Детекторный приёмник и закон сохранения энергии

[ivanhabalin]

Извините, но по моему для проявления свойств детектора " мы ловим" не энергию а напряжение и если резонансные свойства антены хорошие то... . Между прочим вакуумный (ламповый) диод не имеет такого потенциального борьера. ( приёмник с ламповым диодом работает не хуже, а может и лучше)

(Оффтоп)

при достижении напряжения на контуре (элементах контура) напряжения проводимости детектора добротность контура резко падает из за появления нагрузки и напряжение не растёт. Наверное так?

[rustot]

вакуумный диод требует питания. полупроводниковая схема с питанием так же может быть построена без барьера.

а вот без питания можно построить выпрямитель например на полевом транзисторе, подавая напряжение на затвор через повышающий трансформатор. если сопротивление затвора терраом, то можно повысить напряжение в 1000 раз, внеся в контур со стороны затвора активную нагрузку всего в мегаом (правда еще и емкостную нагрузку), но при этом уменьшив порог открытия до единиц милливольт.

[ivanhabalin]

rustot Подскажите, а что связывает в единую схему антену относительно длинных волн (десятки метров) где элемент полуволновой вибратор и зеркало телескопа. Что является "полуволновым вибратором" для эл. магнитных волн
волн с подобными длинами. И наверное если поставить антену для метровых волн (многоэтажная решётка из вибраторов) то за ней наверное так же образуется тень для волн метрового диапазона. Будет эта антена прозрачной или нет? Ну как зеркало телескопа? Извините за сумбурность, интересно есть ли общий элемент.

[rustot]

В антенне любого типа наводятся токи. Будь то токи в проводе полуволнового вибратора, будь то токи на поверхности тарелки. Если теперь убрать внешнее поле, а токи оставить, то антенна получится излучающей. Теперь складываем волны исходные и волны излучаемые приемное антенной и получим картину поля при наличии и внешних волн и приемной антенны. Если окружить систему из излучающей и приемной антенн большой сферой и посчитать поток энергии через нее, то окажется что добавка излучения от приемной антенны уменьшает этот поток, где-то волны складываются в противофазе. Можно исходя из этого посчитать какие именно токи должны течь в приемной антенне, чтобы максимально ослабить энергию суммарного поля, значит при таких токах приемная антенна будет отбирать максимум энергии

[dinaconst]

rustot в сообщении #549703 писал(а):

...значит при таких токах приемная антенна будет отбирать максимум энергии

Замечу, что это и будет соответствовать минимуму коэффициента отражения и максимуму коэффициента поглощения, о которых я тут немножко говорила.

[EEater]

Анатолий Григорьев в сообщении #549670 писал(а):

Энергия колебаний в контуре ( или мощность колебаний в контуре) будет в $Q^2$ раз больше, чем мощность вынужденных колебаний наводимых электрическими волнами в антенне. Причём мощность эта имеет вполне приличные значения, если антенна может выдать в лучшем случае десятки милливольт, то только для работы германиевого точечного диода необходимо не менее 0,4 в, (кремниевого - 0,7 в).

Нет, иначе это вечный двигатель. Контур повышает напряжение, как трансформатор, не изменяя мощность. Не смешите радиоспециалиста, автора книг.

[Анатолий Григорьев]

Ув.EEater!
Мощность отбираемая у контура наушниками, не больше мощности, добавляемой в него антенной. Так что с законом сохранения энергии всё в порядке. Но мощность колебаний в контуре может быть куда больше нежели мощность вынужденных колебаний в антенне.
Вернёмся к качелям. На их раскачивание и поддержание колебаний нужна незначительная мощность, лёгкие толчки. Но мощность колебаний самих качелей может быть куда больше, это может подтвердить каждый попавший под их удар. Если вы попали под удар качелей, то на вас выделится вся энергия накопленная качелями при их раскачивани. Абсолютно то же самое происходит и в колебательном контуре. Если прекратить подталкивать качели, они будут качаться ещё некоторое время, пока не израсходуется энергия накопленная при раскачивании. Если отключить антенну от колебательного контура, то и в нём некоторое время будут продолжаться колебания по той же причине.

