Sirkuit Radio

(a) Radio kristal. (b) RF termodulasi pada antena. (c) RF disearahkan pada katoda dioda, tanpa kapasitor filter C2. (d) Demodulasi audio ke headphone.

Sistem ground antena, sirkuit tangki, detektor puncak, dan headphone adalah komponen utama dari radio kristal yang terlihat pada gambar (a). Antena menyerap sinyal radio yang ditransmisikan (b) yang mengalir ke ground melalui komponen lain. Kombinasi C1 dan L1 terdiri dari rangkaian resonansi, yang disebut sebagai rangkaian tangki. Tujuannya adalah untuk memilih satu dari banyak sinyal radio yang tersedia. Kapasitor variabel C1 memungkinkan penyetelan ke berbagai sinyal. Dioda melewati setengah siklus positif RF, menghilangkan setengah siklus negatif (c). C2 berukuran untuk menyaring frekuensi radio dari amplop RF (c), meneruskan frekuensi audio (d) ke headset. Perhatikan bahwa tidak ada catu daya yang diperlukan untuk radio kristal. Dioda germanium, yang memiliki penurunan tegangan maju yang lebih rendah, memberikan sensitivitas yang lebih besar daripada dioda silikon.

Sementara headphone magnetik 2000Ω ditampilkan di atas, earphone keramik, terkadang disebut earphone kristal, lebih sensitif. Earphone keramik diinginkan untuk semua kecuali sinyal radio terkuat.

Rangkaian pada gambar di bawah ini menghasilkan output yang lebih kuat daripada detektor kristal. Karena transistor tidak bias di wilayah linier (tidak ada resistor bias basis), transistor hanya melakukan setengah siklus positif input RF, mendeteksi modulasi audio. Keuntungan dari detektor transistor adalah amplifikasi selain deteksi. Sirkuit yang lebih kuat ini dapat dengan mudah menggerakkan headphone magnetik 2000Ω. Perhatikan transistor adalah perangkat PNP germanium. Ini mungkin lebih sensitif, karena VBE 0.2V lebih rendah, dibandingkan dengan silikon. Namun, perangkat silikon harus tetap berfungsi. Polaritas baterai terbalik untuk perangkat silikon NPN.

TR Satu, satu radio transistor. Resistor tanpa bias menyebabkan operasi sebagai detektor

Headphone 2000Ω bukan lagi barang yang tersedia secara luas. Namun, earbud impedansi rendah yang biasa digunakan dengan peralatan audio portabel dapat diganti jika dipasangkan dengan trafo audio yang sesuai.

Rangkaian pada gambar di bawah ini menambahkan penguat audio ke detektor kristal untuk volume headphone yang lebih besar. Rangkaian aslinya menggunakan dioda germanium dan transistor. Dioda schottky dapat diganti dengan dioda germanium. Transistor silikon dapat digunakan jika resistor bias-basis diubah sesuai dengan tabel.

Radio kristal dengan penguat audio satu transistor, bias basis

Untuk sirkuit radio kristal yang lebih banyak, radio satu transistor sederhana, dan radio jumlah transistor rendah yang lebih canggih.

Kabupaten TR1:Radio transistor produksi massal pertama, 1954

Rangkaian pada gambar di bawah ini adalah rangkaian terpadu radio AM yang berisi semua rangkaian frekuensi radio aktif dalam satu IC. Semua kapasitor dan induktor, bersama dengan beberapa resistor, berada di luar IC. Kapasitor variabel 370 pF menyetel sinyal RF yang diinginkan. Kapasitor variabel 320 pF menyetel osilator lokal 455 KHz di atas sinyal input RF. Sinyal RF dan frekuensi osilator lokal bercampur menghasilkan jumlah dan selisih keduanya pada pin 15. Filter keramik eksternal 455 KHz antara pin 15 dan 12, memilih frekuensi perbedaan 455 KHz. Sebagian besar amplifikasi berada di penguat frekuensi menengah (IF) antara pin 12 dan 7. Sebuah dioda pada pin 7 memulihkan audio dari IF. Beberapa kontrol penguatan otomatis (AGC) dipulihkan dan disaring ke DC dan diumpankan kembali ke pin 9.

Radio IC

Gambar di bawah menunjukkan penyetelan mekanis konvensional (a) dari penyetel masukan RF dan osilator lokal dengan penyetelan dioda varactor (b). Pelat menyatu dari kapasitor variabel ganda membuat komponen besar. Adalah ekonomis untuk menggantinya dengan dioda tuning varicap. Meningkatkan bias mundur Vtune menurunkan kapasitansi yang meningkatkan frekuensi. Vtune dapat dihasilkan oleh potensiometer.

Perbandingan radio IC dari (a) penyetelan mekanis dengan (b) penyetelan dioda varicap elektronik.

Gambar di bawah ini menunjukkan jumlah bagian yang lebih rendah dari radio AM. Insinyur Sony telah menyertakan filter bandpass frekuensi menengah (IF) dalam IC 8-pin. Ini menghilangkan transformator IF eksternal dan filter keramik IF. Komponen tuning L-C masih diperlukan untuk input frekuensi radio (RF) dan osilator lokal. Padahal, kapasitor variabel bisa diganti dengan dioda tuning varicap.

