反绕双值线圈两波段 MOSFET 检波的矿石机

mike

我今天又把这个贴子和场效应的那个贴子的每一楼都仔细看了一遍，看来又增加了很多内容阿。
49# mak先生说的N/C的接地问题。我又看了一遍pdf，的确，因为场效应管的栅极接一个二极管的负极，而该二极管的正极接到N/C脚，所以如果N/C脚接地的话相当于栅极与地之间并联一只二极管，当然会对输入信号有影响，因为不管二极管的极间电容多小，这都相当于并联一只电容到地的。
所以对于矿石机这种小信号的装置来说还是不要N/C脚接地的好。另外，如果想降低噪音的话，要么做个金属屏蔽罩吧，像金封集成电路那样外壳接地
想降低热噪声的话用干冰来冷却吧

mak1939

欢迎 mike 兄深入讨论这种检波器的技术问题。

我的目标是尽可能提高它的效率，希望没有外接天地线的情况下，这台环状天线矿石机对弱电台也能发出比较满意的音量。现在虽然可以听到将近 20 个电台，但是有几个弱台仅仅是可以听清楚，外界环境稍为嘈杂就不理想了。将来还想试一下加 12 条磁棒在线圈内缘，看看能不能增加一点信号强度。加磁棒将会增加线圈电感，为了保持原来的电感量就得减少线圈的圈数，圈数少了接收的能量又可能减少，因此效果不一定能提高。

集成电路的空脚（N / C）是否接地对这台矿石机大概关系不大，应该选择声音大的接法，因为有噪音也听不出来。我不明白的是，在集成电路内闸电极与地之间的二极管反向电阻是很高的，二极管的极间电容应该只是影响接收频率高端的调谐范围，对低频端影响不大，而且不应该大幅度降低整个收音机的灵敏度。但是在试验中，空脚一接地，即使再调整好可变电容器，灵敏度却非常明显地下降（检波的输出电流低了很多）。

[ 本帖最后由 mak1939 于 2007-9-14 06:59 编辑 ]

mike

mak先生的严谨精神很让人敬佩！
关于这个N/C接地后检波电流减小的问题我倒想能不能如下处理，就是上面贴的这个图，我说明一下大概意思，就是mak先生您现在的电路只改变一个部分，仅仅一个部分，就是将那个8圈的线圈两脚对调一下，之后接入电路，就是这一个地方做做变动。我没有器材，没法实践，所以麻烦mak先生试一试，不知可行否？
这样的话，N/C脚接入地应该没问题了，抱歉，我还是没有器材来试一试

另外想说的是，5uA的表头属于很灵敏的表头，内阻在2K到三四K是有可能的，所以，我觉得最好是利用这个表头找到谐振点，之后把它短路掉最好。意见而已

这段时间一直到1月要考建筑设计的研究生，估计只能偶尔来论坛看看了

postscript: 我不但是“80后”更是“85后”的一辈，所以mak先生叫我小朋友都可以，哈哈哈

[ 本帖最后由 mike 于 2007-9-17 18:24 编辑 ]

mak1939

  
  
按照你的意见做了一次实验。结果显示空脚（N / C）还是不接地比较好。

相同接收条件下接收同一个电台，改变线路后重新调整到最佳谐振点，测量结果如下：

两线圈按同方向串接时，不接空脚到地端是 17 uA；接空脚到地端降低到 8.5 uA。

两线圈按反方向串接时（这时输出电流的方向相反，要把电表的 + / - 极对调），不接空脚到地端是 12.5 uA；接空脚到地端降低到 6 uA 。

用两个 ALD110800APCJL 检波，即变成 8 个 FET 并联。接收同一个强信号电台作比较，输出变压器接 20 K，直流电只是从 17 uA 增加到 18 uA，没有显著的改善。但是发现信号比较弱的高频率中波电台接收情况明显变坏了。

