小型晶体收音机没有可用的锗二极管-有源元件可以完成这项工作吗?


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我知道在网上很难找到锗二极管,但是因为这是一个演示,所以我宁愿花6-7美元以上的价格仅花费5%来运送一个仍在研究​​中的项目。事实证明,RadioShack在储存锗方面通常没有用。

我确实可以得到741和324之类的豆形软糖组件。我还拥有N和P沟道FET以及BJT的几种变体。在低(微瓦)功率应用中,是否可以使用一些小型且简单的电路来模拟锗二极管的低压降行为?


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肖特基二极管的压降约为0.25V。
卡兹(Kaz)2013年

取决于确切的应用程序。也许可以在运放周围使用有源整流器?sound.westhost.com/appnotes/an001.htmniu.edu/~mfortner/labelec/lect/p575_01b.pdf
jippie 2013年

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从历史上看,“晶体设置检测器”是方铅矿晶体和尖锐的线探针(晶须)-锗二极管在以后的设置中取代了它(二战后)。“实用晶须”是由GW Pickard开发的,他测试了30000多种矿物和金属丝组合的组合,表现出惊人的进取心。他的第一台使用SILICON晶体的探测器在1906
。– JIm Dearden 2013年

@Kaz:但是肖特基二极管具有很高的反向泄漏电流,这使其不适合用于晶体收音机
Curd,2013年

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好吧,所有二极管在低电流时都具有低正向电压。例如,0V在0A。:)
Kaz

Answers:


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正如其他人(@Kaz)指出的那样,肖特基二极管可能是一种简单且便宜的解决方案。我个人还没有看过用它们制作的水晶收音机,但这很可能是因为我真的从未检查过这种电路。无论如何,这应该是您的第一次尝试。

锗二极管最出名的有两个特性:

  • 低阈值电压
  • 与硅二极管相比,电阻较高,导致弯曲特性更强。

可以使用有源半波整流器轻松再现低阈值电压(基本上为0V!),如下图所示(在Elliott Sound Products上找到)。

在此处输入图片说明

运算放大器用于通过将二极管插入反馈环路来消除(最右边)二极管的阈值电压。正半波放大了-1(),因此从本质上讲它是一个反相整流器。使用正弦波时,由于两个半波都是对称的,因此您不会注意到差异。A=R2R1

最左边的二极管可防止在正一半输入波期间将运算放大器驱动到饱和状态(低轨)。随后,反相输入将充当虚拟地(V- = V +),从而稳定电路。

该电路只能在双电源下可靠地工作,因为运算放大器的输出将被驱动至低于地面约0.6V的电压。


不确定像这样的有源整流器是否对您的应用足够低噪声,我检查过的某些锗二极管被标记为“非常低噪声”。
jippie 2013年

我喜欢这个,它完成了我所需要的。我假设我可以为原理图中的两个使用1N914信号二极管?我会在接受测试前几天给它,看看是否还有其他东西,但现在是+1。
Bryan Boettcher

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您将需要一个能够在您希望调谐的RF频率下工作的运算放大器。
康纳·沃尔夫

@ConnorWolf哦,我没想到RF频率...好点。
jippie

您还没有在晶体无线电中看到肖特基二极管,因为它们具有很高的反向泄漏电流,这使其不适合于此目的。
凝结

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请注意,要收听来自遥远电台的极弱信号而无需使用电源,需要使用晶体收音机的Ge二极管。

要拾取最近的几个AM站,通常二极管不需要是锗。好吧,除非您陷入地下室,或者在乡村之间,远离城市的地方出没。或者,如果您不使用带有长线天线的地面。

嘿,您始终可以使用100K分压罐添加一个可调的0-1V电池电源,并将其与1N914二极管串联以进行正向偏置,然后调整电压以最大化RF接收(也许是0.6伏?) 0.1uF旁路电容将RF路由通过该DC偏置电源?一个小的纽扣电池应该足够了。

