¿Cuál es la razón detrás del cableado de los transformadores de derivación de FI en estos receptores superheterodinos de AM?

Estoy leyendo el libro de R. Quan " Construye tus propias radios de transistores ", y estoy tratando de construir uno de sus simples receptores AM superhet.

Dado que ofrece muchos esquemas de trabajo, el libro es muy interesante desde el punto de vista de un novato, que soy, en el diseño de RF, pero muchos pequeños detalles quedan sin explicar o se dan por sentados (aunque el se supone que el libro está hecho para aficionados/estudiantes): una de las cosas más confusas para mí es cómo el autor usó transformadores con derivación para conectar varias secciones del receptor.

Si bien obtengo su uso más básico (principalmente coincidencia de impedancia y reducción de señales), todavía me estoy rascando la cabeza acerca de cómo el autor elige conectar algunos pines.

Tengo un par de ejemplos tomados de diferentes tipos de circuitos en los que encontré bastante confuso el uso de transformadores con tomas:

Ex. 1ingrese la descripción de la imagen aquí

En referencia a este primer esquema, tome el mezclador/oscilador formado por el transistor Q1 (2N3904) y el transformador T1 (42IF100): ¿por qué la señal de retroalimentación del oscilador se toma del pin 2 (el pin central) de T1 en lugar de tomarse del pin 1 (el pasador "superior")?

Mirando la hoja de datos de 42IF100, parece que [1-2] tiene 104 vueltas, mientras que [1-3] tiene 107 .

El autor dice que la derivación "permite la conexión a la baja resistencia de entrada en el emisor de Q1, que suele ser inferior a 500 ohmios para evitar degradar la Q del circuito resonante paralelo", lo cual está bien, pero ¿por qué no conectar el pin 1 en su lugar? del pin 2 al emisor de Q1?

¿Dónde está la ventaja clave de conectar el pin 2 en lugar del pin 1?

¿Es solo para separar el emisor de Q1 del circuito resonante LC a través de la impedancia de CA de la bobina, para que la frecuencia resonante no se arruine?

Ej. 2ingrese la descripción de la imagen aquí

Con respecto a este segundo ejemplo, tome el transformador T2 (42IF101) conectado al colector del transistor Q2 (2N3904). Digamos que el pin conectado a VCC de T2 es el pin 1 , el pin central es el pin 2 y el pin "flotante" es el pin 3 . De la hoja de datos de 42IF101, veo que [1-2] tiene 70 vueltas mientras que [2-3] tiene 87 , por lo que T2 tiene un toque central .

Entiendo que se necesita T2 para adaptar la impedancia entre el colector de Q2 y la baja resistencia de entrada del amplificador emisor común formado por Q3.

Y dado que T2 tiene un límite interno entre [1-3] que lo convierte también en un filtro de 455 KHz , entiendo que usar una derivación de bobina en T2 evita cargar la Q del circuito LC con la resistencia de colector a emisor de Q2 (dada tal resistencia del orden de 100 KOhms, esta resistencia se refleja en los nodos 1-3 de T2 como 100K * n^2, siendo n la relación de vueltas entre [1-3] y [1-2]).

Pero aquí están las cosas que encuentro confusas: dado que T2 se usa como un filtro IF de 455 KHz a través de la primera bobina y la tapa interna 1-3, ¿cómo puede funcionar ese filtrado si el pin 3 se deja flotando en lugar de estar conectado a tierra ?

Y también, ¿cómo puede ocurrir el filtrado, si inyecta la señal en el medio de la bobina, usando efectivamente solo la mitad ? ¿Eso no estropea la frecuencia de resonancia del filtro LC formado por toda la primera bobina y la tapa interna?

Y finalmente, ¿cómo esa configuración evita efectivamente cargar la Q del filtro (como se explicó anteriormente) al reflejar la resistencia del colector al emisor de Q2 a los nodos 1-3 de T2, si [2-3] se considera como no -existente debido a la conexión flotante en el pin 3?

