เมื่อคลื่นวิทยุ AM ไปถึงเสาอากาศสัญญาณจะต้องอยู่ในวงจรปิดเพื่อขยายหรือไม่?


10

สิ่งนี้ต้องการคำอธิบายบางอย่าง ในแผนภาพของคำแนะนำวิทยุฉันมักจะเห็นเส้นเดียวจากเสาอากาศไปยังอินพุตเพื่อขยาย ลองใช้แอมป์หลอดสุญญากาศเป็นตัวอย่าง

มีลวดเส้นเดียวไปยังจานในหลอด triode จากเสาอากาศและอิเล็กตรอนจากแหล่งใยจะดึงดูดหรือขับไล่ในทางของพวกเขาไปยังแคโทด ฉันไม่เข้าใจว่าวงจรสมบูรณ์อย่างไรเนื่องจากมีเพียงสายเดียวปรากฏในแผนภาพที่มาจากเสาอากาศ

ตรงไปตรงมาฉันมีปัญหาเดียวกันกับการพยายามที่จะเข้าใจว่าหลอดเดียวกันนี้สามารถขยายสัญญาณกระแสตรงผ่านโทรศัพท์เพราะฉันคิดว่าเร้าใจกระแสตรงด้วยเสียงอัจฉริยะว่าเป็นวงจรปิด ฉันจะไม่คิดว่าจะมีใครตั้งค่าให้ฉันทั้งคู่ ขอบคุณ.


1
เสาอากาศมักจะมีกริดฝังลวดเพื่อให้โครงสร้างพื้นดิน เสาอากาศ CitizenBand ใช้โลหะของรถยนต์เป็น GND
analogsystemsrf

คิดว่าความจุหลงทาง
user253751

คำตอบ:


11

เมื่อคลื่นวิทยุ AM ไปถึงเสาอากาศสัญญาณจะต้องอยู่ในวงจรปิดเพื่อขยายหรือไม่?

ใช่และเชื่อหรือไม่ว่ามีระบบปิด เสาอากาศโมโนโพลธรรมดาใช้พื้นดินเป็นเส้นทางกลับ - คลื่นวิทยุที่เข้ามากระทบโครงสร้างเสาอากาศและกระแสไหลเวียนระหว่างโมโนโพลและกราวด์และจะมีอิมพีแดนซ์ด้วย: -

ป้อนคำอธิบายรูปภาพที่นี่

กราฟด้านบนแสดงว่าอิมพีแดนซ์ทางไฟฟ้าของโมโนโพลคืออะไรและขึ้นอยู่กับความยาวของเสาอากาศ (ความสูง) และความยาวคลื่นของคลื่นวิทยุ ดังนั้นความยาวของคลื่นประมาณหนึ่งในสี่โมโนโพลจึงมีความต้านทานอย่างหมดจดและความต้านทานนั้นอยู่ที่ประมาณ 37 โอห์ม (ยากที่จะเห็นบนกราฟที่ฉันเข้าใจ) นั่นคือความต้านทานที่มันนำเสนอไปยังส่วนที่เหลือของวงจร

ซึ่งหมายความว่าคลื่นวิทยุของคุณถูกแปลงเป็นสัญญาณที่มีความต้านทานเอาต์พุตที่ 37 โอห์ม แต่พื้นที่ว่าง / อากาศนั้นมีอิมพีแดนซ์ด้วยเช่นกันคือหรือประมาณ 377 โอห์มและนี่เป็นเพราะความจุและการเหนี่ยวนำของพื้นที่ว่างนั่นคือคุณสมบัติพื้นฐานทางกายภาพที่กำหนดความเร็วแสง120π

ใช่มีวงจรปิดอยู่

นี่คือตัวอย่าง - หากคุณต้องการปรับให้เข้ากับการออกอากาศ AM ที่ 1 MHz คุณสามารถสร้างโมโนโพลคลื่นหนึ่งในสี่ แต่โมโนโพลนั้นจะยาว 75 เมตรและมีความต้านทาน 37 โอห์ม

หรือคุณสามารถสร้างโมโนโพลยาว 15 เมตร (0.05 ความยาวคลื่น) ที่มีอิมพิแดนซ์แบบ capacitive ประมาณ 1,000 โอห์ม (หรือ 159 pF ที่ 1 MHz) คุณจะได้รับสัญญาณเพิ่มเติมจากเสาอากาศ wave wave แต่จะมีขนาดใหญ่และยุ่งยากมากในการปรับแต่งคุณจะต้องใช้วงจรที่ซับซ้อนกว่าเสาอากาศ 15 เมตรเพราะเสาอากาศที่สั้นกว่านั้นดูเหมือน 159 pF และสามารถเชื่อมต่อโดยตรงได้ กับคอยล์เพื่อให้การเลือกสถานีที่ดี นั่นคือสิ่งที่ผู้ใช้ชุดคริสตัล olde worlde ทำ

