Детектор пластин (радио)

В электронике пластинчатый детектор ( детектор изгиба анода, детектор смещения сетки ) представляет собой схему на вакуумной лампе , в которой усилительная трубка, имеющая управляющую сетку, работает в нелинейной области зависимости напряжения ее сетки от характеристики передачи тока пластины, обычно вблизи пластины. отсечка тока для демодуляции амплитудно-модулированного несущего сигнала. ^[1]^[2] Это отличается от детектора утечки сети , который использует нелинейность характеристики напряжения сети в зависимости от тока сети для демодуляции. Он также отличается от диодного детектора, который представляет собой двухполюсное устройство.

История

Схемы детекторов пластин чаще всего использовались с 1920-х годов до начала Второй мировой войны. В 1927 году появление ламп с экранной решеткой позволило добиться гораздо большего усиления радиочастоты перед детекторной ступенью, чем это было практически возможно ранее. ^[3]^[4] Используемый ранее сетчатый детектор утечек в меньшей степени подходил для работы с более высоким уровнем радиочастотного сигнала, чем пластинчатый детектор. Диодные детекторы также стали популярными в конце 1920-х годов, потому что, в отличие от схем пластинчатых детекторов, они также могли обеспечивать напряжение автоматической регулировки усиления (AVC) для каскадов усилителя радиочастоты приемника. Однако лампы с двойным диодом/триодом и двойным диодом/пентодом, обычно используемые для схем обнаружения/AVC, имели оптовую стоимость , которая почти в два раза превышала стоимость трубок, обычно используемых в качестве пластинчатых детекторов. Это сделало схемы детекторов пластин более практичными для недорогих радиоприемников, продававшихся в разгар Великой депрессии .

Операция

К сетке прикладывается отрицательное смещение, чтобы довести ток пластины почти до уровня отсечки. ^[5] Сеть подключается непосредственно к вторичной обмотке радиочастотного или промежуточного трансформатора. Поступающий сигнал приведет к тому, что ток пластины увеличится намного больше в течение положительных 180 градусов цикла несущей частоты, чем он уменьшится во время отрицательных 180 градусов. Изменение тока пластины будет включать исходные частоты модуляции. Ток пластины проходит через сопротивление нагрузки пластины, выбранное для получения желаемого усиления в зависимости от характеристик лампы. ^[1] Между ламповой пластиной и катодом установлен конденсатор с низким импедансом на несущей частоте и высоким импедансом на звуковых частотах, чтобы минимизировать усиление несущей частоты и устранить изменения несущей частоты в восстановленной форме сигнала модуляции. ^[6] Допустимое пиковое напряжение 100% модулированного входного сигнала ограничено величиной напряжения смещения, соответствующей пиковому напряжению немодулированной несущей, равному половине величины напряжения смещения. ^[1]

либо фиксированное смещение Для пластинчатого детектора можно использовать , либо катодное смещение. Когда реализуется катодное смещение, конденсатор с низким импедансом на несущей частоте и высоким импедансом на звуковых частотах обходит катодный резистор. ^[1] Катодное смещение снижает достижимое усиление. ^[1]

Управление уровнем громкости

Схемы пластинчатого детектора обычно не вырабатывают напряжение AVC для радиочастотных (РЧ) каскадов приемника. В этих приемниках регулировка громкости часто осуществляется путем обеспечения переменного катодного смещения одной или нескольких ступеней перед детектором. Для реализации переменного катодного смещения используется потенциометр. Наиболее распространенное подключение потенциометра (обычно от 4 кОм до 15 кОм с линейным конусом) выглядит следующим образом:

Один конец потенциометра соединен с компонентом антенной связи;
Стеклоочиститель подключается к массе (в приемниках переменного тока) или к минусу B (в приемниках переменного/постоянного тока);
Другой конец потенциометра соединен с катодом хотя бы одного усилителя ВЧ (в приемниках ТРЧ) или катодом преобразователя и/или усилителя ПЧ (в супергетеродинных приемниках).

