несмотря на невысокие параметры, он представляет интерес для начинающих радиолюбителей и специалистов.

Простота конструкции, недефицитность деталей и отсутствие источников питания (именно поэтому ДРП изучается в средних учебных заведениях в наше время) способствовали его популярности в 20-40гг 20в. Дадим определение ДРП: это приемник, работающий за счет энергии радиоволн и не имеющий усилителя. Следует заметить, что приемник прямого усиления – это тот же детекторный с каскадами усиления сигнала низкой частоты.

1. Классическая схема ДРП

Рис.1. Типовая схема ДРП

Существует два основных варианта классических схем ДРП. Первый вариант изображен на рис.1. Второй вариант отличается от первого только тем, что детекторный диод подключен не к части контура, а к контуру полностью.

1.1. Функциональная схема ДРП

Рис. 2. Функциональная схема классического ДРП.

Радиотракт включает в себя входные цепи приемника: антенна, заземление, колебательный контур. Детектор — каскад детектирования на точечном диоде и сглаживающий конденсатор С2. Электроакустический преобразователь (ЭАП) служит для преобразования электрического сигнала в звуковой. В качестве ЭАП используются: наушники, электродинамические громкоговорители («динамики»).

1.2. Принцип работы ДРП

Настроив контур на частоту принимаемой радиостанции, выделяем высокочастотный АМ — сигнал. Частота его колебаний велика (более 100 кГц), и в наушниках он слышен не будет. Сигнал нужно продетектировать (преобразовать ВЧ электрические колебания, в колебания НЧ). Для этого служит диод VD 1 (рис.1). Он обладает свойством проводить ток только в одном направлении, от анода, обозначенного треугольником, к катоду. Положительные полуволны колебаний в контуре вызовут ток через диод, а отрицательные закроют его, и тока не будет. При отсутствии конденсатора C 2 через наушники будет протекать пульсирующий ток. Он содержит постоянную составляющую, которая изменяется со звуковой частотой. Такой ток уже вызовет в наушниках звук. Процесс детектирования улучшается при подсоединении блокировочного конденсатора C 2. он заряжается положительными полуволнами почти до амплитудного значения колебаний, а в промежутках между ними сравнительно медленно разряжается током через наушники.

2. Компоненты ДРП

2.1. Колебательный контур

Классическая схема ДРП изображена на рис. 1. Она повторяется во многих популярных книжках и журналах. Антенна WA 1 и заземление присоединены к колебательному контуру (катушка L 1 и КПЕ C 1). Колебательный контур служит для выделения из всей массы принимаемых сигналов лишь одного, желаемого. Если частота сигнала совпадает с частотой настройки контура, напряжение на нем максимально. Для настройки в пределах диапазона изменяют емкость (используют КПЕ), для переключения диапазонов изменяют индуктивность катушки L 1.

2.2. Диод

По применению полупроводниковые диоды разделяются на группы: выпрямительные, высокочастотные, туннельные и некоторые другие (рис.2).

Рис. 3. Диоды.

В качестве полупроводникового материала в диодах используется германий, кремний и арсенид галлия (в туннельных диодах).

Первые диоды стали известны с начала 20в (1906-1908 гг). Тогда же и появились первые ДРП. В 20-40гг 20в радиолюбители изготавливали детекторные диоды из кристаллов цинкита или пирита. В России пионерные работы по диодам проводил О.Лосев, который помимо детекторных диодов изготовил и первые светодиоды (он наблюдал свечение кристалла карборунда при подключении к нему батареи питания). В классических ДРП используются германиевые диоды Д2, 18,20, как самые дешевые и широко распространенные.

2.3. Конденсаторы

В классической схеме ДРП два конденсатора. С1 – переменный керамический или воздушный, предназначен для настройки приемника на частоту радиостанции (5-300 пФ). С2 нужен, чтобы убрать ВЧ – составляющую и повысить качество звука (2000 – 6800 пФ).

2.4. Головные телефоны

В России первым в приемнике высокоомные головные телефоны использовал П.Н.Рыбкин в 1899 г. За рубежом работами по усовершенствованию ДРП в эти же годы занимался Г.Маркони.

Последний элемент разбираемой схемы ДРП – головные телефоны. Для ДРП подходят только высокоомные телефоны (ТА-4, ТОН-2, ТОН-2М, ТАГ-1, ТГ-1), абсолютно не подходят низкоомные или наушники от плейера. Параметры некоторых из них приведены в Приложении 1.

Для телефонов ТОН-2 сопротивление на частоте 1000 Гц составляет 12000 Ом. Минимальная амплитуда сигнала 1000 Гц, слышимая человеком в наушниках ТОН-2 составляет 5 мВ. В классическом ДРП амплитуда сигнала на наушниках достигает 20 мВ (достаточно громко и разборчиво слышна речь и музыка), что соответствует электрической мощности 0,02 мкВт.

3. Недостатки классической схемы детекторного приемника

а) Для согласования сопротивлений колебательного контура и диода используется катушка связи (обычно 1/5-1/10 от числа витков катушки).

Следовательно, на диод поступает ВЧ напряжение в 5-10 раз меньшее, чем наводится в контуре, то есть, с большими потерями мощности (в 25-100 раз).

б) Используется энергия одного полупериода сигнала.

в) Головные телефоны сильно искажают сигнал и имеют низкий КПД (из-за металлической мембраны). Головные телефоны малоэффективны при работе на низких частотах, из-за жесткой мембраны не работают на высоких звуковых частотах. Рабочий диапазон частот наушников 300-3500 Гц. Получить качественный звук в этом случае просто невозможно.

4. Применение классического ДРП.

ДРП, выполненный по классической схеме, и в наше время находит применение для: настройки радиолюбительских передатчиков и настройки передатчиков систем электронного дистанционного управления. В любительской литературе описано успешное применение ДРП для поиска маломощных шпионских закладок (в просторечии именуемых «жучками»). В этих случаях нагрузкой ДРП работает микроамперметр постоянного тока на 10-100 мкА, шунтированный конденсатором.

5. Совершенствование ДРП

Если посмотреть на функциональную схему ДРП, можно прийти к следующим выводам: классическая схема свои возможности усовершенствования исчерпала. Кардинальное улучшение параметров ДРП возможно при полной переделке всех функциональных узлов ДРП, собранного по классической схеме.

5.1. Громкоговорящий ДРП

Добиться увеличения громкости и улучшения качества сигнала можно модернизацией всех узлов классического ДРП. В качестве колебательного контура выступает катушка индуктивности на ферритовом стержне. Эта катушка имеет межвитковую емкость, а настройка на радиостанцию производится перемещением катушки на сердечнике. Более оптимальное согласование детектора с контуром производится конденсатором связи С1 (сопротивление контура сотни килоом, а детектора 5-20 кОм). Замена одного диода диодным мостом позволяет увеличить громкость ЭАП, так как теперь в ДРП используется энергия обоих полупериодов ВЧ сигнала. Диодный мост выполнен на диодах типа Д310, так как у них меньше сопротивление и меньше потери, чем у диодов Д2, 18, 20.

Рис.4 Прибор для выбора детекторного диода

О качестве диода позволяет судить параметр — «прямой ток при напряжении 1 В», чем он больше, тем лучше.

Рис.5 Усовершенствованный классический ДРП

В качестве ЭАП используется динамик мощностью 1-8 Вт и сопротивлением катушки 4-8 Ом. Для согласования сопротивлений детектора и ЭАП служит понижающий трансформатор (~220 В/9-12 В). Для увеличения отдачи динамик устанавливается на отражательный экран. Модернизированный ДРП дает выигрыш по мощности относительно классической схемы ДРП в 140-400 раз.

5.2. Применение модернизированного ДРП.

Улучшенный ДРП является практически вечным источником бесплатной энергии «из воздуха». Он питает светильник на сверхъярком светодиоде (белом или желтом) и способен подзарядить аккумулятор, часовую батарейку или пальчиковую (типа АА или ААА) из будильника или пейджера. Он может найти применение в местах, где нет электричества, например, в коллективных садах (в доме и овощной яме), в горах. Если от него запитать светильник на сверхъярком красном светодиоде (2-10 кд), он заменит медицинский аппарат светотерапии «Дюна-Т». Также от него можно питать «серебряный ионатор» — прибор для серебрения воды.

Рис.6 ДРП – источник электрической энергии.

Накопительный конденсатор С2 рассчитан на рабочее напряжение 25-60 В при минимальном токе утечки. Приемник настраивается на самую мощную СВ или ДВ радиостанцию в этом регионе.

5.3. ДРП, питаемый «свободной энергией поля»

Для более полного использования энергии несущей, модернизированный ДРП дополняется каскадом усиления на германиевом транзисторе. И данный приемник работает громче. Теперь он стал приемником прямого усиления.

Рис.7 ДРП (приемник прямого усиления) с увеличенным КПД.

Транзистор в усилителе приемника низкочастотный и маломощный: МП39-42. Сигнал ЗЧ на базу подается через разделительный конденсатор С3. ЭАП приемника состоит из динамика ВА1, включенного через согласующий трансформатор Т1.

Настройка этого приемника сводится к настройке входного контура на частоту мощной радиостанции и одновременной подстройке емкости С1, а затем подбору сопротивления R 1 по максимальной громкости звучания.

6. Экспериментальная часть

6.1. Сборка и наладка модернизированного ДРП.

Для собранного по рис.5 модернизированного ДРП и настроенного перемещением катушки по стержню на радиостанцию «Радио России» (длина волны 260 кГц – диапазон ДВ) вольтметр на выходе приемника показал напряжение 0,25 В. После согласования сопротивлений контура и детектора согласующим конденсатором вольтметр показал 2,35 В. Затем был подключен ЭАП: динамик 6ГД-3. Полоса воспроизводимых частот 6ГД-3: 100-10000 Гц. Громко и с высоким качеством слышна музыка и речь. Антенна: медный провод диаметром 0,5 мм и длиной 8 метров. В качестве заземления использована батарея центрального отопления. Если вместо ЭАП включали сверхъяркий желтый светодиод, то наблюдали его яркое свечение!