เกี่ยวกับคำถามอื่น ๆ ของคุณฉันไม่รู้ว่าคุณหมายถึงข้อมูลเพิ่มเติมเช่นวงจรอาจต้อง


ว้าว ... ตอนนี้สัญญาณเดินทางผ่านโลกจากเสาอากาศไปยังวิทยุหรือไม่? ฉันจะต้องโพสต์คำถามที่สองหลังหลังจากที่ฉันสามารถดูว่าความเข้าใจของคุณอาจดูแลปัญหานั้นหรือไม่
Sedumjoy

2
นั่นคือวิธีการทำงานของเสาอากาศ แต่ที่สำคัญกว่านั้นคือความคาดหวังของการที่จะดึงแรงดันไฟฟ้าบางส่วนบนเสาอากาศที่ส่งสัญญาณและรับกระดิกห่างออกไปหนึ่งพันล้านไมล์โดยไม่มีการเชื่อมต่อโลก คิดว่ารอบโลก 1 และ 2
แอนดี้อาคา

2
คุณเห็นไหมว่าสายโทรเลขเป็นแมวที่ยาวมาก ๆ คุณดึงหางที่นิวยอร์กและหัวของเขากำลังคึกคักในลอสแองเจลิสคุณเข้าใจหรือไม่และวิทยุก็ทำงานในลักษณะเดียวกัน: คุณส่งสัญญาณที่นี่ พวกเขารับพวกมันอยู่ที่นั่นความแตกต่างเพียงอย่างเดียวคือไม่มีแมว "
CVn

@Sedumjoy 'สัญญาณเดินทางจริง ... ' โดยปกติจะไม่ เสาอากาศจะต้องมีตัวนำไฟฟ้าสองตัวและพื้นดินขนาดเล็กสามารถทำหน้าที่เป็นตัวนำสายอากาศที่สองได้ อย่างไรก็ตามสำหรับ "คลื่นพื้นดิน" ที่ความยาวคลื่นยาวสัญญาณจะกอดพื้นและในกรณีนั้นกระแสโลกจะไปถึงทุกทางจากเครื่องส่งสัญญาณไปยังเครื่องรับ นี่คือวิธีที่วิทยุทำงานในยุคก่อนปีพ. ศ. 2453 ด้วยระบบคลื่นยาวของ Marconi VLF ซึ่งทำงานได้ต่ำกว่า 100KHz (มันเป็นวิธีที่เอ็นเทสลายืนยันว่าวิทยุทั้งหมดจะต้องทำงานกระแสโลกเท่านั้นโดยไม่มีคลื่นวิทยุผ่านอวกาศ)
wbeaty

7

เสาอากาศบางอันมีการเชื่อมต่อเพียงจุดเดียว ในกรณีดังกล่าวกราวด์หรือระนาบกราวด์เป็นการเชื่อมต่อโดยนัยอื่น ๆ ในกรณีที่บางสิ่งบางอย่างเช่นสายยาวออกไปนอกหน้าต่างการเชื่อมต่อเสาอากาศอื่นนั้นเป็นกราวด์ นี่คือเหตุผลที่คุณต้องใช้วิทยุภาคพื้นดินที่ได้รับด้วยเสาอากาศดังกล่าว

สัญญาณบางอย่างจะถูกหยิบขึ้นมาต่อไปเพราะมีตัวถังวิทยุจะมีความจุของกาฝากลงสู่พื้น ด้วยข้อตกลงดังกล่าวคุณจะเห็นความแรงของสัญญาณเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญหลังจากต่อสายดินอย่างเหมาะสม

เสาอากาศบางอันมีทั้งตะกั่วโดยตรงเช่นไดโพล ในกรณีนั้นกระแสจะไหลระหว่างสองลีด


3

เครื่องรับวิทยุแบบปฏิรูปมักจะแสดงการเชื่อมต่อเสาอากาศแบบสายเดียวกับ "อินพุต":
เครื่องรับวิทยุปฏิรูป

ในกรณีนี้วิทยุจะปรับเป็นความถี่ที่กำหนดโดย L1 & C1 ส่วนใหญ่และส่งผ่านไปยังหลอดสุญญากาศขยายสัญญาณกำลังสูงมาก (12AT6) สัญลักษณ์กราวนด์ที่ด้านล่างมีความสำคัญ มันจะเชื่อมต่อกับปลายลบของแหล่งจ่าย + 150V DC

