Детекторный приёмник и закон сохранения энергии

[Valery12]

rustot в сообщении #561318 писал(а):

возьмем активную нагрузку

И это правильно.
Берем полевой транзистор и получаем усиление по мощности. Т.е., получается согласование по напряжению.
Пассивными элементами усиления по мощности получить невозможно.

[rustot]

в смысле? под активной я имею в виде не усилитель, а резистор, то бишь не-реактивную. я же показал как увеличивается снимаемая мощность на чисто пассивных элементах. а если я еще дополнительно приведу активное сопротивление к нужному трансформатором, тоже пассивным элементом?

если в вашем примере при эдс 100мв без нагрузки так и будет 100мв, то если я вместо нагрузки подключу индуктивность нужной величины, то получу на ней 1250в (благо вы активные потери не указали, только сопротивление излучения). если же возьму реалистичное сопротивление потерь 50ом вместе с заземлением, то получу 10в. что против 100мв тоже неплохо

при 100мв эдс и нагрузке 10к подключенной напрямую вы получаете на ней мощность 0.8мкВт, в то время как при идеальном согласовании (исключительно пассивными реактивными элементами) можно снять 50мкВт при тех же 50ом потерь, и нереалистичные 6.25мВт если считать только сопротивление излучения

Цитата:

Пассивными элементами усиления по мощности получить невозможно.

антенна отбирает у проходящей волны теоретически возможный максимум мощности при некотором строгом сочетании амплитуды и фазы тока в ней. какая именно получается амплитуда и фаза - зависит от нашей схемы, даже пассивной. так что никакого противоречащего закону сохранения энергии усиления мощности из ниоткуда тут не происходит. происходит более эффективный отбор ее у волны.

[Munin]

svb505 в сообщении #561260 писал(а):

Вот и я говорю, что когда есть цепочка равенств, то убрав промежуточные равенства, первое и последнее равны?

То есть, вы всё-таки не умеете объединять цепочку равенств в одно равенство? Если бы умели, то не спрашивали бы, а сами справились. Рекомендую повторить школьную программу по математике за 6-8 классы.

[Amw]

rustot в сообщении #561266 писал(а):

контур в классическом детекторном приемнике на самом деле настраивается не на частоту станции, а настраивается так, чтобы представлять собой такой же индуктивный импеданс, как емкостной импеданс антенны

Именно так - я об этом уже писал выше. Радиостанции на той частоте, на которой импедансы антенны и приемника согласуются и будут звучать громче других для приемников прямого усиления и детекторных. Так настраиваются входные цепи всех приемников и преселекторы. Никакими "резонансами" тут и не пахнет - только согласование.

[ua4wi]

Amw в сообщении #561353 писал(а):

rustot в сообщении #561266 писал(а):

контур в классическом детекторном приемнике на самом деле настраивается не на частоту станции, а настраивается так, чтобы представлять собой такой же индуктивный импеданс, как емкостной импеданс антенны

Именно так - я об этом уже писал выше. Радиостанции на той частоте, на которой импедансы антенны и приемника согласуются и будут звучать громче других для приемников прямого усиления и детекторных. Так настраиваются входные цепи всех приемников и преселекторы. Никакими "резонансами" тут и не пахнет - только согласование.

Александр, тем не менее входные цепи всех приемников и преселекторы - призваны обеспечить селекцию сигнала, поэтому настраиваются в резонанс, и согласовываются с антенной по своему входу, и с приемником по своему выходу.
Если рассматривать классический детекторный приемник (без дополнительной селекции), то так же согласен с rustot

...с уважением, Алексей

[Amw]

ua4wi в сообщении #561355 писал(а):

...входные цепи всех приемников и преселекторы - призваны обеспечить селекцию сигнала, поэтому настраиваются в резонанс, и согласовываются с антенной по своему входу

Не всегда эти два условия совместимы - вернее совместимы только тогда, когда импеданс антенны чисто активный. Вам же не понравится резонанс при 1 Ом или 2000 Ом для 50-омной антенны?
Радиолюбители - интересный народ, иногда они делают всё правильно, но при этом говорят неправильные слова... например: "Антенна расстраивает входной контур..."

