מה תפקיד הדיודות במשדרים אלחוטיים?

1. מאפיינים בסיסיים של דיודות
דיודה הוא רכיב אלקטרוני עם שתי אלקטרודות, ומאפיין הליבה שלו הוא מוליכות חד כיוונית. הזרם יכול לזרום רק מהאנודה לקתודה של הדיודה, ואינו יכול לזרום בכיוון ההפוך. מאפיין זה הופך דיודות מתאימות ליישומים שונים במעגלים, כגון תיקון (המרת זרם לסירוגין לזרם ישיר), הגבלה (הגבלת משרעת האותות), מיתוג וכו 'במעברי רדיו, מאפיינים אלה של דיודות מספקים את הבסיס לעיבוד אותות והעברה.
2. התפקיד הספציפי של דיודות במשדרים אלחוטיים
(1) אפקט אפנון
במשדר רדיו, אפנון הוא תהליך של טעינת אות תדר נמוך- (כגון אות שמע) למוביל תדרים גבוה {}} כך שהאות יכול להתפשט ביעילות בחלל. ניתן להשתמש בדיודות ליישום שיטות אפנון כמו אפנון משרעת (AM) ומודולציה של תדרים (FM).
נטילת אפנון משרעת כדוגמה, במעגלי אפנון משרעת, דיודות פועלות יחד עם אותות שמע ואותות מוביל. כאשר אות השמע משתנה, אפנון המשרעת מושג על ידי שליטה על דרגת ההולכה של הדיודה כדי לשנות את המשרעת של אות המנשא. לדוגמה, במעגל אפנון משרעת דיודה פשוט, אות השמע ואות המנשא מוחלים על שני קצוות הדיודה, והמאפיינים הלא לינאריים של הדיודה גורמים למשרעת האות הפלט להשתנות עם הווריאציה של אות השמע, השגת מטרת אפנון המשרעת.
(2) פונקציית המתג
במעגלים מסוימים של משדרים אלחוטיים, יש לשלוט במהירות על האותות/כיבוי, ומאפייני המיתוג של דיודות יכולים לעמוד בדרישה זו. כאשר הדיודה מוטה קדימה, ההתנגדות ב- ON היא קטנה מאוד, שווה למתג סגור; כאשר מוטה הפוך, ההתנגדות ב- ON גבוהה, שווה למתג שנכבה.
לדוגמה, במעגלי אפנון דופק, דיודות יכולות לשמש כאלמנטים מיתוג כדי לשלוט בייצור והעברת אותות הדופק. על ידי שינוי מהיר של מתח ההטיה של הדיודה, הושגה בקרת המיתוג של אות הדופק, ובכך להמיר את אות התדר- נמוך לאות דופק תדר גבוה- והכנת פליטה עוקבת.
(3) אפקט ייצוב מתח
מתח אספקת חשמל יציב הוא קריטי להבטיח את הפעולה הרגילה של המעגל במשדרים אלחוטיים. דיודה זנר היא סוג מיוחד של דיודה שיש לה מאפייני מתח יציבים מאוד בעת פועלים באזור הפירוק ההפוך.
כאשר המתח במעגל משתנה, דיודת ווסת המתח יכולה להתאים אוטומטית את מצב העבודה שלו כדי לשמור על יציבות המתח בשני הקצוות. לדוגמה, במעגל מגבר החשמל של משדר, דיודה לווסת מתח יכול לספק מתח הטיה יציב למגבר ההספק, ולהבטיח שהוא יכול לפעול כרגיל בתנאי עבודה שונים ושיפור היציבות והאמינות של המשדר.
(4) פונקציית איתור
למרות שגילוי הוא בדרך כלל פונקציה המיושמת במקלט, היא עשויה להיות כרוכה גם בפעולות גילוי ביישומי משדר אלחוטיים מיוחדים מסוימים. לדוגמה, בכמה מערכות משדר הדורשות בקרת משוב, יש צורך לפקח ולנתח את האותות המועברים.
פונקציית הגילוי של דיודות יכולה לחלץ אותות תדר נמוכים- מאותות תדר גבוה -. כאשר אות תדר גבוה - עובר דרך דיודה, בגלל המוליכות החד -כיוונית של הדיודה, רק המחצית החיובית של האות יכולה לעבור, ואחרי סינון, מתקבל אות תדר נמוך-. על ידי איתור אות תדר נמוך - זה ניתן להבין פרמטרים כמו משרעת ותדר של האות המועבר, המאפשרים התאמות ובקרה של המשדר.
(5) אפקט מגביל
במשדרים אלחוטיים, על מנת למנוע נזק למעגל או עיוות האות הנגרם כתוצאה משרעת אות מוגזמת, יש לבצע עיבוד מגביל משרעת על האות. ההשפעה המגבילה של דיודות מושגת באמצעות המוליכות החד -כיוונית והמאפיינים הלא לינאריים שלהם.
