Wie funktioniert diese Schaltung? (AM-Empfänger)

Ich verstehe nicht ganz, wie diese Schaltung funktioniert:

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Erstens verstehe ich nicht, wie der LC-Filter die Frequenz wählt. Ich weiß, dass die Impedanz bei der Resonanzfrequenz „unendlich“ ist, aber ich verstehe nicht, wie sie die anderen Frequenzen ablehnt: Unabhängig von der Impedanz des LC-Filters für eine bestimmte Frequenz wird die Spannung am Knoten „X“ angelegt und damit liegt jede Frequenz am Eingang der Diode an.

Ich verstehe das Konzept "ein Signal auf Masse leiten" nicht.

Zweitens verstehe ich nicht, wie das R1/C2-Netzwerk funktioniert.

Es wird gesagt, dass sein Zweck darin besteht, das Eingangssignal zu „glätten“, um nur seine Hüllkurve am Verstärkereingang zu erhalten. Wie funktioniert es? Da das Ausgangssignal der Diode (das AM-Signal der ausgewählten Frequenz) direkt am Eingang des Verstärkers anliegt, sehe ich nicht, wie das R1/C2-Netzwerk irgendetwas glätten kann.

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Erstens verstehe ich nicht, wie der LC-Filter die Frequenz wählt. Ich weiß, dass die Impedanz bei der Resonanzfrequenz „unendlich“ ist, aber ich verstehe nicht, wie sie die anderen Frequenzen ablehnt: Unabhängig von der Impedanz des LC-Filters für eine bestimmte Frequenz wird die Spannung am Knoten „X“ angelegt und somit jede Frequenz am Eingang der Diode anliegt? Ich verstehe das Konzept "ein Signal auf Masse leiten" nicht.

Sie vergessen, dass Ihre Antenne keine Nullimpedanz hat (es ist keine perfekte Spannungsquelle, es ist eher eine ziemlich unperfekte Stromquelle): Der gesamte Strom, der durch das LC-Filter fließt, kann nicht durch die Diode fließen – so einfach ist das .

Zweitens verstehe ich nicht, wie das R1/C2-Netzwerk funktioniert? Es wird gesagt, dass sein Zweck darin besteht, das Eingangssignal zu „glätten“, um nur seine Hüllkurve am Verstärkereingang zu erhalten.

Ah, ok, wer auch immer das gesagt hat, hat ein paar Dinge durcheinander gebracht.

Auch hier leitet C2 hohe Frequenzen nach Masse ab (macht Sinn, oder? Bei hohen Frequenzen wird der Kondensator fast kurzgeschlossen), und um die Spannung zu reduzieren, die der Eingang des Verstärkers sieht, muss eine Quellenimpedanz vorhanden sein (a Serienwiderstand). Deshalb sieht ein RC-Tiefpassfilter aus

input voltage >----| R | --+------> output voltage
                           |
                         C =
                           |
 GND ----------------------+------

Wer auch immer behauptete, R1 sei an der Glättung beteiligt, dachte wahrscheinlich, es sei das R in diesem RC-Filternetzwerk. Ist es nicht, weil es nicht in Reihe, sondern parallel zum C liegt. Die Rolle des R in diesem Filter übernimmt der Spannungsabfall über der Diode.

Das R in der obigen Schaltung dient wahrscheinlich nur dazu, die Spannung am Ausgang der Diode gegen Masse vorzuspannen.

Wie funktioniert es? Da das Ausgangssignal der Diode (das AM-Signal der ausgewählten Frequenz) direkt am Eingang des Verstärkers anliegt, sehe ich nicht, wie das R1/C2-Netzwerk irgendetwas glätten kann.

Wie gesagt, Strom durch die Diode führt zu einem Spannungsabfall über der Diode. Hochfrequente Spannungen über einem Kondensator führen zu einem hohen Strom durch den Kondensator. Dies dämpft / unterdrückt also Hochfrequenzspannungen.

