Warum erzeugt ein klassischer Hüllkurvendetektor zeitweise eine negative Spannung, wenn hohe Frequenzen eingespeist werden?

Ich spiele in ngspice herum und versuche, Hüllkurvendetektoren für Amateurfunk zu verstehen.

Ich pumpe 150 MHz in die unten beschriebene Schaltung - ich erwarte, dass sie proportional zu Amplitude + Frequenz positiv wird. Nach einer Weile wird es negativ. Was passiert hier?

Betrachten Sie diese Schaltung:

Diodendetektor

  • 150 MHz 2 V Sinuswelleneingang, 50 Ohm Impedanz
  • D1N4148-Diode
  • 100pF Glättungskondensator
  • 500k Blutungs-/Belastungswiderstand

Gewürzeingabe, die ich verwende / an der ich arbeite:

Detector CIRCUIT
.model D1N4148 D (IS=0.1pA, RS=16 CJO=2pF TT=12N BV=100 IBV=0.1pA)

v1 1 0 sin(0 2 150MEG)

rSOURCE 2 1 50

d1 2 3 D1N4148

c1 3 0 100p

rLOAD 3 0 500k

.control
tran 5us 50ms
run
write kek.raw v(3)
quit
.endc
.end

Gibt mir das:

Vorübergehende Analyse

Beachten Sie die negativen Abschnitte.

Wie wird ein Diodendetektor so negativ? wie stoppe ich es?

Die 1N4148-Diode hat eine Frequenzgrenze von etwa 50 MHz bei 50 % Einschaltdauer. Dazu benötigen Sie eine UHF-Diode.
Ja, aber er bekam < 1nV Ausgang> Warnung Will Rogers.
Vergessen Sie nicht, die Skala der Y-Achse zu überprüfen: Sie liegt zwischen 1e-9 und 8e-10. Das sollte dir etwas sagen.

Antworten (1)

v1 1 0 sin(0 2 150MEG)
...
tran 5us 50ms

=====

Was ist falsch mit diesem Bild?

==

Die Abtastzeit verstößt gegen das Gesetz von Shannon. Messfehler.

Was ist die Diodenspezifikation?

  • Gleichrichtungseffizienz v H F = 2 v , F = 100 M H z       η R = 45 %

Es wird nicht gut funktionieren, da die Wiederherstellungszeit bei einer Last von 100 Ohm 4 ns beträgt und Ihre nur 500 k beträgt.

Obwohl Cj=2pF ok ist. (obwohl max im Datenblatt 4pF ist)

Wie @ Sparky256 sagte, versuchen Sie es mit einer UHF-Diode.

Diese haben eine schnellere Erholungszeit als 8 ns bei einem Signal mit einer Zykluszeit von 6,7 ns. Aus diesem Grund ist die Effizienz bei 100 MHz schlecht und bei 150 MHz schlechter.

Probieren Sie einen Falstad-Simulator aus. Begrenzte Parameter, keine benutzerdefinierten Teile. Sie machen die passiven Teilmodelle und LOGIK, OA's haben 0 Ohm raus. Gleiches gilt für Spannungsquellen.

Drücken Sie jederzeit Zurücksetzen.

Es war tatsächlich Shannons Gesetz, danke! Ich habe die Auflösung der Simulation erhöht und sie einige Minuten laufen lassen, und die Wellenform sieht viel besser aus.
Falstads Sim ist viel schneller Echtzeit, Zeitraffer oder Zeitlupe > Optionen > andere Optionen > Abtastzeit oder Mausrad über Oszilloskopspur
Warum erzeugt ein klassischer Hüllkurvendetektor zeitweise eine negative Spannung, wenn hohe Frequenzen eingespeist werden?
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