Таким образом, все мои предположения подтвердились. Улучшенный ДРП может работать в качестве практически вечного источника энергии. Громкость звучания этого приемника можно дополнительно увеличить при использовании рупора, установленного на ЭАП.

При замене ДВ катушки на более высокодобротную на выходе приемника было получено напряжение 5,30 В и громкость приемника значительно возросла. Дальнейшее увеличение громкости приемника можно получить за счет применения более эффективной антенны.

6.2. Сборка и наладка ДРП с каскадом усиления на транзисторе (питаемый энергией электромагнитной волны).

Приемник собранный по рис.7 работал значительно громче, чем модернизированный ДРП. И это естественно, так как транзисторный усилитель НЧ питается постоянной составляющей сигнала, а она в 3-10 раз выше, чем НЧ составляющая, вдобавок транзистор усиливает слабый НЧ сигнал.

Приложение

Таблица 1 Электрические параметры высокоомных телефонов типа ТОН-2

Основные параметры	Значение параметра
Модуль полного электрического сопротивления переменному току одного телефонного капсюля на частоте 1000 Гц, не менее, Ом	6000
Неравномерность частотной характеристики отдачи капсюля в диапазоне частот 300-3000 Гц, не более, дБ	35

Таблица 2 Электрические параметры детекторных диодов

Тип диода	Назначение	Среднее значение выпрямленного тока, мА	Прямой ток при напряжении 1 В, мА	Обратный ток не более, мА (при напряжении, В)	Наибольшее допустимое обратное рабочее напряжение, В	Наименьш. амплитуда обратного пробивного напряжения , В
Д2А	Выпрямление переменных напряжений	50	>50	0,25 (7)	10	15
Д310	Импульсный	500	>500	0,02 (20)	—	—

* Диоды Д2 предназначены для работы в различных схемах. Оформлены в стеклянном корпусе. Предельная рабочая частота 150 МГц при температуре окружающей среды от –60 до +70 О С. Емкость между выводами при обратном напряжении на диоде – 1 пФ.

Таблица 3 Параметры громкоговорителей

Тип громкоговорителя	Отдача, Па	Треб. W сигнала для громкости 60дБ, мВт
0,025ГД-2	0,075	3,6
0,05ГД-1	0,15	1,8
1ГД-5, 1ГД-28, 1ГД-36	0,2	1,0
1ГД-4, 3ГД-1, 4ГД-5	0,3	0,45
5ГД-1, 6ГД-1, 6ГД-3	0,4	0,25
8ГД-1 РРЗ	0,45	0,2

Словарь терминов

АНТЕННА (от лат. antenna — мачта, рей), в радио — устройство, предназначенное (обычно в сочетании с радиопередатчиком или радиоприемником) для излучения или (и) приема радиоволн.

ДИОД [от ди… и (электр)од ], 2-электродный электровакуумный, полупроводниковый или газоразрядный прибор с односторонней проводимостью. Применяется в электро- и радиоаппаратуре для выпрямления переменного тока, детектирования, преобразования частоты, переключения электрических цепей.

ЗАЗЕМЛЕНИЕ, устройство для электрического соединения с землей аппаратов, машин, приборов и др.; предназначено для защиты от опасного действия электрического тока, а в ряде случаев для использования земли в качестве проводника тока или одного из плеч несимметрического вибратора (антенны).

КОНДЕНСАТОР электрический, система из двух или более подвижных или неподвижных электродов (обкладок), разделенных диэлектриком (бумагой, слюдой, воздухом и др.). Обладает способностью накапливать электрические заряды. Применяется в радиотехнике, электронике, электротехнике и т. д. в качестве элемента с сосредоточенной электрической емкостью.

ПИРИТ – медный минерал (в основном содержащий дисульфид меди)

СЕЛЕКТИВНОСТЬ (избирательность) радиоприемника, его способность выделять полезный радиосигнал на фоне посторонних электромагнитных колебаний (помех). Параметр, характеризующий эту способность количественно. Наиболее распространена частотная селективность.

ТРАНЗИСТОР (от англ. transfеr — переносить и резистор), полупроводниковый прибор для усиления, генерирования и преобразования электрических колебаний, выполненный на основе монокристаллического полупроводника (преимущественно из кремния или германия), содержащего не менее трех областей с различной — электронной и дырочной — проводимостью.

ТРАНСФОРМАТОР (от лат. transformo — преобразую), устройство для преобразования каких-либо существенных свойств энергии (напр., электрический трансформатор, гидротрансформатор).

Именной указатель

Лосев Олег Владимирович (1903-42), российский радиофизик. Создал (1922) полупроводниковый радиоприемник (кристадин). Открыл ряд явлений в кристаллических полупроводниках («свечение Лосева», фотоэлектрический эффект и др.).

Маркони Гульельмо (1874-1937), итальянский радиотехник и предприниматель. С 1894 в Италии, а с 1896 в Великобритании проводил опыты по практическому использованию электромагнитных волн; в 1897 получил патент на изобретение способа беспроводного телеграфирования. Организовал акционерное общество (1897). Способствовал развитию радио как средства связи. Нобелевская премия (1909, совместно с К. Ф. Брауном).

Поляков Владимир Тимофеевич – известный советский и российский радиотехник, специалист по радиоприемным устройствам

Попов Александр Степанович (4 (16) марта 1859, пос. Турьинские Рудники Верхотурского уезда Пермской губернии, ныне Краснотурьинск Екатеринбургской области – 31 декабря 1905 (13 января 1906), Санкт-Петербург), российский физик и электротехник, один из пионеров применения электромагнитных волн в практических целях, в том числе для радиосвязи.

Рыбкин Петр Николаевич – ассистент А. С. Попова, первый использовал в радиоприемнике высокоомные телефоны.

Схемы детекторных приемников, самодельные радиоприемники

Детекторные приемники для УКВ (FM) диапазона

Понятие детекторный приемник прочно ассоциируется с громадными антеннами и радиовещанием на длинных и средних волнах. В публикуемой статье автор приводит экспериментально проверенные схемы детекторных УКВ приемников, предназначенных для прослушивания передач УКВ ЧМ станций. Сама возможность …

6 15814 0

Делаем детекторный приемник более совершенным

Детекторный радиоприемник… Многие десятилетия он является одной из первых самостоятельных конструкций, выполняемой начинающими радиолюбителями. С него начинается знакомство с интересным миром радиоприемных устройств. Он позволяет юным энтузиастам радиотехники проводить разнообразные и …

2 6162 0

Детекторный приемник с симметричным мостовым УНЧ При экспериментах с различными детекторами и усилителями было бы удобнее подсоединять усилитель только двумя проводниками, а не тремя, как в предыдущей конструкции. Раздумья на эту тему привели к разработке еще одного приемника с мостовым усилителем, «дважды балансного», как он был в…

0 3359 0

Схема детекторного приемника с мостовым УНЧ и питанием от радиоволн Увеличить напряжение питания до необходимого позволяет двух-полупериодный детектор-выпрямитель с удвоением напряжения. Искажения на пиках при этом должны снизиться, а для того чтобы совсем симметрично нагрузить диоды детектора и еще уменьшить искажения, было решено построить усилитель по…

1 3917 0

Детекторный приемник с двухтактным усилителем на транзисторах Но вернемся к вопросу громкоговорящего приема одной мощной станции и посмотрим, нельзя ли сделать усилитель более эффективным. Анализ работы детектора приводит к заключению, что усиливать надо не напряжение продетектированного сигнала ЗЧ, а главным образом ток, поскольку амплитуда ЗЧ и так на пиках…

0 3318 0

Питание детекторного приемника полем мощных станций Энергию радиосигнала мощной радиостанции можно использовать не только для усиления ее собственного продетектированного звукового сигнала, но для приема сигналов других, менее мощных станций. Схема такого устройства, разработанного Ю. Прокопцевым , показана на рис. 1. По сути, оно состоит из двух…

0 3195 0

Схема усовершенствованого детекторного приемника с усилителем

Собственно приемник содержит входной контур, образованный емкостью антенны и катушкой L1, подстроечный конденсатор связи С1 и детектор на германиевых высокочастотных диодах (любого типа) VD1, VD2. Использована средневолновая катушка стандартной магнитной антенны от любого приемника, настройка…

4 3687 0

Детекторный приемник с усилителем питающимся от энергии волн Совершенно ясно, что громкоговорящие детекторные приемники получают энергию для своей работы только из эфира — эта энергия является частью энергии радиопередатчика и переносится в точку приема радиоволнами. Поскольку, будучи излученной, она уже не зависит от передатчика и существует…

1 5387 0

Двухполупериодный детектор на комплементарных транзисторах

Дальнейшим развитием идеи был переход к двухполупериодному детектору на транзисторах разного типа проводимости (рис. 1). Очень хорошо (даже на УКВ) в нем работали германиевые СВЧ транзисторы ГТ311 и ГТ313. Двухполупериодный детектор не требует гальванической связи с источником сигнала, поэтому …

0 4510 0

Ключевые детекторы в детекторных радиоприемниках Значительный «прорыв» в области усовершенствования AM детекторов сделали М. Балашов и В. Беляков]. Они совсем отказались от диодов, заменив их управляемыми транзисторными ключами. Схема ключевого транзисторного детектора показана на рис. 1а. Она напоминает схему преобразователя…

2 3573 1

Радиодетали, электронные блоки и игрушки из китая:

Простейшие детекторные приемники

Если  спросить любого радиолюбителя, с чего начинался его путь в радиолюбительство, то скорее всего Вы услышите ответ: с детекторного приемника. Из нескольких деталей такой приемник можно собрать всего за несколько минут, причем начинает работать он сразу, и не требует никаких источников питания.