Зачеркните в своей фразе пару слов и всё станет правильно.

ua4wi в сообщении #561355 писал(а):

...входные цепи всех приемников и преселекторы - призваны обеспечить селекцию сигнала, поэтому настраиваются в резонанс, и согласовываются с антенной

Чем острее настройка в режим согласования (можно смотреть на график изменения коэффициента отражения от частоты), тем выше селективность. Резонанс ни при чем.

-- 18.04.2012, 09:07 --

rustot в сообщении #561340 писал(а):

а если я еще дополнительно приведу активное сопротивление к нужному трансформатором, тоже пассивным элементом?

Зачем трансформатор? Можно любой импеданс преобразовать в любой простой LC- цепочкой.

[rustot]

Amw в сообщении #561353 писал(а):

Именно так - я об этом уже писал выше. Радиостанции на той частоте, на которой импедансы антенны и приемника согласуются и будут звучать громче других для приемников прямого усиления и детекторных. Так настраиваются входные цепи всех приемников и преселекторы. Никакими "резонансами" тут и не пахнет - только согласование.

"Масло - не масляное" получается. А согласование по реактивной составляющей и введение в резонанс это не одно и то же? Вот есть у вас устройство с емкостной составляющей выходного сопротивления и вы хотите увеличить отбираемую у него мощность, добавляете на вход своего устройства индуктивность для сведения реактивной составляющей к нулю. Можно сказать что вы их согласовали. И можно сказать что вы обеспечили резонанс. Тут ведь явные признаки резонансных явлений - амплитуда, измеренная на вашей индуктивности может многократно превосходить общий размах сигнала. При появлении сигнала после тишины эта LC цепь будет некоторое время отбирать мощность на себя, сигнал после индуктивности будет нарастать плавно а не сразу. А после исчезновения сигнала наоборот контур будет некоторое время отдавать энергию и сигнал после индуктивности будет ослабевать плавно. (можно опять же назвать это отфильтровыванием НЧ и ВЧ переходного процесса, масло масляное)

Когда вы согласовываете антену с контуром для заданной частоты, вы настраиваете отдельно взятый контур не на эту частоту, а вот сложный последовательно-параллельный контур из емкости антенны и вашего контура оказывается настроенным именно на нее. И налицо опять же будут все признаки резонсных явлений - постепенная накачка амплитуд токов и напряжений при появлении сигнала. Возрастание амплитуд токов и напряжений по отношению к ситуации без контура (то есть мы в результате не только 'селективность' обеспечили загасив другие частоты, мы именно что еще и подняли амплитуду на нужной частоте, а не оставили ее прежней. эта операция имела прямой смысл даже если бы других частот вообще изначально в эфире не было).

Ответ на вопрос 'почему увеличивается отбираемая мощность' в виде 'потому-что мы согласовали сопротивление нагрузки с сопротивлением излучения' верный по сути и пригодный для расчетов, на самом деле ни на что не отвечает. Как в анекдоте про математика 'где я нахожусь? на воздушном шаре'. Добрые дяди уже просчитали взаимодействие антенны с волной и перевели для удобства полученный результат на язык электротехники, с сосредоточенными эквивалентными эдс, сопротивлением излучения, реактивным сопротивлением. Этой эквивалентной схемой замещения безусловно можно и нужно пользоваться, но она не дает ответ на вопрос 'почему увеличивается отбираемая мощность', она лишь дает способ расчета

[ua4wi]

Amw в сообщении #561363 писал(а):

Не всегда эти два условия совместимы - вернее совместимы только тогда, когда импеданс антенны чисто активный. Вам же не понравится резонанс при 1 Ом или 2000 Ом для 50-омной антенны?

