Selectividad no deseada del receptor simple

esquemático

simular este circuito : esquema creado con CircuitLab

En una pregunta anterior, pedí ayuda para construir un receptor/amplificador de RF simple. Gracias a la ayuda de Andy, alias, pude construir el circuito de arriba.

Estoy usando un generador de funciones y un cable largo para transmitir. A la entrada de este receptor le he conectado otro trozo de cable recto. Conecto mi osciloscopio entre el terminal negativo de la batería y el colector del transistor.

Enciendo mi generador de funciones, toco el cable positivo del cable largo y veo una buena onda sinusoidal amplificada en mi osciloscopio (el generador de funciones y este receptor están a unos pocos metros de distancia). También intenté conectar la salida a un puente rectificador y pude hacer parpadear un LED muy bien.

Así que todo funciona bien, excepto una cosa: ¡solo funciona con una frecuencia de alrededor de 3,8 Mhz, incluso sin ningún tipo de circuito de sintonización! Es bastante selectivo: a 3,7 o 4 MHz la salida es casi nula.

Luego traté de usar el generador de funciones directamente como entrada: ahora el problema desapareció. Se amplifica cualquier frecuencia y con el rectificador conectado puedo parpadear el LED.

La antena del transmisor es un trozo de alambre de unos 4-5 metros de largo que cuelga del techo. La antena del receptor es otra pieza de alambre, de alrededor de 1 metro de largo. Intenté construir el circuito en una placa de prueba y soldarlo a una placa perforada. Revisé mi configuración muchas veces, no creo que haya cometido ningún error al configurar este experimento. También probé una antena de cuadro (alrededor de 7 vueltas de cable de unos 30 cm de diámetro). También tiene la misma selectividad a 3.8Mhz.

Entonces mi pregunta es: ¿Cómo muestra el circuito tal selectividad no deseada? También intenté sintonizarlo con un circuito LC, pero también atenúa la frecuencia de 3.8Mhz. Otra cosa a mencionar es que el circuito a 3.8Mhz también funciona solo cuando el cable negativo del osciloscopio está conectado a tierra de este circuito (sin importar si el cable positivo está conectado o no).

EDITAR: Aquí hay fotos de mi configuración. Esta cualidad es lo mejor que pude hacer. Disculpen mis pobres habilidades de edición. Este circuito en la placa perforada tiene el amplificador como en el esquema conectado a un rectificador cuya salida está conectada a la placa pequeña y al LED. Esta configuración funciona muy bien en 3,8 MHz.

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Eso es un transmisor. ¿Por qué el título hace referencia al receptor?
@JRE ¿Qué te hace pensar que es un transmisor? En mi experimento funciona como un amplificador de emisor común BJT para la señal recibida.
Un capacitor de 100uF en una entrada generalmente significa que espera que pasen algunas frecuencias bajas.
@JRE ¿Puede dar más detalles?
El condensador está ahí para bloquear DC. Junto con las resistencias a las que está conectado, forma un filtro de paso alto. El límite sería muy bajo, como un solo dígito bajo (10 Hz o menos). Para RF, esperaría un corte por debajo de la frecuencia de RF más baja que espera recibir. Ciertamente, esperaría que estuviera al menos por encima de las frecuencias de audio.
@JRE Algunos cálculos rápidos colocan el corte de mi circuito muy bajo debido a la capacitancia relativamente alta. Pero mi circuito hace algo más: parece bloquear las frecuencias bajas, así como las más altas.
Reemplace esos 100uF con algo más pequeño (rango nF). Puede encontrar que eso ayuda con su problema. Si es así, vuelve a publicar.
@JRE Probé 100nf, 10nf, 1nf e incluso algunos valores en la escala de picofaradios. Nada funcionó, obtuve el comportamiento correcto alrededor de 3.8Mhz o no obtuve ningún resultado. Pero, ¿no debería probar valores más grandes? ¿Los valores más grandes no disminuirían el corte? No pude probar los más grandes ya que 100uf es el más grande que tengo en este momento.
100uF ya te tiene por debajo de las frecuencias de audio. Otra cosa es la causa. ¿Podrías poner una foto de lo que has construido?
El OP está manejando un cable simple que cuelga de un generador de frecuencia. Ni siquiera hay indicación de si se está utilizando la salida de 50 ohmios o algo más (TTL, CMOS, Dios sabe qué). El OP simplemente cuelga otro cable a una distancia y lo usa para conducir lo que creo (de publicaciones anteriores) es solo un 2N2222. No es un RF BJT. Pero un 2N2222 dispuesto en una disposición de amplificador CE sin arranque; en lugar de una base común para blindaje y para evitar oscilaciones. Esto no es después de la desmodulación/detección/multiplicación. Esto es directamente de una "antena". Creo. ¿Estoy entendiendo esto bien?
@JRE Puse algunas fotos en mi publicación.

Respuestas (3)

3,8 MHz tiene una longitud de onda de 79 metros y tiene una distancia entre sus antenas de quizás 1 o 2 metros. Esto significa que no actúan como transmisores EM sino que actúan como placas de un condensador entre sí. Así que esto es responder a una de sus preguntas: -

Otra cosa a mencionar es que el circuito a 3.8Mhz también funciona solo cuando el cable negativo del osciloscopio está conectado a tierra de este circuito.

