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라디오 전자 및 전기 공학의 백과사전 특이한 AM 감지기. 무선 전자 및 전기 공학 백과사전
무선 전자 및 전기 공학 백과사전 / 초보자 라디오 아마추어 [1]에서 두 개의 소형 라디오 수신기에 대한 설명이 게시되었습니다. 수신기는 동일한 RF(무선 주파수) 부분을 사용했으며 3H 증폭기에서만 차이가 있었습니다. 숙련 된 라디오 아마추어는 설계에 기존 다이오드 감지기가 없다는 사실을 알아 차렸을 것입니다. 그리고 그것을 반복하기로 결정한 일부 사람들은 "실수를 수정"하고 정상적으로 작동하는 수신기를 얻었습니다. 경험이 적은 사람들은 단순히 디자인을 반복했고 잘 작동하는 수신기도 받았습니다. 다이오드가 없는 검출기는 램프 기술 시대부터 잘 알려져 있습니다. 이들은 그리드 및 양극 검출기입니다. 그리드 검출기에서 다이오드는 여전히 암묵적으로 존재합니다. 이것은 라디오 튜브의 그리드-캐소드 갭입니다. 그에 의해 정류된 가청 주파수 전압은 램프의 동일한 그리드에 인가되어 증폭되므로 그리드 감지기의 전송 계수는 다이오드보다 높습니다. 양극 검출기에서 램프의 동작점은 비선형성이 큰 영역에서 양극-그리드 특성의 낮은 굽힘 부근에 설정되었다. 이 시점에서 램프의 증폭이 적고 다른 단점으로 인해 양극 감지기가 거의 사용되지 않았습니다. 이러한 기술 솔루션은 나중에 부분적으로 트랜지스터 기술로 이전되었습니다. 트랜지스터로 만든 검출기가 나타났습니다. 그들의 작업을 이해하기 위해 탐지 이론의 기초를 살펴보겠습니다. 모든 기본 사항과 마찬가지로 매우 간단합니다. 진폭 변조(AM)에 대한 소개는 [2]에서 찾을 수 있습니다. 다이오드 검출기의 단순화 된 다이어그램이 그림에 나와 있습니다. 1a. 소스 G1의 AM 신호는 다이오드 VD1에 연결됩니다. 큰 신호 진폭에서 검출기는 정류기 역할을 합니다. 검출된 AF 신호는 부하 R1에 할당된다. 커패시터 C1은 정류된 전압의 리플을 평활화하는 역할을 합니다. 큰 신호에서 다이오드의 전류-전압 특성(CV)은 일반적으로 그림에 표시된 파선으로 근사됩니다. 1b. 그래프의 하단은 다이오드에 인가된 AM 신호의 전압 파형을 나타내고 오른쪽은 다이오드를 통과하는 전류의 파형을 나타낸다. 다이오드는 신호의 양의 반파 만 통과하고 평균값은 오디오 주파수 (3H)의 진동에 해당한다는 것을 알 수 있습니다. R1C1의 충분히 큰 값에서 부하의 전압은 전류 펄스의 포락선에 해당합니다.
피크 검출기는 매우 효과적이며 입력 RF 전압의 진폭과 거의 동일한 출력 전압을 제공합니다. 정류기에서도 마찬가지입니다. 라디오 아마추어는 이것을 알고 있습니다. 따라서 주로 튜브 라디오에 사용된 피크 AM 감지기였으며 이후에 트랜지스터 기술로 "이전"되었습니다. 입력 진폭에 대한 출력 전압의 직접적인 비례로 인해 종종 "선형" 감지기라고 합니다. 그 결과, XNUMX차 검출기는 오랫동안 안전하게 잊혀져 왔으며 가장 단순한 검출기 수신기로 남겨졌습니다. 동시에 피크 검출기에는 심각한 단점도 있습니다. 높은 RF 신호 진폭에서만 잘 작동합니다. 반도체 다이오드는 매우 작은 전류가 다이오드를 통해 흐르는 특정 "임계 값"전압의 존재를 특징으로하므로 다이오드 자체는 거의 닫힌 상태로 유지됩니다. 그 값은 반도체 재료의 특성에 따라 결정되며 게르마늄의 경우 약 0,15V, 실리콘의 경우 약 0,5V, 쇼트키 다이오드(금속-반도체 접합)의 경우 다소 적습니다. 검출기의 입력 전압이 임계 값보다 낮 으면 다이오드가 닫힌 상태로 유지되고 그러한 검출기가있는 수신기는 약한 무선 신호를 수신 할 수 없다는 것이 분명합니다. 이러한 이유로 그들은 검출기에 게르마늄 다이오드만을 사용하려고 합니다. 일부 설계에서는 다이오드에 초기 바이어스 전압을 인가하면 문제가 해결되지만 이 경우 회로가 더 복잡해지고 자체 문제가 있으므로 이 솔루션은 거의 사용되지 않습니다. CVC가 더 이상 파선으로 표시될 수 없으면 상황이 바뀝니다(그림 1c). 이것은 다이오드 전류 i 대 다이오드 전압 u의 완만한 곡선입니다. 모든 수학적 함수와 마찬가지로 직렬로 확장할 수 있으며 다이오드 양단의 낮은 전압에서 직렬의 더 높은 항의 기여도는 무시할 수 있기 때문에 두 항으로만 제한됩니다. 