Quando un'onda radio AM raggiunge l'antenna, il segnale deve essere in un circuito chiuso per essere amplificato?


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Questo ha bisogno di qualche spiegazione. Negli schemi delle istruzioni radio vedo sempre una sola linea dall'antenna all'ingresso per l'amplificazione. Usiamo un amplificatore a valvole come per esempio.

C'è un singolo filo sulla piastra nel tubo a tre poli dall'antenna e gli elettroni dalla sorgente del filamento vengono attratti o respinti nel loro cammino verso il catodo. Non riesco a capire come sia completo il circuito poiché negli schemi appare un solo filo proveniente dall'antenna.

Francamente sto avendo lo stesso problema nel cercare di capire come questo stesso tubo possa amplificare un segnale di corrente continua di telefonia perché penso che la corrente continua pulsante con l'intelligenza vocale sia un circuito chiuso. Non mi dispiacerebbe qualcuno che mi chiarisse entrambi. Grazie.


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Le antenne hanno spesso una griglia interrata di fili, per fornire la struttura del TERRENO. Le antenne CitizenBand usano il metallo dell'auto come GND.
analogsystemsrf

Pensa alla capacità parassita.
user253751

Risposte:


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Quando un'onda radio AM raggiunge l'antenna, il segnale deve essere in un circuito chiuso per essere amplificato?

Sì, e che ci crediate o no c'è un circuito chiuso. Una semplice antenna monopolare utilizza la terra come percorso di ritorno: l'onda radio in arrivo colpisce la struttura dell'antenna e una corrente circola tra il monopolo e la terra e ci sarà anche un'impedenza: -

inserisci qui la descrizione dell'immagine

Il grafico sopra mostra qual è l'impedenza elettrica del monopolo e come dipende dalla lunghezza dell'antenna (altezza) e dalla lunghezza d'onda dell'onda radio. Quindi, a circa un quarto di lunghezza d'onda il monopolo sembra puramente resistivo e quella resistenza è di circa 37 ohm (difficile da vedere sul grafico, capisco). Questa è l'impedenza che presenta al resto del circuito.

120π

Quindi sì, c'è un circuito chiuso.

Ecco un esempio: se volessi sintonizzarti su una trasmissione AM a 1 MHz, potresti costruire un monopolo a quarto d'onda, ma quel monopolo sarebbe lungo 75 metri e presenterebbe un'impedenza di 37 ohm.

Oppure potresti creare un monopolo lungo 15 metri (lunghezza d'onda 0,05) che presenta un'impedenza capacitiva di circa 1000 ohm (o 159 pF a 1 MHz). Otterresti più segnale dall'antenna a quarto d'onda ma, sarebbe davvero grande e ingombrante, per sintonizzarti avresti bisogno di un circuito più complesso dell'antenna di 15 metri perché quell'antenna più corta sembra già 159 pF e può connettersi direttamente a una bobina per dare una buona selettività di stazione. Questo è ciò che hanno fatto gli utenti del set di cristalli del vecchio mondo.

Per quanto riguarda l'altra tua domanda, non ho idea di cosa intendi, quindi potrebbero essere necessarie ulteriori informazioni come un circuito.


wow ... ora un segnale viaggia letteralmente attraverso la terra dall'antenna alla radio? Dovrò pubblicare la seconda domanda dopo che vedrò se anche la tua intuizione può occuparsi di quel problema.
Sedumjoy,

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Ecco come funzionano le antenne, ma molto più importante è la prospettiva di far oscillare un po 'di tensione su un'antenna trasmittente e ottenere una vibrazione della ricezione a un miliardo di miglia di distanza senza connessione a terra. Pensa al viaggiatore 1 e 2.
Andy aka

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"Vedi, il telegrafo a filo è una specie di gatto molto, molto lungo. Gli tiri la coda a New York e la sua testa miagola a Los Angeles. Capisci questo? E la radio funziona esattamente allo stesso modo: mandi segnali qui , li ricevono lì. L'unica differenza è che non esiste un gatto ".
un CVn il