Чтобы установить ограничение на способность регулятора громкости уменьшать смещение на управляемых им ступенях, потенциометр часто оснащается устройством механического ограничения вращения, которое предотвращает снижение сопротивления ниже определенной величины.

Другие схемы регулировки громкости в ресиверах, отличных от AVC, включают:
- Потенциометр (обычно аудиоконус на 500 кОм), в котором верхний конец и центральный дворник подключены, как указано выше, но нижний конец подключен к управляющей сетке трубки аудиовыхода. (В этой схеме потенциометр заменяет резистор смещения управляющей сетки выходной лампы);
- Линейный конусный потенциометр, регулирующий напряжения экранной сетки ВЧ усилителей (если они тетроды или пентоды);
- Линейный конусный потенциометр, подключенный к антенне (верхний конец), земле (низкий конец) и первичной или первой настроенной цепи антенного трансформатора (центральный дворник).

Поскольку регулятор громкости в приемниках, отличных от AVC, регулирует уровни радиочастотного сигнала, а не уровни сигнала AF, регулятором громкости необходимо манипулировать при настройке радио, чтобы найти слабые сигналы.

Трубки, обычно используемые в качестве детекторов пластин.

' 01A, 1H4G, 6C6, 6J7, 6SJ7, 12F5, 12J5, 12J7, 12SF5, 12SJ7, 24, 24A, 27, 30, 36, 37, 56, 57, 76, 77, 201A, 301A

Сравнение с альтернативными детекторами конвертов

Детектор бесконечного импеданса

В детекторе с бесконечным импедансом сопротивление нагрузки включено последовательно с катодом, а не с пластиной, а демодулированный выходной сигнал снимается с катода. ^[7]^[8] Схема работает в области, где ток сетки не возникает в течение какой-либо части цикла несущей частоты, отсюда и название «Детектор бесконечного импеданса». Показан пример принципиальной схемы реализации с использованием полевого транзистора.

Как и в случае со стандартным детектором пластин, устройство почти полностью смещено. Положительные 180 градусов входного сигнала несущей вызывают существенное увеличение катодного тока или тока истока выше величины, установленной смещением, а отрицательные 180 градусов цикла несущей вызывают очень незначительное уменьшение катодного тока ниже уровня устанавливается предвзятостью. C ₂ заряжается до напряжения постоянного тока, определяемого амплитудой несущей. C ₂ можно разряжать только через R ₁ , а схема действует как пиковый детектор несущей частоты. Постоянная времени C ₂ R ₁ намного короче периода самой высокой частоты модуляции, что позволяет напряжению на C ₂ следовать огибающей модуляции. Отрицательная обратная связь имеет место на восстановленных частотах модуляции, уменьшая искажения. Детектор с бесконечным импедансом может демодулировать более высокий процент модуляции с меньшими искажениями, чем пластинчатый детектор. ^[9]

R _{1 от 50 000 до 150 000 Ом.}Для ламп типичны значения ^[10] Постоянная времени C ₂ с R ₁ выбирается в несколько раз больше периода самой низкой несущей частоты, при этом типичными являются значения C ₂ от 100 до 500 пикофарад. Фильтр нижних частот в линии питания V+, C4 и RFC ( RF Choke ), показанные на схеме, сводят к минимуму нежелательную радиочастотную связь через источник питания с другими схемами и не влияют на работу детектора.

