No hay diodo de germanio disponible para radio de cristal pequeño: ¿pueden los componentes activos manejar la tarea?

Sé que los diodos de germanio son triviales para encontrar en línea, pero como esto es para una demostración, prefiero no gastar $ 6-7 + en el envío de una sola parte de 5 centavos para un proyecto que es académico en ejercicio de todos modos. RadioShack ha demostrado ser estereotípicamente inútil en el almacenamiento de germanios.

Tengo a mi disposición componentes de jellybean como el 741 y el 324. También tengo varias variedades de FET de canal N y P, así como BJT. ¿Hay algún circuito pequeño y directo que pueda usar para emular el comportamiento de caída de bajo voltaje de un diodo de germanio en una aplicación de baja potencia (microvatios)?

Como otros ( @Kaz ) han notado, un diodo Schottky puede ser una solución simple y barata. Personalmente, no he visto una radio de cristal hecha con ellos, pero eso puede muy bien ser porque realmente nunca he verificado ese circuito. Por supuesto, ese debería ser tu primer intento.

Un diodo de germanio es mejor conocido por dos propiedades:

• Tensión umbral baja
• Resistencia relativamente alta en contraste con los diodos de silicio, lo que resulta en una característica más curva.

El voltaje de umbral bajo (¡esencialmente 0V!) Se puede reproducir fácilmente con un rectificador de media onda activo como se muestra en la imagen a continuación (que se encuentra en los productos Elliott Sound ).

El amplificador operacional se usa para eliminar el voltaje umbral del diodo (más a la derecha) insertando el diodo dentro del circuito de retroalimentación. Las ondas de mitades positivas se amplifican por -1 ( ), por lo que esencialmente es un rectificador inversor. Con una onda sinusoidal no notarás la diferencia ya que ambas medias ondas son simétricas.$A = -\frac{R2}{R1}$

El diodo más a la izquierda evita que el opamp sea conducido en saturación (riel bajo) durante la onda de entrada de mitades positivas. Posteriormente, la entrada inversora actuará como tierra virtual (V- = V +) que estabiliza el circuito.

Este circuito solo funciona de manera confiable con una fuente de alimentación dual, ya que la salida del opamp se conducirá a aproximadamente 0.6V bajo tierra.

Tenga en cuenta que el diodo Ge de la radio de cristal era necesario para escuchar señales extremadamente débiles de estaciones distantes que no utilizan fuente de alimentación.

Para recoger las pocas estaciones AM más cercanas, generalmente el diodo no necesita ser germanio. Bueno, a menos que estés en el sótano, o en el campo lejos de las ciudades. O, si no está utilizando un suelo con una antena de cable largo.

Heh, siempre puedes agregar un suministro de batería ajustable de 0-1V usando un potenciómetro de división de voltaje de 100K, y colocarlo en serie con tu diodo 1N914 para polarización directa, luego ajusta los voltios para maximizar la recepción de RF (¿quizás 0.6 voltios?) Agrega un ¿0.1uF bypass para enrutar la RF más allá de este suministro de polarización DC? Una pequeña moneda debería ser más que suficiente aquí.

Si un diodo 1N914 no lo hace, y si no desea usar una antena de tierra +, a menudo puede arreglar las cosas usando una antena de bucle de ferrita con núcleo de ferrita extralargo ... o enrollando una antena vieja La antena de bucle de estilo, de 1 metro de diámetro, necesita una inductancia de aproximadamente 250 uH para que coincida con un condensador de sintonización de 365 pF para 550 KHz-1,5 MHz. En una ciudad con un transmisor de AM dentro de millas, tal resonador puede desarrollar varios voltios de amplitud de RF. A veces, incluso puede cargar un condensador y usarlo para encender un LED. Un tipo en Chicago dijo que estaba viendo varios voltios a un par de amperios, y que podía usar un diodo de silicio y operar motores de celdas solares de CC (esto desde una estación de AM a menos de 1 km de distancia).

Truco: mira la salida del resonador LC con un osciloscopio. Ajústelo para maximizar la amplitud de RF, y si está muy por encima de 1V pp, entonces su diodo detector no necesita ser germanio.