Навсегда запоминается радость и творческое удовлетворение, когда вдруг в наушниках, подключенных к нескольким деталям, внезапно возникает музыка или голос диктора.

Автор   этой   статьи   испытал   эти чувства еще будучи школьником, и с тех пор навсегда заболел радиолюбительством, и вот уже на протяжении 20 лет отдает этому занятию все свободное время.

Принципиальная схема

Детекторный приемник можно собрать по схеме на рис. 1. Для этого потребуются следующие детали: катушка индуктивности L1, конденсатор переменной емкости (КПЕ) С2, конденсаторы С1 и C3, полупроводниковый диод Д1 и наушники Тф1.

Рис. 1. Принципиальная схема самодельного детекторного приемника.

Детали приемника

Должен сразу предупредить начинающих радиолюбителей, что наушники от телефона — автомата за углом для этого приемника не подойдут, как и от других телефонных аппаратов, у них слишком малое сопротивление катушек.

Наушник должен быть типа ТОН — 1, ТОН — 2 с сопротивлением катушки не менее 1600 Ом (высокоомный). Катушку L1 наматывают на отрезке ферритового стержня диаметром 8 мм и длиной 25 — 30 мм.

Она содержит 80 витков провода ПЭЛ — 1 диаметром 0,1… 0,15 мм. С такой катушкой приемник будет принимать станции, работающие в СВ диапазоне.

Для приема станций, работающих в диапазоне ДВ, число витков катушки надо увеличить до 200. Если у Вас нет конденсатора переменной емкости от радиоприемника, то можно применить подстроечный конденсатор типа КПК — 2.

Емкость конденсатора С1 может быть в пределах 33 … 100 пф, а С2 — в пределах 1500 … 6800 пф. Диод можно взять любой, желательно в стеклянном корпусе.

В качестве антенны используется монтажный провод в изоляции длиной 10 … 15 м, а заземлением служит труба водопровода или центрального отопления, которую необходимо хорошенько зачистить от краски в месте подсоединения схемы.

Упрощенная схема приемника

Если Вы живете недалеко от мощной радиостанции, то детекторный приемник можно собрать и по наиболее простой схеме ( рис.2), но работать он будет уже не так хорошо, как предыдущий.

Рис. 2. Принципиальная схема упрощенного детекторного приемника.

Литература: 500 схем для радиолюбителей (Радиоприемники). 1998.

Схема детекторного приемника. Описание | joyta.ru

В данной статье рассмотрим схему детекторного радиоприемника и его модификации. Предельный интерес познавательного плана у юных радиолюбителей вызывает простой детекторный радиоприемник, который возможно смастерить буквально «на коленке» и провести с ним различные опыты.

Схема детекторного приемника — описание

Итак для того чтобы смастерить простой детекторный радиоприемник по нижеприведенной схеме нам нужно всего 2 детали: германиевый диод (Д9 или Д18) и головной телефон с большим сопротивлением (ТОН-1 или ТОН-2)

Радиоприемник не имеет в своем составе колебательного контура, вследствие этого он не способен улавливать одну конкретную радиостанцию из того количества станций, которые транслируются в данной местности. Но, не смотря на это, он со своей задачей справляется.

Для работы радиоприемника необходима хорошая антенна, в роли которой может выступать кусок провода, заброшенный на дерево и провод заземления. Заземление можно сделать, подсоединив провод к массивному металлическому предмету, например к старому ведру, и закопав его на небольшую глубину.

Простой детекторный радиоприемник с колебательным контуром

Как уже было сказано, в схеме у приведенного выше простого детекторного радиоприемника есть существенным недостаток, а именно в нем отсутствует какая либо избирательность. Нет возможности настроить его на какую-либо конкретную волну.

Данный минус можно устранить, добавив в схему колебательный контур, состоящий из конденсатора и катушки индуктивности. Используя свойство колебательного контура (избирательность), появляется возможность выделить ту или иную радиочастоту, и к тому же усилить ее сигнал.

Вкратце опишем схему работы данного вида детекторного радиоприемника. Радиоприемник содержит катушку индуктивности, состоящую из двух обмоток L1 и L2, диодный детектор VD1, переменный конденсатор C1 (для настройки частоты), конденсатор фильтра низкой частоты C2 и головной телефон ТОН-1. Обе катушки наматываются на бумажную гильзу длинной 7,5 см и диаметром 2,5 см.

Катушка L1 намотана проводом  ПЭВ диаметром 0,32 мм. и содержит 30 витков. Катушка L2 намотана тем же проводом и имеет 100 витков. Обе катушки намотаны рядом друг с другом, это создает трансформаторную связь между ними. Сигнал от антенны поступает на катушку L1. Высокочастотная энергия радиоволны переходит на колебательный контур L2C1, затем пройдя детектор VD1, поступает на головной телефон. Конденсатор C2 является фильтром низкой частоты.

Профессиональный цифровой осциллограф

Количество каналов: 1, размер экрана: 2,4 дюйма, разрешен…

Простой детекторный радиоприемник с усилителем НЧ

Если добавить в схему данного детекторного радиоприемника простой усилитель низкой частоты на транзисторе, то можно значительно усилить его звучание.

Радиосигнал станции продетектированный диодом VD1 отфильтровывается конденсатором C2 так, что на базу транзистора посыпает низкочастотная составляющая радиоволны. Далее он усиливается транзистором и поступает на головной телефон, который включен в его коллекторную цепь. Для наилучшего усиления сигнала необходимо добиться, чтобы ток коллектора был в пределах 0,3…0,5мА. Для этого нужно подобрать соответствующее сопротивление резистора R1. Фактически получился еще один приемник на одном транзисторе.

Приблизительный расчет сопротивления данного резистора можно сделать по следующей простой формуле: R1= hэ21*(Uпит./Ik), где hэ21 – коэффициент усиления транзистора, Uпит. – напряжение питания, Iк – необходимый ток коллектора транзистора. Но нужно учесть, что в схеме усилителя включен диод детектор VD1 и часть тока, который должен поступать на базу транзистора, через резистор  будет утекать. Поэтому следует расчетное сопротивление R1 уменьшить примерно в два раза.

Схемы и конструкции детекторных приемников, мастерим простые приемники своими руками

Детекторный приемник — это простое по конструкции устройство, которое позволяет принимать сигналы радиостанций в диапазонах ДВ, СВ, КВ и даже УКВ. Как правило, в детекторном приемнике нет усилительных элементов, а питание такого радиоприемника осуществляется от энергии радиоволн.

Изготовление детекторного приемника своими руками — это пожалуй самый простой путь в мир электроники и схемотехники. Простота конструкции позволяет изготовить и наладить такой приемник начинающим радиолюбителям, почти все детали можно изготовить из подручных материалов.

Представлены схемы простых детекторных радиоприемников на диапазоны длинных, средних, коротких и ультракоротких волн. Также в разделе присутствуют более сложные громкоговорящие детекторные приемники и с использованием усилительных элементов — транзисторов и ламп.

Изготовление детекторного радиоприемника — это очень увлекательное и познавательное занятие, которое поможет познакомиться с невидимым миром радиоволн, заинтересует начинающих радиолюбителей и поможет совершить первые шаги в мире радиоэлектроники.

Простой трехпрограммный детекторный приемник

Принципиальная схема трехпрограммного приемника на основе детектора, самодельный радиоприемник. Колебательный контур приемника состоит из постоянного конденсатора С2 и одной из катушек индуктивности L1 L2 или L3. Каждая из этих катушек может быть присоединена к конденсатору С2 при помощи…

4

0

1821

Схема детекторного приемника с УНЧ который питается от энергии радиоволн

Схема простейшего приемника О-V-1 на одном транзисторе и одном полупроводниковом диоде, предназначенного для приема одной мощной средневолновой или длинноволновой радиостанции, расположенной в непосредственной близости от места приема. Схема детекторного…

1

1

1752

Схема детекторного приемника с УНЧ и питанием от земляной батареи

Схема простейшего приемника 0-V-1 на одном транзисторе и одном полупроводниковом диоде, предназначенного для приема мощных местных радиостанций, работающих в диапазоне длинных волн. Настройка на принимаемые станции плавная. Прием осуществляется на наружную антенну длbной…

1

0

1734

Схема детекторного приемника с УНЧ на одном транзисторе

Схема простейшего детекторного приемника с усилителем низкой частоты. Она выполнена на одном диоде и одном транзисторе. Изготовление данной схемы целесообразно лишь в том случае, когда поблизости от местаприема имеются мощные средневолновые или длинноволновые…

5

3

1911

Лампово-детекторный приемник 0-Д-1, принципиальная схема

Лампово-детекторный приемник 0-Д-1 (кристаллический детектор с одним каскадом низкой частоты. Приемник дает на «Рекорд» громкий прием местных станций. Дополнительные гнезда Т позволяют пользоваться одной детекторной частью приемника.Катушка самоиндукции сотовой намотки (L) имеет …

2

2

1388

Приемник — приставка к детекторному, схема на радиолампах

Этот приемник объединяет в одной конструкции однокаскадный усилитель высокой частоты и одну лампу усиления низкой частоты. Между каскадами может быть включен любой детекторный приемник.Этот экспериментальный приемник дает очень много учебных возможностей для любителя, изучающего …

1

0

1258

Схема детекторного приемника П-8

Приемник типа П-8 имеет переменную детекторную связь и дает очень хорошую отстройку. Для постройки приемника использован стандартный деревянный вариометр, намотанный эмалированным проводом 0,25 мм. Схема приемника показана на рис. 1. Деревянный ротор имеет диаметр 60 мм; на нем намотано …

1

0

1466

Детекторный приемник Радиолюбитель, принципиальная схема

Схема детекторного радиоприемника Радиолюбитель, описание деталей и параметров. Настройка приемника (производится конденсатором переменной емкости с максимальной емкостью в 750 см. Приемник этого типа был рассчитан «а диапазон волн от 160 до 1 600 м при любительской антенне в один луч, длиной 20— 30 м. Для увеличения диапазона между антенной и землей (точками А и 3) …

4

0

1423

Схема детекторного приемника ДВ-4

Одни из наиболее простых приемников, с которым приходится встречаться — это тип ДВ-4. Схема его дана на рисунке 1. Самая сложная часть его —  вариометр Б-В, составленный из двух сотовых катушек. Статор вариометра (неподвижная часть) имеет 80 витков, а ротор (подвижная часть) …

1

0

1406

Детекторный трехпрограммный приемник, схема и описание

Приёмник был разработан в лаборатории журнала «Радио» и был в нём описан в № 4 за 1947 г.В приёмнике используются нововведения, характерные для современной радиоаппаратуры: применение для настройки и улучшения качества катушек магнетитових сердечников и осуществление приёма станций …

1

0

1418

Демодулятор огибающей AM

»Примечания к электронике

Диодный детектор — это простейшая форма детектора или демодулятора, используемая для демодуляции AM — он обнаруживает огибающую AM сигнала.