**

Lo siento de antemano si escribí algo completamente fuera de lugar, pero como dije, tuve que descubrir por mí mismo la mayoría de los por qué de los detalles en estos circuitos. Realmente no soy un fanático del lema "funciona porque funciona" (que parece ser genial entre los aficionados y también parece ser el enfoque del autor en algunos pasajes clave del libro) porque definitivamente lleva a la electrónica mono. .

Así que gracias de antemano si se tomó el tiempo para dar alguna explicación o sugerencia.

Nota: Esta es esencialmente una pregunta bien enfocada. Hay muchos detalles, pero las respuestas caen en un grupo estrechamente relacionado. Espero que las personas que no lo entiendan pasen de largo y NO lo rechacen. (Ya pasó la hora de dormir en Nueva Zelanda o consideraría responder)
@RussellMcMahon gracias por los comentarios y aclaraciones; Lo siento si publiqué una pregunta "fea", pero realmente no estoy acostumbrado a esta plataforma. Y como me gustaría obtener una respuesta muy detallada, publiqué tantos detalles como pude.
Considero que la pregunta es buena. Me gustan las explicaciones detalladas que muestran lo que sabes y buscas saber. Algunos lo verían como demasiado desenfocado y votarían para cerrar. Soy moderador, pero no puedo controlar las perspectivas de otras personas :-). En algunos casos, los votos para cerrar bien pueden basarse en la opinión de expertos, pero en otros casos, las personas que no saben mucho sobre el tema pueden echarle un vistazo y luego votar para cerrar. Estaba tratando de anticiparme a esto último.

Respuestas (2)

Esencialmente, si desea un oscilador estable (ya que T1 está en el LO), desea un circuito sintonizado de alta Q. De manera similar, si desea una sintonización nítida del amplificador de RF, para un buen rechazo de las estaciones cercanas que interfieren, desea un circuito sintonizado de alta Q.

Y para obtener un circuito sintonizado Q alto, no desea drenar energía conectando una resistencia baja a través de él.

Si el emisor proporciona una carga de 500 ohmios conectada al pin 1, amortiguaría en gran medida el circuito sintonizado proporcionando una sintonización deficiente (si es que oscilaba).

Ahora, una cosa que debe entender sobre un transformador (o autotransformador: el primario aquí es un autotransformador) es que debido a que aumenta o disminuye el voltaje, aumenta o disminuye la corriente (dirección opuesta) observando la ley de conservación de energía.

Entonces, si T1 aumenta el voltaje 1:10 (hay 10 vueltas desde los pines 2:3 y 90 desde los pines 1:2, un total de 100 vueltas), baja la corriente 10:1.

La consecuencia de esto es que ha aumentado la impedancia en 100:1. (Esta es la conexión con la "coincidencia de impedancia").

Por lo tanto, una carga de 500 ohmios en los pines 2:3 formaría una carga de 50 kilohmios en los pines 1:3, lo que permitiría un ajuste preciso. (¡Te dejaré calcular el equivalente a un aumento de 3:107!)

#T2 también... ¡pero recuerda que el pin 3 NO está realmente abierto! La capacitancia interna está entre los pines 1 y 3, por lo que este es nuevamente un circuito sintonizado, con la impedancia de salida de Q2 aumentada por el autotransformador.

¡Gracias por la respuesta! Entonces, corríjame si me equivoco: lo que está diciendo es que ambos ejemplos se refieren a la misma "estrategia" de aumentar la impedancia (del emisor en el primer caso / del colector en el segundo caso) para que el resonador ve la mayor impedancia posible para evitar "drenarlo" (porque le bajaría la eficacia) [sigue...]
Lo único es que no estoy muy seguro de visualizar cómo es posible filtrar correctamente la señal en el segundo caso: si la frecuencia de resonancia se obtiene del paralelo de la primera bobina y la tapa interna, ¿no debería la señal? ser "inyectado" en un extremo de toda la bobina? ¿O tal vez funciona debido a que la primera bobina actúa como un autotransformador, por lo que cuando la señal se presenta en la derivación central, también estará presente en toda la bobina (aumentada o reducida según la relación)?
Así es... el pin 1 es GND (a CA, a través de C19) y está aplicando un voltaje a través de los pines 1,2 y viendo un voltaje más alto a través de 1,3. Tenga en cuenta que el colector Q2 tiene una impedancia bastante alta, por lo que la relación de aumento no necesita ser ni remotamente tan alta como en el LO.