如果1N914二极管没有做到这一点,并且如果您不想使用接地+天线,通常可以通过使用具有超长铁氧体磁芯的铁氧体环形天线...这种直径为1米的环形天线需要大约250uH电感才能与365pF调谐电容器匹配,频率范围为550KHz-1.5MHz。在距离英里数以内的AM发射器的城市中,这种谐振器会产生几伏的RF振幅。有时,您甚至可以给电容器充电并使用它来使LED闪烁。芝加哥的一个人说,他看到几安培的电压为几伏,可以使用硅二极管并运行直流太阳能电池电动机(这是从相距不到1公里的AM站来的)。

作弊:用示波器观察LC谐振器的输出。对其进行调节以最大化RF幅度,如果它远高于1V pp,则您的检测二极管不需要是锗。

最后,是否可以使用专业的信号发生器?将其设置为1MHz的正弦输出,以大约KHz左右的频率开启AM调制,然后将输出连接至几英尺的环路电感器(大概一英尺)(嘿,或在实验室周围串一圈的环路,甚至将其缠绕窗户和整个建筑物周围。)使用此“发射器”为设计水晶收音机提供RF。当您可以接收到很强的信号时,请将发射器的输出调低一点,然后重新设计收音机以使其再次恢复正常。经过足够的设计改进周期后,将其关闭并针对环境信号进行调谐。

PS
切勿误解晶体无线电站点传播的误解:他们说LC谐振器只是一个带通滤波器。不,是的,它的目的不是在仅通过一个AM电台的情况下阻止其他AM电台。相反,谐振器是“电短路谐振天线”配置的一部分,其中“ EA”有效孔径通过与入射EM波的谐振耦合而大大增强。换句话说,断开LC谐振器不会使您的水晶收音机立即接收所有AM电台。相反,它变得无声了,因为天线线的“电气直径”已减小到几乎为零。在没有谐振器的情况下,过短的天线不再与附近的电磁场牢固耦合,并且不再吸收电磁能量。(只要连接高Q谐振器,同一根天线线就可以截获大大增加的毫瓦。它完全改变了所有波长小于1/2波长的天线周围的场。它使EM波聚焦在自身上,有点像“指向矢”八木天线中的元素。)物理学非常酷,是气体吸收线,粒子碰撞共振甚至是受激发射的经典模拟(嘿,当受到突然脉冲时,它是否显示拉比振荡?!)查看基于这种鲜为人知的EM物理学的产品:Select-a-tenna和Terk AM天线。一探究竟:

因此,每个人都一直以为水晶收音机太简单了,无法花费时间进行调查?对于工程师博士后“ Science Fair项目”来说,它们太简单了吗?继续猜!


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您在这里说的是有源电路。完成此操作后,普通的Si二极管(如1N4148)将与罕见的OA81 Ge二极管一样工作。这种预偏置是在我出生之前在早期的固态无线电设备上完成的。中等信号下的可怕失真。旧的真空管检测器二极管是高阻抗设备,不需要预偏置。可以说,接触电位确实存在预偏。当然,我有很多Ge器件,但这是一个非商业性的站点,我建议您对二极管进行预偏置。


对硅二极管进行预偏置是一个好主意。您所需要的只是一个非常大的电阻器(1兆?我不确定)和一个1.5V电池。或者,您可以尝试使用小信号Si二极管代替Ge。如果您的无线电信号足够强,则Si二极管将起作用。1N4148或1N914可能是可疑的。
Paul Elliott

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除非您想破坏晶体收音机的整个功能(也就是说,除了信号本身所需的零电源之外),否则有源组件将无法工作。

锗二极管用于对调谐后的信号进行整流,就像信号二极管在放大AM接收机中使用的方法一样(本质上是晶体无线电的有源版本:它对信号进行滤波,整流和低通这样您就可以听到了,虽然可能很简单)。

维基百科的文章讨论了他们用来纠正前现代锗二极管的信号是什么。有一些有趣的制造史前二极管的解决方案,尽管我不会将高级项目依赖于它们会起作用。

您可能想尝试一下它们可以在当地零件供应商处提供的任何小信号二极管(我也对Radioshack怀有深深的仇恨)。只需花几分钱,如果这是一项学术练习,就值得尝试。也许他们可以订购大约5美分的锗二极管,所以您不必支付运费?许多零售商会让您订购它们,而他们只是吃了到商店的运费。

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