场效应管小信号检波计算

xjw01

场效应管小信号检波计算

当V小于40mV时，存在以下相对严格的关系
I = β(Vg+Va)V
式中β是场效应管的增益系数，Vg是栅极与源极之间的电压，Va是夹短电压，V是漏极电压，I是漏极电流
显然源漏小信号电导是g=β(Vg+Va)
零点电导是g0=βVa，3DQ的零点电导是g0=0.5（千欧负一），零点Rd=1/g0=2（千欧）

Vg=70mV，V=14.3mV，I=18uA，g=1.26千欧负一
Vg=36mV，V=14.8mV，I=12uA，g=0.81千欧负一
Vg=0mV， V=15.3mV，I=8uA， g0=0.52千欧负一
Vg=-36mV，V=33.0mV，I=7uA，g=0.21千欧负一

令36mV时的g为g1，-36mV时的g为g2，那么有
g1-g2 = β(Vg+Va) -
β(-Vg+Va) = 2βVg
因此β= (g1-g2)/Vg/2 = (0.81-0.21)/0.036/2/1000 = 0.0083
Va = g0/β= 0.52/1000/0.0083 = 0.063V = 63mV
即3DQ的夹断电压是Va=63mV

关于零点检波
I = β(Va+Vg)V = βVa(1+Vg/Va)V = g0(1+Vg/Va)V
设梁氏3DQ机内，设初级L1输出电压是A*sinωt，L1与L2的电压变换比是k:1，波输出电压为V0，检波负载电导为gx，那么就有
谐振电压Asinωt，而电路中栅极接线圈热端，所以Vg为谐振电压，即Vg=Asinωt
漏源上得到的电压是L2电压减V0，即V=A*sinωt/k-V0，代入得
I = g0(1+ Asinωt/Va)(Asinωt/k-V0)
积分计算，可得一周期的平均电流是：I平 = g0*A2/(2kVa) – g0*V0
检波平均电流与负载电流相等，所以：g0*A2/(2kVa) – g0*V0 = gx*V0
解得V0 = A2/(2kVa)*g0/(g0+gx)……场效应管小信号检波方程
显然，检波输出与信号高频信号幅度之前的关系是平方关系，属于平方检波。以上计算成立的条件是：谐振电压小于夹断电压Va，即A<Va。当A>Va，将逐渐变为线性检波。

关于检波方程
检波方程：V0 = A2/(2kVa)*g0/(g0+gx)
式中A是谐振峰值电压， k是L1与L2的电压比，g0是场效应管一零点电导，gx是负载电导，Va是夹断电压
如果写成电阻形式，g0=1/Rd，gx=1/Rx，式串Rd是零点电导，Rx是负载电阻，那么
V0 =
A2/(2kVa)*Rx/(Rd+Rx)
显然，这是一个串联分压电路方程，其中检波输出电动势是U=A2/(2kVa)，检波输出内阻是零点Rd。高频的零点输入电阻也是零点Rd

与二极管小信号检波电压效率对比
二极管检波电动势U=A2/(4uT)，电压变换效率是c = U/A = A/(4uT)
场效应管检波电动势U=A2/(2kVa)，c = U/(A/k) = A/(2Va)

3DQ的电压变换效率： c = A/(2*0.063) = A/0.126
二极管的电压变换效率：c = A/(4*0.026) = A/0.104



[ 本帖最后由 xjw01 于 2011-5-16 08:11 编辑 ]

xjw01

显示不正常，贴中的A2指的是A的平方

xjw01

与二极管小信号检波电压效率对比
二极管检波电动势U=A2/uT/4，电压变换效率是c = U/A = A/(uT*4)
场效应管检波电动势U=A2/Va/(2k)，c = U/(A/k) = A/(2*Va)

3DQ的电压变换效率的算值是： c = A/(2*0.063) = A/0.126
二极管的电压变换效率的算值是：c = A/(4*0.026) = A/0.104
3DQ的效率比二极管稍低一点。
不过，3DQ不需要音频变压器

xjw01

场交应管实现阻音频抗匹配的条件也是Rx=Rd

L.D.XIONG

多谢小许，为理性、正确运用3DQ检波作出理论指导。

[ 本帖最后由 L.D.XIONG 于 2011-5-16 06:20 编辑 ]

60年代的爱好者

研究矿石机新电路新元件，就要这样的分析，可以供愿意深入探讨矿石机理论的朋友学习提高。如果理论方面不强，看不明白计算过程，也没关系，先记住结论就可以，对装机实践是很有指导意义的。

lq19512003

极好的理论探讨！

qg2007

顶起！许老师在另帖中指出：http://www.radio-world.com.cn/fo ... page%3D1&page=3

场效应管检波，在小信号时，就是一个地地道道的乘法器。
一路信号从栅极输入，一路信号从漏极输入，乘法的结果从源极输出。
场效应管的Rd，电路分析上的意义：
1、它是小信号时的音频输出内阻
2、对于高频来说，漏极的高频输入电阻也是Rd，等效到谐振器热端，输入电阻是k*k*Rd
其中，k是L1与L2的电之比。

场效应管不以Rd评价“好坏”，要用以下参数评价：
1、Va，即小信号时的夹断电压，越小越好。
2、绝缘栅输入电容的大小及其损耗。电容越大，损耗越大。
3、频响，如果频响有问题，检波效率会下降。不过，这类场效管的频响不是问题。
二极管，结电容也是比较讨厌的，容易产生损耗。

qg2007

与二极管小信号检波电压效率对比
二极管检波电动势U=A2/(4uT)，电压变换效率是c = U/A = A/(4uT)
场效应管检波电动势U=A2/(2kVa)，c = U/(A/k) = A/(2Va)

3DQ的电压变换效率： c = A/(2*0.063) = A/0.126
二极管的电压变换效率：c = A/(4*0.026) = A/0.104

MAYB929

qg2007 发表于 2012-12-27 12:39
顶起！许老师在另帖中指出：http://www.radio-world.com.cn/forum.php?mod=viewthread&tid=6744&extra=page ...

对小信号而言不以RD来评价,对功率管就用RD来评价

et23v

记号慢慢消化.

回到童年

充电学习，顶起来。。。。。。

superbrother

新人学习帮顶！

傅满洲

这不是事实上判定了二极管不如场效应管吗？因为矿机的功率下，没有变压器的效率能达到82.5%，比不过不用变压器的场效应管。

何必痴影

请教:从理论上讲场管的检波效率达到极限了没有?