Eu sei que os diodos de germânio são fáceis de encontrar on-line, mas como isso é para uma demonstração, prefiro não gastar US $ 6-7 ou mais em remessas por uma única parte de 5 centavos para um projeto que seja acadêmico em exercício de qualquer maneira. O RadioShack provou ser estereotipicamente inútil na armazenagem de germânio.
Eu tenho à minha disposição componentes de geleia como os 741 e 324. Também tenho várias variedades de FETs de canal N e P, bem como BJTs. Existe algum circuito pequeno e direto que eu possa usar para emular o comportamento de queda de baixa tensão de um diodo de germânio em uma aplicação de baixa potência (microwatts?)?
mosfet
rectifier
substitution
Bryan Boettcher
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Respostas:
Como outros ( @Kaz ) observaram, um diodo Schottky pode ser uma solução simples e barata. Eu, pessoalmente, não vi um rádio de cristal fabricado com eles, mas isso pode muito bem ser porque eu realmente nunca verifiquei esse circuito. Por todos os meios, essa deve ser sua primeira tentativa.
Um diodo de germânio é mais conhecido por duas propriedades:
A tensão de limiar baixo (essencialmente 0V!) Pode ser facilmente reproduzida com um retificador de meia onda ativo, como mostrado na imagem abaixo (encontrada na Elliott Sound Products ).
O diodo mais à esquerda impede que o opamp seja acionado em saturação (trilho baixo) durante a onda de entrada positiva pela metade. Posteriormente, a entrada inversora atuará como terra virtual (V- = V +) que estabiliza o circuito.
Esse circuito só funciona de maneira confiável com uma fonte de alimentação dupla, pois a saída do opamp será acionada cerca de 0,6V abaixo do solo.
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Observe que o diodo Ge do rádio de cristal era necessário para ouvir sinais extremamente fracos de estações distantes sem fonte de alimentação.
Para pegar as poucas estações AM mais próximas, geralmente o diodo não precisa ser de germânio. Bem, a menos que você esteja no porão ou saia do país longe entre as cidades. Ou, se você não estiver usando um terra com uma antena de fio longo.
Heh, você sempre pode adicionar uma fonte de bateria ajustável de 0-1V usando um pote de divisão de tensão de 100K e colocá-la em série com o diodo 1N914 para polarização direta e ajustar os volts para maximizar a recepção de RF (talvez 0,6 volts?) Tampão de desvio de 0,1 uF para direcionar o RF além dessa fonte de polarização DC? Uma pequena célula de moeda deve ser mais do que suficiente aqui.
Se um diodo 1N914 não o fizer, e se você não quiser usar uma antena de aterramento +, geralmente poderá consertar as coisas usando uma antena de loop de ferrite com núcleo de ferrite extra-longo ... ou enrolando uma antena antiga A antena de loop estilo, com 1 metro de diâmetro, precisa de uma indutância de aproximadamente 250 uH para combinar com um capacitor de 365pF para 550KHz-1.5MHz. Em uma cidade com um transmissor AM dentro de quilômetros, esse ressonador pode desenvolver amplitude de RF de vários volts. Às vezes você pode até carregar um capacitor e usá-lo para piscar um LED. Um cara em Chicago disse que estava vendo vários volts em alguns amplificadores e que poderia usar um diodo de silício e acionar motores de células solares DC (isso de uma estação AM a menos de 1 km de distância).
Batota: observe a saída do ressonador LC com um osciloscópio. Ajuste-o para maximizar a amplitude de RF e, se estiver bem acima de 1V pp, o diodo do detector não precisará ser germânio.
Finalmente, está disponível um gerador de sinal profissional? Configure-o para saída senoidal de 1 MHz, ative a modulação AM em cerca de um KHz ou mais e conecte a saída a um indutor de loop de poucas voltas, talvez com um pé de largura (Heh, ou passe um loop de 1 volta em torno do laboratório ou mesmo fora) janela e ao redor de todo o edifício.) Use este "transmissor" para fornecer RF para projetar seu rádio de cristal. Quando você receber um sinal forte, aumente a saída do transmissor e redesenhe o rádio para recuperá-lo. Após ciclos suficientes de melhorias no projeto, desligue-o e ajuste-o para sinais ambientais.