...во многих случаях, радиолюбители по умолчанию имеют ввиду именно 50 ом
...то, что надо оговаривать , согласен.

...но, как однозвенные колебательные контура, так и двух, трех и более звенные изначально расчитываются и настраиваются - именно в резонанс, а уж потом согласовываются с теми устройствами между которыми они устанавливаются.

...Александр, с праздником вас - с Всемирным днем радиолюбителя :)))

...с уважением, Алексей

[Amw]

rustot в сообщении #561371 писал(а):

"Масло - не масляное" получается. А согласование по реактивной составляющей и введение в резонанс это не одно и то же?

Имеет смысл не "согласование по реактивной составляющей", а только полное согласование - сопряжение импедансов.

rustot в сообщении #561371 писал(а):

Вот есть у вас устройство с емкостной составляющей выходного сопротивления и вы хотите увеличить отбираемую у него мощность, добавляете на вход своего устройства индуктивность для сведения реактивной составляющей к нулю. Можно сказать что вы их согласовали. И можно сказать что вы обеспечили резонанс.

Ещё раз - НЕТ. Компенсация реактивной составляющей - не есть согласование. Максимальную мощность источник отдает только при полном сопряжении с импедансом нагрузки.

rustot в сообщении #561371 писал(а):

При появлении сигнала после тишины эта LC цепь будет некоторое время отбирать мощность на себя, сигнал после индуктивности будет нарастать плавно а не сразу.

Это из другой оперы - эти процессы много короче модулирующих изменений несущей при радиопередаче. Вот для ТВ сигнала этот факт уже имеет значение...Там к согласующим устройствам особые требования по полосе.

rustot в сообщении #561371 писал(а):

Когда вы согласовываете антену с контуром для заданной частоты, вы настраиваете отдельно взятый контур не на эту частоту, а вот сложный последовательно-параллельный контур из емкости антенны и вашего контура оказывается настроенным именно на нее. И налицо опять же будут все признаки резонсных явлений

И при чем тут резонанс? При этой частоте не резонанс, а сопряжение импедансов.
Подумайте вот о чем. Вы знаете, что если фидер подключен к нагрузке не равной его волновому, то в нем образуется стоячая волна. В некоторых местах фидера образуются узлы и пучности тока и напряжения. И в этих точках ток и напряжения синфазны, т.е. импеданс чисто активный - резонанс!!! И кому, спрашивается, такой резонанс нужен, какой от него толк?
Т.е. любая антенна с некоторым куском кабеля, не длиннее четверти волны будет иметь чисто активный импеданс. Причем для ЛЮБОЙ частоты! (Имею ввиду, что для разных частот чисто активный импеданс будет в разных сечениях кабеля) Опять резонанс, который никуда не пришьешь.

rustot в сообщении #561371 писал(а):

Как в анекдоте про математика 'где я нахожусь? на воздушном шаре'.

Мне внук на вопрос по телефону "Что ты делаешь?", ответил "С тобой по телефону разговариваю..."

rustot в сообщении #561371 писал(а):

Ответ на вопрос... "согласовали" ...по сути и пригодный для расчетов, на самом деле ни на что не отвечает.

Слово "резонанс" имеет в ответе на этот вопрос ещё меньше смысла, да и для расчетов не пригоден.

ua4wi в сообщении #561381 писал(а):

...во многих случаях, радиолюбители по умолчанию имеют ввиду именно 50 ом
...то, что надо оговаривать , согласен.

Надо вместо "резонанс" говорить "согласование" тогда и оговаривать не требуется.
Спасибо за поздравление, Алексей. И вас тоже...

[Amw]

rustot в сообщении #561371 писал(а):

амплитуда, измеренная на вашей индуктивности может многократно превосходить общий размах сигнала.

Это как-это?
Не очень звучит, для этого форума.

[rustot]

Цитата:

Имеет смысл не "согласование по реактивной составляющей", а только полное согласование - сопряжение импедансов.