Краткое описание различий

Детектор:	Детектор пластин	Детектор с бесконечным импедансом	Детектор утечек в сети	Диодный детектор	Прецизионный выпрямитель
Подходит для с прямым нагревом. трубок	Да	Нет	Да	Да	Маловероятно
Подходит для AGC производства	Нет (напряжение смещения слишком высокое)	Нет (позитивно)	Нет (напряжение смещения слишком высокое)	Да	Да
Типичное искажение	Низкий	Очень низкий	Середина	Середина	Низкий
Загрузка настроенной схемы	Низкий	Низкий	Середина	Высокий	Средний (обычно)
Ток покоя	Очень низкий	Очень низкий	Высокий	Низкий или нет (если не применяется смещение для преодоления _{V f )} падения	Высокий (зависит от используемого операционного усилителя)
Усиление напряжения	Середина	Единство	Высокий	Низкий	Единство (обычно)
Максимальная полезная частота	Высокий ( ограничения эффекта Миллера )	можно использовать на УКВ	Высокий	УВЧ и не только (с соответствующими диодами)	Низкий ( скорость нарастания ограничена)
Сложность схемы	Низкий	Низкий	Низкий	Самый низкий	Самый высокий
Чаще всего встречается в:	Старые коротковолновые приёмники	Высококачественные AM-тюнеры	Одноламповые регенеративные ресиверы	Большинство AM-приемников (от наборов кристаллов до транзисторных радиоприемников массового производства)	Испытательное оборудование

Ссылки

^ Jump up to: ^а ^б ^с ^д ^и Э. Э. Цеплер, Техника проектирования радио , Нью-Йорк: Джон Вили и сыновья, 1943, стр. 105
^ WL Everitt, Коммуникационная инженерия , 2-е изд. Нью-Йорк: МакГроу-Хилл, 1937, стр. 433–446.
^ Х.А. Робинсон, «Рабочие характеристики ламповых детекторов», Часть 1. QST , том. XIV, нет. 8, с. 27 августа 1930 г.
^ EP Venas, Radiola: Золотой век RCA, 1919–1929 , Чендлер, Аризона: Sonoran Publishing LLC, 2007, стр. 336
^ Дж. Скотт-Таггарт, Руководство по современному радио , Лондон: The Amalgamated Press LTD., 1933, стр. 115
^ В.Л. Эверитт, с. 434
^ В.Н. Виден, «Новая схема детектора», Wireless World , вып. 905, том. XL, нет. 1, 1 января 1937 г., с. 6
^ Персонал Cruft Electronics, Электронные схемы и лампы , Нью-Йорк: McGraw-Hill, 1947, стр. 710
^ Б. Гудман, «Детектор бесконечного импеданса», QST , том. XXIII, с. 21 октября 1939 г.
^ Б. Гудман, 1939 г.

Внешние ссылки

Схемы моделей Packard Bell 35A и 65. Два типичных супергетеродинных радиоприемника с триодным детектором. Продан Packard Bell в начале 1930-х годов.
Схема моделей «Сильвертон» 6114 и 6115. Типичная радиостанция TRF с пентодным детектором. Продан Sears Roebuck в 1939 году.
Детектор с бесконечным импедансом на основе JFET для AM-демодуляции Описание схемы типичного детектора с бесконечным импедансом на основе JFET.

[zep-1] Jump up to: ^а ^б ^с ^д ^и Э. Э. Цеплер, Техника проектирования радио , Нью-Йорк: Джон Вили и сыновья, 1943, стр. 105

[2] WL Everitt, Коммуникационная инженерия , 2-е изд. Нью-Йорк: МакГроу-Хилл, 1937, стр. 433–446.

[3] Х.А. Робинсон, «Рабочие характеристики ламповых детекторов», Часть 1. QST , том. XIV, нет. 8, с. 27 августа 1930 г.

[4] EP Venas, Radiola: Золотой век RCA, 1919–1929 , Чендлер, Аризона: Sonoran Publishing LLC, 2007, стр. 336

[5] Дж. Скотт-Таггарт, Руководство по современному радио , Лондон: The Amalgamated Press LTD., 1933, стр. 115

[6] В.Л. Эверитт, с. 434

[7] В.Н. Виден, «Новая схема детектора», Wireless World , вып. 905, том. XL, нет. 1, 1 января 1937 г., с. 6

[Cruft-8] Персонал Cruft Electronics, Электронные схемы и лампы , Нью-Йорк: McGraw-Hill, 1947, стр. 710

[9] Б. Гудман, «Детектор бесконечного импеданса», QST , том. XXIII, с. 21 октября 1939 г.

[10] Б. Гудман, 1939 г.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]