Circuitos de radio

(a) Radio de cristal. (b) RF modulada en la antena. (c) RF rectificada en el cátodo de diodo, sin condensador de filtro C2. (d) Audio demodulado a auriculares.

Un sistema de tierra de antena, circuito de tanque, detector de picos y auriculares son los componentes principales de una radio de cristal que se ve en la figura (a). La antena absorbe las señales de radio transmitidas (b) que fluyen a tierra a través de los otros componentes. La combinación de C1 y L1 comprende un circuito resonante, denominado circuito de tanque. Su propósito es seleccionar una de las muchas señales de radio disponibles. El condensador variable C1 permite sintonizar las distintas señales. El diodo pasa los semiciclos positivos de RF, eliminando los semiciclos negativos (c). C2 está dimensionado para filtrar las frecuencias de radio de la envolvente de RF (c), pasando las frecuencias de audio (d) a los auriculares. Tenga en cuenta que no se requiere fuente de alimentación para una radio de cristal. Un diodo de germanio, que tiene una caída de voltaje directa más baja, proporciona una mayor sensibilidad que un diodo de silicio.

Mientras que los auriculares magnéticos de 2000 Ω se muestran arriba, un auricular de cerámica, a veces llamado auricular de cristal, es más sensible. El auricular de cerámica es deseable para todas las señales de radio, excepto para las más fuertes.

El circuito de la figura siguiente produce una salida más fuerte que el detector de cristal. Dado que el transistor no está polarizado en la región lineal (sin resistencia de polarización de base), solo conduce semiciclos positivos de entrada de RF, detectando la modulación de audio. Una ventaja de un detector de transistores es la amplificación además de la detección. Este circuito más potente puede manejar fácilmente auriculares magnéticos de 2000 Ω. Tenga en cuenta que el transistor es un dispositivo PNP de germanio. Esto probablemente sea más sensible, debido al VBE de 0.2V más bajo, en comparación con el silicio. Sin embargo, un dispositivo de silicio debería funcionar. Polaridad inversa de la batería para dispositivos de silicio NPN.

TR Uno, un transistor de radio. La resistencia sin polarización provoca el funcionamiento como detector

Los auriculares de 2000 Ω ya no son un artículo ampliamente disponible. Sin embargo, los audífonos de baja impedancia que se usan comúnmente con equipos de audio portátiles pueden sustituirse cuando se combinan con un transformador de audio adecuado.

El circuito de la figura siguiente agrega un amplificador de audio al detector de cristal para aumentar el volumen de los auriculares. El circuito original usaba un diodo de germanio y un transistor. Un diodo Schottky puede sustituir al diodo de germanio. Se puede usar un transistor de silicio si la resistencia de polarización de base se cambia de acuerdo con la tabla.

Crystal radio con un amplificador de audio de transistor, polarización de base

Para más circuitos de radio de cristal, radios simples de un transistor y radios más avanzadas de bajo conteo de transistores.

Regency TR1:primer radio de transistores producido en serie, 1954

El circuito de la figura siguiente es un radio AM de circuito integrado que contiene todos los circuitos de radiofrecuencia activos dentro de un solo IC. Todos los condensadores e inductores, junto con algunas resistencias, son externos al circuito integrado. El condensador variable de 370 pF sintoniza la señal de RF deseada. El condensador variable de 320 pF sintoniza el oscilador local 455 KHz por encima de la señal de entrada de RF. La señal de RF y las frecuencias del oscilador local se mezclan produciendo la suma y la diferencia de las dos en el pin 15. El filtro cerámico externo de 455 KHz entre los pines 15 y 12, selecciona la frecuencia de diferencia de 455 KHz. La mayor parte de la amplificación se encuentra en el amplificador de frecuencia intermedia (IF) entre los pines 12 y 7. Un diodo en el pin 7 recupera el audio del IF. Se recupera parte del control automático de ganancia (AGC), se filtra a CC y se retroalimenta al pin 9.

Radio IC

La figura siguiente muestra la sintonización mecánica convencional (a) del sintonizador de entrada de RF y el oscilador local con la sintonización del diodo varactor (b). Las placas entrelazadas de un condensador variable dual lo convierten en un componente voluminoso. Es económico reemplazarlo con diodos de sintonización varicap. El aumento de Vtune de polarización inversa disminuye la capacitancia, lo que aumenta la frecuencia. Vtune podría producirse mediante un potenciómetro.

Comparación de radio IC de (a) sintonización mecánica con (b) sintonización de diodo varicap electrónico.

La figura siguiente muestra un radio AM de recuento de piezas aún más bajo. Los ingenieros de Sony han incluido el filtro de paso de banda de frecuencia intermedia (IF) dentro del IC de 8 pines. Esto elimina los transformadores de FI externos y un filtro de cerámica de FI. Aún se requieren componentes de sintonización L-C para la entrada de radiofrecuencia (RF) y el oscilador local. Sin embargo, los condensadores variables podrían reemplazarse por diodos de sintonización varicap.

