무선 회로

(a) 크리스탈 라디오. (b) 안테나에서 변조된 RF. (c) C2 필터 커패시터가 없는 다이오드 캐소드에서 RF 정류. (d) 헤드폰으로 복조된 오디오.

안테나 접지 시스템, 탱크 회로, 피크 감지기 및 헤드폰은 그림 (a)에서 볼 수 있는 수정 라디오의 주요 구성 요소입니다. 안테나는 다른 구성 요소를 통해 접지로 흐르는 전송된 무선 신호(b)를 흡수합니다. C1과 L1의 조합은 탱크 회로라고 하는 공진 회로를 구성합니다. 그 목적은 사용 가능한 많은 무선 신호 중 하나를 선택하는 것입니다. 가변 커패시터 C1은 다양한 신호에 대한 튜닝을 허용합니다. 다이오드는 RF의 양의 반주기를 통과하여 음의 반주기(c)를 제거합니다. C2는 RF 엔벨로프(c)에서 무선 주파수를 필터링하여 오디오 주파수(d)를 헤드셋으로 전달하는 크기입니다. 수정 라디오에는 전원 공급 장치가 필요하지 않습니다. 순방향 전압 강하가 낮은 게르마늄 다이오드는 실리콘 다이오드보다 더 큰 감도를 제공합니다.

위에는 2000Ω 마그네틱 헤드폰이 표시되어 있지만 크리스탈 이어폰이라고도 하는 세라믹 이어폰이 더 민감합니다. 세라믹 이어폰은 가장 강한 무선 신호를 제외한 모든 신호에 적합합니다.

아래 그림의 회로는 수정 검출기보다 더 강한 출력을 생성합니다. 트랜지스터는 선형 영역에서 바이어스되지 않으므로(베이스 바이어스 저항 없음) RF 입력의 양의 절반 주기 동안만 전도하여 오디오 변조를 감지합니다. 트랜지스터 검출기의 장점은 검출 외에 증폭이 있다는 것입니다. 이 더 강력한 회로는 2000Ω 자기 헤드폰을 쉽게 구동할 수 있습니다. 트랜지스터는 게르마늄 PNP 소자입니다. 이것은 실리콘에 비해 더 낮은 0.2V VBE로 인해 더 민감할 수 있습니다. 그러나 실리콘 장치는 여전히 작동해야 합니다. NPN 실리콘 장치의 배터리 극성을 반대로 합니다.

TR One, One 트랜지스터 라디오. 무 바이어스 저항으로 인해 감지기로 작동합니다.

2000Ω 헤드폰은 더 이상 널리 사용되는 품목이 아닙니다. 그러나 휴대용 오디오 장비에 일반적으로 사용되는 저임피던스 이어버드는 적절한 오디오 트랜스포머와 페어링하면 대체될 수 있습니다.

아래 그림의 회로는 더 큰 헤드폰 볼륨을 위해 수정 감지기에 오디오 증폭기를 추가합니다. 원래 회로는 게르마늄 다이오드와 트랜지스터를 사용했습니다. 게르마늄 다이오드를 쇼트키 다이오드로 대체할 수 있다. 베이스 바이어스 저항을 표에 따라 변경하면 실리콘 트랜지스터를 사용할 수 있습니다.

트랜지스터 오디오 증폭기 1개가 있는 크리스탈 라디오, 베이스 바이어스

더 많은 수정 무선 회로, 단순한 1트랜지스터 무선 장치 및 고급 로우 트랜지스터 카운트 무선 장치가 필요합니다.

Regency TR1:최초의 대량 생산 트랜지스터 라디오, 1954년

아래 그림의 회로는 단일 IC 내에 모든 활성 무선 주파수 회로를 포함하는 집적 회로 AM 라디오입니다. 몇 개의 저항과 함께 모든 커패시터와 인덕터는 IC 외부에 있습니다. 370pF 가변 커패시터는 원하는 RF 신호를 조정합니다. 320pF 가변 커패시터는 RF 입력 신호보다 455KHz 높은 국부 발진기를 조정합니다. RF 신호와 국부 발진기 주파수는 혼합되어 핀 15에서 둘의 합과 차를 생성합니다. 핀 15와 12 사이의 외부 455KHz 세라믹 필터는 455KHz 차 주파수를 선택합니다. 증폭의 대부분은 핀 12와 7 사이의 중간 주파수(IF) 증폭기에 있습니다. 핀 7의 다이오드는 IF에서 오디오를 복구합니다. 일부 자동 이득 제어(AGC)가 복구되어 DC로 필터링되고 핀 9로 피드백됩니다.

IC 라디오

아래 그림은 RF 입력 튜너의 기존 기계적 튜닝(a)과 버랙터 다이오드 튜닝이 있는 국부 발진기(b)를 보여줍니다. 이중 가변 커패시터의 메쉬 플레이트는 부피가 큰 구성 요소를 만듭니다. 바리캡 튜닝 다이오드로 교체하는 것이 경제적입니다. 역 바이어스 Vtune을 높이면 커패시턴스가 감소하여 주파수가 증가합니다. Vtune은 전위차계로 생성할 수 있습니다.

(a) 기계적 튜닝과 (b) 전자식 바리캡 다이오드 튜닝의 IC 무선 비교

아래 그림은 더 적은 수의 AM 라디오를 보여줍니다. Sony 엔지니어들은 8핀 IC 내에 중간 주파수(IF) 대역통과 필터를 포함시켰습니다. 이것은 외부 IF 변압기와 IF 세라믹 필터를 제거합니다. 무선 주파수(RF) 입력과 국부 발진기에는 여전히 L-C 튜닝 부품이 필요합니다. 그러나 가변 커패시터는 varicap 튜닝 다이오드로 대체될 수 있습니다.