так вот если рассмотреть по частям, то согласование по реактивной составляющей (как часть полного согласования) и есть обеспечение резонанса. это одно и то же. реактивная составляющая исчезает когда обеспечен резонанс. на резонансной частоте и будет согласовано, а на других не будет. а там уже дальше отдельно согласуете сопротивление нагрузки с сопротивлением излучения. В этой второй части да, речь уже не о резонансе

Ну давайте с другого конца. Вот есть у нас вдалеке излучающая антенна N1 и есть у нас наша приемная антенна N2. Пусть N1 пока не работает. Поиграемся токами в N2, окружив антенну сферой и померим проходящую через сферу мощность. Заметим что она пропорциональна квадрату тока и значит можно коэффициент пропорциональности в силу размерности назвать эквивалентным сопротивлением излучения. Изучив диаграмму направленности мы можем теперь с помощью введенного понятия сопротивления излучения вычислить поле в любой точке в зависимости от амплитуды и фазы тока. Теперь включим N1, поля двух антенн сложатся. Будем играться фазой тока N2 и обнаружим интересную картину интерференции, в одних точках поля двух антенн будут складываться, в других вычитаться. Если теперь окружить обе антенны одной большой сферой, то заметим, что в зависимости от фазы тока в N2 суммарный поток энергии через сферу то убывает то возрастает, становится то больше мощности излучения N1 то меньше его. Выставим такую фазу N2, при которой поток стал минимальным. Рассмотрев окрестности N2 увидим интересную картину - энергетическую воронку. Волна излученная N1 теряет энергию не в точке 'касания' N2, а в большой окрестности вокруг нее, включая даже пространство между N1 и N2, то есть она как бы засасывает энергию с большой площади вокруг себя, поток энергии N1 сворачивает с прямолинейного пути, заворачивая к N2.

Поехали дальше, мы определили идеальную фазу тока, при которой отбирается максимум энергии, начнем теперь играться величиной тока. По мере роста тока суммарная мощность излучения от двух антенн сначала падает, потом начинает расти и в какой-то момент сумма начинает превышать мощность излучения N1, N2 превращается из приемной в излучающую. То есть у нас есть конкретное значение тока, при котором отбор мощности максимален и конкретная величина этой мощности, поделив одно на другое получим так называемую эквивалетную эдс. Вот откуда растут ноги у этих эквивалентных величин. Объективно мы вычислили необходимый идеальный ток и отбираемую при таком токе мощность, но для удобства электротехнических расчетов перевели это в величины других размерностей - вольты и омы.

Теперь как нам добиться в приемной антенне этого самого идеального по фазе и амплитуде тока. Рассматриваем мы короткие антенны. В такой антенне, без дополнительных элементов, приходящая волна наводит токи много меньше нужного. Как можно повысить ток - резонансом. Включаем в цепь индуктивность, так чтобы емкость антенны составляла с ней колебательный контур. Ток закономерно вырастает, но вырастает выше нужного, да еще и не в той фазе, как раз до такого значения что суммарная излучаемая мощность N1+N2 осталась равной N1. включаем в цепь активное сопротивление, которое одновременно и фазу сдвигает и ток уменьшает - вот тогда то ток а антенне и выходит на идеальный режим максимального отбора мощности. А формально да, мы 'просто' согласовали некий абстрактный источник эдс с комплексным внутренним импедансом с комплексным импедансом нагрузки, для расчетов можно ограничиться этим.