Necesita un circuito completo para pasar la corriente de forma capacitiva y, al conectarlo a tierra a través de su osciloscopio, conecta su receptor a tierra en su oscilador a través del cableado de CA de su edificio.

Y eso trae algo más a considerar: que el cableado de CA es un "sistema" por derecho propio y puede ofrecer todo tipo de impedancias en frecuencias en el rango de MHz, ¿quién puede decir que no es este cableado el que está causando el resonancia en serie a 3,8 MHz? Si el cableado ofreció una inductancia de 1 mH y la capacitancia entre sus cables fue de 1 pF, entonces esto forma un filtro resonante efectivo de 5,03 MHz. Si su cableado ofrece 1,75 mH, entonces su frecuencia de resonancia es de 3,8 MHz.

Entonces, en resumen: -

  • No está transmitiendo ondas EM entre los dos cables
  • La brecha de aproximadamente 1 metro en comparación con la longitud de onda de casi 80 metros corrobora esto.
  • Esto significa que está acoplando capacitivamente
  • Su acoplamiento requiere una conexión de retorno
  • Esa conexión de retorno es a través de su cableado de CA
  • Fácilmente podría formar un filtro resonante con la capacitancia entre los dos cables.

Intente conectar directamente la tierra del generador de señal a la tierra de su amplificador y vea qué sucede. Mi dinero está en que sea un cambio de juego.

De hecho, fue un cambio de juego. Simplemente conecté el cable negativo FG a tierra del circuito y ahora funciona en todas las frecuencias. Todavía tengo curiosidad, sin embargo, ¿cómo funciona exactamente ahora de forma capacitiva en lugar de ondas EM? Quiero decir, entiendo que la distancia es pequeña en comparación con la longitud de onda, pero todavía estoy enviando corriente al cable de transmisión, ¿no debería esto producir radiación independientemente de qué tan cerca esté el receptor? ¿O es tanto la recepción de ondas como la conexión capacitiva y la primera de alguna manera domina el efecto? ¿Y si mi frecuencia fuera mucho más alta?
En el campo cercano de una antena sin bucle, solo recibe el campo eléctrico, por lo tanto, solo recibe energía capacitiva y esto necesita un circuito completo, es decir, una ruta de retorno para la corriente. Una onda EM adecuada de una antena requiere al menos un monopolo de cuarto de onda y debe tener una longitud de unos 20 metros para su frecuencia, por lo que no cumple con los criterios de longitud de onda ni las dos antenas están ubicadas a una distancia suficiente para que un campo EM adecuado se forma Tiene una conexión capacitiva y esto necesita una ruta de retorno.
La distancia a la que se forma un campo EM adecuado es aproximadamente a una longitud de onda para un dipolo o monopolo. Eso es alrededor de 80 metros, pero no es bueno separar los dos circuitos porque los cables no están sintonizados en un cuarto de onda porque son demasiado cortos y la señal que captaría a 80 metros sería demasiado pequeña para registrarla con solo un amplificador simple y o alcance. ¡Oye, nadie dijo que RF fuera fácil, pero admiro tu experimento porque me tuvo nervioso por un tiempo!
¡Al final, este experimento resultó más interesante de lo que esperaba! Solo por curiosidad, conecté el osciloscopio a otra toma de corriente en otra habitación, y ahora la frecuencia de trabajo es de alrededor de 4,4 MHz. Entonces, aparentemente diferentes caminos a través de las conexiones eléctricas de mi casa ofrecen diferentes inductancias. También reemplacé los cables con "placas" de papel de aluminio, y funciona aún mejor. También puedo eliminar la necesidad de la tierra al tener otro par de "placas" como camino de retorno. De todos modos, gracias de nuevo por la ayuda!
Genial, encantado de ayudar. Pero recuerde que solo usa campos E y no ondas de radio adecuadas.
Sí, lo entiendo ahora. Pero no hace ninguna diferencia para mi proyecto, solo necesito que funcione.

Sospecho que tienes dos efectos que se combinan para dar un pico en la respuesta.

La antena es físicamente corta en relación con la longitud de onda de las frecuencias que se reciben, por lo que actuará como un condensador de acoplamiento de bajo valor entre el transmisor y el receptor. Esto dará una respuesta ascendente de @6db/octava. La baja impedancia de entrada de su circuito tenderá a poner el punto de vuelco bastante alto.

El amplificador en sí tendrá una respuesta de frecuencia bastante baja que caerá a 6db/octava. El efecto principal probablemente sea causado por la resistencia de 22k y la capacitancia de la base al colector.

Los dos efectos combinados tenderán a dar un pico en alguna frecuencia.

No dice qué tan selectivo es, ¿puede trazar la respuesta de, digamos, 1 MHz a 10 MHz?

Interesante, simplemente no pensé mucho en la longitud de la antena receptora. ¿Puede explicar más sobre este fenómeno de la antena receptora que actúa como un condensador de acoplamiento cuando es físicamente corto? ¿Cómo cambiaría la situación si fuera más largo?

Suponga que el cable de entrada es 1uH. Suponga que Cin (Cob * Av=60) es 1nF.

Fring es 31,000,000 radianes por segundo o 5MHz.

Selectividad no deseada del receptor simple
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