Cuando una onda de radio AM llega a la antena, ¿la señal necesita estar en un circuito cerrado para ser amplificada?


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Esto necesita alguna explicación. En los diagramas de las instrucciones de radio siempre veo una sola línea desde la antena hasta la entrada para amplificación. Usemos un amplificador de tubo de vacío como, por ejemplo.

Hay un solo cable a la placa en el tubo triodo desde la antena y los electrones de la fuente de filamento son atraídos o repelidos en su camino hacia el cátodo. No puedo entender cómo se completa el circuito, ya que solo un cable aparece en los diagramas proveniente de la antena.

Francamente, estoy teniendo el mismo problema al tratar de entender cómo este mismo tubo puede amplificar una señal de corriente continua de telefonía porque pienso que la corriente continua pulsante con la inteligencia de voz es un circuito cerrado. No me importaría que alguien me aclare las dos cosas. Gracias.


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Las antenas a menudo tienen una red de cables enterrada, para proporcionar la estructura TERRESTRE. Las antenas CitizenBand usan el metal del automóvil como GND.
analogsystemsrf

Piensa en la capacitancia perdida.
user253751

Respuestas:


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Cuando una onda de radio AM llega a la antena, ¿la señal necesita estar en un circuito cerrado para ser amplificada?

Sí, y lo creas o no, hay un circuito cerrado. Una antena monopolo simple utiliza tierra como la ruta de retorno: la onda de radio entrante golpea la estructura de la antena y circula una corriente entre monopolo y tierra y también habrá una impedancia:

ingrese la descripción de la imagen aquí

El gráfico anterior muestra cuál es la impedancia eléctrica del monopolo y cómo depende de la longitud de la antena (altura) y la longitud de onda de la onda de radio. Entonces, a aproximadamente un cuarto de longitud de onda, el monopolo parece puramente resistivo y esa resistencia es de aproximadamente 37 ohmios (es difícil de ver en el gráfico, entiendo). Esa es la impedancia que presenta al resto del circuito.

Esto significa que su onda de radio se transforma en una señal con una impedancia de salida de 37 ohmios. Pero el espacio libre / aire también tiene una impedancia: es o aproximadamente 377 ohmios y esto se debe a la capacitancia e inductancia del espacio libre, es decir, las propiedades físicas fundamentales que dictan la velocidad de la luz.120π

Entonces sí, hay un circuito cerrado.

Aquí hay un ejemplo: si desea sintonizar una transmisión de AM a 1 MHz, podría construir un monopolo de cuarto de onda, pero ese monopolo tendría 75 metros de largo y presentaría una impedancia de 37 ohmios.

O puede hacer un monopolo de 15 metros de largo (0.05 de longitud de onda) que presente una impedancia capacitiva de aproximadamente 1000 ohmios (o 159 pF a 1 MHz). Obtendría más señal de la antena de cuarto de onda, pero sería realmente grande y engorroso, sintonizarla necesitaría un circuito más complejo que la antena de 15 metros porque esa antena más corta ya parece 159 pF y puede conectarse directamente a una bobina para dar buena selectividad de estación. Eso es lo que hicieron los usuarios del set de cristal antiguo.

Con respecto a su otra pregunta, no tengo idea de lo que quiere decir, por lo que podría requerirse más información, como un circuito.


wow ... ahora una señal viaja literalmente a través de la tierra desde la antena a la radio? Tendré que publicar la segunda pregunta más tarde después de que pueda ver si su visión también puede solucionar ese problema.
Sedumjoy

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Así es como funcionan las antenas, pero de mucha más importancia es la posibilidad de mover algo de voltaje en una antena transmisora ​​y obtener una oscilación de recepción a mil millones de millas de distancia sin conexión a tierra. Piense en los viajeros 1 y 2.
Andy, también conocido como

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"Verá, el telégrafo de cable es una especie de gato muy, muy largo. Tira de su cola en Nueva York y su cabeza maúlla en Los Ángeles. ¿Entiende esto? Y la radio funciona exactamente de la misma manera: envía señales aquí , los reciben allí. La única diferencia es que no hay gato ".
un CVn

@Sedumjoy 'hace que una señal literalmente viaje ...' generalmente no. Las antenas deben tener dos conductores, y una pequeña porción de tierra puede actuar como el segundo conductor de antena. Sin embargo, para las "ondas de tierra" en longitudes de onda largas, la señal se extiende al suelo, y en ese caso la corriente de la Tierra llega desde el transmisor al receptor. Así funcionaba la radio en la era anterior a 1910, con el sistema de onda larga Marconi VLF, que funcionaba muy por debajo de 100KHz. (Es también cómo N. Tesla insistió en que toda la radio debe trabajar corrientes de tierra solamente, sin ondas de radio a través del espacio..)
wbeaty

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Algunas antenas solo parecen tener una conexión. En ese caso, la tierra, o plano de tierra, es la otra conexión implícita. En el caso de algo así como un cable largo por una ventana, la otra conexión de antena está conectada a tierra. Es por eso que necesita conectar a tierra las radios que reciben con tales antenas.

De todos modos, se captará alguna señal porque el chasis de la radio tendrá cierta capacitancia parásita a tierra. Con tal disposición, verá un aumento significativo en la intensidad de la señal después de conectar a tierra correctamente la radio.

Algunas antenas contienen ambos cables directamente, como un dipolo. En ese caso, la corriente fluye entre los dos cables.


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Los receptores de radio regenerativos a menudo muestran una conexión de antena de un solo cable a su "entrada":
Un receptor de radio regenerativo

En este caso, la radio se sintoniza a una frecuencia determinada principalmente por L1 y C1, y se pasa al tubo de vacío amplificador de muy alta ganancia (12AT6). El símbolo del suelo en la parte inferior es importante. Se conectaría al extremo negativo de la fuente de alimentación de + 150V CC.