Еще интересный момент. У антенны есть еще и активное сопротивление потерь. Для коротких оно еще и много больше сопротивления излучения. Поэтому 'сам' ток в такой цепи на идеальный режим никак выйти не сможет, даже за счет резонанса, он всегда будет ниже идеального по амплитуде. И вот тут то становится понятен смысл регенеративного приема, когда мы тратим энергию на насильное поддержание идеального тока в антенне, но одновременно получаем еще больше добавочной энергии обратно. В терминах же согласования этот процесс совсем не очевиден. Регенеративный прием возможен и в детекторном приемнике, если понимать его как 'приемник без внешнего питания', а не как 'приемник на пассивных элементах'

-- 18.04.2012, 14:12 --

Amw в сообщении #561406 писал(а):

rustot в сообщении #561371 писал(а):

амплитуда, измеренная на вашей индуктивности может многократно превосходить общий размах сигнала.

Это как-это?
Не очень звучит, для этого форума.

цепь: последовательно источник эдс 1мгц амплитудой 1в, индуктивность 1мгн, конденсатор 25.3пф, сопротивление 1 ом.

амплитуда тока в цепи 1а, амплитуда напряжения на источнике и сопротивлении 1в, амплитуда напряжения в точке соединения индуктивности и конденсатора - 6 киловольт. энергия на это резонансное безобразие отберется в начале при подключении источника эдс

[Amw]

rustot в сообщении #561413 писал(а):

так вот если рассмотреть по частям, то согласование по реактивной составляющей (как часть полного согласования) и есть обеспечение резонанса.

Да нет никакого "согласования по частям". Согласование, это когда коэффициент отражения (КО) равен нулю и только. Вот допустим входной импеданс нашего приемника 50+j0 Ом, а входное (выходное) системы антенна+фидер некоторое R+jX. На входе приемника есть некоторый КО. Если мы подключим на входе приемника реактивность -X, то КО да, уменьшится, но при R><50 не до нуля!!! Входное системы антенна+фидер можно сделать чисто активным и другим способом - просто изменив длину фидера. При этом КО даже не изменится. Это понятно, или нужно подробнее с числами?
Поэтому для оптимальной настройки входного контура приемника или преселектора одной ручки мало...

rustot в сообщении #561413 писал(а):

Как можно повысить ток - резонансом.

Нам не нужно повышать ток - нужно повысить мощность...
Я согласен, что мощность приемной антенны зависит от того, на какой импеданс она нагружена, но для максимальной мощности нам нужно не отсутствие реактивности в каком то месте (повторяю, при наличии фидера это место и так всегда есть), а только сопряжение импедансов, коэфф. отражения равный нулю.

rustot в сообщении #561413 писал(а):

цепь: последовательно источник эдс 1мгц амплитудой 1в, индуктивность 1мгн, конденсатор 25.3пф, сопротивление 1 ом.амплитуда тока в цепи 1а, амплитуда напряжения на источнике и сопротивлении 1в, амплитуда напряжения в точке соединения индуктивности и конденсатора - 6 киловольт. энергия на это резонансное безобразие отберется в начале при подключении источника эдс

Ещё раз скажу, нам не нужна энергия, она может накопиться в согласующих цепях в переходном процессе в любом количестве... Нам нужна максимальная мощность, а значит согласование, а не резонанс.

[rustot]

Опять все то же самое, я вам про процессы в антенне, вы про оптимальное согласование фидера. Я про то как максимальную мощность отобрать антенной у волны, вы о том как ее доставить.

Если вы каким-то образом отсечете обратную связь с антенной, так чтобы все ваши согласования влияли только на передачу энергии по фидеру но не влияли на ток в антенне, втыкаете фидер и ток остается прежним, ну там истоковый повторитель поставили, питаемый о самой антенны - все, вы не сможете увеличить снимаемую с антенны мощность никакими согласованиями.

