Apa yang dilakukan penyearah dalam radio kristal?

20

Saya telah membaca semikonduktor dan semua referensi yang saya temukan mengatakan bahwa aplikasi praktis pertama dari dioda semikonduktor adalah di radio kristal, dan bahwa penyearah berbasis semikonduktor dengan cepat memberi jalan kepada amplifier berbasis tabung.

Jadi saya mencoba memahami mengapa penyearah itu perlu sama sekali. Penjelasan yang bagus tentang bagaimana radio kristal bekerja (dan mengapa sekarang sulit untuk mendapatkan komponen untuk membuatnya) dapat ditemukan di sini . Bagi mereka yang tidak ingin mengklik, inilah diagram sirkuit:

Jadi koil dan kapasitor membentuk sirkuit beresonansi. Frekuensi di bawah ambang batas melewati kumparan ke tanah, dan yang di atas ambang batas melewati kapasitor ke tanah, tetapi frekuensi yang beresonansi macet dan harus melalui dioda ke headphone. Setiap deskripsi dari rangkaian ini yang saya baca mengatakan bahwa dioda entah bagaimana mendemodulasi sinyal, dan saya hanya tidak mengerti bagaimana bisa melakukannya. Ada, katakanlah, frekuensi pembawa 88 KHz yang dimodulasi dengan sinyal 300Hz-3 KHz dari suara manusia. Bagaimana dioda, dengan memotong bagian sinyal di bawah nol, lakukan itu?

rf crystal-set

— ay32
sumber

2

Penyearah, eh, meluruskan - mengubah AC frekuensi tinggi menjadi sesuatu yang lebih dekat ke DC.

— Hot Licks

1

Perhatikan bahwa dioda saja tidak melakukannya. Kami juga membutuhkan filter lowpass untuk menghapus sinyal 88KHz dari output. Pada diagram di atas, induktansi besar dari filter headphone, hanya menyisakan audio. Lebih umum adalah menambahkan kapasitor di seluruh output.

— wbeaty

@wbeaty bisa tolong jelaskan kepada saya bagaimana headphone bertindak sebagai filter lowpass removig sinyal pembawa ... terima kasih .... nama saya Julius

— Sedumjoy

27

Dioda mendemodulasi sinyal radio AM. Untuk mendemodulasi (memulihkan sinyal audio) dari sinyal radio AM, yang diperlukan hanyalah mengambil amplitudo sinyal:

Sumber: artikel ini

Itulah yang dilakukan dioda.

Itu memblokir bagian negatif dari gelombang tetapi membiarkan bagian positif lewat. Ini bersama dengan kapasitor memulihkan sinyal audio.

Contoh Anda tidak mengandung resistor dan kapasitor, mereka hadir sekalipun. Headphone hanya dapat bekerja pada sinyal audio sehingga pada dasarnya melakukan fungsi yang sama (filter low pass) tanpa memerlukan komponen-komponen tersebut.

— Bimpelrekkie
sumber

29

Ini disebut detektor amplop. Dioda mencegah frekuensi basis dari menjadi negatif. Sinyal asli memiliki nilai rata-rata 0. Jika Anda memasukkan ini melalui filter low-pass (alias kapasitor), sinyal output akan menjadi 0. Dengan dioda di tempat, sinyal tidak akan pernah bisa negatif dan sekarang jika Anda rata-rata keluar sinyal Anda menggunakan filter low-pass, Anda mendapatkan sinyal yang bervariasi perlahan (relatif terhadap frekuensi dasar) yang tidak lagi memiliki rata-rata 0. Sinyal ini sekarang berguna untuk speaker.

https://en.wikipedia.org/wiki/Envelope_detector

— horta
sumber

1

Wow. Itu keren sekali!

— vy32

7

Berikut ini deskripsi fisik yang mungkin membantu secara intuitif -

Menyenandungkan nada 1kHz ke mikrofon, dan menyiarkannya pada pembawa 100kHz AM.

Pada receiver Anda, idealnya Anda ingin diafragma lubang suara untuk secara bergantian keluar dan kemudian pindah ke dalam setiap milidetik, dan untuk kualitas suara yang baik mungkin Anda akan puas memilikinya secara bergantian pindah ke luar dan kemudian kembali ke keseimbangan setiap milidetik.

Tanpa dioda, diafragma lubang suara Anda akan berusaha bergetar kuat pada 100kHz selama setengah milidetik, dan kemudian lebih lemah atau tidak sama sekali selama setengah milidetik berikutnya. Sekalipun lubang suara merespons sedikit pada frekuensi itu, telinga Anda tidak mau dan Anda tidak akan mendengar apa pun.

Dengan dioda, selama setengah milidetik, diafragma lubang suara Anda akan didorong keluar setiap 10 mikrodetik (5 mikrodetik sekaligus). Bahkan tanpa kapasitor penyaringan tambahan dan dengan demikian dengan semua 5 celah mikrodetik dalam arus, 500 mikrodetik lurus yang memiliki diafragma terus-menerus didorong ke arah yang sama pada interval yang dekat seperti itu akan menghasilkan perpindahan. Artinya, karakteristik mekanis lubang suara Anda mungkin akan mencapai beberapa demodulasi yang sebenarnya ketika beroperasi pada sinyal yang diperbaiki. Ketika beroperasi pada sinyal yang tidak dibenarkan, karakteristik mekanis yang sama akan mendemodulasi ke sesuatu yang dekat dengan keheningan.

— Bob
sumber

1

Tanpa dioda, arus rata-rata di headphone (1) adalah 0, jadi tidak ada yang terdengar.
Dioda bertindak sebagai komponen non linier (2) yang menciptakan arus tanpa-nol pada headphone.
Kebetulan arus ini sebanding dengan amplitudo gelombang yang diterima oleh antena. Ini sesuai persis dengan (3) sinyal audio.

(1) lebih dari rata-rata mengatakan 0,1 ms (apa yang dapat dirasakan oleh suatu pendengaran)
(2) lebih tepatnya: tidak linier dan tidak aneh (yaitu, bahkan, atau dengan "efek genap")
(3) dalam modulasi amplitudo ( SAYA)

— andre314
sumber

1

Koil dan kapasitor tuning meregenerasi pembawa asli. Pembawa yang diregenerasi + pembawa yang dimodulasi dicampur dengan aksi non-linear dari dioda. Proses pencampuran -> serangkaian produk - n.Fc +/- m.Fm; n, m adalah bilangan bulat, Fc adalah frekuensi pembawa dan frekuensi modulasi Fm. Salah satu hasilnya adalah Fm dan banyak dari jumlah n dan m kecil dan perbedaan akan menghapus sebagian besar pembawa, Fc. Kapasitor kecil, katakan 100 pf, di headphone Anda akan menipiskan Fc sehingga tidak berpengaruh pada sinyal Fm yang mencapai headphone. Proses yang sama persis terjadi di setiap sirkuit pencampuran.

— Brian

1

@Brian Apa yang Anda katakan benar, tetapi orang tidak perlu beralasan dalam domain frekuensi untuk memahami apa yang terjadi. Saya pikir, karena orang menginvestasikan banyak waktu untuk memahami domain frekuensi, mereka cenderung melupakan domain temporal yang sederhana

— andre314

1

Ngomong-ngomong, jawaban saya diarahkan untuk menunjukkan bahwa banyak jenis nonlinier dapat mendeteksi AM. Tidak perlu mendeteksi dengan tepat amplop pembawa. Tentu saja ada masalah perolehan, akhirnya perlunya amplifikasi dll., Tapi itu bukan masalah di sini (tidak ada yang berbicara tentang itu di sini)

— andre314