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ENCICLOPÉDIA DE RÁDIO ELETRÔNICA E ENGENHARIA ELÉTRICA Receptores detectores de alto-falante. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica
Enciclopédia de eletrônica de rádio e engenharia elétrica / recepção de rádio O interesse dos rádios amadores em alimentar os receptores de rádio mais simples com “energia livre”, ou seja, energia extraída pela antena receptora diretamente do ar. O receptor detector projetado pelo autor pode fornecer recepção não apenas para fones de ouvido. A questão de qual potência de sinal pode ser obtida de uma antena e como construir um receptor detector de alto-falante já foi discutida nos artigos do autor [1,2]. No entanto, permanecem questões sobre quanta energia é necessária para a recepção do alto-falante e como usar de forma otimizada a potência do sinal de rádio recebido pela antena? Tendo vasculhado livros e revistas de referência antigos e convertido unidades não pertencentes ao sistema no sistema SI, podemos estabelecer que para ouvir normalmente a voz de um locutor a uma distância de 1 m, é necessário um volume do emissor de som de aproximadamente 60 dB. Neste caso, a potência acústica emitida é de 12,6 μW. Encontraremos a potência elétrica necessária dividindo a potência acústica pela eficiência do alto-falante. Para cabeças de som domésticas comuns e alto-falantes de baixa potência, é de cerca de 1%. Então obtemos uma potência elétrica da ordem de 1 mW. Curioso para calcular quanta energia elétrica os cabeçotes específicos precisam para atingir um volume de 60 dB? Os resultados do cálculo para cabeças sonoras com saída diferente são: 0,025GD-2 - 3,6, 0,05GD-1 - 1,8, 1GD-5, 1GD-28, 2GD-7 - 1, 5GD-1, 6GD-1RRZ, 6GD-30 - 0,25 e 8GD-1RRZ - 0,2 mW. Mesmo nesta pequena seleção, fica claro que são necessários alto-falantes com alto rendimento, e é nisso que você deve se concentrar. O design acústico das cabeças dinâmicas também tem um enorme impacto na saída; em particular, quanto maior o tamanho do gabinete, melhor. Nos experimentos, o autor utilizou dois cabeçotes 4GT-2 em uma caixa de madeira com volume de cerca de 50 litros. Os alto-falantes de corneta apresentam maior eficiência e, consequentemente, três vezes maior rendimento, em primeiro lugar, devido à melhor adequação do sistema eletromecânico ao ambiente e, em segundo lugar, devido a alguma direcionalidade da radiação. Isto é confirmado pela experiência de rádio amador em descrições de todos os tipos de buzinas feitas de papel, papelão e madeira compensada e designs de alto-falantes de muito sucesso com alto rendimento [3]. Um alto-falante de buzina com inversor de fase dobrado em uma “ferradura” proporcionou uma eficiência de cerca de 6% com o alto-falante 1GD-2,3 e até 3,4% em baixas frequências. Assim, estabelecemos que com um alto-falante altamente sensível, uma potência de sinal 3H de cerca de 0,2 mW é suficiente para nós. A segunda parte de nossa "pesquisa" estará relacionada aos circuitos elétricos de um receptor detector de alto-falante. A análise do funcionamento do detector leva à conclusão de que não é a tensão do sinal 3H detectado que precisa ser amplificada, mas principalmente a corrente, uma vez que a amplificação da tensão levará inevitavelmente à limitação dos picos do sinal. Isso sugeriu a conveniência de usar um seguidor de emissor push-pull em um par complementar de transistores, operando no modo classe AB e bem conhecido dos circuitos de frequências ultrassônicas de transistores. Possui maior eficiência e consome menos corrente durante sons baixos e pausas, o que permite acumular a energia da portadora detectada e depois utilizá-la nos picos do sinal 3H. Um circuito receptor com tal amplificador é mostrado na fig. 1.
A componente alternada do sinal detectado é fornecida através dos capacitores de separação C3, C4 às bases dos transistores amplificadores, e a componente constante é fornecida através do indutor L2 ao capacitor de armazenamento C5. Não pode ser conectado diretamente à saída do detector, pois neste caso as vibrações sonoras seriam suavizadas e suprimidas. Os parâmetros do indutor não são críticos; qualquer indutor ou transformador com um enrolamento contendo pelo menos 2000 voltas e uma seção transversal do núcleo magnético de pelo menos 1 cm2 servirá. A relação de transformação ideal T1 acabou sendo cerca de 30 para uma carga de quatro ohms. É conveniente usar uma pequena “casa de força” - um transformador de potência para receptores de transistor com enrolamento primário de 220 e enrolamento secundário de 6,5...9 V. Você pode selecionar um transformador adequado das séries TV3 e TVK (som e transformadores de saída de quadro) de TVs de tubo, talvez você precise rebobinar o enrolamento secundário. As dimensões do dispositivo com dois núcleos magnéticos bastante grandes e pesados do transformador e do indutor não devem ser confusas, uma vez que a grande antena e o sistema de alto-falantes de chão já determinam o status da estrutura - ela é obviamente estacionária! O detector-retificador de onda completa com duplicação de tensão permite aumentar a tensão de alimentação. Neste caso, a distorção nos picos deve ser reduzida e, para carregar de forma totalmente simétrica os diodos detectores e reduzir ainda mais a distorção, decidiu-se construir um amplificador usando um circuito em ponte. Esta opção permitiu eliminar o capacitor de desacoplamento na saída. O circuito receptor com detector de onda completa, fonte de alimentação bipolar e amplificador em ponte é mostrado na Fig. 2.