---

Амплитудная модуляция, AM Учебное пособие включает:
Амплитудную модуляцию, AM Основная теория и формулы AM Полоса пропускания AM и боковые полосы Индекс модуляции и глубина AM эффективность Демодуляция / обнаружение AM Диодный детектор Синхронный детектор Модуляторы AM Одна боковая полоса, SSB SSB демодуляция

Форматы модуляции: Типы и методы модуляции Модуляция частоты Фазовая модуляция Квадратурная амплитудная модуляция

---

Диодный детектор — это простейшая и основная форма амплитудной модуляции, детектор AM-сигнала, который определяет огибающую AM-сигнала.

Диодный детектор AM может быть построен только из диода и нескольких других компонентов, и в результате это очень недорогой схемный блок в общем приемнике. На заре радио эти детекторы сигналов были сделаны с использованием дискретных компонентов, но современные радиоприемники будут использовать интегральные схемы со встроенными детекторами.

Благодаря своей стоимости и удобству, диодный детектор огибающей AM уже много лет широко используется в транзисторных портативных радиоприемниках.

Хотя его простота была основной причиной его широкого использования, его характеристики не так хороши, как другие типы детекторов / демодуляторов AM, особенно в отношении уровней искажений.

Не только базовый детектор AM диодного сигнала используется для обнаружения огибающей AM, но также широко используется в радиочастотных схемах в целом для определения уровня сигнала.

Основы диодного детектора AM

Диодный детектор AM — это детектор огибающей — он обеспечивает вывод огибающей сигнала. Таким образом, диодный детектор или демодулятор может обеспечивать выходной сигнал, пропорциональный амплитуде огибающей амплитудно-модулированного сигнала.

Типичный транзисторный радиоприемник с использованием диодного детектора огибающей

Как следует из названия, основным компонентом диодного детектора AM является полупроводниковый диод, хотя во времена ламповых / ламповых технологий также использовались диоды, использующие эту форму технологии.

Сигнальный диодный детектор состоит из двух основных элементов схемы:

• Диод / выпрямитель: Диод в детекторе служит для усиления одной половины принимаемого сигнала по сравнению с другой.Во многих случаях для этого типа детектора используются диоды Шоттки, поскольку уровни сигнала могут быть низкими, а диоды Шоттки имеют гораздо более низкое напряжение включения (обычно около 0,2 В), чем стандартные кремниевые диоды (обычно около 0,7 или 0,7 В).
• Фильтр нижних частот: Фильтр нижних частот требуется для удаления высокочастотных элементов, которые остаются в сигнале после обнаружения / демодуляции. Фильтр обычно состоит из очень простой RC-цепи, но в некоторых случаях его можно обеспечить просто, полагаясь на ограниченную частотную характеристику схемы, следующей за выпрямителем.Поскольку конденсатор в цепи накапливает напряжение, выходное напряжение отражает пик формы волны. Иногда эти схемы используются в качестве пиковых детекторов.

  При выборе емкости конденсатора, используемого в схеме, он должен быть достаточно большим, чтобы удерживать пик формы волны РЧ, но не настолько большим, чтобы ослаблять любую модуляцию сигнала, т.е. он должен действовать как фильтр для РЧ сигнала. несущая, а не модуляция звука.

Схема детектора огибающей, используемого в радиоприемнике AM.

Схема обычно имеет относительно высокий импеданс источника. При подключении схемы к следующему этапу схемы следует проявлять осторожность, чтобы не приземлиться слишком сильно, иначе работа будет нарушена.

Обычно резистор подключается к конденсатору — это может быть нагрузка следующего каскада, регулятор громкости или резистор в цепи. Этот уровень следует определять путем расчета постоянной времени конденсатора и нагрузки. Это должно быть между радиочастотным сигналом и аудиомодуляцией, чтобы радиочастотная составляющая удалялась удовлетворительно, но звуковая модуляция оставалась нетронутой.

В этой схеме стоит отметить, что вторичная обмотка трансформатора обеспечивает возврат постоянного тока на землю. Иногда, когда детектор AM-сигнала используется с подключением конденсатора к предыдущему каскаду, тогда на входе должен использоваться резистор или дроссель (индуктор) на землю, чтобы обеспечить обратный путь постоянного тока. В противном случае схема не будет работать правильно.

Детектор сигнала огибающей с конденсаторной связью, показывающий резистор, обеспечивающий обратный путь постоянного тока.

Значение резистора на входе, обеспечивающем обратный путь постоянного тока, обычно является критическим, но оно может помочь обеспечить требуемое согласование без поглощения слишком большого сигнала.

Процесс обнаружения диода AM

При выпрямлении радиочастотного сигнала диодный детектор AM обеспечивает выходной сигнал, эквивалентный огибающей одной половины сигнала, то есть это детектор огибающей.

Принимая во внимание работу диодного детектора, его иногда называют детектором огибающей.

Входящий амплитудно-модулированный радиочастотный сигнал состоит из формы волны как положительного, так и отрицательного выходного напряжения, как показано. Ни один звуковой преобразователь на это не реагирует.

Процесс обнаружения огибающей диода AM.

Диодный детектор огибающей выпрямляет сигнал, оставляя только положительную или отрицательную половину сигнала.

Высокочастотный элемент этого затем фильтруется, обычно с использованием конденсатора, который формирует фильтр нижних частот и эффективно « заполняет » высокочастотные элементы, оставляя форму волны, на которую может реагировать преобразователь, такой как наушники или громкоговоритель. преобразовывать в звуковые волны.

Согласование импеданса

Часто бывает необходимо, чтобы диодные детекторы огибающей, используемые в различных схемах, были согласованы с импедансом 50 Ом.

Базовая схема, состоящая из диода, нагрузочного резистора и сглаживающего конденсатора, никогда не будет соответствовать 50 Ом. Если диод детектора находится во включенном состоянии, цепь будет иметь сопротивление менее 50 Ом.

Чтобы решить эту проблему, обычно используют трансформатор импеданса, чтобы обеспечить оптимальное согласование и наилучшие общие характеристики схемы.

Преимущества и недостатки диодного детектора огибающей

Детектор с диодной огибающей AM успешно используется в течение многих лет.

Преимущества детектора конверта:

• Низкая стоимость: Диодный детектор требует использования лишь нескольких недорогих компонентов. Это сделало его идеальным для использования в транзисторных (и ламповых / вакуумных) радиоприемниках, использующих дискретные компоненты.
• Простота: Диодный AM-детектор с очень небольшим количеством компонентов легко реализовать. Это было надежно и не требовало настройки.

Недостатки детектора конвертов:

• Искажения: Поскольку диодный детектор является нелинейным, он вносит искажения в обнаруженный аудиосигнал.
• Избирательное замирание: Одной из проблем, часто возникающих в коротких и средних диапазонах волн, где расположены передачи AM, является избирательное замирание. Детектор огибающей диода не может бороться с этим эффектом так, как это могут делать некоторые другие детекторы, и в результате возникает искажение, когда происходит селективное замирание.
• Чувствительность: Диодный детектор не такой чувствительный, как некоторые другие типы.Если используются кремниевые диоды, они имеют напряжение включения около 0,6 вольт, в результате используются германиевые диоды или диоды Шоттки, которые имеют более низкое напряжение включения примерно от 0,2 до 0,3 вольт. Даже при использовании диода Шоттки, детектор огибающей диода все еще страдает низким уровнем чувствительности

Детектор с диодной огибающей AM существует уже много лет. Он получил широкое распространение. Хотя в наши дни амплитудная модуляция используется реже, и другие формы AM-детектора могут быть легко включены в интегральные схемы, простой диодный детектор все же имеет некоторые преимущества.

Другие важные темы по радио:
Радиосигналы Типы и методы модуляции Амплитудная модуляция Модуляция частоты OFDM ВЧ микширование Петли фазовой автоподстройки частоты Синтезаторы частот Пассивная интермодуляция ВЧ аттенюаторы RF фильтры Радиочастотный циркулятор Типы радиоприемников Радио Superhet Избирательность приемника Чувствительность приемника Обработка сильного сигнала приемника Динамический диапазон приемника
Вернуться в меню тем радио.. .

детекторных цепей (часть I), август 1945 г., Radio-Craft

августа 1945 года Radio-Craft [Стол содержания] Воск, ностальгирующий по истории ранней электроники. См. Статьи из Radio-Craft, опубликовано с 1929 по 1953 год. Настоящим подтверждаются все авторские права.