¿Dónde está la ventaja clave de conectar el pin 2 en lugar del pin 1?

¿Es solo para separar el emisor de Q1 del circuito resonante LC a través de la impedancia de CA de la bobina, para que la frecuencia resonante no se arruine?

Sí, un punto de derivación bajo mantiene alta la Q del resonador del oscilador, pero hay otra razón para un punto de derivación muy bajo. En este transformador, hay 3 vueltas de 107 entre emisor y tierra. Esas 3 vueltas presentan una baja impedancia al emisor como ha señalado el autor. ¿Por qué es esto necesario?....

Tenga en cuenta que este es un mezclador que tiene dos entradas de señal (en realidad tres):

  • Señal de antena RF (1 MHz en la base)
  • Señal de oscilador local (1,455 MHz en el emisor)
  • Audio (en la base, viajando junto con RF)

Por el momento, olvídese del audio: se puede considerar separado de las dos señales de RF de frecuencia (mucho) más alta y solo complica la operación del circuito de RF.
Dado que solo hay dos etapas activas que tienen ganancia, se ha hecho todo lo posible para optimizar las impedancias del circuito para que la ganancia sea grande.
Q1 es un mezclador con ganancia, no solo para permitir que Q1 oscile a 1.455 MHz, sino para amplificar pequeñas señales de 1 MHz que llegan a su base. Puede ver las funciones de Q1 por separado como un oscilador o como un amplificador de RF. Sin embargo, tenga en cuenta que debe operar de forma no lineal para que la salida de interés de la etapa sea de 0,455 MHz, en lugar de 1 MHz... la ganancia resultante del mezclador es una fracción de lo que seríasi fuera un amplificador directo (1 MHz de entrada, 1 MHz de salida). Podemos maximizar la ganancia del mezclador maximizando la ganancia de RF.

esquemático

simular este circuito : esquema creado con CircuitLab

Considere Q1 como un amplificador de RF, olvidando por un momento que también oscila a 1.455 MHz. Para una alta ganancia, la señal de entrada de 1 MHz en su base tendría una impedancia muy baja desde el emisor hasta la tierra. Idealmente, el emisor estaría conectado a tierra con CA, quizás con un capacitor C2 (4.7nf), si no fuera un mezclador.
En cambio, el emisor está conectado a tierra a través de C2, en serie con 3 vueltas de T1. La impedancia de esos tres giros es necesariamente pequeña, por lo que la impedancia del emisor a tierra es pequeña en lo que respecta a la señal de entrada de RF a 1 MHz. La corriente de entrada de base pequeña se amplifica a una corriente de colector-emisor más grande en Q1 cuando la impedancia en el emisor es baja.

Este circuito de radio es aparentemente simple (solo 2 transistores), pero es pobre para estudiar, ya que fluyen múltiples frecuencias de señal. Hacer un seguimiento de la función de los componentes se complica con múltiples frecuencias de señal (la operación del mezclador es bastante difícil de estudiar con solo dos señales en la misma etapa). Las radios réflex que combinan RF y audio como esta agregan demasiada complejidad para estudiar los fundamentos.
¡Gracias! Que tiene sentido. Entonces, si obtuve su respuesta correctamente, hay 2 razones para el uso de la bobina con derivación en el primer ejemplo: 1) para evitar degradar la Q del resonador por AC desacoplando el emisor del paralelo de L y C. 2) para obtener básicamente de una sola vez tanto la puesta a tierra de CA del emisor del amplificador para la señal de FI de 455 KHz del mezclador (ya que la resistencia del emisor reduce la ganancia) como la ruta de retroalimentación necesaria para la oscilación.
¿Cuál es la razón detrás del cableado de los transformadores de derivación de FI en estos receptores superheterodinos de AM?
RespuestasAquíPolítica de privacidad1y, 0v