Finalmente, ¿hay un generador de señal profesional disponible? Ajústelo a una salida sinusoidal de 1MHz, active la modulación AM a aproximadamente KHz más o menos, y conecte la salida a un inductor de bucle de pocas vueltas, tal vez un pie de ancho (Heh, o ensarte un bucle de 1 vuelta alrededor del laboratorio, o incluso hacia afuera la ventana y todo el edificio.) Use este "transmisor" para proporcionar RF para diseñar su radio de cristal. Cuando pueda recibir una señal fuerte, encienda la salida del transmisor y luego rediseñe su radio para volver a encenderla. Después de suficientes ciclos de mejoras de diseño, apáguelo y sintonice las señales ambientales.

PD
No caigas en la idea errónea de que los sitios de radio de cristal propagan: dicen que el resonador LC es solo un filtro de paso de banda. No, está mal, y su propósito no es bloquear otras estaciones de AM al pasar solo una. En cambio, el resonador es parte de una configuración de "antena resonante eléctricamente corta", donde la apertura efectiva 'EA' es inmensamente mejorada por el acoplamiento resonante a las ondas EM entrantes. En otras palabras, desconectar el resonador LC nohacer que su radio de cristal reciba todas las estaciones de AM a la vez. En cambio, se queda en silencio, porque el "diámetro eléctrico" del cable de la antena ha disminuido a casi cero. Sin un resonador presente, la antena demasiado corta ya no se acopla fuertemente a los campos EM cercanos y ha dejado de absorber energía EM. (El mismo cable de antena, siempre que se conecta un resonador de alta Q, puede interceptar milivatios muy aumentados. Altera completamente los campos que rodean las antenas de menos de 1/2 longitud de onda. Enfoca las ondas EM sobre sí mismo, algo así como el "director" elementos en una antena Yagi.) Física muy buena, un análogo clásico de las líneas de absorción de gases, resonancias de colisión de partículas e incluso de Emisión Estimulada (¡¡¡¡¡¡¿muestra Oscilaciones Rabi cuando se le dan pulsos repentinos? !! ) Vea los productos basados ​​en esta pieza de física EM poco conocida: Select-a-tenna y Terk AM antenna. Echale un vistazo:

• https://scholar.google.com/scholar?cites=12255458343984770096
• https://scholar.google.com/scholar?cites=477284299795847297
• http://amasci.com/tesla/nearfld1.html#flux

Entonces, ¿todos asumieron que las radios de cristal eran demasiado simples para pasar tiempo investigando? Son demasiado simples para los ingenieros "post-doc" proyectos de feria de ciencias? ¡Adivina otra vez!

Está hablando de circuitos activos aquí. Esto significa que hay energía disponible. Los rectificadores activos de Opamp necesitarían un buen opamp rápido. Las medusas como LM324 son demasiado lentas. Si aplica alguna corriente de polarización hacia adelante en el diodo, puede superar el problema de caída hacia adelante Cuando esto se hace, el diodo Si común dice 1N4148 funcionará tan bien como el raro diodo Ge OA81. Esta prebiosificación se ha hecho en las primeras radios de estado sólido antes de que yo naciera. horrible distorsión en señales medias. Los viejos diodos detectores de tubos de vacío eran dispositivos de alta impedancia que no necesitaban prebias. Se puede decir que el potencial de contacto hizo las prebias. Claro que tengo muchos dispositivos Ge, pero este es un sitio no comercial y le recomiendo que prefiera su diodo.

Un componente activo no funcionará a menos que desee vencer todo el punto de una radio de cristal (es decir, se requiere una fuente de energía cero, que no sea la señal en sí misma).

El diodo de germanio se usa para rectificar la señal sintonizada, de la misma manera que se usaría un diodo de señal en un receptor AM amplificador (que es, en esencia, la versión alimentada de una radio de cristal: filtra, rectifica y pasa la señal a baja frecuencia para que puedas escucharlo, simple como podría ser).

El artículo de Wikipedia analiza lo que usaron para rectificar la señal antes de los diodos de germanio modernos. Hay algunas soluciones interesantes para fabricar diodos prehistóricos, aunque no apostaría mi proyecto principal por confiar en que funcionarían.

Es posible que desee probar cualquiera de los pequeños diodos de señal que pueden ofrecer en su proveedor local de piezas (también tengo un profundo y amargo odio por Radioshack). A unos pocos centavos, vale la pena experimentar si se trata de un ejercicio académico. ¿Tal vez puedan pedir un diodo de germanio de 5 centavos para que no tenga que pagar el envío? Muchos minoristas le permitirán realizar pedidos a través de ellos y simplemente se comen el costo de envío a su tienda.