Это первая из трех частей серия по схемам радиодетекторов г.Роберт Скотт. Он начинается в этой статье с описанием действия диода и перехода к использованию в различных типах детекторов сигналов в радиоприемниках. Обсуждение источников модуляции и искажений включено. также. Странно выглядящие круглые схематические символы — это электронные лампы, в которых использовались металлические элементы, разделенные пространством, как функциональные элементы, а не плавленый песок со следами примесей. Однако не бойтесь; просто подумай о них как полевые транзисторы (FET), где пластина — сток, сетка — затвор, а катод — исток.В следующей статье серии обсуждается качество воспроизведения. триодные детекторы; пластинчатый выпрямитель, детекторы бесконечного импеданса, сеточное выпрямление, и рекуперативные схемы.

См. Детекторные схемы, часть II в выпуске Radio-Craft за сентябрь 1945 г.

Цепи извещателей

Рис. 1 — Схема типового диодного детектора.

Рис. 2 — График характеристик диодной лампы.

Фиг.3 — Диодное действие на трех частотах.

Рис. 4 — Двухполупериодный детектор. 4а — Детектор и A.V.C. схема для минимального искажения.

Часть I. Диодный детектор.

Роберт Ф. Скотт

Детектор был описан как средство разделения речи или другого интеллекта компоненты из сигнала несущей радиочастоты. Обнаружение или «демодуляция» необходим практически для любого типа связи, использующего базовый носитель сигнал с частотой значительно выше звуковой шкалы.

Есть несколько методов отделения разведки от носителя. Каждый из них имеет свои особые преимущества и недостатки, которые будут обсуждаться ниже. по очереди. Наиболее важными из этих качеств являются: чувствительность, верность, обработка сигналов. емкость и нагрузка цепи.

Чувствительность извещателя — это его способность реагировать на сравнительно слабые сигналы. и эта способность измеряется как отношение R.F. вход сигнала к выходу аудиосигнала.

Fidelity — это способность обрабатывать аудиосигналы без дискриминации частота или амплитуда. Таким образом, детектор с высокой точностью воспроизводит точное воспроизведение. огибающей интеллекта модулированного сигнала.

Способность извещателя обрабатывать сигналы — это его способность обрабатывать изменяющиеся сигналы. от максимального до минимального уровня сигнала без вредных последствий недостаточного входное напряжение и перегрузка.

Нагрузка схемы — это нагрузка, которую схема извещателя накладывает на предыдущие сцена.Именно этот фактор часто необходимо тщательно рассчитывать; потому что низкий сопротивление часто означает, что детектор будет потреблять ток, а не все предыдущие ступени предназначены для обеспечения движущей силы.

Схема диодного детектора

Пожалуй, самым простым и часто используемым детектором является диод. Здесь задействованы трубка, имеющая только катод и анод или пластину. На рис. 1-а показан типичный схема диодного детектора, обычно используемая в современных приемниках.Сетка и Триодная пластина входит в состав многих таких ламп, но не играет роли в работе детектора. Рис. 1-b-c-d показывают форму модулированного входного сигнала, напряжение зарядки конденсатора. и ток через диод соответственно.

Напряжение модулированного сигнала подается на комбинацию L-C и, следовательно, между (диодная) пластина и катод детекторной трубки. Как известно, тарелка притягивает электроны (или потребляет ток) только тогда, когда он положителен по отношению к катод.Когда входной сигнал увеличивается от нуля в положительном направлении, пластина заряжается положительно, и электроны текут с катода, в результате чего возникает ток поток. Этот ток проходит через нагрузочный резистор R, и появляется напряжение падение на этот резистор. Напряжение на этом резисторе будет точной копией положительная остановка модулированного входного сигнала. Конденсатор С1, возьму на себя заряд равно напряжению на R, которое немного меньше пикового напряжения входной цикл.

На отрицательной части входного цикла пластина отрицательна относительно к катоду, и ток не будет протекать. Этот поток тока также предотвращается наличием отрицательного заряда на пластине конденсатора, который подключается к пластине через сеть L-C. Чтобы ток начал течь, необходимо необходимое для того, чтобы пиковое напряжение зарядки превысило напряжение на конденсаторе для напряжения на пластине для последующих циклов будет алгебраическая сумма напряжение на конденсаторе и пиковое напряжение зарядки.

Таким образом, эффекты R.F. будет удален из вывода, а напряжение на R будет постоянно повторять форму модулирующей огибающей.

Для максимальной эффективности или чувствительности детектора необходимо, чтобы значение R должно быть максимально высоким по сравнению со значением сопротивления пластины. Отношение R _p к R может составлять от 20 до 100 для эффективности от От 80 до 95 процентов.

Использование характеристических кривых

В руководстве по эксплуатации средних электронных ламп будут приведены характеристики диода. детектор при подаче синусоидального напряжения на входную цепь с различными значениями нагрузочных сопротивлений.Условия, показанные на этих диаграммах, демонстрируют только статические характеристики трубки, но помогают при определении динамических условия, при которых он будет работать наиболее эффективно. Из-за многих факторов детектор будет реагировать совершенно иначе, чем его статические характеристики, когда он подавали сложные волновые формы речи или музыки. Даже случайное исследование показывает, что будут доступны самые высокие значения выходного напряжения с самыми высокими значениями сопротивление нагрузки.Такая диаграмма представлена ​​на рис. 2.

Схема на рис. 1-а показывает второй детектор популярного приемника переменного тока. используя лампу 12SQ7 в качестве полуволнового выпрямителя или детектора, A.V.C. и первый звуковой каскад. Отметим, что в этой схеме диодная нагрузка состоит из двух сопротивлений с общим сопротивлением 0,3 МПа. Используется 250 000 Ом этого сопротивления. как регулятор громкости для ресивера. Конденсатор .00025 используется для фильтрации пульсации, которые могут возникнуть в результате R.F. в цепи. Постоянный ток протекающий через сопротивление нагрузки также отводится для подачи отрицательного автоматического напряжение регулятора громкости для I.F. этапы набора.

На рисунках 3-a-b-c показаны эквивалентные схемы при 100, 400 и 5000 циклах. На различных звуковые частоты, реактивное сопротивление различных конденсаторов будет меняться обратно пропорционально с увеличением частоты (при увеличении частоты реактивное сопротивление уменьшается). Главный нарушителем высокочастотного шунтирования является байпасный конденсатор С1.Его реактивное сопротивление при 100 циклах это почти шесть с половиной МОм. Это значение шунтирования реактивного сопротивления 300000 Ом окажут незначительное влияние на аудиовыход на этой низкой частоте. При 400 циклах выходной аудиосигнал будет еще ниже, а при 5000 циклах реактивное сопротивление Р.Ф. байпасный конденсатор 127000 Ом. Когда мы рассматриваем это значение параллельно при сопротивлении нагрузки 300000 Ом эквивалентное сопротивление составляет всего 89227 Ом. Ом. Затем, учитывая A.V.C. резистор и сеть утечки параллельно с сопротивление нагрузки, даже это значение будет несколько снижено.

Высокий процент модуляции

Было заявлено, что падение напряжения на сопротивлении нагрузки несколько ниже пикового зарядного напряжения. Теперь, если сопротивление потоку переменного тока меньше, чем ток, подаваемый на постоянный ток, тогда ток, вызванный поток переменного тока будет больше, чем поток, вызванный D.C. Когда форма модулированный сигнал исследуется, следует отметить, что как процент модуляции приближается к 100% мгновенного тока, протекающего через диод. становится меньше и уменьшается до нуля при максимальной модуляции. Когда диодный вход содержит сигналы, имеющие высокий процент модуляции и содержащие высокие частоты, Р.Ф. байпасный конденсатор не может рассеивать свой заряд через нагрузочный резистор достаточно быстро, чтобы следовать форме огибающей модуляции.Таким образом будет частота и амплитудные искажения.

Для определения стоимости Р.Ф. байпасный конденсатор, высшая модуляция необходимо учитывать частоту приема, а также межэлектродную емкость трубки и частоты вещания, которые должен покрывать приемник. Если его реактивное сопротивление от 2 до 3 раз превышает сопротивление нагрузки при максимальной модуляции частоты, тогда можно будет принимать сигналы, которые были модулированы до 94 процентов без искажений.Более высокие пики модуляции могут быть получены без искажение становится заметным. Однако реактивное сопротивление этого конденсатора должно быть как можно меньше, потому что для получения максимальной отдачи от детектора необходимо для максимального Р.Ф. напряжение, подаваемое на пластину диода. Если реактивное сопротивление конденсатора довольно большой по сравнению с сопротивлением нагрузки, большой процент Р.Ф. на нем будет потеряно напряжение. По этой причине диод Детектор редко используется для низкочастотных приемников.

Некоторые причины искажений

Шунтирующий эффект различных конденсаторов и сопротивлений в цепи снижает эффективное сопротивление нагрузки трубы. Динамичный линия нагрузки характеристической кривой трубки будет проходить через рабочую точку но будет иметь такой наклон, что будет иметь характеристику отсечки на входе напряжение меньше нуля, и искажения будут серьезными при процентах модуляции где мгновенный ток приближается к нулю.Теоретически диод мог бы не иметь возможности успешно обрабатывать сигнал с высокой степенью модуляции, но, к счастью, есть еще один фактор, который сводит на нет этот эффект.

Было обнаружено, что максимальная степень модуляции, которая может быть Р.Ф. сигнал и быть обнаруженным диодом без искажений равно эквивалентному полное сопротивление на самой высокой частоте модуляции, деленное на сопротивление нагрузки диода. Когда эффективность детектора высока, сопротивление нагрузки, оказываемое R.Ф. равно сопротивлению нагрузки R, деленному на КПД. Поскольку сопротивление ниже для переменного тока, сопротивление, предлагаемое для переменного тока, равно эффективному сопротивлению делится на эффективность. Следовательно, процент модуляции, очевидно, будет уменьшены и искажения, производимые диодом при фактическом обнаружении сильных модулированные сигналы сокращаются.