Meias ondas positivas do sinal de alta frequência são detectadas pelo diodo VD1, suavizadas pelo capacitor C2 e filtradas pelo indutor de baixa frequência L2 com o capacitor de armazenamento C8, criando uma tensão de alimentação positiva. De maneira semelhante, os elementos VD2, L3, C3 e C9 criam tensão de alimentação negativa... Seguidores de emissores compostos nos transistores VT1, VT2 e VT3, VT4 são excitados em antifase de diferentes detectores, criando um sinal 3H antifase nos terminais do primário enrolamento do transformador correspondente T1. Assim como no projeto anterior, sua relação de transformação ideal acabou sendo de cerca de 30. Mas devido à excitação anti-fase do enrolamento primário por um amplificador de ponte, a potência de saída é maior. A finalidade dos elementos restantes do circuito na Fig. 2 é o mesmo. como na fig. 1. As recomendações para escolha de indutores permanecem em vigor. A configuração de receptores alimentados por energia “gratuita” possui vários recursos. Ao contrário de um receptor convencional, este receptor não funciona até que esteja sintonizado em uma estação de rádio potente, pois não há tensão de alimentação. Mas mesmo após a configuração, deve passar algum tempo até que os capacitores de armazenamento sejam carregados (C5 - na Fig. 1 e C8, C9 - na Fig. 2). O tempo de carregamento é diretamente proporcional à sua capacidade, portanto durante os primeiros experimentos não deve ser grande. Mas no caso de sons altos prolongados (especialmente durante passagens musicais), a tensão de alimentação e a tensão 3H detectada caem visivelmente devido ao aumento da corrente do amplificador, o que leva a uma limitação da faixa dinâmica. Isto não leva a quaisquer consequências indesejáveis específicas e até melhora a legibilidade. Quando o receptor é “colocado em operação permanente”, a capacidade dos capacitores de armazenamento pode ser aumentada até vários milhares de microfarads, o que melhorará a dinâmica do receptor e permitirá que ele “trabalhe” os picos do sinal 3H. Em qualquer caso, todos os capacitores do receptor devem ter baixo vazamento (verificado com um ohmímetro) para não carregar nossa fraca “fonte de energia” etérea com excesso de corrente. A seleção dos resistores de polarização nos receptores é feita levando em consideração as seguintes considerações: quanto maior a resistência, menor a corrente consumida (corrente quiescente nos receptores - Fig. 1 e 2), piores são as propriedades amplificadoras do transistor, mas o maior a tensão de alimentação! Um compromisso só pode ser encontrado experimentalmente para esta antena em particular, em termos de volume máximo e qualidade de som. Nos receptores de acordo com os diagramas da Fig. Os resistores de polarização 1 e 2 não precisam necessariamente ser iguais, principalmente se os transistores não foram selecionados em pares com o mesmo ganho de corrente e corrente inicial de coletor. É necessário partir do fato de que a tensão constante nos emissores (medida por um voltímetro de alta resistência em relação ao fio comum - “terra”) é igual a metade da tensão de alimentação (Fig. 1) ou zero (Fig. 2). XNUMX). É melhor começar o experimento sem instalar nenhum resistor, depois tentar definir os valores de 2,7 a 1 MOhm e, somente se você tiver uma antena “potente”, passar para centenas de kOhms, já que a tensão de alimentação é visivelmente cai neste caso. Se os transistores do par complementar tiverem uma grande corrente inicial. Você pode reduzi-lo conectando um resistor entre as bases ou mesmo conectando as bases entre si, liberando um dos capacitores de desacoplamento. Não faz muito sentido incluir quaisquer resistores e diodos de estabilização térmica, como geralmente é feito em dispositivos ultrassônicos semelhantes, dados nossos níveis de potência de alguns miliwatts. Concluindo, notamos que quando testados em uma casa de campo (33 km a sudeste de Moscou), os receptores forneceram volume suficiente para soar uma pequena sala silenciosa. O receptor de acordo com o circuito mostrado na Fig. 2 apresentou resultados especialmente bons. 12. A antena era um “feixe oblíquo” com apenas cerca de 873 m de comprimento, esticado desde a janela da casa até uma árvore próxima. As tubulações do poço de água serviam de aterramento. O receptor foi sintonizado na “Radio Russia” 1 kHz, e as estações de rádio “Radio-XNUMX” e “Mayak” também foram recebidas em alto volume. O som não pode nem ser comparado ao som de “cascavéis” portáteis e de bolso comuns - você não vai querer mais ouvir este último. Literatura
Autor: V.Polyakov, Moscou
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Comentários sobre o artigo: Leo Thin E qual é a potência dos transmissores, se o receptor deve entregar 1 mW de energia elétrica? Sanya 2 Leo Thin Depende da distância, bem como da altura das antenas transmissoras e receptoras.
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