Aucune diode au germanium n'est disponible pour les petites radios à cristaux - les composants actifs peuvent-ils gérer la tâche?

Je sais que les diodes au germanium sont triviales à trouver en ligne, mais comme c'est pour une démonstration, je préfère ne pas dépenser 6-7 $ + pour l'expédition d'une seule pièce de 5 cents pour un projet académique en exercice de toute façon. RadioShack s'est avéré stéréotypiquement inutile dans le stockage de germaniums.

J'ai à ma disposition des composants Jellybean comme les 741 et 324. J'ai également plusieurs variétés de FET à canal N et P ainsi que des BJT. Existe-t-il un petit circuit simple que je peux utiliser pour émuler le comportement de chute à basse tension d'une diode au germanium dans une application à faible puissance (microwatts?)?

Comme d'autres ( @Kaz ) l'ont noté, une diode Schottky peut être une solution simple et bon marché. Personnellement, je n'ai pas vu une radio en cristal faite avec eux, mais cela peut très bien être parce que je n'ai vraiment jamais vérifié un tel circuit. Cela devrait être votre premier essai.

Une diode au germanium est surtout connue pour deux propriétés:

• Tension de seuil basse
• Résistance relativement élevée contrairement aux diodes au silicium, résultant en une caractéristique plus incurvée.

La basse tension de seuil (essentiellement 0 V!) Peut facilement être reproduite avec un redresseur demi-onde actif comme indiqué dans l'image ci-dessous (disponible sur Elliott Sound Products ).

L'amplificateur opérationnel est utilisé pour éliminer la tension de seuil de la diode (la plus à droite) en insérant la diode dans la boucle de rétroaction. Les ondes positives de moitié sont amplifiées par -1 ( $A = -\frac{R2}{R1}$ ), il s'agit donc essentiellement d'un redresseur inverseur. Avec une onde sinusoïdale, vous ne remarquerez pas la différence car les deux demi-ondes sont symétriques.

La diode la plus à gauche empêche le fonctionnement de l'ampli op en saturation (rail bas) pendant l'onde d'entrée positive de moitié. Par la suite, l'entrée inverseuse agira comme une masse virtuelle (V- = V +) qui stabilise le circuit.

Ce circuit ne fonctionne de manière fiable qu'avec une double alimentation car la sortie de l'ampli op sera entraînée à environ 0,6 V sous la terre.

Notez que la diode Ge de la radio à cristal était nécessaire pour écouter des signaux extrêmement faibles provenant de stations distantes sans alimentation.

Pour capter les quelques stations AM les plus proches, il n'est pas nécessaire que la diode soit en germanium. Eh bien, à moins que vous ne soyez au sous-sol ou à la campagne, loin entre les villes. Ou, si vous n'utilisez pas un sol avec une antenne à fil long.

Hé, vous pouvez toujours ajouter une alimentation de batterie réglable de 0 à 1 V à l'aide d'un pot diviseur de tension de 100K, et la placer en série avec votre diode 1N914 pour la polarisation directe, puis ajuster les volts pour maximiser la réception RF (peut-être 0,6 volts?) Capuchon de dérivation de 0,1 uF pour acheminer les RF au-delà de cette alimentation de polarisation CC? Une petite pile bouton devrait suffire ici.

Si une diode 1N914 ne le fait pas, et si vous ne voulez pas utiliser une antenne de terre +, vous pouvez souvent réparer les choses en utilisant une antenne à boucle de ferrite avec un noyau de ferrite extra-long ... ou en enroulant une vieille- antenne cadre de style, 1 mètre de diamètre, a besoin d'environ 250uH d'inductance pour correspondre à un condensateur d'accord de 365pF pour 550KHz-1.5MHz. Dans une ville avec un émetteur AM à quelques kilomètres, un tel résonateur peut développer une amplitude RF de plusieurs volts. Parfois, vous pouvez même charger un condensateur et l'utiliser pour faire clignoter une LED. Un gars de Chicago a déclaré qu'il voyait plusieurs volts à quelques ampères et pouvait utiliser une diode au silicium et faire fonctionner des moteurs à cellules solaires CC (à partir d'une station AM à moins de 1 km de distance).

Cheat: regardez la sortie du résonateur LC avec un oscilloscope. Réglez-la pour maximiser l'amplitude RF, et si elle est bien supérieure à 1 V pp, votre diode de détection n'a pas besoin d'être en germanium.