Трубки, выбранные для обслуживания диодных детекторов, должны иметь низкое межэлектродное расстояние. емкость и низкое сопротивление пластины.Эти условия могут быть выполнены, если нанять практически любой из специально разработанных диодов, таких как 6H6 или многоцелевой лампы как 6Q7, 6B7, 6B8 и многие другие.

На рис. 4 показано использование диода в качестве двухполупериодного детектора. В этом В этом случае используются обе половины входного цикла. Выход этого типа детектора только половина от выхода полуволнового типа для того же значения входного напряжения. У этой схемы есть одно преимущество.Очень маленький Р.Ф. размещен поперек нагрузочный резистор, так как центральный отвод входной индуктивности находится на нулевой Р.Ф. потенциал так же, как катод.

На рис. 4-а мы видим схему, которая была разработана для преодоления эффектов шунтирования высоких частот модуляции, вызванных низким значением. A.V.C. сопротивления и обычный конденсатор связи и утечка решетки для звукового каскада. В этом случае, детектор — полуволновое дело. Вторая диодная пластина имеет емкостную связь. на пластину предыдущего этапа.На его нагрузочном резисторе появляется падение постоянного тока, RL2, который будет использоваться как A.V.C. предвзятость. В этом случае секция нагрузочного резистора для детектор используется в качестве утечки сетки и объема для следующего аудиоусилителя сцена. Этот метод обеспечит достаточное звуковое напряжение в сети следующих ступени, так как диод не должен работать при входных напряжениях ниже чем 10 вольт R.M.S. и это условие может быть выполнено любым приемником, использующим A.V.C. Во второй части статьи речь пойдет о триодных детекторах.Он появится в ранний выпуск.

Опубликовано 12 декабря 2018 г. (оригинал 24.12.2014)

Детектор

AM более чувствителен, чем простой диод

Традиционный диодный AM-детектор показан на рис. 1 . Этот детектор должен работать при нулевом потенциале постоянного тока, поэтому, если источник имеет составляющую постоянного тока, комбинация R-C необходима для блокировки постоянного тока в сигнале. Детектор загружает каскад источника, возможно, увеличивая его полосу пропускания.Выходной импеданс детектора относительно высок, что нежелательно. Регулятор громкости создает нагрузку переменного тока на детектор, вызывая искажение звука. Используемый диод должен быть германиевого типа или диодом с горячей несущей с низким напряжением прямой проводимости.

Рисунок 1 Традиционный детектор AM

Идея дизайна в Рисунок 2 показывает альтернативную схему, которая решает все эти проблемы сразу. Источник показан как 5-вольтовый модулированный AM сигнал, последовательно соединенный с 5-вольтовым источником постоянного тока (который здесь можно игнорировать).Сигнал AM представляет собой несущую 1 МГц с модуляцией 1 кГц при 100%. Входное сопротивление детектора составляет около 300 кОм, что не оказывает заметной нагрузки на источник. Диод работает с небольшим прямым смещением, поэтому можно использовать обычный кремниевый сигнальный диод (например, 1N914). Выходное сопротивление схемы невелико, и нагрузка здесь мало влияет на уровень искажений.

Рисунок 2 Улучшенный детектор AM

Шаблоны ввода и вывода моделирования показаны на рис. , рис. 3 .Форма выходного аудиосигнала отображается с правильным уровнем постоянного тока по отношению к центральной линии, который равен 0 вольт. Обратите внимание, что выходное напряжение не стремится к нулю даже при 100% модуляции. На выходе нет видимых искажений, что необычно для 100% модуляции.

Рисунок 3 Смоделированные сигналы улучшенного AM-детектора

Эта схема не только была проанализирована с помощью SPICE, но и фактически использовалась в коротковолновом приемнике, который был опубликован в журнальной статье и двух книгах (см. Ссылки).Ресивер создан автором и многочисленными читателями.

Если вам нужна АРУ ​​с детектором, все усложняется. Уровень постоянного тока на выходе составляет +4 В при отсутствии сигнала и увеличивается по мере увеличения входного сигнала. Обычно для АРУ требуется отрицательное напряжение с нулевым выходным напряжением и нулевым входным напряжением несущей. Для этого мы используем операционный усилитель для инвертирования напряжения, сдвига уровня на ноль при нулевом входном сигнале и обеспечиваем некоторое усиление по постоянному току. Операционному усилителю требуется положительное и отрицательное напряжение питания.Схема показана на Рисунок 4 .

Рисунок 4 Улучшенный детектор AM с выходом AGC

Смоделированные выходной сигнал АРУ и звук показаны на Рис. 5 . И аудио, и линия AGC привязаны по постоянному току к центральной линии. Выходной сигнал АРУ составляет около -4 В при входном сигнале 5 В. Детектор.

Рисунок 5 Аудиосигналы и сигналы АРУ

Ссылки :

1. Nuts and Volts Magazine , июнь 2002 г., стр. 44
2. The New Radio Receiver Building Handbook by Lyle Russell Williams, page 137
3. Развлечения с электроникой Лайл Рассел Уильямс, стр. 45

См. Также :

— Лайл Уильямс имеет BSEE и ушел на пенсию из McDonnell Douglas в Санкт-Петербурге.Луи. Он является автором множества статей и идей по дизайну, а также «Руководства по созданию нового радиоприемника», которое можно получить на Amazon.

Цепи детектора

— обзор

7.5.3 Практические методы проектирования

Давайте теперь спроектируем идеальную схему пикового детектора, аналогичную показанной на рис. 7.18. Он должен удовлетворять следующим целям проектирования:

1.Диапазон входной частоты	300–3000 Гц
2. Пиковое входное напряжение	От 1 до 5 вольт
3. Время отклика	≤200 миллисекунд
процентов 4. Пульсации напряжения	≤3

Выберите операционный усилитель Clipper.

Минимальная ширина полосы единичного усиления такая же, как и для верхней входной частоты, поскольку A ₁ , по существу, работает с коэффициентом усиления замкнутого контура, равным 1 (когда выпрямитель проводит ток).

Минимальная скорость нарастания напряжения для операционного усилителя вычисляется с помощью уравнения (2.11). При отрицательном изменении входного цикла выход A ₁ перейдет в −V _SAT , поскольку D ₁ будет иметь обратное смещение, а операционный усилитель будет работать с разомкнутым — усиление петли. При положительном чередовании выходное напряжение может достигать 5,7 В. То есть v _PK входа плюс прямое падение D ₁ .Таким образом, максимальный размах выходного сигнала для определения требований к скорости нарастания составляет +5,7 — (-13) = 18,7 вольт. Требуемая скорость нарастания для нашего настоящего проекта рассчитывается как

fSRL = скорость нарастания πυO (макс.) Или скорость нарастания = πfSRLυO (макс.) = 3,14 × 3 кГц × 18,7 В = 0,176 В / мкс

Требования к полосе пропускания и скорости нарастания легко устраивает стандартный 741 ОУ. Давайте решим использовать это устройство.

Выберите буферный усилитель.

К буферному усилителю предъявляются еще менее строгие требования, поскольку он усиливает сигнал постоянного тока; поэтому нас не беспокоят ограничения полосы пропускания или скорости нарастания.Если приложение критично с точки зрения дрейфа постоянного тока, мы можем выбрать операционный усилитель, чтобы минимизировать эту характеристику. Однако для данной конструкции воспользуемся базовым устройством 741.

Выбрать

D ₁ .

Пиковое обратное напряжение D ₁ будет равно разнице между −V _SAT и максимальным пиковым входным напряжением. Эта разность потенциалов будет существовать, когда C ₁ будет заряжен до максимального пикового напряжения, а выход A ₁ перейдет в режим -V _SAT при отрицательном чередовании.В форме уравнения пиковое обратное напряжение диода определяется уравнением (7.15).

(7,15) VPIV (рейтинг) ≥VPK (макс.) — (- VSAT)

В случае проектируемой схемы рейтинг PIV диода рассчитывается как

VPIV = 5 В — (- 13 В ) = 18 В

Средний ток для D ₁ почти ничтожен, так как он проводит только достаточно для перезарядки конденсатора C ₁ , и потому что C ₁ теряет очень мало заряда между последовательными циклами .Мгновенный ток через D ₁ , однако, может быть значительно выше, когда питание подается в систему впервые и C ₁ заряжается изначально. Самый безопасный способ — убедиться, что D ₁ может выдержать ток короткого замыкания A ₁ .

Для нашей нынешней конструкции, давайте использовать диод 1N914A для D ₁ . Это легко удовлетворяет требованиям как PIV, так и мгновенного тока.

Вычислить

R ₅ и C ₁ .

Есть два конфликтующих параметра схемы, которые влияют на выбор значений для R ₅ и C ₁ : допустимые пульсации напряжения на C ₁ и время отклика. Можно установить значения этих параметров в начальных целях проектирования, которые не могут быть физически реализованы. Как правило, более быстрое время отклика приводит к большей пульсации.

Для целей проектирования мы независимо вычислим необходимые значения для R ₅ и C ₁ , чтобы удовлетворить критериям пульсации и времени отклика. Затем мы сделаем суждение об оптимальном выборе значений.

Минимальная требуемая постоянная времени RC , основанная на спецификации пульсации, может быть найдена с помощью уравнения (7.12). (Мы могли бы использовать уравнение (7.13), если бы цель пульсации составляла 1 процент.)

fL = 1R5C1ln [V − V0V − υC], или R5C1 = 1fLln [V − VOV − υC] = 1300 Гц × ln [0−5 V0 −4.85 В] = 109,4 мс

Любая постоянная времени RC, превышающая это минимальное значение, будет соответствовать целевому показателю пульсации.