看来用多少个 FET 并联效果最好，可能会受到许多因素的影响。建议读者将来有这种场效应集成电路做检波器的时候，应该根据自己矿石机的具体情况试验决定。

此外，5 uA 表头的内阻是 6.5 千欧。在以前的实验中，我已经在电路里增加了一个开关（参考第 49 帖的电路图），把电流表的量程设定为 5 uA 、 50 uA 和 短路 三档，可避免电表内阻消耗输出功率，实际上电表短路确实可以增加音量。

[ 本帖最后由 mak1939 于 2007-9-26 09:26 编辑 ]

mike

好了，看来这个N/C脚接地的问题也应该做个总结了。

mak先生的试验已经说明了该脚接地必然导致检波电流的下降，而与两线圈之间的取向关系无关。

下面是我的看法：从该集成电路中（GATE）栅极与N/C脚间接入的二极管来看，在有源应用的情况下，如果N/C脚接地电位，则栅极处于正电位的一个偏置，假设该偏置电压为U0（U0>0V，相对于地电位，即N/C脚的电位），当输入信号的幅值在|Uin|<U0时，二极管内无电流通过（假设此二极管反向电阻趋于无穷大），此时该二极管对场效应管的工作无影响。

现在的情况是，栅极处于0V电位，如果N/C脚接地，则二极管将随着信号的输入也交替的处于开关状态，如此将使场效应管的栅极工作状态受到破坏。

我当时让mak先生将第二个线圈反接，意图是想让源（source）-漏（drain）回路导通时，二极管反偏（此时不影响检波工作），而负半周源-漏回路关断时，让二极管导通也无所谓（不影响我的检波工作）。现在看来是不行的。

使用8个MOSFET并联电流增加不大，估计4个到8个已经接近匹配耦合变压器的20K了。

感谢mak先生的实验。真理是愈辩愈明。

mak1939

今天试验在环形天线内加磁棒。



在环形天线内加了 12 条 185 X 10 mm 的中波磁棒。本来在线圈内插入磁棒时线圈的电感会变大，使调谐范围改变。但是因为磁棒在线圈上不好固定，我把线圈四边变成类似花篮式的结构，磁棒插在中间。没想到由于导线上下交叉，不需要减少圈数，电感居然和没有加磁棒之前差不多，稍微调整补偿电容器就可以保持原来的调谐范围。

加入 12 条磁棒之后，中波低频端的灵敏度稍有提高，高频端反而下降了。这可能和磁棒材料有关，也可能和磁棒的位置有关（例如全部放置在线圈内缘而不是使线圈成花篮状）。初步的结果似乎显示，这样加入磁棒并不能显著提高天线的效率。

希望大家提出建议，应该怎样改进试验。

  

[ 本帖最后由 mak1939 于 2007-9-23 07:59 编辑 ]

mike

mak先生又有新动作，有意思
1.由于使用了一个很大的框形线圈，不知道您是否接上长天线，如果不接外部天线而直接使用的话，绕制那么大的线圈就是为了同时担任谐振线圈和天线两项工作。那么线圈截面越大，接受效果应该越好。
2.我始终认为磁棒是为缩小体积而妥协的产物，当然，如果必要的话我也会使用。我下次打算这样用磁棒：用锉子把磁棒锉成粉末，将粉末灌入实验室的那种细玻璃管中，两头用棉花略为塞紧就成。用磁棒关键是为了要他的磁导率，而他的电阻率越大，则损耗越小，这样处理的话，电阻率应该有很大提高，没见到有人这样做，我打算寒假试试

mak1939

没有外接天线和地线。这台矿石机即使靠近一条天线的引入线灵敏度都会大增。我试验这矿石机的时候都是放在房子里固定的位置作比较，远离可能影响灵敏度的地方。希望用各种方法一点点改善接收的状态，使这矿石机能够不用天地线而得到比较满意的音量。

p401

谢楼主,万分感谢,说实话,我也想过场效应管或异质结,但基于无源原则思路总是断了,还是楼主厉害.
磁棒放法不对,应增加环路内的磁通,编花篮有一半反作用.建议重试,等你好消息

mak1939

原帖由 p401 于 2007-10-5 08:09 发表
谢楼主,万分感谢,说实话,我也想过场效应管或异质结,但基于无源原则思路总是断了,还是楼主厉害.
磁棒放法不对,应增加环路内的磁通,编花篮有一半反作用.建议重试,等你好消息

