No hay diodo de germanio disponible para la radio de cristal pequeño. ¿Pueden los componentes activos manejar la tarea?

Como han señalado otros ( @Kaz ), un diodo Schottky puede ser una solución simple y económica. Personalmente, no he visto una radio de cristal hecha con ellos, pero eso puede deberse a que realmente nunca he buscado un circuito de este tipo. Por todos los medios que debe ser su primer intento.

Un diodo de germanio es mejor conocido por dos propiedades:

• Voltaje de umbral bajo
• Resistencia relativamente alta en contraste con los diodos de silicio, lo que resulta en una característica más curva.

El voltaje de umbral bajo (¡esencialmente 0 V!) se puede reproducir fácilmente con un rectificador de media onda activo como se muestra en la imagen a continuación (que se encuentra en Elliott Sound Products ).

El amplificador operacional se usa para eliminar el voltaje de umbral del diodo (más a la derecha) insertando el diodo dentro del circuito de retroalimentación. Las ondas de mitad positiva se amplifican en -1 ($A = -\frac{R2}{R1}$), por lo que esencialmente es un rectificador inversor. Con una onda sinusoidal no notará la diferencia ya que ambas semiondas son simétricas.

El diodo más a la izquierda evita que el amplificador operacional se sature (carril bajo) durante la onda de entrada de mitad positiva. Posteriormente la entrada inversora actuará como tierra virtual (V- = V+) que estabiliza el circuito.

Este circuito solo funciona de manera confiable con una fuente de alimentación dual, ya que la salida del amplificador operacional se impulsará aproximadamente a 0,6 V bajo tierra.

Tenga en cuenta que se requería el diodo Ge de la radio de cristal para escuchar señales extremadamente débiles de estaciones distantes sin fuente de alimentación.

Para recoger las pocas estaciones de AM más cercanas, por lo general, el diodo no necesita ser de germanio. Bueno, a menos que estés en el sótano o en el campo, lejos de las ciudades. O, si no está utilizando una conexión a tierra con una antena de cable largo.

Je, siempre puede agregar un suministro de batería ajustable de 0-1 V usando un potenciómetro divisor de voltaje de 100 K, y colocarlo en serie con su diodo 1N914 para polarización directa, luego ajuste los voltios para maximizar la recepción de RF (¿quizás 0.6 voltios?) Agregue un ¿Capacidad de derivación de 0.1uF para enrutar la RF más allá de este suministro de polarización de CC? Una pequeña pila de monedas debería ser más que suficiente aquí.

Si un diodo 1N914 no lo hace, y si no quiere usar una antena de tierra +, a menudo puede arreglar las cosas usando una antena de cuadro de ferrita con núcleo de ferrita extra largo... o enrollando un viejo- Antena de bucle de estilo, 1 metro de diámetro, necesita una inductancia de aproximadamente 250 uH para que coincida con un condensador de sintonización de 365 pF para 550 KHz-1,5 MHz. En una ciudad con un transmisor de AM dentro de millas, dicho resonador puede desarrollar una amplitud de RF de varios voltios. A veces, incluso puede cargar un condensador y usarlo para hacer parpadear un LED. Un tipo en Chicago dijo que estaba viendo varios voltios en un par de amperios y que podía usar un diodo de silicio y hacer funcionar motores de celdas solares de CC (esto desde una estación de AM a menos de 1 KM de distancia).

Truco: observe la salida del resonador LC con un osciloscopio. Sintonícelo para maximizar la amplitud de RF, y si está muy por encima de 1V pp, entonces su diodo detector no necesita ser de germanio.

Finalmente, ¿hay disponible un generador de señales profesional? Ajústelo a una salida sinusoidal de 1 MHz, encienda la modulación AM a aproximadamente un KHz y conecte la salida a un inductor de bucle de pocas vueltas, quizás de un pie de ancho (je, o ensarte un bucle de 1 vuelta alrededor del laboratorio, o incluso fuera la ventana y alrededor de todo el edificio). Utilice este "transmisor" para proporcionar RF para diseñar su radio de cristal. Cuando pueda recibir una señal fuerte, baje la salida del transmisor y luego rediseñe su radio para volver a subirla. Después de suficientes ciclos de mejoras de diseño, apáguelo y sintonice las señales ambientales.

