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ENCICLOPÉDIA DE RÁDIO ELETRÔNICA E ENGENHARIA ELÉTRICA Melhoria do receptor do detector. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica
Enciclopédia de eletrônica de rádio e engenharia elétrica / recepção de rádio Receptor de rádio detector... Por muitas décadas, foi um dos primeiros projetos independentes realizados por rádios amadores iniciantes. É aqui que começa a sua familiaridade com o interessante mundo dos dispositivos receptores de rádio. Ele permite que jovens entusiastas do rádio realizem experimentos variados e emocionantes na recepção de sinais de estações de rádio locais. Parece que o que pode ser melhorado neste dispositivo tão conhecido? Porém, segundo o autor do artigo proposto, as reservas para melhorar o desempenho do receptor detector ainda não se esgotaram. Nos receptores mais simples (Fig. 1a), o circuito oscilante é fortemente carregado pelo detector. Embora o volume e a sensibilidade permaneçam bastante aceitáveis, a seletividade é insuficiente. Devido ao baixo fator de qualidade do circuito, muitas vezes duas ou três estações são ouvidas simultaneamente. Suponhamos que o receptor esteja sintonizado na frequência média da faixa CB (1 MHz). A indutância da bobina L1 é 200 μH, a capacitância do capacitor C1 é 120 pF (valores típicos). Sua reatância é de aproximadamente 1,2 kOhm e a resistência ressonante de todo o circuito é Q vezes maior. Com um fator de qualidade de projeto (sem carga) Q = 200, obtemos 240 kOhm. Para a faixa DV, a resistência ressonante do circuito se aproxima de megaohm! Ao mesmo tempo, a impedância de entrada do detector é considerada igual à metade da resistência de carga, que são fones de ouvido de alta impedância com impedância em frequências de áudio de apenas 10...15 kOhm (a impedância dos telefones é maior que indicado na caixa devido à indutância das cápsulas telefônicas). É fácil ver o quanto o circuito é desviado e seu fator de qualidade real é inferior a 10 (a relação entre a resistência da carga e a reatância dos elementos do circuito). Ao enfraquecer a ligação entre o circuito e o detector, é possível aumentar o fator de qualidade e, portanto, a seletividade. O volume permanecerá praticamente inalterado, pois em um circuito com fator de qualidade superior a tensão do sinal também aumenta, o que compensa em grande parte a diminuição do sinal no detector. A comunicação geralmente é regulada conectando o detector à derivação da bobina (Fig. 1, b) e selecionando a posição da derivação.
Como estamos regulando a conexão, faz sentido otimizar também o circuito. Em [1-3] foi mostrado que a eficiência máxima do circuito da antena é alcançada quando a antena está totalmente incluída no circuito e não há capacitor de loop. A sintonia é realizada alterando a indutância da bobina, e a capacitância do loop, neste caso, é a capacitância da antena. Se a antena for grande e sua capacitância significativa, o capacitor de sintonia deve ser conectado em série com a antena (Fig. 1, b). Este receptor funciona melhor que o anterior e tem maior seletividade, mas... não é muito conveniente regular a conexão entre o detector e o circuito, pois isso exigirá fazer uma bobina com muitas derivações. Sim, e o ajuste ainda ocorre de forma intermitente. Existe um método conhecido de casamento de resistências utilizando acoplamento capacitivo, no qual a resistência capacitiva do capacitor deve ser igual à média geométrica dos casados. No nosso exemplo (240 e 6 kOhms são consistentes) será cerca de 40 kOhms e a capacitância correspondente é de apenas 4 pF! Acontece que a conexão pode ser ajustada suavemente com um capacitor de sintonia comum, como KPK ou KPM.