Ich danke Ihnen für Ihre Erklärung! Ich habe jedoch einige Fragen: 1) Ich bin mir nicht sicher, ob ich den Satz verstehe: "Die Rolle des R in diesem Filter wird vom Spannungsabfall über der Diode übernommen". Ich hätte verstanden, wenn die V / I-Beziehung linear wäre, aber die Beziehung ist exponentiell und wir nähern uns V ~ 0,7 V. Bedeutet das, dass wir die Diode durch ihren dynamischen Widerstand ersetzen? 2) Wie spannt das R in der Schaltung die Spannung am Ausgang der Diode vor und warum ist dies erforderlich? Vielen Dank.
1) Ja, für den Zweck des RC-Filters ist das in Ordnung, das Dioden-C-Filter muss nicht wirklich ein "wohldefiniertes" und mathematisch einfach zu berechnendes Filter sein. 2) Angenommen, Sie haben für eine Weile kein Signal an der Antenne. Egal wie hoch die Ladung über C2 vorher war, danach ist sie Null. Das brauchen Sie, weil kein Strom in den Verstärker oder "rückwärts" durch die Diode fließt.
Wenn Sie die Antenne als Stromquelle behandeln (wie Sie in Ihrem 1. Absatz vorschlagen), ist die Funktion des R im Filter möglicherweise sinnvoller.
@ThePhoton absolut wahr, aber ich bin mir fast sicher, dass R1 vermeiden sollte, einfach nur C1 kontinuierlich aufzuladen. Außerdem möchte ich den Ausgang der Diode als "hochohmige Spannungsquelle" betrachten, da es sonst unnötig komplex wird, die Wirkung der Gleichrichtung im Kopf zu modellieren. aber das ist meistens eine persönliche Sache, denke ich.
Oder betrachten Sie einfach die Diode, den Kondensator und den Widerstand als Halbwellengleichrichter mit Glättung; Das R fügt der Trägerfrequenz einen Hauch von Welligkeit hinzu, aber im Großen und Ganzen wird der Träger zur Hüllkurve des Trägers, genau wie in einer normalen Wechselstrom-Halbwellen-Gleichrichterschaltung.
OK, ich verstehe den Zweck des Widerstands, er ermöglicht das Entladen des Kondensators und "wandelt" auch den Eingangsstrom von der Antenne in eine Eingangsspannung für den Verstärker um. Ich verstehe jedoch nicht, wie die Diode betrachtet werden muss, um diese Schaltung zu analysieren: Reicht es aus, sie als Schalter mit einem konstanten Spannungsabfall von 0,7 V zu betrachten, oder sollten wir ihre exponentielle Beziehung zwischen Strom und Spannung berücksichtigen? Übrigens, warum können wir den Ausgang einer Diode als hochohmige Spannungsquelle betrachten?
Übrigens, wie können wir diese Schaltung bauen? Ich meine, wie wählen Sie die Werte der Komponenten aus? Ich denke, für die LC-Schaltung, aber da wir 2 Variablen (L und C) für eine Gleichung haben, können wir eine Variable willkürlich auswählen oder gibt es eine kluge Wahl? (zB in Bezug auf die Impedanz der Antenne?). Und wie wählen wir die Werte von R und C an den Eingängen unseres Verstärkers? Ich werde einige Spice-Simulationen machen, um mir zu helfen, diese Schaltung zu verstehen, weil ich einige Probleme habe.
Sie können die Resonanzfrequenz des LC analytisch berechnen, sodass diese angegeben werden kann. Aber diese Schaltung hängt von so vielen Zufallsvariablen ab, dass Sie sie nicht wirklich mit gegebenen Werten bauen; Sie beginnen mit etwas Vernünftigem und stimmen dann ab, bis es funktioniert. Es gibt einen Grund, warum kein echter Empfänger so funktioniert.

Diese Schaltung erfasst eine Frequenz, die mit dem LC-Filter gebändert wird. Dann arbeitet die Diode als Detektor. Das Signal fällt über r1 ab und c1 filtert hochfrequente Signale auf Masse und lässt das niederfrequente Signal in den Verstärker gehen. (Ich bin jedoch verwirrt, was der c1 dort macht.) Dieses System ist ein Diodendetektor-AM-Empfänger (Demodulator).

Vielleicht fügen Sie dort irgendwo "Umschlag" hinzu.
Das möchte ich auch hinzufügen. Aber ich habe auch kein vollständiges Konzept über Umschläge. Dies könnte die Dinge komplexer machen.
Ich dachte nur, dass es ausreichen würde, die Diode zu erwähnen, die funktioniert, um die Hüllkurve des Signals zu erkennen. Aber wenn Sie es genauer wollen, weist die Diode die negative Polarität des Signals zurück, sodass C1 nur durch die positive Polarität geladen werden kann. Dies führt dazu, dass C1 die Wellenform glättet, wodurch der Träger beseitigt wird und nur die Amplitude (auch als positive Hüllkurve bezeichnet) übrig bleibt. R1 gibt der Kappe die Möglichkeit, sich zu entladen, sodass die Hüllkurve bei Bedarf niedrig werden kann, oder der Kondensator könnte nur höher und höher werden. und niemals tief gehen.

Erstens verstehe ich nicht, wie der LC-Filter die Frequenz wählt. Ich weiß, dass die Impedanz bei der Resonanzfrequenz „unendlich“ ist, aber ich verstehe nicht, wie sie die anderen Frequenzen ablehnt: Unabhängig von der Impedanz des LC-Filters für eine bestimmte Frequenz wird die Spannung am Knoten „X“ angelegt und damit liegt jede Frequenz am Eingang der Diode an.

Denken Sie an die einzelne Induktivität „L“ und den Kondensator „C“ im LC-Kreis.

Ein Induktor liebt es, Gleichstrom und niederfrequenten Wechselstrom durchzulassen, weil ein Induktor den Stromfluss gerne gleich hält. Es hasst es auch, Hochfrequenz-Wechselstrom durchzulassen, da sich der Stromfluss ständig ändert und der Stromfluss gleich bleiben möchte.

Ein Kondensator liebt es, Hochfrequenz-Wechselstrom durchzulassen, weil er die Spannung gerne gleich hält und gerne Elektronen speichert und freisetzt, um die Spannung gleich zu halten. Aber es hasst es, Gleichstrom und niederfrequenten Strom zu leiten, weil es keine Verbindung über den Kondensator gibt. Wenn die Spannung über dem Kondensator ansteigt, bewirkt dies, dass sich Elektronen auf einer Seite der Strombarriere im Kondensator "aufbauen". Wenn die Spannung über dem Kondensator abnimmt, bewirkt dies, dass die Elektronen in den Stromkreis "zurückgehen".

Für die obige LC-Tuner-Schaltung möchten Sie also eine bestimmte Frequenz. Umgekehrt bedeutet dies, dass Sie alle anderen Frequenzen nicht wollen. Die Antenne sammelt Energie von allen Frequenzquellen. (Natürlich nicht gleichermaßen, da dies von der Antennenplatzierung, dem Design usw. abhängt.) Wenn die Energie dem LC-Schaltkreis zugeführt wird, wird die niederfrequente Energie durch den Induktor "L" abgeführt. Die Hochfrequenzenergie wird über den Kondensator "C" abgeleitet. Was übrig bleibt, ist blockiert und kann nur durch die Diode gehen.

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