PD
: no se deje engañar por la idea errónea que propagan los sitios de Crystal Radio: dicen que el resonador LC es solo un filtro de paso de banda. No, mal, y su propósito no es bloquear otras estaciones de AM mientras pasa solo una. En cambio, el resonador es parte de una configuración de "antena resonante eléctricamente corta", donde la apertura efectiva 'EA' se ve inmensamente mejorada por el acoplamiento resonante a las ondas EM entrantes. En otras palabras, desconectar el resonador LC nohaga que su radio de cristal reciba todas las estaciones de AM a la vez. En cambio, se queda en silencio, porque el "diámetro eléctrico" del cable de la antena se ha reducido a casi cero. Sin resonador presente, la antena demasiado corta ya no se acopla fuertemente a los campos EM cercanos y ha dejado de absorber energía EM. (El mismo cable de antena, cada vez que se conecta un resonador de alto Q, puede interceptar milivatios mucho mayores. Altera por completo los campos que rodean cualquier antena de menos de 1/2 longitud de onda. Enfoca las ondas EM sobre sí mismo, algo así como el "director" elementos en una antena Yagi.) Física muy buena, un análogo clásico de líneas de absorción de gas, resonancias de colisión de partículas e incluso de emisión estimulada (je, ¿muestra oscilaciones de Rabi cuando se le dan pulsos repentinos? ) Vea los productos basados ​​en esta pieza de física EM poco conocida: Select-a-tenna y Terk AM antenna. Echale un vistazo:

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

Entonces, ¿todos siempre asumieron que las radios de cristal eran demasiado simples para dedicar tiempo a investigar? ¿Son demasiado simples para los "proyectos de feria de ciencias" de posdoctorado de ingeniero? ¡Adivina otra vez!

Estás hablando de circuitos activos aquí. Esto significa que hay energía disponible. Los rectificadores activos Opamp necesitarían un buen opamp rápido. Jellybeans como LM324 son demasiado lentos. .Cuando se hace esto, el diodo de Si común dice 1N4148 funcionará tan bien como el raro diodo de Ge OA81. Esta polarización previa se ha realizado en las primeras radios de estado sólido antes de que yo naciera. Distorsión horrible en señales medias. Los antiguos diodos detectores de tubos de vacío eran dispositivos de alta impedancia que no necesitaban prepolarización. Se puede decir que el potencial de contacto hizo el presesgo. Claro, tengo muchos dispositivos Ge, pero este es un sitio no comercial y le recomiendo prepolarizar su diodo.

Un componente activo no funcionará a menos que desee derrotar todo el punto de una radio de cristal (es decir, se requiere una fuente de energía cero, aparte de la señal en sí).

El diodo de germanio se usa para rectificar la señal sintonizada, de la misma manera que se usaría un diodo de señal en un receptor AM amplificador (que es, en esencia, la versión activa de una radio de cristal: filtra, rectifica y pasa bajo la señal para que puedas escucharlo, tan simple como podría ser).

El artículo de Wikipedia analiza lo que usaron para rectificar la señal antes de los diodos de germanio modernos. Hay algunas soluciones interesantes para hacer diodos prehistóricos, aunque no apostaría mi proyecto de último año a confiar en que funcionarían.

Es posible que desee probar cualquiera de los pequeños diodos de señal que pueden ofrecer en su proveedor local de repuestos (también tengo un profundo y amargo odio por Radioshack). Por unos pocos centavos, vale la pena el experimento si se trata de un ejercicio académico. ¿Tal vez puedan pedir un diodo de germanio de 5 centavos para que no tengas que pagar el envío? Muchos minoristas le permitirán realizar pedidos a través de ellos y solo se comen el costo de envío a su tienda.