Тот 'импеданс антенны', с которым вы согласуете - абстракция, переведенный на язык электротехники процесс взаимодействия антенны с полем. Когда вы 'согласуете' вы тем самым автоматически запускаете резонансные явления в антенне, выводящие в ней ток на нужный уровень и в нужную фазу. Можно же и в чисто резонансном контуре в схеме обозвать процесс подстройки конденсатора согласованием его по импедансу с индуктивностью, то же самое будет. Формально правильно, суть процесса не отражает. О согласовании логично говорить, когда речь о доставке мощности, согласовываем чтобы не растерять ее по дороге, не отразить. Она уже есть, ее нужно доставить. В антенне же без резонанса мы ее вообще не получили от поля, согласовать нужно антенну с полем, а не фидер с антенной

По вашему мощность всегда принимается одна и та же, просто вот мол на входе фидер она отражается из за несогласованности и возвращается. Куда? Переизлучается? Допустим сопротивление излучения 1 ом, без 'согласования' ток в антенне 1ма, с согласованием 10ма. То есть максимальная отбираемая мощность 100мкВт, но из за несогласованности 99% переизлучилось? Как может при токе 1ма на сопротивлении 1 ом переизлучиться не 1мкВт, а 99мкВт? Мощность не переизлучилась, она просто не принялась

[Amw]

rustot в сообщении #561464 писал(а):

Опять все то же самое, я вам про процессы в антенне, вы про оптимальное согласование фидера. Я про то как максимальную мощность отобрать антенной у волны, вы о том как ее доставить.

Чтобы отобрать, надо доставить. Если Вы не обеспечили доставку, и отобрать мощность не получится. Мне казалось - Вы это понимаете.

rustot в сообщении #561464 писал(а):

В антенне же без резонанса мы ее вообще не получили от поля, согласовать нужно антенну с полем, а не фидер с антенной

Фидер с антенной согласовывать я не говорил... А чтобы согласовать антенну с полем нужно нагрузить её на оптимальный импеданс. Оптимальный импеданс для конкретной антенны - один единственный, одна единственная комбинация R и X. А не просто X=0 при любом R.
Я не понимаю, что Вам тут может быть непонятно.
Антенну нагрузить на оптимальный импеданс можно через фидер, или без него. Про фидер я заговорил только, чтобы показать, что в некоторой его точке обязательно будет Ваш любимый резонанс - т.е. X=0. Но от того, что Вы в этой точке подключите приемник согласование (КО) не улучшится. Если Вы этого не понимаете и разобраться не хотите...

-- 18.04.2012, 16:48 --

rustot в сообщении #561464 писал(а):

По вашему мощность всегда принимается одна и та же, просто вот мол на входе фидер она отражается из за несогласованности и возвращается.

Не выдумыыайте - я такого не говорил.

rustot в сообщении #561464 писал(а):

В антенне же без резонанса мы ее вообще не получили от поля...

Резонас вообще ни при чем.

[rustot]

Я с самого начала говорил что согласен со _способом_ расчета идеальной нагрузки. Он очевиден. Я лишь по другому объясняю суть этого расчета, какие физические процессы он описывает, не виртуальный ниоткуда взявшийся источник эдс с внутренним сопротивлением, а взаимодействие антены с полем. Cогласовать антенну с полем - да, в таком контексте еще приму термин 'согласовывать'. Нужно обеспечить идеальный переход поле->антенна. а не антенна->фидер, а для этого она должна быть конструктивно или дополнительными элементами введена в резонанс с частотой поля для повышения тока и одновременно активная нагрузка должна быть такой, чтобы обеспечивать нужную фазу тока в антенне. Формально эти идеальные условия и вычисляются через импеданс виртуального источника эдс с которым де согласовывается нагрузка, он для того и введен чтобы легко было формально вычислять.

Но в варианте что мол у антенны есть некий импеданс, с которым нужно согласовать фидер и тогда вся принятая (уже принятая!) мощность не переотразится а целиком уйдет в фидер, нет не согласен. Не в резонансе антенна и принимает и переизлучает (коли невостребована и отразилась) ничтожную мощность по сравнению с резонансом. Попробуйте так 'согласовать' антенну с фидером чтобы при этом не внести в цепь емкостной антенны индуктивный элемент. Придется внести именно такой чтобы получилось LC на резонансной частоте, ни больше ни меньше, но при этом 'резонанс не при чем'?