Radio IC kompak menghilangkan filter IF eksternal

Gambar di bawah menunjukkan radio FM dengan jumlah komponen rendah berdasarkan sirkuit terpadu TDA7021T oleh NXP Wireless. Transformator filter IF eksternal yang besar telah digantikan oleh filter R-C. Resistor terintegrasi, sedangkan kapasitor eksternal. Sirkuit ini telah disederhanakan dari Gambar 5 di Lembar Data NXP. Lihat Gambar 5 atau 8 dari datasheet untuk rangkaian kekuatan sinyal yang dihilangkan. Rangkaian penyetelan sederhana adalah dari Gambar 5 Rangkaian Uji. Gambar 8 memiliki tuner yang lebih rumit. Lembar Data Gambar 8 menunjukkan radio FM stereo dengan penguat audio untuk menggerakkan speaker.

Radio IC FM, sirkuit kekuatan sinyal tidak ditampilkan

Untuk proyek konstruksi, Radio FM yang disederhanakan pada gambar di atas direkomendasikan. Untuk induktor 56nH, putar 8 putaran #22 AWG kawat telanjang atau kawat magnet pada mata bor 0,125 inci atau mandrel lainnya. Lepaskan mandrel dan regangkan hingga panjang 0,6 inci. Kapasitor tuning dapat berupa kapasitor pemangkas mini.

Gambar di bawah ini adalah contoh penguat RF common-base (CB). Ini adalah ilustrasi yang bagus karena terlihat seperti CB karena kurangnya jaringan bias. Karena tidak ada bias, ini adalah penguat kelas C. Transistor melakukan kurang dari 180 ° dari sinyal input karena setidaknya 0,7 V bias akan diperlukan untuk 180 ° kelas B. Konfigurasi common-base memiliki gain daya yang lebih tinggi pada frekuensi RF tinggi dari emitor umum. Ini adalah penguat daya (3/4 W) sebagai lawan dari penguat sinyal kecil. Jaringan input dan output cocok dengan emitor dan kolektor masing-masing dengan terminasi koaksial input dan output 50 . Output -network juga membantu menyaring harmonik yang dihasilkan oleh penguat kelas C. Padahal, lebih banyak bagian kemungkinan akan dibutuhkan oleh standar emisi radiasi modern.

Penguat daya RF 750 mW basis umum Kelas C. L1 =#10 Kawat Cu 1/2 putaran, 5/8 in. ID dengan tinggi 3/4 in. L2 =#14 Kawat Cu kalengan 1 1/2 putaran, 1/2 in. ID dengan jarak 1/3 in.

Contoh penguat RF basis umum gain tinggi ditunjukkan pada gambar di bawah. Sirkuit common-base dapat didorong ke frekuensi yang lebih tinggi daripada konfigurasi lainnya. Ini adalah konfigurasi basis umum karena basis transistor di-ground-kan untuk AC oleh kapasitor 1000 pF. Kapasitor diperlukan (tidak seperti kelas C, gambar sebelumnya) untuk memungkinkan pembagi tegangan 1KΩ-4KΩ untuk membiaskan basis transistor untuk operasi kelas A. Resistor 500Ω adalah resistor bias emitor. Mereka menstabilkan arus kolektor. Resistor 850Ω adalah beban DC kolektor. Penguat tiga tahap memberikan penguatan keseluruhan sebesar 38 dB pada 100 MHz dengan bandwidth 9 MHz.

Penguat gain tinggi sinyal kecil basis umum Kelas A

Penguat cascode memiliki bandwidth yang lebar seperti penguat basis umum dan impedansi input yang cukup tinggi seperti pengaturan emitor umum. Bias untuk penguat cascode ini (gambar di bawah) dikerjakan dalam contoh masalah Ch 4 .

Penguat gain tinggi sinyal kecil cascode Kelas A

Sirkuit ini disimulasikan di bagian "Cascode" dari bab BJT Bab 4 . Gunakan transistor RF atau microwave untuk respons frekuensi tinggi terbaik.

Sakelar T/R dioda PIN memutuskan receiver dari antena selama transmisi

Sakelar antena dioda PIN untuk penerima pencari arah

Atenuator dioda PIN:Dioda PIN berfungsi sebagai resistor variabel tegangan

Dioda PIN disusun dalam jaringan -attenuator. Dioda anti-seri membatalkan beberapa distorsi harmonik dibandingkan dengan dioda seri tunggal. Pasokan tetap 1,25 V membias maju dioda paralel, yang tidak hanya menghantarkan arus DC dari ground melalui resistor, tetapi juga menghantarkan RF ke ground melalui kapasitor dioda. Tegangan kontrol, Vcontrol, meningkatkan arus melalui dioda paralel saat meningkat. Ini mengurangi resistansi dan atenuasi, melewatkan lebih banyak RF dari input ke output. Redaman sekitar 3 dB pada Vkontrol=5 V. Redaman adalah 40 dB pada Vkontrol =1 V dengan respon frekuensi datar sampai 2 GHz. Pada Vkontrol=0,5 V, redaman adalah 80 dB pada 10 MHz. Namun, respons frekuensi terlalu bervariasi untuk digunakan.

LEMBAR KERJA TERKAIT:

• Lembar Kerja Dasar-dasar Komunikasi Radio