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ENCICLOPEDIA DE RADIOELECTRÓNICA E INGENIERÍA ELÉCTRICA Mejora del detector receptor. Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica.
Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica. / recepción de radio Receptor de radio detector... Durante muchas décadas ha sido uno de los primeros diseños independientes realizados por radioaficionados principiantes. Aquí comienza su conocimiento del interesante mundo de los dispositivos receptores de radio. Permite a los jóvenes entusiastas de la radio realizar experimentos variados y emocionantes en la recepción de señales de estaciones de radio locales. Parecería que ¿qué se puede mejorar en este dispositivo tan conocido? Sin embargo, según el autor del artículo propuesto, las reservas para mejorar el rendimiento del receptor detector aún no se han agotado. En los receptores más simples (Fig. 1a), el detector carga fuertemente el circuito oscilante. Aunque el volumen y la sensibilidad siguen siendo bastante aceptables, la selectividad es insuficiente. Debido al bajo factor de calidad del circuito, a menudo se escuchan dos o tres emisoras simultáneamente. Supongamos que el receptor está sintonizado en la frecuencia media del rango CB (1 MHz). La inductancia de la bobina L1 es de 200 μH, la capacitancia del condensador C1 es de 120 pF (valores típicos). Su reactancia es de aproximadamente 1,2 kOhm y la resistencia resonante de todo el circuito es Q veces mayor. Con un factor de calidad de diseño (sin carga) Q = 200, obtenemos 240 kOhm. Para el rango DV, la resistencia resonante del circuito se acerca a los megaohmios. Al mismo tiempo, se considera que la impedancia de entrada del detector es igual a la mitad de la resistencia de carga, que son los auriculares de alta impedancia con una impedancia a frecuencias de audio de solo 10...15 kOhm (la impedancia de los teléfonos es mayor que lo indicado en su caso debido a la inductancia de las cápsulas telefónicas). Es fácil ver cuán significativamente está desviado el circuito y su factor de calidad real resulta ser inferior a 10 (la relación entre la resistencia de la carga y la reactancia de los elementos del circuito). Debilitando la conexión entre el circuito y el detector, es posible aumentar el factor de calidad y, por tanto, la selectividad. El volumen permanecerá prácticamente sin cambios, ya que en un circuito con un factor de calidad más alto también aumenta el voltaje de la señal, lo que compensa en gran medida la disminución de la señal en el detector. La comunicación generalmente se regula conectando el detector al grifo de la bobina (Fig. 1, b) y seleccionando la posición del grifo.
Dado que regulamos la conexión, tiene sentido optimizar también el circuito. En [1-3] se demostró que la máxima eficiencia del circuito de antena se logra cuando la antena está completamente incluida en el circuito y no hay condensador de bucle. La sintonización se realiza cambiando la inductancia de la bobina, y la capacitancia del bucle en este caso es la capacitancia de la antena. Si la antena es grande y su capacitancia es significativa, el condensador de sintonización debe conectarse en serie con la antena (Fig. 1, b). Este receptor funciona mejor que el anterior y tiene mayor selectividad, pero... no es muy conveniente regular la conexión entre el detector y el circuito, ya que para ello será necesario hacer una bobina con muchos grifos. Sí, y el ajuste todavía se produce de forma intermitente. Existe un método conocido para igualar resistencias mediante acoplamiento capacitivo, en el que la resistencia capacitiva del condensador debe ser igual a la media geométrica de los igualados. En nuestro ejemplo (240 y 6 kOhms son consistentes) serán aproximadamente 40 kOhms, ¡y la capacitancia correspondiente es solo 4 pF! Resulta que la conexión se puede ajustar sin problemas con un condensador de sintonización normal como KPK o KPM.