La conexión a tierra también podría estar conectada a tierra: una varilla golpeada en el suelo, a los accesorios de plomería de metal o a la tierra de la caja eléctrica. Se supone que este punto está en cero voltios, tanto para voltajes de CC como para voltajes de CA de radiofrecuencia.
Es el voltaje a través de L1 y C1 que se pasa a la entrada del amplificador. Dado que su extremo inferior está a cero voltios y no varía, el voltaje del lado superior es significativamente grande. Esta etapa regenerativa particular tiene una impedancia extremadamente alta donde se conecta la antena. Puede pensar en la "ANTENA DE ALAMBRE LARGO" como una capacitancia que sondea el campo eléctrico del espacio libre. Una pequeña señal aquí induce un gran voltaje a la frecuencia de resonancia L1 y C1.

Este tipo de antena a veces se llama antena de sonda de campo eléctrico . Aquí hay un ejemplo de preamplificador de frecuencia de radio extremadamente baja. La antena en sí puede ser bastante corta, pero debe ser colocado físicamente muy por encima de las estructuras adyacentes, árboles, etc. Dado que la auto-capacitancia de la antena es muy pequeña, el preamplificador de alta impedancia debe ser colocado a la derecha en su extremo inferior: sonda de campo eléctrico de frecuencia ultrabaja ¿Estaba usted a modele este circuito en una simulación SPICE, la antena aparecería como un pequeño condensador en serie con una pequeña resistencia:

esquemático

simular este circuito : esquema creado con CircuitLab


Su circuito superior está bien en cuanto a la etapa de amplificador de RF regenerativo, pero la parte AUDIO OUT no tiene sentido. Primero, simplemente está conectado a tierra en cuanto a CA. En segundo lugar, incluso si estuviera conectado a la etapa de RF de alguna manera, falta el detector. Quizás R3 está destinado a estar entre el suministro de 150 V y la parte superior de L2 y R1. Debería haber alguna demodulación de AM allí porque la corriente promedio de la placa parece ser una función de la amplitud de RF.
Olin Lathrop

@OlinLathrop Buen lugar. Estaba concentrado en el extremo frontal, y no vi la tontería en el extremo del audio. Obtenga un práctico esquema del Sr. Google bajo su propio riesgo.
glen_geek

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Creo que tienes un malentendido fundamental.
Como comprensión general, es cierto que necesita un circuito cerrado . Esto se enseña más comúnmente mediante el uso de circuitos de CC , que requieren conectores "visibles" o "directos" que muestran un circuito completamente cerrado . Sin embargo, a medida que avanza en los circuitos de CA , debe aprender que incluso los circuitos "incompletos" (abiertos) están (o pueden estar) cerrados , a través de varios efectos de capacitancia.
Debe tener en cuenta que un condensador está hecho de dos conductores separados y, aunque están físicamente separados, en lo que respecta a CA, están conectados eléctricamente. En otras palabras, cada vez que ve un condensador (- | | -), en lo que respecta a CA (o CC pulsada), actúa como si las placas estuvieran en cortocircuito (- | - | -).

En lo que respecta a la antena, la parte superior de la antena está conectada a un lado de un "condensador virtual y el otro lado del condensador" virtual "está conectado a tierra. Dado que la parte inferior de la antena también está conectada a tierra ( por varios métodos), se forma un circuito "cerrado" .

Usando el circuito con el tubo de vacío como ayuda, si usa un condensador "pequeño" y lo conecta a la parte superior de la antena, y al otro lado del condensador a tierra, formará una antena de circuito cerrado . Esto permite que las ondas electromagnéticas induzcan una pequeña corriente en la antena de bucle. Esta corriente induce un voltaje a través del condensador conectado a la red de control del tubo de vacío. La rejilla y el cátodo del tubo de vacío también forman un condensador, por lo que a medida que la rejilla se carga y descarga, controla (activa) una corriente mayor desde el cátodo hasta la placa, por lo que los cambios se amplifican.
La explicación para pulsarDC, es lo mismo que el anterior. La pulsación de CC carga y descarga un lado del condensador que induce un voltaje en el otro lado del condensador ... por lo tanto, los cambios se amplifican.

EDITAR: Después de leer sus preguntas una vez más, detecté otro malentendido de su parte. Usted dice: "hay un solo cable desde la antena hasta la entrada del demodulador". Esto no es verdad. Hay tres circuitos de "circuito cerrado" involucrados: 1 circuito cerrado de antena, 2 circuitos de rejilla de control y 3 circuitos de salida de placa.
1 Está formado por cable de antena, hormiga. adj. tapón C2, tanque resonante L1 C1 y tapón antisuperficie (virtual) Cv.
2 Está formado por res. tanque L1 C1, tapa de alimentación C3 y rejilla - tapa de cateterización Cg.
3 Está formado por la tapa de placa de cateterismo Cp, placa res. R1, tapa de salida C5 y carga res. Rl. (Tenga en cuenta que varios de estos símbolos no están en el circuito designado)


dices que la parte superior está conectada a un condensador conectado a tierra y el otro extremo está conectado a tierra. no se pueden conectar a tierra, entonces, ¿hay un solo cable que vaya a la parte de "demodulación" de la radio?
Sedumjoy

@Sedumjoy: Para aclarar: dije que la parte superior (la antena) está conectada a (un lado de) un condensador virtual (y el otro lado del condensador virtual) está conectado a tierra y (desde) la parte inferior del la antena también está conectada a tierra, se forma un "circuito cerrado" de CA. Editaré mi respuesta para abordar su segunda pregunta.
Guill
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