การเชื่อมต่อภาคพื้นดินอาจจะเชื่อมต่อกับโลก - คันทุบลงไปที่พื้นเพื่อติดตั้งประปาโลหะหรือพื้นดินกล่องไฟฟ้า สันนิษฐานว่าเป็นจุดนี้ที่ศูนย์โวลต์ทั้งแรงดันไฟฟ้ากระแสตรงและแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับคลื่นความถี่วิทยุ
มันคือแรงดันไฟฟ้าข้าม L1 & C1 ที่ส่งผ่านไปยังอินพุตแอมป์ เนื่องจากปลายด้านล่างของมันอยู่ที่ศูนย์โวลต์และไม่เปลี่ยนแปลงแรงดันด้านบนจึงมีขนาดใหญ่มาก ขั้นตอนการสร้างใหม่นี้มีความต้านทานสูงมากเมื่อเสาอากาศเชื่อมต่อ คุณอาจคิดว่า "LONG WIRE ANTENNA" เป็นความจุที่โพรบในสนามไฟฟ้าของพื้นที่ว่าง สัญญาณขนาดเล็กที่นี่ทำให้เกิดแรงดันไฟฟ้าขนาดใหญ่ที่ความถี่ L1 & C1

เสาอากาศชนิดนี้บางครั้งเรียกว่าเสาอากาศโพรบสนามไฟฟ้า นี่คือตัวอย่างแอมป์ความถี่คลื่นวิทยุต่ำมาก เสาอากาศเองนั้นค่อนข้างสั้น แต่ต้องอยู่เหนือโครงสร้างที่อยู่ติดกันต้นไม้เป็นต้นเนื่องจากความจุของเสาอากาศเองมีขนาดเล็กจึงต้องวางแอมป์ความต้านทานสูงที่ด้านล่างสุด: โพรบสนามไฟฟ้าความถี่ต่ำพิเศษ คุณอยู่หรือไม่ แบบจำลองวงจรนี้ในการจำลองเครื่องเทศเสาอากาศจะปรากฏเป็นตัวเก็บประจุขนาดเล็กในซีรีส์ที่มีความต้านทานน้อย:

แผนผัง

จำลองวงจรนี้ - แผนผังที่สร้างโดยใช้CircuitLab


วงจรด้านบนของคุณนั้นดีพอ ๆ กับวงจรขยายสัญญาณคลื่นวิทยุสำหรับการสร้างใหม่ แต่ส่วน AUDIO OUT นั้นไม่มีความหมาย ก่อนอื่นมันเชื่อมต่อกับกราวด์ AC-wise ประการที่สองแม้ว่าจะเชื่อมต่อกับเวที RF อย่างใดเครื่องตรวจจับจะหายไป บางที R3 หมายถึงอยู่ระหว่าง 150 V ซัพพลายและท็อปส์ซูของ L2 และ R1 มี demodulation AM บางอันควรที่นั่นเพราะค่าเฉลี่ยของกระแสไฟฟ้าในแผ่นดูเหมือนว่าเป็นฟังก์ชันของคลื่น RF
Olin Lathrop

@OlinLathrop จุดที่ดี มุ่งความสนใจไปที่ส่วนหน้าและไม่เห็นคนโง่ที่ปลายเสียง หยิบแผนผังที่มีประโยชน์จาก Mr. Google มาตกอยู่ในอันตรายของคุณ
glen_geek

1

ฉันเชื่อว่าคุณมีความเข้าใจผิดขั้นพื้นฐาน
ในฐานะที่เป็นความเข้าใจโดยทั่วไปมันเป็นความจริงที่คุณต้องวงจรปิด นี่คือการสอนที่พบมากที่สุดโดยการใช้วงจร DCซึ่งต้องใช้การเชื่อมต่อ "มองเห็น" หรือ "โดยตรง" ที่แสดงวงจรปิดอย่างสมบูรณ์ อย่างไรก็ตามเมื่อคุณเข้าสู่วงจร ACคุณจะต้องเรียนรู้ว่าแม้ "วงจร" ไม่สมบูรณ์ "(เปิด) จะปิด (หรืออาจ) ปิดผ่านเอฟเฟกต์ความจุต่างๆ
คุณต้องระวังว่าตัวเก็บประจุทำจากตัวนำที่แยกกันสองตัวและแม้ว่าพวกมันจะถูกแยกออกทางกายภาพเท่าที่ AC เป็นห่วง แต่ก็มีการเชื่อมต่อทางไฟฟ้า. กล่าวอีกนัยหนึ่งเวลาใดก็ตามที่คุณเห็นตัวเก็บประจุ (- | | -) เท่าที่ AC (หรือพัลซิ่ง DC) เป็นห่วงมันจะทำหน้าที่ราวกับว่าแผ่นเปลือกโลกนั้นสั้น (- | - | -)