Mas o capacitor de acoplamento interrompe o circuito CC do diodo detector. Para eliminar esta desvantagem, você pode instalar um segundo diodo (Fig. 2). À primeira vista, obtemos um detector com o dobro da tensão. Na verdade, devido à pequena capacitância do capacitor C2, não há duplicação. Durante um meio ciclo negativo de oscilação no circuito, este capacitor é carregado através do diodo VD1, e durante um meio ciclo positivo, ele transfere sua carga através do diodo VD2 para a carga, ou seja, telefones BF1, desviados pelo capacitor de bloqueio C3 para suavizar as ondulações. Quanto menor for a capacitância do capacitor C2, menor será a carga e, consequentemente, a energia retirada do circuito. O circuito de comunicação também introduz uma pequena resistência reativa (capacitiva) no circuito, que é automaticamente compensada quando o circuito é sintonizado em ressonância com as oscilações do sinal recebido. Como L1 no projeto experimental deste receptor, foi utilizada uma bobina de antena magnética de ondas longas, contendo 240 voltas de fio PEL 0,2, enroladas em uma volta de camada para girar em uma moldura com diâmetro de 12 mm. Durante a montagem, uma haste com diâmetro de 10 mm feita de ferrite 400NN da mesma antena foi inserida na estrutura da bobina. A faixa de sintonia foi de 200 kHz (com o capacitor C1 fechado e a haste totalmente retraída) a 1400 kHz (com a haste removida e a capacitância do capacitor C1 reduzida). Em casa, com uma pequena antena (cerca de 7 m) e aterramento em tubos de aquecimento, o receptor apresentou excelentes resultados, recebendo todas as rádios DV e SV de Moscou sem exceção. Ajustando o acoplamento com o capacitor de sintonia C2, foi possível obter seletividade suficiente em volume de som normal. Outra vantagem do receptor foi revelada - graças ao fornecimento de corrente ao detector através da grande resistência capacitiva do capacitor de acoplamento C2, o “passo” na característica corrente-tensão dos diodos é suavizado. A propósito, a utilidade do fornecimento de corrente ao detector foi relatada em [4]. Em nosso receptor, os diodos de silício (com limite de 0,5 V) funcionam quase tão bem quanto os diodos de germânio (com limite de 0,15 V). Além disso, foi possível conectar fones de ouvido de baixa impedância (50-70 Ohm) ao receptor, o que é completamente inaceitável na versão tradicional. A capacitância do capacitor de acoplamento deve ser um pouco maior - até 40...50 pF. É verdade que o volume do som será menor devido a perdas significativas na resistência direta dos diodos.
A alta sensibilidade do detector descrito a sinais fracos sugeriu a ideia de testar a versão mais simples sem loop do receptor (Fig. 3). A montagem demorou alguns minutos - todas as peças foram soldadas aos terminais telefônicos, e a antena era um pedaço de fio de montagem de um metro e meio com uma pinça jacaré na ponta para pendurar o fio na árvore galhos ou outros objetos altos. O contrapeso (em vez do aterramento) era o fio telefônico, que tinha uma certa capacitância Spar para o ouvinte e depois para o solo. Mesmo nesta versão primitiva, era possível ouvir o trabalho de algumas das rádios mais potentes. Este receptor praticamente não percebe interferências de baixa frequência, por exemplo, de fios de alimentação - elas são evitadas pela pequena capacitância do capacitor de acoplamento C1, por meio do qual o sinal de radiofrequência é recebido. A corrente de audiofrequência é completamente fechada no circuito isolado dos telefones BF1 e dos diodos VD1, VD2. Não se pode dizer que o circuito de tal receptor represente algo novo. O retificador de meia ponte usado nele é bem conhecido há muito tempo – foi usado em um indicador de campo [5]. Aliás, nada impede que você use uma ponte completa com quatro diodos, conectando-a a um circuito ou a uma antena com um pequeno capacitor.
Um receptor semelhante já foi descrito em [6], mas, infelizmente, seu autor interpretou incorretamente o princípio de funcionamento do receptor. O circuito receptor correto é mostrado neste artigo na Fig. 4. Difere do autor apenas pela presença de uma capacitância parasita Spar entre os telefones e o solo, que desempenha o papel de um capacitor de acoplamento e combina o circuito com o detector. Por uma feliz coincidência, a capacidade do Spar revelou-se próxima do ideal. Mas o autor não levou isso em consideração! Quanto aos resultados experimentais, como se segue da publicação em [6], revelaram-se excelentes. Para concluir, gostaria de retornar ao diagrama da Fig. 2 e atrair a atenção dos radioamadores para isso. Este receptor detector mostrou excelentes resultados. As experiências com ele não são menos interessantes e emocionantes do que com dispositivos eletrônicos mais complexos. Literatura
Autor: V.Polyakov, Moscou
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