He estado leyendo sobre semiconductores y todas las referencias que he encontrado dicen que la primera aplicación práctica del diodo semiconductor fue en radios de cristal, y que los rectificadores basados en semiconductores rápidamente dieron paso a los amplificadores basados en tubos.
Así que estoy tratando de entender por qué el rectificador es necesario en absoluto. Aquí puede encontrar una excelente explicación de cómo funciona una radio de cristal (y por qué ahora es difícil lograr que los componentes los construyan) . Para aquellos que no quieren hacer clic, aquí está el diagrama del circuito:
Entonces la bobina y el condensador forman un circuito resonante. Las frecuencias por debajo de un umbral pasan a través de la bobina a tierra, y las que están por encima de un umbral pasan a través del capacitor a tierra, pero las de la frecuencia de resonancia están atascadas y tienen que pasar por el diodo a los auriculares. Cada descripción de este circuito que he leído dice que el diodo de alguna manera demodula la señal, y simplemente no entiendo cómo puede hacerlo. Hay, por ejemplo, una frecuencia portadora de 88Khz que está modulada por AM con una señal de 300Hz-3KHz de la voz humana. ¿Cómo hace eso el diodo, cortando las partes de la señal debajo del cero?
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Respuestas:
El diodo demodula la señal de radio AM. Para demodular (recuperar la señal de audio) de una señal de radio AM, todo lo que se necesita es recuperar la amplitud de la señal:
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Eso es lo que hace el diodo.
TI bloquea la parte negativa de la onda pero permite el paso parte positiva. Esto junto con el condensador recupera la señal de audio.
Su ejemplo no contiene una resistencia y un condensador, aunque están presentes. Los auriculares solo pueden funcionar con señales de audio, por lo que básicamente realiza la misma función (un filtro de paso bajo) sin necesidad de esos componentes.
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Se llama detector de sobres. El diodo evita que la frecuencia base se vuelva negativa. La señal original tenía un valor promedio de 0. Si alimentó esto a través de un filtro de paso bajo (también conocido como un condensador), la señal de salida sería 0. Con el diodo en su lugar, la señal nunca puede ser negativa y ahora si promedia fuera de su señal usando un filtro de paso bajo, obtiene una señal que varía lentamente (en relación con la frecuencia base) que ya no tiene un promedio de 0. Esta señal ahora es útil para el altavoz.
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Aquí hay una descripción física que podría ayudar intuitivamente:
Hum un tono de 1 kHz en un micrófono y transmítelo en un operador de AM de 100 kHz.
En su receptor, lo ideal sería que el diafragma del auricular se desplazara alternativamente hacia afuera y luego hacia adentro cada milisegundo, y para una calidad de sonido decente, tal vez se conformará con que se desplace alternativamente hacia afuera y luego se equilibre cada milisegundo.
Sin el diodo, el diafragma del auricular intentará vibrar a 100 kHz con fuerza durante medio milisegundo, y luego más débilmente o nada durante el próximo medio milisegundo. Incluso si el auricular responde ligeramente a esa frecuencia, su oído no lo hará y no escuchará nada.
Con el diodo, durante medio milisegundo, el diafragma del auricular se empujará hacia afuera cada 10 microsegundos (5 microsegundos a la vez). Incluso sin ningún condensador de filtrado adicional y, por lo tanto, con todos esos espacios de 5 microsegundos en la corriente, 500 microsegundos rectos de tener el diafragma continuamente empujado en la misma dirección a intervalos tan cercanos deberían lograr cierto desplazamiento. Es decir, las características mecánicas de su auricular probablemente lograrán parte de la demodulación real cuando opere con una señal rectificada. Sin embargo, cuando se opera con una señal no rectificada, esas mismas características mecánicas la demodularán en algo cercano al silencio.
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Sin el diodo, la corriente promedio en los auriculares (1) sería 0, por lo que no habría nada que escuchar.
El diodo actúa como un componente no lineal (2) que crea una corriente no nula en los auriculares.
Sucede que esta corriente es proporcional a la amplitud de la onda recibida por la antena. Esto corresponde exactamente (3) a la señal de audio.
(1) promedio por encima de 0.1ms (lo que un oído puede percibir)
(2) más precisamente: no lineal y no impar (es decir, par o con un cierto "efecto par")
(3) en modulación de amplitud ( A.M)
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