특성의 곡률(계열 확장의 두 번째 항)은 감지에 필수적입니다. 감지가 발생하는 것은 그녀 덕분입니다. 이는 그림의 오실로그램에서 명확하게 볼 수 있습니다. 1, 인. 수학적 분석에 따르면 감지된 신호는 특성의 곡률과 입력 신호 진폭의 제곱에 비례합니다. 이것은 "제곱 검출기"라는 이름이 나오는 곳입니다. 충분히 작은 신호 진폭에서 모든 검출기는 4차가 되고 유용한 곱은 오디오 주파수에 따라 변조되거나 변경되지 않고 일정하며 부하의 전류는 신호 진폭의 제곱에 비례하여 빠르게 감소합니다. 25차 검출기는 약간의 왜곡을 발생시킵니다. 비선형 왜곡 계수는 m/1로 계산할 수 있습니다. m = 0,3에서 2,3%에 도달하는 변조 피크에서만 중요하며 평균 변조 계수 m = XNUMX에서는 약 XNUMX%입니다. 왜곡은 두 번째 고조파에 의한 소리 진동의 강화로 구성되며 귀로는 거의 눈에 띄지 않습니다. 역사적으로 1948차 검출기는 최초의 검출기 무선 수신기의 기초였습니다. 현대의 라디오 애호가들은 수제 수정에 바늘을 꽂아 "민감한 지점"을 찾는 데 몇 시간을 보낸 애호가에 대해 읽어야 했을 것입니다. 그 후 반도체 다이오드의 산업 생산이 시작되어 안정적으로 작동하는 검출기를 만들 수 있습니다. 반도체 다이오드는 트랜지스터가 출현하기 오래 전에 생산되기 시작했습니다. XNUMX 년 반도체 다이오드에 대한 실험실 연구 중에 바이폴라 트랜지스터가 발견되었습니다. XNUMX 차 검출기를 분석하면 출력 신호의 진폭이 입력 진폭보다 훨씬 작기 때문에 낮은 변환 효율이라는 주요 단점을 쉽게 알 수 있습니다. 2 차 검출기, 그 계획은 그림에 나와 있습니다. XNUMXa는 상당한 레벨 범위의 신호로 안정적으로 작업할 수 있습니다. 위에서 우리는 검출기가 CVC의 곡률이 큰 요소가 필요하다는 것을 알게 되었습니다. 그리고 트랜지스터의베이스 이미 터 접합은 그 핵심이 일반 다이오드이기 때문에 그러한 특성을 가지고 있습니다. 그러나 트랜지스터는 신호를 감지할 뿐만 아니라 증폭합니다. 따라서 무선 공학에서 채택된 용어에 따라 이 장치는 능동 XNUMX차 검출기라고 할 수 있습니다. 최소한의 부품으로 XNUMX차 및 선형 감지기의 장점을 결합합니다. 모드 선택에 대한 몇 마디. 알려진 바와 같이, "임계값" 지점에 가까운 트랜지스터의 입력 특성의 초기 섹션은 그림 2과 같이 가장 큰 비선형성을 가집니다. 따라서 그림 XNUMXb에서 트랜지스터의 베이스-이미터 전환의 초기 바이어스 전류는 기존의 증폭 단계보다 훨씬 낮아야 합니다. 동시에 미세 전류 모드에서는 작동 안정성과 트랜지스터 이득이 감소하기 때문에 전류를 거의 "임계 값"으로 설정하여 흥분해서는 안됩니다.
[1]이 출판된 지 몇 년이 지났기 때문에 설명을 찾는 독자를 지루하게 만들지 않기 위해 RF 수신기 어셈블리의 다이어그램을 제시합니다(그림 3). 그림에서 알 수 있듯이 WA1 자기 안테나가 있는 직접 증폭 수신기의 가장 일반적인 입력 부분이며 코일은 KPI C1과 함께 수신 신호의 주파수에 맞춰진 유일한 회로를 형성합니다. . 전계 효과 트랜지스터 VT1의 첫 번째 단계는 RF 증폭기 역할을 합니다. 바이폴라 트랜지스터 VT2에 조립된 두 번째 단계는 검출기 단계입니다. 오디오 주파수 신호는 이미 출력에서 제거되었으며 무선 주파수 전류는 커패시터 C3에 의해 공통 와이어에 닫힙니다.
결론적으로 기사 제목에 암시 적으로 입력 된 질문에 답하는 것만 남아 있습니다. 이 탐지기의 특이한 점은 무엇입니까? 저자에 따르면 가장 특이한 점은 탐지기가 오랫동안 눈에 띄지 않았다는 것입니다. 이것은 다소 놀라운데, 모든 트랜지스터 증폭기 스테이지가 "결합"되어 있기 때문에 약간의 비선형성을 갖는 검출기이기 때문입니다. 예를 들어 강력한 방송국에서 테이프 레코더의 재생 증폭기로 전송되는 라디오를 들으면서 순전히 우연히 감지 효과를 발견하는 것도 가능합니다. 그럼에도 불구하고 일반적인 심리적 고정 관념은 작동하지 않았습니다. 문학
저자: D.Turchinsky, 모스크바
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