[Munin]

ivanhabalin в сообщении #549693 писал(а):

Что является "полуволновым вибратором" для эл. магнитных волн волн с подобными длинами.

СВЧ-структуры и оптические структуры. Например, тонкая плёнка, имеющая толщину в несколько длин волн, имеет свойство накапливать энергию внутренних колебаний, если падающая на неё внешняя волна окажется в резонансе. В принципе, возможны структурированные оптические материалы, выполняющие и более сложные функции.

[ivanhabalin]

Анатолий Григорьев Реактивная мощьность ВЧ колебаний запасённая в колебательном контуре до момента начала детектирования действительно может быть значительно больше мощьности потребляемой детектором. Но эти ВЧ колебания не содержат сведений о амплитудной модуляции и не определяют громкость приёма выбранной радиостанции. Энергия запасённая в колебательном контуре ограничивается потенциальным борьером p-n перехода применённого диода. Всё содержащее полезную информацию поступает из антены и по возможности используется. Ограничивать отток энергии от контура не имеет смысла. Я считаю, что как и в обычном источнике, максимальный КПД устройства будет при равенстве сопротивлений генератора и нагрузки?

[Анатолий Григорьев]

ivanhabalin в сообщении #549817 писал(а):

Анатолий Григорьев Реактивная мощьность ВЧ колебаний запасённая в колебательном контуре до момента начала детектирования действительно может быть значительно больше мощьности потребляемой детектором. Но эти ВЧ колебания не содержат сведений о амплитудной модуляции и не определяют громкость приёма выбранной радиостанции. Энергия запасённая в колебательном контуре ограничивается потенциальным борьером p-n перехода применённого диода. Всё содержащее полезную информацию поступает из антены и по возможности используется. Ограничивать отток энергии от контура не имеет смысла. Я считаю, что как и в обычном источнике, максимальный КПД устройства будет при равенстве сопротивлений генератора и нагрузки?

Ошибаетесь, хотя и не во всём. Амплитуда ВЧ колебаний в контуре напрямую зависит от амлитуды сигнала принимаемого антенной. Если радиостанция выключится, то через какое-то малое время прекратятся колебания и в колебательном контуре. Если она резко уменьшит амплитуду своего сигнала, то через такое же время (определяемое добротностью контура) уменьшится и амплитуда колебаний в контуре, а это и есть принцип амплитудной модуляции. В телевидении, где приходится передавать сигналы высоких частот, для уменьшения добротности контуров умышленно включают в них резисторы. Так что именно амплитуда колебаний в контуре несёт полезную информацию заложенную в сигнал при его модуляции.
Энергия запасённая в колебательном контуре, определяется омическим сопротивлением его проводов, потерями в диэлектрике конденсатора и её отбором через детектирующий диод на наушники. Потенциальный барьер p - n перехода здесь ни при чём. Как я уже писал раньше, максимумы напряжения на конденсаторе контура должны быть выше его значения, иначе детектирующий диод не будет открываться в прямом направлении.

[ivanhabalin]

Анатолий ГригорьевДобрый день. Написав своё предъидущее сообщение я имел в виду соотношения сопротивлений в системе "Антена- наушники".
Наушники которые использовались - ТОН-2. Активное сопротивление 2200 ОМ.
Для НЧ конечно их сопротивление значительно больше, но по обмоткам наушников так же протекает и постоянная составляющая обусловленная включённым в цепь выпрямительным диодом. Цепь постоянного тока определяется характеристиками элементов L , D, ТОН-2. Добротнось контура, сама по себе выбирается максимально возможной, что приводит к возрастанию амплитуды напряжения на контуре до значения при котором открывается диод.
Открытый диод подключает параллельно контуру сопротивление полезной нагрузки, что в свою очередь снижает добротность контура, а следовательно и напряжения на нём. Я считаю что всё перечисленное имеет место в процессах происходящих в рассматриваемой схеме. Основным током содержащим информацию всё таки является ток антены протекающий через наушник. Имеется или нет, и какое накопленое напряжение на контуре, для приёма не имеет значения. Это только нужно для открытия диода, хотя если учесть резонансные свойства антены и это не существенно.?