Pero el condensador de acoplamiento interrumpe el circuito de corriente continua del diodo detector. Para eliminar este inconveniente, puede instalar un segundo diodo (Fig. 2). A primera vista, obtenemos un detector que duplica el voltaje. De hecho, debido a la pequeña capacitancia del condensador C2, no se duplica. Durante un semiciclo negativo de oscilación en el circuito, este condensador se carga a través del diodo VD1, y durante un semiciclo positivo, transfiere su carga a través del diodo VD2 a la carga, es decir, a los teléfonos BF1, desviados por el condensador de bloqueo C3 a suavizar las ondas. Cuanto menor sea la capacitancia del condensador C2, menor será la carga y, en consecuencia, la energía extraída del circuito. El circuito de comunicación también introduce una pequeña resistencia reactiva (capacitiva) en el circuito, que se compensa automáticamente cuando el circuito se sintoniza en resonancia con las oscilaciones de la señal recibida. Como L1 en el diseño experimental de este receptor, se utilizó una bobina de antena magnética de onda larga, que contiene 240 vueltas de cable PEL 0,2, enrolladas en una capa vuelta a vuelta sobre un marco con un diámetro de 12 mm. Durante la instalación, se empujó dentro del marco de la bobina una varilla con un diámetro de 10 mm hecha de ferrita 400NN de la misma antena. El rango de sintonización resultó ser de 200 kHz (con el condensador C1 cerrado y la varilla completamente retraída) a 1400 kHz (con la varilla retirada y la capacitancia del condensador C1 reducida). En casa, con una pequeña antena (aproximadamente 7 m) y conexión a tierra a las tuberías de calefacción, el receptor mostró excelentes resultados, recibiendo todas las estaciones de radio DV y SV de Moscú sin excepción. Ajustando el acoplamiento con el condensador de sintonización C2, fue posible obtener suficiente selectividad a un volumen de sonido normal. Se reveló otra ventaja del receptor: gracias al suministro de corriente al detector a través de la gran resistencia capacitiva del condensador de acoplamiento C2, se suaviza el "paso" en la característica corriente-voltaje de los diodos. Por cierto, la utilidad del suministro de corriente al detector se informó en [4]. En nuestro receptor, los diodos de silicio (con un umbral de 0,5 V) funcionan casi tan bien como los diodos de germanio (con un umbral de 0,15 V). Además, resultó posible conectar auriculares de baja impedancia (50-70 ohmios) al receptor, lo cual es completamente inaceptable en la versión tradicional. Se requiere que la capacitancia del condensador de acoplamiento sea algo mayor: hasta 40...50 pF. Es cierto que el volumen del sonido será menor debido a pérdidas significativas en la resistencia directa de los diodos.
La alta sensibilidad del detector descrito a señales débiles sugirió la idea de probar la versión sin bucle más simple del receptor (Fig. 3). Montarlo resultó ser cuestión de unos minutos: todas las piezas estaban soldadas a los terminales del teléfono y la antena era un trozo de cable de montaje de un metro y medio con una pinza de cocodrilo en el extremo para colgar el cable de un árbol. ramas u otros objetos altos. El contrapeso (en lugar de conexión a tierra) era el cable telefónico, que tenía una cierta capacitancia Spar hacia el oyente y luego hacia el suelo. Incluso en esta versión primitiva era posible escuchar el trabajo de algunas de las estaciones de radio más potentes. Este receptor prácticamente no percibe interferencias de baja frecuencia, por ejemplo, de los cables de alimentación; esto lo impide la pequeña capacitancia del condensador de acoplamiento C1, a través del cual se recibe la señal de radiofrecuencia. La corriente de audiofrecuencia está completamente cerrada en el circuito aislado de los teléfonos BF1 y los diodos VD1, VD2. No se puede decir que el circuito de un receptor de este tipo represente algo nuevo. El rectificador de medio puente utilizado es bien conocido desde hace mucho tiempo: se utilizó en un indicador de campo [5]. Por cierto, nada impide utilizar un puente completo con cuatro diodos, conectarlo a un circuito o a una antena con un pequeño condensador.
Un receptor similar ya se describió en [6], pero, desafortunadamente, su autor interpretó incorrectamente el principio de funcionamiento del receptor. El circuito receptor correcto se muestra en este artículo en la Fig. 4. Se diferencia del autor únicamente por la presencia de una capacitancia parásita Spar entre los teléfonos y la tierra, que desempeña el papel de un condensador de acoplamiento y une el circuito con el detector. Por una feliz coincidencia, la capacidad de Spar resultó ser cercana a la óptima. ¡Pero el autor no lo tuvo en cuenta! En cuanto a los resultados experimentales, como se desprende de la publicación en [6], resultaron excelentes. Para concluir, me gustaría volver al diagrama de la Fig. 2 y atraer la atención de los radioaficionados. Este receptor detector ha mostrado excelentes resultados. Los experimentos con él no son menos interesantes y emocionantes que con dispositivos electrónicos más complejos. Literatura
Autor: V.Polyakov, Moscú
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