Максимум R ₅ C _{1 Постоянная времени} , основанная на заданном времени отклика, может быть найдена с помощью уравнения (7.14).

tR = R5C1ln [υPK (старый) υPK (новый)] или R5C1 = tRln [VPK (старый) VPK (новый)] = 200 мсln [5 V1 V] = 124,3 мс

Любая постоянная времени RC, которая меньше это значение удовлетворяет требованию времени отклика.

На этом этапе мы должны выбрать значения для R ₅ и C ₁ так, чтобы постоянная времени RC попадала в вышеуказанное окно (т. Е. 109,4 мс ≤ R ₅ C ₁ ≤ 124,3 мс). Кроме того, мы не хотим использовать резисторы с номиналами меньше нескольких кОм или больше, чем низкие МОм. В данном случае выберем стандартное значение 1,0 мкФ для C ₁ . Пределы для R ₅ затем могут быть вычислены как

R5 (min) = 109.4 мс1 мкФ = 109,4 кОм, а R5 (макс.) = 124,3 мс1 мкФ = 124,3 кОм

Выберем стандартное значение 120 кОм для R ₅ .

Вычислить

R ₁ , R ₂ , R ₃ и R ₄ .

Для наших целей точные значения этих четырех резисторов некритичны, и будет достаточно любого значения в диапазоне от 2 до 100 кОм. Однако важно, чтобы R ₁ = R ₂ и R ₃ = R ₄ .Произвольно выберем все четыре резистора равными 10 кОм.

Это завершает разработку нашей идеальной схемы пикового детектора. Окончательная схема показана на рис. 7.19. Формы сигналов, указывающие на его производительность, представлены на рисунке 7.20. На рисунках 7.20 (a) и 7.20 (b) показаны выходные характеристики при минимальном и максимальном входных условиях. Рисунок 7.20 (c) иллюстрирует пульсации напряжения на C ₁ , а время отклика измеряется на рисунке 7.20 (d) — здесь применяется прямоугольный сигнал и время разряда конденсатора с 5 до 1. вольт измеряется.Цели проектирования сравниваются с результатами измерений в таблице 7.4.

РИСУНОК 7.19. Окончательный проект идеальной схемы пикового детектора.

РИСУНОК 7.20. Осциллограф отображает фактические характеристики схемы детектора пиков, показанной на рисунке 7.19.

(Испытательное оборудование любезно предоставлено компанией Hewlett-Packard.)

ТАБЛИЦА 7.4.

	Цель проекта	Измеренное значение
Входное напряжение	Пиковое напряжение 1–5 В	Пиковое напряжение 1–5 В
300–3000 Гц
Напряжение пульсации	≤3%	2.97 процентов
Время отклика	≤200 миллисекунд	190 миллисекунд

FM-детекторы [Analog Devices Wiki]

Объектив

Знать основные принципы демодуляции FM, а также различные схемы, используемые для обнаружения информации из принятого сигнала FM.

Фон

Чтобы связь работала, отправитель и получатель должны договориться о том, какой канал связи использовать.После этого отправитель кодирует сообщение и передает его получателю. Затем получатель получает сообщение и декодирует его. Это справедливо и для FM: переданный FM-сигнал принимается и должен быть демодулирован для получения информации. Это то, что делают FM-детекторы.

Рисунок 1. Обнаружение FM-демодуляции

FM-детекторы — это схемы, которые мгновенно преобразуют изменения частоты несущего сигнала в его аналог выходного напряжения.Они также известны как частотные демодуляторы или дискриминаторы. Передаточная функция FM-детектора нелинейна, однако при работе в линейном диапазоне она составляет:

куда:

Входом в схемы является изменяющийся по частоте сигнал с постоянной амплитудой. Затем схемы преобразуют эти мгновенные изменения частоты в изменения амплитуды, таким образом, каждый уровень напряжения на выходе соответствует своему аналогу мгновенного изменения частоты на входе.Следовательно, единица передаточной функции FM-демодулятора выражается в вольтах на герц.

Как и AM, FM также имеет индекс модуляции. Он равен отношению отклонения частоты к частоте модуляции. Девиация частоты — это величина изменения или размаха несущей частоты, создаваемая модулирующим сигналом. Индекс модуляции FM определяется следующим образом:

куда:

Как и AM, индекс модуляции FM, m , является мерой пиковой девиации частоты.Это способ выразить пиковую частоту девиации как кратную максимальной частоте модуляции. Чтобы проиллюстрировать это, обратитесь к рисунку ниже:

Рис. 2. Пример FM-сигнала

Частота несущего сигнала составляет 1 кГц, частота модуляции 100 Гц, а индекс модуляции равен 3. Принимая во внимание индекс модуляции, это делает пиковую девиацию частоты 300 Гц. Частота будет колебаться от 700 до 1300 Гц. С другой стороны, функция частоты модуляции состоит в том, чтобы знать, насколько быстро цикл завершается.

Существуют различные типы FM-демодуляторов, в том числе:

1. Детектор наклона
   

2. Дискриминатор Фостера-Сили
   

3. Датчик соотношения
   

4. Дискриминаторы с усреднением импульсов
   

5. Квадратурные детекторы
   

6. Цепи с фазовой синхронизацией
   

Для простоты мы углубимся в детектор наклона, чтобы узнать основные функции FM-демодулятора.

Детектор наклона

Детектор наклона, также известный как несимметричный детектор наклона, представляет собой простейшую форму FM-демодулятора. Это частотный демодулятор с настраиваемой схемой, в котором он преобразует FM-сигналы в AM с использованием настроенных (LC) схем и извлекает информацию из огибающей AM, используя последовательное соединение диода и конденсатора (обычный пиковый детектор). с любым радио, даже если оно не поддерживает FM. Детектор наклона зависит от избирательности приемника, и работа его схемы является базовой для всех дискриминаторов с настроенной схемой.Он состоит из настроенной схемы и диодного пикового детектора — основных компонентов типичных частотных дискриминаторов с настроенной схемой. На рисунках 2 и 3 показана его традиционная и упрощенная принципиальная схема.

Рис. 4. Бестрансформаторный датчик наклона

Несмотря на свою простоту, наклонный детектор имеет наиболее нелинейные вольт-частотные характеристики, поэтому используется редко. На рисунке 4 показана зависимость напряжения от частоты.

Рисунок 5. Напряжение детектора наклона в зависимости от частотной характеристики

Еще одна разновидность датчика наклона — это сбалансированный датчик наклона. Он состоит из двух несимметричных датчиков наклона, подключенных параллельно и питаемых не по фазе на 180 градусов.

Процедура

Откройте файл моделирования. В схеме на вход подается FM-сигнал с частотой модуляции 1 кГц, несущим сигналом 5–20 кГц и индексом модуляции 5.Настроенная схема, образованная C ₁ и L ₁ , выполняет преобразование FM в AM, а пиковый детектор, сформированный D ₁ , R ₂ и C ₂ , извлекает информацию из огибающей AM. . Запустите файл моделирования и наблюдайте за сигналами.

Рис. 6. Моделирование детектора наклона

Наблюдаемые формы сигналов должны быть аналогичны изображенным на рисунке 5b.

Рисунок 7.Формы сигналов детектора наклона

Другие схемы

Дискриминатор Фостера-Сили и детекторы соотношения

Дискриминатор Фостера-Сили и детектор отношения были широко используемыми демодуляторами демодуляции FM для радиоприемников, которые обычно использовали дискретные компоненты. На рисунке 6 показана схема дискриминатора Фостер-Сили, а на рисунке 7 — детектора соотношения. На первый взгляд, две схемы похожи. У них обоих есть ВЧ-трансформатор и пара диодов, но у Foster-Seeley нет третьей обмотки, в отличие от Ratio Detector.Вместо этого есть дроссель.

Рис. 8. Дискриминатор Фостера-Сили

Оба демодулятора просты в сборке с использованием дискретных компонентов и предлагают хорошие уровни производительности и линейности. Однако Foster-Seeley обеспечивает более высокий выходной сигнал и имеет меньшие искажения, чем детектор соотношения, а детектор соотношения обеспечивает хороший уровень устойчивости к амплитудному шуму и имеет более широкую полосу пропускания по сравнению с Foster-Seeley.Недостатками этих демодуляторов являются высокая стоимость их трансформаторов, и их трудно объединить с интегральной схемой; таким образом, в наши дни они не получили широкого распространения.

Дискриминаторы с усреднением импульсов

Дискриминатор с усреднением импульсов использует детектор перехода через нуль, одноразовый мультивибратор и фильтр нижних частот для восстановления исходного модулирующего сигнала. На рисунке 10 показана блок-схема дискриминатора с усреднением импульсов.

Рисунок 10.| Блок-схема дискриминатора с усреднением импульсов

Это очень качественный частотный демодулятор, который использовался только для дорогостоящих приложений телеметрии и промышленного управления. Но из-за наличия недорогих ИС дискриминатор с усреднением импульсов легко реализуется и теперь используется во многих электронных продуктах.

Рисунок 11. | Формы сигналов дискриминатора с усреднением импульсов: (a) вход FM, (b) выход детектора перехода через нуль, © Выход одного импульса, (d) выход дискриминатора (исходный модулирующий сигнал).

Квадратурные детекторы

Рис. 12. Блок-схема квадратурного детектора

Квадратурный детектор, вероятно, является наиболее широко используемым ЧМ-демодулятором. В нем используется схема фазового сдвига для получения фазового сдвига на 90 ° на немодулированной несущей частоте. Этот детектор в основном используется для демодуляции ТВ и некоторых FM-радиостанций.

Петли с фазовой синхронизацией

Контур фазовой автоподстройки частоты ( PLL ) представляет собой схему управления с обратной связью, чувствительную к частоте или фазе.Все системы ФАПЧ имеют три основных элемента: фазовый детектор, фильтр нижних частот и генератор, управляемый напряжением. Контуры фазовой автоподстройки частоты используются в частотной демодуляции, синтезаторах частот и различных приложениях для фильтрации и обнаружения сигналов. На рисунке 17 показана блок-схема PLL .