La radio IC compacta elimina los filtros de FI externos

La siguiente figura muestra una radio FM de bajo número de piezas basada en un circuito integrado TDA7021T de NXP Wireless. Los voluminosos transformadores de filtro IF externos han sido reemplazados por filtros R-C. Las resistencias están integradas, mientras que los condensadores son externos. Este circuito se ha simplificado de la Figura 5 en la hoja de datos de NXP. Consulte la Figura 5 u 8 de la hoja de datos para ver el circuito de intensidad de la señal omitido. El circuito de sintonización simple es del circuito de prueba de la Figura 5. La figura 8 tiene un sintonizador más elaborado. Hoja de datos La Figura 8 muestra una radio FM estéreo con un amplificador de audio para controlar un altavoz.

Radio IC FM, no se muestra el circuito de intensidad de la señal

Para un proyecto de construcción, se recomienda la radio FM simplificada de la figura anterior. Para el inductor 56nH, enrolle 8 vueltas de alambre desnudo # 22 AWG o alambre magnético en una broca de 0.125 pulgadas u otro mandril. Retire el mandril y estírelo a una longitud de 0,6 pulgadas. El condensador de sintonización puede ser un condensador de ajuste en miniatura.

La figura siguiente es un ejemplo de un amplificador de RF de base común (CB). Es una buena ilustración porque parece un CB por falta de una red de sesgo. Dado que no hay sesgo, este es un amplificador de clase C. El transistor conduce a menos de 180 ° de la señal de entrada porque se requeriría al menos una polarización de 0,7 V para la clase B de 180 °. La configuración de base común tiene una mayor ganancia de potencia a altas frecuencias de RF que el emisor común. Este es un amplificador de potencia (3/4 W) en lugar de un pequeño amplificador de señal. Las redes π de entrada y salida hacen coincidir el emisor y el colector con las terminaciones coaxiales de entrada y salida de 50 Ω, respectivamente. La red π de salida también ayuda a filtrar los armónicos generados por el amplificador de clase C. Sin embargo, es probable que los estándares modernos de emisiones radiadas requieran más secciones.

Amplificador de potencia RF de 750 mW de base común de clase C. L1 =Alambre de Cu # 10 1/2 vuelta, 5/8 pulg. DI por 3/4 pulg. De alto. L2 =Alambre de Cu estañado n. ° 14 de 1 1/2 vueltas, 1/2 pulg. De DI con un espaciado de 1/3 pulg.

En la figura siguiente se muestra un ejemplo de un amplificador de RF de base común de alta ganancia. El circuito de base común se puede empujar a una frecuencia más alta que otras configuraciones. Esta es una configuración de base común porque las bases de los transistores están conectadas a tierra para CA mediante capacitores de 1000 pF. Los condensadores son necesarios (a diferencia de la clase C, figura anterior) para permitir que el divisor de voltaje de 1KΩ-4KΩ polarice la base del transistor para una operación de clase A. Las resistencias de 500 Ω son resistencias de polarización de emisor. Estabilizan la corriente del colector. Las resistencias de 850 Ω son cargas de CC de colector. El amplificador de tres etapas proporciona una ganancia general de 38 dB a 100 MHz con un ancho de banda de 9 MHz.

Amplificador de alta ganancia de señal pequeña y base común de clase A

Un amplificador de cascodo tiene un ancho de banda amplio como un amplificador de base común y una impedancia de entrada moderadamente alta como una disposición de emisor común. La polarización de este amplificador en cascodo (figura siguiente) se resuelve en un problema de ejemplo, Capítulo 4.

Amplificador de alta ganancia de señal pequeña en cascodo de clase A

Este circuito se simula en la sección "Cascode" del capítulo 4 de BJT. Utilice transistores de RF o microondas para obtener la mejor respuesta de alta frecuencia.

El interruptor T / R del diodo PIN desconecta el receptor de la antena durante la transmisión

Interruptor de antena de diodo PIN para receptor de buscador de dirección

Atenuador de diodo PIN:los diodos PIN funcionan como resistencias variables de voltaje

Los diodos PIN están dispuestos en una red de atenuadores π. Los diodos anti-serie cancelan alguna distorsión armónica en comparación con un diodo de una sola serie. El suministro fijo de 1,25 V polariza directamente los diodos paralelos, que no solo conducen corriente CC desde tierra a través de las resistencias, sino que también conducen RF a tierra a través de los condensadores de los diodos. El voltaje de control, Vcontrol, aumenta la corriente a través de los diodos paralelos a medida que aumenta. Esto disminuye la resistencia y la atenuación, pasando más RF de entrada a salida. La atenuación es de aproximadamente 3 dB en Vcontrol =5 V. La atenuación es de 40 dB en Vcontrol =1 V con respuesta de frecuencia plana a 2 gHz. A Vcontrol =0,5 V, la atenuación es de 80 dB a 10 MHz. Sin embargo, la respuesta de frecuencia varía demasiado para usarla.

HOJA DE TRABAJO RELACIONADA:

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