@Sedumjoy 'viaggia letteralmente un segnale ...' di solito no. Le antenne devono avere due conduttori e un piccolo pezzo di terra può fungere da secondo conduttore di antenna. Tuttavia, per le "onde terrestri" a lunghezze d'onda lunghe, il segnale abbraccia il terreno e in tal caso la corrente terrestre arriva fino in fondo dal trasmettitore al ricevitore. Fu così che funzionò la radio nell'era pre-1910, con il sistema a onde lunghe Marconi VLF, che funzionava ben al di sotto dei 100 KHz. (È anche il modo in cui N. Tesla ha insistito sul fatto che tutte le radio devono funzionare. Solo correnti terrestri, senza onde radio nello spazio.)
wbeaty

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Alcune antenne sembrano avere solo una connessione. In tal caso, il suolo, o piano di massa, è l'altra connessione implicita. Nel caso di qualcosa come un lungo filo fuori da una finestra, l'altra connessione dell'antenna è messa a terra. Ecco perché devi mettere a terra le radio che ricevono con tali antenne.

Alcuni segnali verranno comunque rilevati perché il telaio radio avrà una capacità parassita a terra. Con una tale disposizione, vedrai un significativo aumento della potenza del segnale dopo aver messo a terra correttamente la radio.

Alcune antenne contengono entrambi i cavi direttamente, come un dipolo. In tal caso, la corrente scorre tra i due cavi.


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I ricevitori radio rigenerativi mostrano spesso il collegamento dell'antenna a filo singolo al loro "ingresso":
Un ricevitore radio rigenerativo

In questo caso, la radio è sintonizzata su una frequenza per lo più determinata da L1 e C1 e trasmessa al tubo del vuoto amplificatore ad alto guadagno (12AT6). Il simbolo del terreno in basso è importante. Sarebbe collegato all'estremità negativa dell'alimentazione a + 150 V CC.

La connessione di terra potrebbe anche essere collegata a terra: un'asta battuta a terra, su impianti idraulici di metallo o sulla terra della scatola elettrica. Si presume che questo punto sia a zero volt, sia per le tensioni CC che per le tensioni CA a radiofrequenza.
È la tensione tra L1 e C1 che viene trasmessa all'ingresso dell'amplificatore. Poiché la sua estremità inferiore è a zero volt e non varia, la tensione del lato superiore è significativamente grande. Questo particolare stadio rigenerativo ha un'impedenza estremamente elevata in cui l'antenna si collega. Potresti pensare all '"ANTENNA A FILO LUNGO" come una capacità che indaga nel campo elettrico dello spazio libero. Un piccolo segnale qui induce una grande tensione alla frequenza di risonanza L1 e C1.

Questo tipo di antenna viene talvolta chiamata antenna con sonda a campo elettrico . Ecco un esempio di preamplificatore a radiofrequenza estremamente basso. L'antenna stessa può essere piuttosto corta, ma deve essere posizionata fisicamente ben al di sopra di strutture adiacenti, alberi, ecc. Poiché l'autocapacità dell'antenna è piuttosto piccola, il preamplificatore ad alta impedenza deve essere posizionato proprio alla sua estremità inferiore: sonda di campo elettrico a bassissima frequenza dove modella questo circuito in una simulazione SPICE, l'antenna apparirebbe come un piccolo condensatore in serie con una resistenza minuscola:

schematico

simula questo circuito - Schema creato usando CircuitLab


Il circuito superiore è OK per quanto riguarda lo stadio dell'amplificatore RF rigenerativo, ma la parte AUDIO OUT non ha senso. In primo luogo, è semplicemente collegato a terra AC-saggio. In secondo luogo, anche se in qualche modo fosse collegato allo stadio RF, manca il rivelatore. Forse R3 dovrebbe essere compreso tra l'alimentazione a 150 V e le cime di L2 e R1. Dovrebbe esserci un po 'di demodulazione AM perché la corrente media della piastra sembra essere una funzione dell'ampiezza RF.
Olin Lathrop,