[EEater]

Анатолий Григорьев в сообщении #549775 писал(а):

Мощность отбираемая у контура наушниками, не больше мощности, добавляемой в него антенной. Так что с законом сохранения энергии всё в порядке. Но мощность колебаний в контуре может быть куда больше нежели мощность вынужденных колебаний в антенне.
Вернёмся к качелям. На их раскачивание и поддержание колебаний нужна незначительная мощность, лёгкие толчки. Но мощность колебаний самих качелей может быть куда больше, это может подтвердить каждый попавший под их удар. Если вы попали под удар качелей, то на вас выделится вся энергия накопленная качелями при их раскачивани. Абсолютно то же самое происходит и в колебательном контуре. Если прекратить подталкивать качели, они будут качаться ещё некоторое время, пока не израсходуется энергия накопленная при раскачивании. Если отключить антенну от колебательного контура, то и в нём некоторое время будут продолжаться колебания по той же причине.

Не путайте мощность и энергию.
Разумеется, накопленная энергия при разовом расходовании может выдать сколь угодно большую мощность. Но это не имеет никакого отношения к сюжету.
Рад, что вы поняли: в наушники идет ровно то, что отбирается от антенны.

[Анатолий Григорьев]

Ув.ivanhabalin!
У Вас всё правильно, кроме: "Имеется или нет, и какое накопленое напряжение на контуре, для приёма не имеет значения. Это только нужно для открытия диода, хотя если учесть резонансные свойства антены и это не существенно.?" Напражение на контуре имеет существенное значение. Во-первых для диода, а во-вторых, на наушники нужно подавать напряжение указанное в их паспорте. И источником этого напряжения является конденсатор контура. А вот резонансные свойства антенны хотя и были бы полезны, но сделать её для средних волн - целая проблема - её длина будет сотни метров.
Ув.EEater!
Мощность и энергию я не путаю. Просто под мощностью колебаний я понимал ту энергию которая циркулирует между элементами колебательного контура, в радиотехнике это обычное дело. И про закон сохранения энергии я писал ещё в первом сообщении к Вам.

[rustot]

Мощность, отбираемая антенной у волны не есть константа, которая от схемы не зависит. От того какой именно величины токам и в какой фазе схема позволяет протекать в антенне зависит и отбираемая антенной энергия. Если допустим просто провод антенны, заземление и между ними детектор - то проблема не только в том что амплитуда напряжения мала для открытия диода (допустим применим какую-то хитрость, ликвидировав барьер открытия) и не в том что все станции разом принимаются, но и в том что энергия, которую антенна может передать цепи - крайне мала. Если же между антенной и заземлением включить индуктивность, так чтобы контур из этой индуктивности и собственной емкости антенны оказался в резонансе с какой-то мощной станцией - то вырастет не только напряжение, но и отдаваемая мощность, мощность отбираемая у волны. А с регенерацией - то есть с принудительной раскачкой амплитуды тока в антенне - еще больше

[ivanhabalin]

rustot Конечно разными ухищьрениями (в основном, приближением характеристик состовляющих к идеальным) можно добиться максимальной громкости приёма с помощью детекторного приёмника. А учитывая, что амплитудная модуляция несущей обычно не более 80%, можно и использовать оставшиеся 20%несущей, в качестве источника питания для некоторого дополнительного усиления полезного сигнала. Кроме того наличие энергий эл. магнитных волн частот в данный момент нас не интересующих тоже источник питания усилителя. Но всё равно, всё в пределе энергии имеющейся в антене. Правда можно не всё время слушать приёмник и всвободное время заряжать аккумулятор, имеющейся в антене энергией. Хотя наверное шкурка выделки не стоит.