PS
Não caia no erro de propagação de sites de rádio de cristal: eles dizem que o ressonador LC é apenas um filtro passa-banda. Não, errado, e seu objetivo não é bloquear outras estações AM enquanto passa apenas uma. Em vez disso, o ressonador faz parte de uma configuração de "antena ressonante eletricamente curta", onde a abertura efetiva 'EA' é imensamente aprimorada pelo acoplamento ressonante às ondas EM recebidas. Em outras palavras, desconectar o ressonador LC nãofaça com que o seu rádio de cristal receba todas as estações AM ao mesmo tempo. Em vez disso, fica silencioso, porque o "diâmetro elétrico" do fio da antena diminuiu para quase zero. Sem ressonador presente, a antena muito curta não se acopla mais fortemente aos campos EM próximos e parou de absorver energia EM. (O mesmo fio da antena, sempre que um ressonador de alto Q é conectado, pode interceptar miliwatts muito aumentados. Ele altera completamente os campos ao redor de quaisquer antenas com menos de 1/2 comprimento de onda. Focaliza as ondas EM em si mesma, um pouco como o "diretor" elementos em uma antena Yagi.) Física muito legal, um análogo clássico de linhas de absorção de gás, ressonâncias de colisão de partículas e até de Emissão Estimulada (heh, ele exibe oscilações de Rabi ao receber pulsos repentinos? !! ) Veja produtos baseados nesta peça de física EM pouco conhecida: antena Select-a-tenna e Terk AM. Confira:
Então, todo mundo sempre assumiu que os rádios de cristal eram simples demais para passar um tempo investigando? Eles são simples demais para engenheiros de pós-doutorado "projetos de feiras de ciências?" Adivinhe de novo!
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Você está falando de circuitos ativos aqui. Isso significa que a energia está disponível. Os retificadores ativos do Opamp precisariam de um bom opamp rápido. Jellybeans como o LM324 são muito lentos. Quando isso é feito, o diodo Si comum, por exemplo, o 1N4148 funcionará, assim como o raro diodo OA81 Ge. distorção horrível em sinais médios. Os antigos diodos detectores de tubo de vácuo eram dispositivos de alta impedância que não precisavam de prebias. Pode-se dizer que o potencial de contato fez as prebias. Claro que tenho muitos dispositivos Ge, mas este é um site não comercial e recomendo que você prebie seu diodo.
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Um componente ativo não funcionará, a menos que você queira anular todo o ponto de um rádio de cristal (ou seja, é necessária uma fonte de energia zero, além do próprio sinal).
O diodo de germânio é usado para retificar o sinal sintonizado, da mesma forma que um diodo de sinal seria usado em um receptor AM amplificador (que é, em essência, a versão alimentada de um rádio de cristal: filtra, retifica e passa o sinal em baixa frequência) para que você possa ouvi-lo, por mais simples que seja).
O artigo da Wikipedia discute o que eles usaram para retificar o sinal antes dos diodos de germânio modernos. Existem algumas soluções interessantes para a fabricação de diodos pré-históricos, embora eu não apostasse meu projeto sênior em confiar que eles funcionariam.
Você pode experimentar qualquer um dos pequenos diodos de sinal que eles podem oferecer no seu fornecedor local de peças (eu também tenho um ódio profundo e amargo pelo Radioshack). Em alguns centavos, vale a pena o experimento se este for um exercício acadêmico. Talvez eles possam pedir um diodo de germânio de 5 centavos para que você não precise pagar o frete? Muitos varejistas permitem que você faça o pedido através deles e eles apenas pagam o custo de envio para a loja.
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