Enfin, un générateur de signaux professionnel est-il disponible? Réglez-le sur une sortie sinusoïdale de 1 MHz, activez la modulation AM à environ un KHz environ et connectez la sortie à une inductance de boucle de quelques tours, peut-être un pied (Heh, ou enchaînez une boucle de 1 tour dans le laboratoire, ou même la fenêtre et autour de tout le bâtiment.) Utilisez cet «émetteur» pour fournir des RF pour la conception de votre radio à cristal. Lorsque vous pouvez recevoir un signal fort, faites tourner la sortie de l'émetteur vers le bas, puis remodelez votre radio pour la réactiver. Après des cycles d'améliorations de conception suffisants, arrêtez-le et ajustez les signaux ambiants.

PS
Ne tombez pas dans le piège d'une idée fausse se propageant sur des sites de radio cristalline: ils disent que le résonateur LC n'est qu'un filtre passe-bande. Non, faux, et son but n'est pas de bloquer les autres stations AM tout en n'en passant qu'une. Au lieu de cela, le résonateur fait partie d'une configuration "d'antenne résonante électriquement courte", où l'ouverture effective "EA" est considérablement améliorée par le couplage résonnant aux ondes électromagnétiques entrantes. En d'autres termes, la déconnexion du résonateur LC nefaites en sorte que votre radio Crystal reçoive toutes les stations AM en même temps. Au lieu de cela, il se tait, car le "diamètre électrique" du fil d'antenne a diminué à presque zéro. En l'absence de résonateur, l'antenne trop courte ne se couple plus fortement aux champs électromagnétiques voisins et a cessé d'absorber l'énergie électromagnétique. (Le même fil d'antenne, chaque fois qu'un résonateur à Q élevé est connecté, peut intercepter des milliwatts considérablement accrus. Il modifie complètement les champs entourant toutes les antennes de moins de 1/2 longueur d'onde. Il concentre les ondes EM sur lui-même, un peu comme le "directeur" éléments dans une antenne Yagi.) Physique très cool, un analogue classique des lignes d'absorption de gaz, des résonances de collision de particules et même d'émissions stimulées (hé, affiche-t-il les oscillations Rabi quand on lui donne des impulsions soudaines? !! ) Voir les produits basés sur ce morceau de physique EM peu connu: Select-a-tenna et antenne Terk AM. Vérifiez-le:

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

Donc, tout le monde a toujours supposé que les radios à cristal étaient trop simples pour passer du temps à enquêter? Ils sont trop simples pour les "projets d'expo-sciences" post-doc? Devine encore!

Vous parlez de circuits actifs ici. Cela signifie que la puissance est disponible. Les redresseurs actifs Opamp auraient besoin d'un bon opamp rapide. Les bonbons comme LM324 sont beaucoup trop lents. .Lorsque cela est fait, la diode Si commune dit que 1N4148 fonctionnera ainsi que la rare diode OA81 Ge .Cette pré-polarisation a été effectuée sur les premières radios à semi-conducteurs avant ma naissance. horrible distorsion à des signaux moyens. Les anciennes diodes de détection à tube à vide étaient des appareils à haute impédance qui n'avaient pas besoin de prébias. On peut dire que le potentiel de contact a fait les préjugés. Bien sûr, j'ai beaucoup d'appareils Ge, mais c'est un site non commercial et je vous recommande de pré-polariser votre diode.

Un composant actif ne fonctionnera que si vous voulez vaincre tout le point d'une radio à cristal (c'est-à-dire, aucune source d'alimentation, autre que le signal lui-même, requis).

La diode au germanium est utilisée pour rectifier le signal accordé, de la même manière qu'une diode de signal serait utilisée dans un récepteur amplificateur AM (qui est, en substance, la version alimentée d'une radio à cristal: elle filtre, rectifie et passe le signal passe-bas pour que vous puissiez l'entendre, aussi simple que cela puisse être).

L' article de Wikipedia discute de ce qu'ils ont utilisé pour rectifier le signal avant les diodes au germanium modernes. Il existe des solutions intéressantes pour fabriquer des diodes préhistoriques, bien que je ne miserais pas sur mon projet senior en comptant qu'elles fonctionneraient.

Vous voudrez peut-être essayer l'une des petites diodes de signal qu'ils peuvent offrir à votre fournisseur de pièces détachées local (j'ai également une haine profonde et amère pour Radioshack). À quelques centimes, l'expérience vaut la peine s'il s'agit d'un exercice académique. Peut-être qu'ils peuvent commander une diode au germanium de 5 cents pour que vous n'ayez pas à payer d'expédition? Beaucoup de détaillants vous permettront de passer commande par leur intermédiaire et ils ne mangeront que les frais d'expédition à leur magasin.