외부 IF 필터를 제거한 컴팩트 IC 라디오

아래 그림은 NXP Wireless의 TDA7021T 집적 회로를 기반으로 하는 적은 수의 FM 라디오를 보여줍니다. 부피가 큰 외부 IF 필터 변압기는 R-C 필터로 교체되었습니다. 저항은 통합되어 있고 커패시터는 외부에 있습니다. 이 회로는 NXP 데이터시트의 그림 5에서 단순화되었습니다. 생략된 신호 강도 회로에 대해서는 데이터시트의 그림 5 또는 8을 참조하십시오. 간단한 튜닝 회로는 그림 5 테스트 회로에서 가져온 것입니다. 그림 8에는 더 정교한 튜너가 있습니다. 데이터시트 그림 8은 스피커 구동용 오디오 증폭기가 있는 스테레오 FM 라디오를 보여줍니다.

IC FM 라디오, 신호 강도 회로가 표시되지 않음

건설 프로젝트의 경우 위 그림의 단순화된 FM 라디오를 권장합니다. 56nH 인덕터의 경우 0.125인치 드릴 비트 또는 기타 맨드릴에 #22 AWG 베어 와이어 또는 자석 와이어를 8회 감습니다. 맨드릴을 제거하고 0.6인치 길이로 늘입니다. 튜닝 커패시터는 소형 트리머 커패시터일 수 있습니다.

아래 그림은 공통 베이스(CB) RF 증폭기의 예입니다. 바이어스 네트워크가 없어서 CB처럼 보이기 때문에 좋은 예시입니다. 바이어스가 없으므로 클래스 C 증폭기입니다. 트랜지스터는 180° 클래스 B에 최소 0.7V 바이어스가 필요하기 때문에 입력 신호의 180° 미만에서 전도합니다. 공통 베이스 구성은 공통 이미 터보다 높은 RF 주파수에서 더 높은 전력 이득을 갖습니다. 이것은 소신호 증폭기와 반대되는 전력 증폭기(3/4W)입니다. 입력 및 출력 π-네트워크는 이미터와 컬렉터를 각각 50Ω 입력 및 출력 동축 종단에 일치시킵니다. 출력 π-네트워크는 또한 클래스 C 증폭기에서 생성된 고조파를 필터링하는 데 도움이 됩니다. 그러나 현대의 복사 방출 기준에 따라 더 많은 섹션이 필요할 수 있습니다.

클래스 C 공통 베이스 750mW RF 전력 증폭기. L1 =#10 Cu 와이어 1/2 회전, 5/8인치 ID x 3/4인치 높이. L2 =#14 주석 도금된 Cu 와이어 1 1/2 회전, 1/2인치 ID x 1/3인치 간격.

고이득 공통 베이스 RF 증폭기의 예가 아래 그림에 나와 있습니다. 공통 베이스 회로는 다른 구성보다 더 높은 주파수로 푸시될 수 있습니다. 이것은 트랜지스터 베이스가 1000pF 커패시터에 의해 AC에 대해 접지되기 때문에 공통 베이스 구성입니다. 1KΩ-4KΩ 전압 분배기가 클래스 A 작동을 위해 트랜지스터 베이스를 바이어스하려면 커패시터가 필요합니다(이전 그림의 클래스 C와 다름). 500Ω 저항은 이미 터 바이어스 저항입니다. 그들은 컬렉터 전류를 안정화시킵니다. 850Ω 저항은 컬렉터 DC 부하입니다. 3단 증폭기는 9MHz 대역폭에서 100MHz에서 38dB의 전체 이득을 제공합니다.

클래스 A 공통 베이스 소신호 고이득 증폭기

캐스코드 증폭기는 공통 베이스 증폭기와 같이 대역폭이 넓고 공통 이미 터 배열과 같이 적당히 높은 입력 임피던스를 가지고 있습니다. 이 캐스코드 증폭기(아래 그림)에 대한 바이어스는 예제 문제 Ch 4에서 해결됩니다.

클래스 A 캐스코드 소신호 고이득 증폭기

이 회로는 BJT 챕터 4장의 "Cascode" 섹션에서 시뮬레이션됩니다. 최상의 고주파수 응답을 위해 RF 또는 마이크로파 트랜지스터를 사용하십시오.

PIN 다이오드 T/R 스위치는 전송 중 안테나에서 수신기 연결을 끊습니다.

방향 탐지기 수신기용 PIN 다이오드 안테나 스위치

PIN 다이오드 감쇠기:PIN 다이오드는 전압 가변 저항기 역할을 합니다.

PIN 다이오드는 π 감쇠기 네트워크에 배열됩니다. 역직렬 다이오드는 단일 직렬 다이오드에 비해 일부 고조파 왜곡을 제거합니다. 고정된 1.25V 전원은 저항을 통해 접지에서 DC 전류를 전도할 뿐만 아니라 다이오드의 커패시터를 통해 접지로 RF를 전도하는 병렬 다이오드를 순방향 바이어스합니다. 제어 전압 Vcontrol은 병렬 다이오드를 통한 전류가 증가함에 따라 전류를 증가시킵니다. 이것은 저항과 감쇠를 감소시켜 입력에서 출력으로 더 많은 RF를 전달합니다. 감쇠는 Vcontrol =5V에서 약 3dB입니다. 감쇠는 Vcontrol =1V에서 40dB이며 2GHz에 대한 평탄한 주파수 응답입니다. Vcontrol=0.5V에서 감쇠는 10MHz에서 80dB입니다. 그러나 주파수 응답은 사용하기에 너무 다양합니다.

관련 워크시트:

<울>

무선 통신 기초 워크시트