@OlinLathrop Buon posto. Si stava concentrando sul front-end e non ho visto il goof-up sul lato audio. Prendi uno schema pratico da Mr. Google a tuo rischio e pericolo.
glen_geek,

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Credo che tu abbia un malinteso fondamentale.
Come comprensione generale, è vero che hai bisogno di un circuito chiuso . Questo è più comunemente insegnato dall'uso di circuiti CC , che richiedono connettori "visibili" o "diretti" che mostrano un circuito completamente chiuso . Tuttavia, quando ci si sposta nei circuiti CA , è necessario apprendere che anche i circuiti "incompleti" (aperti) vengono (o possono essere) chiusi , tramite vari effetti di capacità.
È necessario essere consapevoli del fatto che un condensatore è composto da due conduttori separati e sebbene siano fisicamente separati, per quanto riguarda la corrente alternata, sono collegati elettricamente. In altre parole, ogni volta che vedi un condensatore (- | | -), per quanto riguarda AC (o DC pulsata), si comporta come se le piastre fossero in cortocircuito (- | - | -).

Per quanto riguarda l'antenna, la parte superiore dell'antenna è collegata a un lato di un "condensatore virtuale" e l'altro lato del condensatore "virtuale" è collegato a terra. Poiché anche la parte inferiore dell'antenna è collegata a terra ( con vari metodi), si forma un circuito "chiuso" .

Usando il circuito con il tubo a vuoto come ausilio, se si utilizza un "piccolo" condensatore e lo si collega alla parte superiore dell'antenna, e l'altro lato del condensatore a terra, si formerà un'antenna a circuito chiuso . Ciò consente alle onde elettromagnetiche di indurre una piccola corrente nell'antenna ad anello. Questa corrente induce quindi una tensione attraverso il condensatore collegato alla griglia di controllo del tubo a vuoto. La griglia e il catodo del tubo a vuoto formano anche un condensatore, quindi mentre la griglia si carica e scarica, controlla (cancelli) una corrente maggiore dal catodo alla piastra, quindi le modifiche vengono amplificate.
La spiegazione per pulsareDC, è lo stesso di cui sopra. La CC pulsante carica e scarica un lato del condensatore che induce una tensione sull'altro lato del condensatore ... in tal modo le modifiche vengono amplificate.

EDIT: Dopo aver letto le tue domande ancora una volta, ho rilevato un altro malinteso da parte tua. Dici "c'è un solo filo dall'antenna all'ingresso del demodulatore". Questo non è vero. Ci sono tre circuiti "ad anello chiuso" coinvolti: 1 anello chiuso dell'antenna, 2 circuiti della griglia di controllo e 3 circuiti di uscita della piastra.
1 È formato da filo dell'antenna, formica. adj. tappo C2, serbatoio risonante L1 C1 e tappo antirotativo (virtuale) Cv.
2 È formato da res. serbatoio L1 C1, tappo di alimentazione C3 e griglia - tappo di chiusura Cg.
3 È formato dal cappuccio cp - placca Cp, ris. Piastra. R1, cappuccio di uscita C5 e carico res. Rl. (Nota, molti di questi simboli non si trovano sul circuito designato)


dici che la parte superiore è collegata a un condensatore collegato a terra e l'altra estremità è a terra. non possono essere entrambi messi a terra, quindi c'è solo un filo che va nella parte "demodulazione" della radio?
Sedumjoy,

@Sedumjoy: Per chiarire: ho detto che la parte superiore (l'antenna), è collegata a (un lato di) un condensatore virtuale (e l'altro lato del condensatore virtuale) è collegato a terra e (poiché) il fondo del anche l'antenna è collegata a terra, si forma un "circuito chiuso" CA. Modificherò la mia risposta per rispondere alla tua seconda domanda.
Guill
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