这种 MOSFET 检波的矿石机不是我创造的，我只是根据网上资料模仿而已。

放磁棒的位置问题，也许你说得对。目前很难改装，因为放在环路内，磁棒不容易固定。还要想办法。

lllsssppp

原帖由 mak1939 于 2007-10-5 09:06 发表


这种 MOSFET 检波的矿石机不是我创造的，我只是根据网上资料模仿而已。

放磁棒的位置问题，也许你说得对。目前很难改装，因为放在环路内，磁棒不容易固定。还要想办法。

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用粗一点儿的钓鱼线紧挨着导线再绕14圈，再编花篮如何？，这样磁棒内就全是钓鱼线了......

[ 本帖最后由 lllsssppp 于 2007-10-5 10:24 编辑 ]

mak1939

原帖由 lllsssppp 于 2007-10-5 10:19 发表

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用粗一点儿的钓鱼线紧挨着导线再绕14圈，再编花篮如何？，这样磁棒内就全是钓鱼线了......

一言惊醒梦中人！谢谢！

mike

mak先生，我最近在关注开关电源的电路，发现MOSFET整流器早已在开关电源领域使用，事实上，开关电源技术里提到，如果用一只外部的二极管与MOSFET的体二极管并联效果更好！
您现在使用的这颗集成电路没有画出那支体二极管，但是据说因为制造工艺的原因，这支体二极管总是存在的，可能是没有画出来，在器件内部是接于3，4 脚之间这么一个位置，如图（我随便找了个图，都差不多的，关键是要讲原理）

您如果能在外部用一只肖特基二极管与这支体二极管并联（方向与这支二极管相同）检波效果一定更好！因为我看了看文档，这支集成电路的Ron太大了，就算4支并联也高达200欧姆，并联一只肖特基管足以极大的降低检波器正向电阻，而对反向没有可观测到的影响，烦劳您试试！
您之前提到“集成电路的源电极（S）改接输出端，汲电极（D）改接线圈 L3。这样可以照样检波，而且输出更大。”
电路都不用改动，仅仅找一只肖特基二极管来并联应该就行了！

mak1939

你说 “器件内部的二极管是接于3，4 脚之间的位置” ，但是附图只有1、2、3 脚，没有 4 脚。不清楚你的意思。

如果外接二极管是接在源电极（S）和汲电极（D） 之间，我试过接一个肖特基管 HP 5082-2835，不管方向如何都响，但是检波输出电流都降低。弱台下降不多，强台下降很多，而且失真。只是初步试了一下，等有空再做认真的实验。

mike

我说的是在集成电路的3和4脚之间，可能隐藏着一只二极管，接法和我给的那张图的样子
您提到了不管正反接一只二极管在D和S电极之间都有失真，看来对大电流整流的方法对小信号不一定管用
在这里，检波器的正向电阻就是MOSFET的Ron，前面那里我说错了，四只并联的Ron因该是500/4=125欧姆（假设G电位使得DS沟道完全导通）。如果电流在50uA的话，在MOSFET检波器上的正向压降就是125*50=6250uV=6.25mV，很小，不能使并联的二极管工作。而且应该是正向导通特性强烈弯曲的部分，可能是这样，相当于在原来的检波器上并联了一个随电流变化的非线性电阻导致的失真。看来这种并联在大电流的情形下才会有效吧
mak先生，您49楼那个图好像画的不对，电流表在50uA档的时候，那个4.7k电阻因该是和电流表并联的吧？

[ 本帖最后由 mike 于 2007-10-6 11:14 编辑 ]