Рисунок 13. Блок-схема контура фазовой автоподстройки частоты

Контур фазовой автоподстройки частоты, используемый в качестве FM-демодулятора, несмотря на то, что задействована работа PLL , вероятно, является самым простым и легким для понимания.Способность контура фазовой автоподстройки частоты обеспечивать частотную избирательность и фильтрацию дает ему отношение сигнал / шум, превосходящее любой другой тип FM-детектора. Для более глубокого изучения его работы, проверьте Лабораторную деятельность с фазовой синхронизацией.

Вопрос

1. Что произойдет с выходным сигналом в детекторе наклона, если C2 изменить на 0,001 мкФ? 0,1 мкФ? Измените R2, сохраняя C2 равным 0,01 мкФ, и снова наблюдайте за формой выходного сигнала.

Детектор радиочастотных сигналов — Gadgetronicx

Gadgetronicx> Электроника> Принципиальные и электрические схемы> Схемы приемопередатчиков> Детектор радиочастотных сигналов

Команда Gadgetronicx 10 августа 2019

RF, также известный как радиочастотный сигнал, широко распространен в современном мире.Хотя есть места, где мы получаем плохой прием радиочастотных сигналов, и в этих случаях нам пригодится детектор, чтобы исправить эту проблему. В качестве альтернативы есть случаи и места, куда мы не хотим, чтобы эти сигналы доходили, и в таких случаях мы можем исследовать место для этих сигналов. Эта схема детектора радиочастотных сигналов, показанная здесь, поможет вам обнаружить их и действовать соответствующим образом.

РАБОТА ЦЕПИ ДЕТЕКТОРА РАДИОЧАСТОТНЫХ СИГНАЛОВ:

Работа этого тестера радиочастотных сигналов начинается с антенны 50 Ом, которая используется для приема радиосигналов из атмосферы.Сигнал, принимаемый антенной, затем передается на полосовой фильтр, построенный с использованием резисторов и конденсаторов. Цель фильтра — дать пользователю возможность выбрать частотный диапазон, который должен обнаруживать наш детектор радиочастотных сигналов.

ФИЛЬТР ВЫСОКОГО ПРОХОДА:

Полосовой фильтр состоит из фильтра высоких и низких частот. Здесь в схеме VR1, R2 и C1 образуют фильтр верхних частот. Это устанавливает точку отсечки для входящего сигнала, при которой разрешается только сигнал с частотой, превышающей эту точку отсечки.Частота, разрешенная через фильтр верхних частот, определяется формулой fc = 1 / 2πRC

.

Применение значений VR1, R2 и C1 в приведенной выше формуле. Когда POT VR1 находится в минимальном положении, сопротивление VR1 не влияет на схему, следовательно, R1 3 Ом будет единственным источником сопротивления для этого фильтра верхних частот.

f _c = 1/2 x 3,14 x 3 x 220 x 10 ^-12

= 1/4144 x 10 ^-12

= 240 МГц

Когда VR1 установлен в максимальное положение, диапазон выбора частоты будет уменьшаться.Здесь значение VR1 будет 5k.

f _c = 1/2 x 3,14 x (3 + 5k) x 200 x 10 ^-12

= 1/6911960 x 10 ^-12

= 145 кГц

Здесь, регулируя потенциометр VR1, мы можем изменить верхнюю частоту среза с 145 кГц до 240 МГц. Здесь любой сигнал с частотой, превышающей эту частоту среза, будет проходить на фильтр высоких частот.

ФИЛЬТР НИЗКОГО ПРОХОДА:

Выходной сигнал фильтра верхних частот затем передается на фильтр нижних частот, который построен с использованием R3, VR2 и C2.Этот фильтр нижних частот пропускает сигнал с частотами ниже его частоты среза. Частоту среза фильтра нижних частот можно рассчитать по формуле

f _c = 1 / 2πRC

Итак, когда POT установлен в минимальное положение, нижняя частота среза будет 300 МГц. А когда POT установлен в максимальное состояние, нижняя частота среза будет 145 кГц. Этот фильтр будет пропускать сигнал с частотами ниже этих частот среза.Это может быть установлено в диапазоне от 145 кГц до 300 МГц. Изменяя частоты среза фильтра верхних и нижних частот, вы сможете выбирать частоты, которые необходимо обнаруживать этой схемой. Также помните, что установленное сопротивление первого потенциометра VR1 (верхний проход) должно быть ниже, чем второго VR2 (нижний проход), иначе весь входной сигнал будет отфильтрован.

Отфильтрованный сигнал достигает D1, который выпрямляет сигнал и в сочетании с C3 поддерживает сигнал в стабильном состоянии.Мы используем операционный усилитель для сравнения этого сигнала с опорным напряжением, которое можно установить с помощью POT VR3. Выход операционного усилителя включает зуммер, когда сигнал, воспринимаемый антенной, находится в диапазоне частот, установленном фильтром высоких и низких частот. И, подставляя значения R и C в фильтры высоких и низких частот, вы можете изменить эту схему для обнаружения сигнала любой частоты.

НЕОБХОДИМЫЕ ЧАСТИ:

1. Батарея 6V
2. 50 Ом АНТЕННА
3. 220p Конденсатор
4. 2.Конденсатор 2u
5. 1N4148 Диод
6. Зуммер
7. Резистор 50 Ом
8. Резистор 3 Ом
9. Резистор 2,4 Ом
10. Резистор 130 кОм
11. Резистор 1,3 Ом
12. OPA344 Операционный усилитель
13. Потенциометр 5 кОм
14. Потенциометр 10 кОм

Связанное содержание

Изучение демодуляции, сигналов AM и FM. — Digilent Blog

Недавно я скомпилировал и разместил на сайте hackster проект.com, описывающий, как можно построить терменвокс (электронный музыкальный инструмент) с помощью Analog Discovery 2, набора аналоговых деталей Digilent и банки для напитков. Это был супер веселый проект, я многому научился, и его можно найти здесь: https://www.hackster.io/ian-etheridge/beverage-can-theremin-03ba2e

Один из последних этапов, который я назвал «Детектор конвертов». Этот каскад представляет собой очень простую схему, состоящую из одного диода, одного конденсатора и одного резистора.Эти 3 amigos преобразуют «многочастотный» входной сигнал, называемый модулированным сигналом, в одночастотный выходной сигнал. Вот пример схемы детектора огибающей:

Входной сигнал представляет собой сумму двух периодических сигналов. Это часть того, как терменвокс и его проигрыватель могут создавать сигнал с различной частотой (посетите страницу моего проекта для получения дополнительной информации об этом). «Огибающую» сигнала можно представить как контур, если вы создали новую волну, соединив все пики амплитуды.Когда эти два суммированных сигнала различаются по частоте, результирующий сигнал имеет периодическую огибающую.

Делая это пошагово, диод в этой схеме также называется выпрямителем. Когда на диод подается переменный сигнал, диод проводит сигнал только тогда, когда напряжение на его аноде положительное, и обеспечивает разность потенциалов на катоде, превышающую его пороговое напряжение. Это «снимает» все отрицательные напряжения, как будто это выходит из моды. Если мы рассмотрим эту схему без конденсатора и оставим какой-то произвольный резистор для замыкания цепи, мы получим выпрямление! Ниже приведен пример полуволнового выпрямления с использованием нашей схемы без конденсатора.Желтый сигнал — это модулированный сигнал от генератора аналоговых сигналов Discovery 2, использующий опцию модуляции. Синий (ish) сигнал — это выпрямленный выходной сигнал диода. Обратите внимание, как исчезли все эти надоедливые отрицательные напряжения!

А теперь вернемся к нашему приятелю по конденсаторам. Повышающееся напряжение выпрямленного сигнала заряжает конденсатор. Когда напряжение начинает падать, конденсатор начинает разряжаться через резистор. Однако скорость разряда конденсатора (в идеале) намного ниже, чем частота модулированного сигнала.Следовательно, конденсатор не полностью разряжается на заднем фронте выпрямленного сигнала, но будет заряжаться относительно пиковых амплитуд выпрямленного сигнала. Конденсатор и резистор вместе представляют собой фильтр нижних частот, брак, заключенный на небесах. Фильтр низких частот сглаживает результирующий сигнал и отфильтровывает высокочастотный шум, который по своей природе переносится модулированным входным сигналом. Ниже приведен пример работы нашего детектора конвертов! Желтый сигнал — это тот же модулированный сигнал, что и на предыдущем рисунке, а синий (ish) сигнал теперь представляет собой огибающую модулированного сигнала (ну, по крайней мере, форму, теоретически огибающая должна «скользить» по пикам модулированного сигнала. сигнал).

Этот процесс также называется «демодуляцией» и впервые был широко использован в радиочастотной передаче AM. Сигнал основной полосы частот модулируется (или «добавляется») к несущей частоте для передачи. Исправление и фильтрация происходят на стороне пользователя внутри радио, обеспечивая слушателя исходным широковещательным сигналом. Выбрось пробки, мать… доски! Изменение номиналов резистора и конденсатора приведет к изменению постоянной времени и частоты среза фильтра, что может быть полезно для улучшения обнаружения огибающей или уменьшения шума.

AM означает амплитудную модуляцию, которая на снимках с нашего прицела изображена желтой волной. Сигнал несущей добавляется к сигналу основной полосы частот, в результате чего получается передаваемый сигнал с частотой несущей и изменяющейся амплитудой, которая соответствует сигналу основной полосы частот. К сожалению, высокочастотный шум — неотъемлемая проблема сигналов AM. Теперь частотная модуляция (FM) чаще используется для передачи звука более высокого качества, поскольку эффекты шума гораздо менее заметны.