เท่าที่เกี่ยวข้องกับเสาอากาศเสาอากาศด้านบนเชื่อมต่อกับด้านหนึ่งของ "ตัวเก็บประจุเสมือนและอีกด้านหนึ่งของตัวเก็บประจุ" เสมือน "เชื่อมต่อกับพื้นดินตั้งแต่ด้านล่างของเสาอากาศก็เชื่อมต่อกับพื้นดิน ( โดยวิธีการต่าง ๆ ) วงจร "ปิด"จะเกิดขึ้น

โดยใช้วงจรกับหลอดสูญญากาศเป็นตัวช่วยถ้าคุณใช้ตัวเก็บประจุ "เล็ก" และเชื่อมต่อไปยังด้านบนของเสาอากาศและด้านอื่น ๆ ของตัวเก็บประจุกับพื้นคุณจะฟอร์มวงเสาอากาศปิด สิ่งนี้ทำให้คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าเหนี่ยวนำกระแสขนาดเล็กในเสาอากาศวนรอบ กระแสนี้จะก่อให้เกิดแรงดันไฟฟ้าข้ามตัวเก็บประจุที่เชื่อมต่อกับตารางควบคุมของหลอดสุญญากาศ กริดและแคโทดของหลอดสุญญากาศยังก่อตัวเป็นตัวเก็บประจุดังนั้นเมื่อประจุกริดและคายประจุมันควบคุม (ประตู) กระแสที่มีขนาดใหญ่ขึ้นจากแคโทดไปยังจานดังนั้นการเปลี่ยนแปลงจึงขยายออก
คำอธิบายสำหรับการเต้นDC เหมือนกันกับด้านบน การเต้นของชีพจร DC จะประจุและปล่อยประจุอีกด้านหนึ่งของตัวเก็บประจุซึ่งเหนี่ยวนำให้เกิดแรงดันไฟฟ้าที่อีกด้านหนึ่งของตัวเก็บประจุ ... ดังนั้นการเปลี่ยนแปลงจึงขยายเพิ่มขึ้น

แก้ไข: หลังจากอ่านคำถามของคุณอีกครั้งฉันตรวจพบความเข้าใจผิดอื่นในส่วนของคุณ คุณพูดว่า "มีลวดเส้นเดียวจากเสาอากาศไปยังอินพุต demodulator" นี่ไม่เป็นความจริง. มีวงจร "ปิดวง" สามชุดที่เกี่ยวข้อง: 1 วงปิดเสาอากาศ, 2 ห่วงควบคุมกริดและ 3 ห่วงเอาท์พุทแผ่น
1 เกิดจากสายอากาศ, มด adj หมวก C2, ถังเรโซแนนท์ L1 C1 และมดพื้น (เสมือน) หมวก Cv
2 เกิดจากความละเอียด รถถัง L1 C1, feed cap C3, และ grid - cath cap Cg.
3 ถูกสร้างขึ้นโดยแคป - แคปแผ่น Cp, ความต้านทานของแผ่น R1, เอาต์พุต cap C5 และโหลดความต้านทาน Rl (หมายเหตุสัญลักษณ์เหล่านี้ไม่ได้อยู่ในวงจรที่กำหนด)


คุณบอกว่าด้านบนเชื่อมต่อกับตัวเก็บประจุที่เชื่อมต่อกับพื้นดินและปลายอีกด้านเป็นพื้น ทั้งคู่ไม่สามารถต่อสายดินได้ดังนั้นมีเพียงสายเดียวที่จะไปยังส่วน "demodulation" ของวิทยุ
Sedumjoy

@Sedumjoy: ชี้แจง: ฉันบอกว่าด้านบนของมัน (เสาอากาศ) เชื่อมต่อกับ (ด้านใดด้านหนึ่ง) ตัวเก็บประจุเสมือน (และอีกด้านหนึ่งของตัวเก็บประจุเสมือน) เชื่อมต่อกับกราวด์และ (ตั้งแต่) ด้านล่างของ เสาอากาศยังเชื่อมต่อกับพื้นดินมี AC "วงจรปิด" จะเกิดขึ้น ฉันจะแก้ไขคำตอบเพื่อตอบคำถามที่สองของคุณ
Guill
โดยการใช้ไซต์ของเรา หมายความว่าคุณได้อ่านและทำความเข้าใจนโยบายคุกกี้และนโยบายความเป็นส่วนตัวของเราแล้ว
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.