כאשר משרעת האות עולה על מתח ההולכה של הדיודה, הדיודה מתנהלת, ומגבילה את משרעת האות בטווח מסוים. לדוגמה, במעגל בקרת החשמל של משדר, דיודה מגבילה יכולה למנוע ממגבר ההספק להוציא כוח מוגזם, להגן על האנטנה ורכיבי מעגל אחרים.
(6) אפקט ערבוב
בכמה מערכות משדר אלחוטי מורכבות, יתכן שיהיה צורך לערבב אותות מרובים ליצירת אותות תדר חדשים. המאפיינים הלא לינאריים של דיודות הופכים אותם למתאימים לאלמנטים ערבוב.
כאשר שני אותות של תדרים שונים מיושמים בו זמנית על דיודה, ייווצרו רכיבי תדר חדשים כמו תדר סכום ותדר ההבדל בגלל אי ​​-ליניאריות של הדיודה. על ידי שימוש במעגל סינון, ניתן לבחור את אות התדר הרצוי כדי להשיג פונקציית ערבוב תדרים.
(7) פונקציית תדר משתנה
המרת תדרים היא תהליך של שינוי תדירות האות. במשדר רדיו, לעיתים יש צורך להפוך את האות מתדר לתדר. פונקציית המרת התדרים של דיודות דומה לזו של ערבוב התדרים, שניהם מנצלים את המאפיינים הלא לינאריים שלהם.
על ידי ערבוב עם אות המתנד המקומי, הדיודה יכולה להפוך את תדר האות הקלט לתדר חדש. לדוגמה, במשדר Superheterodyne, ניתן להשתמש באפקט המרת התדרים של דיודות כדי להמיר אותות תדר ביניים לאותות תדרים גבוהים- להעברה דרך אנטנה.
3. יישום סוגים שונים של דיודות במשדרים אלחוטיים
(1) דיודה רגילה
לדיודות רגילות יש מוליכות חד כיוונית ומשמשות בדרך כלל במעגלים בסיסיים כמו תיקון ומיתוג במשדרים אלחוטיים. לדוגמה, במעגל הכוח של משדר, דיודות רגילות יכולות להמיר כוח AC לכוח DC, ולספק מתח DC יציב לחלקים שונים של המשדר.
(2) דיודה זנר
דיודות זנר משמשות באופן ספציפי במעגלי ייצוב מתח כדי לספק מתח התייחסות יציב למעגלים רגישים במשדרים. במגברי חשמל, מתנדים ומעגלים אחרים, דיודות ווסת מתח יכולות להבטיח את יציבות נקודת ההפעלה של המעגל, ולשפר את הביצועים והאמינות של המשדר.
(3) דיודה שוטקי
דיודות שוטקי משתמשות במגעי מוליכים למחצה מתכת, בעלי מתח הולכה נמוך יותר קדימה ומהירות מיתוג מהירה יותר. במעגל מיתוג התדרים הגבוה - מעגל מיתוג תדרים ומערבל של משדרים אלחוטיים, דיודות Schottky יכולות לעבד ביעילות אותות תדרים {}}}, הפחתת עיוות האות ואובדן האות.
(4) דיודה סיכה
לדיודות PIN יש מבנה מיוחד ומשמשות בדרך כלל במעגלי מתגי RF. במעגל מיתוג האנטנה של הטלפונים הניידים ניתן להשיג את מיתוג האנטנות ברצועות תדר שונות על ידי בקרת ההולכה והניתוק של דיודות סיכות. בנוסף, ניתן להשתמש בדיודות סיכות גם במנחי RF כדי לשנות את מידת הנחת האות על ידי התאמת זרם ההטיה.
4. השפעת דיודות על הביצועים של משדרים אלחוטיים
הביצועים של דיודות משפיעים ישירות על הביצועים של משדרים אלחוטיים. לדוגמה, מהירות המיתוג של הדיודה קובעת את מהירות המיתוג של האות במשדר, ומהירות מיתוג מהירה יכולה להגדיל את תדר ההפעלה של המשדר ואת קצב השידור של האות. מאפייני הרעש של דיודות יכולים להשפיע על איכות האות של המשדר. דיודות רעש נמוכות יכולות להפחית את הפרעות הרעש באות ולשפר את האות - ל- - יחס הרעש של האות. הליניאריות של דיודות יכולה להשפיע על מידת עיוות האות, ודיודות עם לינאריות גבוהה יכולות להבטיח שלמות האות הטובה במהלך העיבוד.
https://www.trrsemicon.com/diode/smd {2} diode/schottky {3} diode {4 }mbr0520ws.html