J'ai lu sur les semi-conducteurs et toutes les références que j'ai trouvées disent que la première application pratique de la diode semi-conductrice était dans les radios à cristal et que les redresseurs à base de semi-conducteurs ont rapidement cédé la place aux amplificateurs à tube.
J'essaie donc de comprendre pourquoi le redresseur est nécessaire. Une excellente explication du fonctionnement d'une radio à cristaux (et pourquoi il est maintenant difficile d'obtenir les composants pour les construire) peut être trouvée ici . Pour ceux qui ne veulent pas cliquer, voici le schéma du circuit:
Ainsi, la bobine et le condensateur forment un circuit résonnant. Les fréquences inférieures à un seuil passent par la bobine à la terre et celles au-dessus d'un seuil passent par le condensateur à la terre, mais celles à la fréquence de résonance sont bloquées et doivent passer par la diode pour les écouteurs. Chaque description de ce circuit que j'ai lue indique que la diode démodule en quelque sorte le signal, et je ne comprends tout simplement pas comment cela peut le faire. Il y a, par exemple, une fréquence porteuse de 88 kHz qui est modulée en AM avec un signal de 300 Hz à 3 kHz de la voix humaine. Comment la diode, en coupant les parties du signal sous le zéro, fait-elle cela?
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Réponses:
La diode démodule le signal radio AM. Pour démoduler (récupérer le signal audio) à partir d'un signal radio AM, il suffit de récupérer l'amplitude du signal:
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C'est ce que fait la diode.
Il bloque la partie négative de l'onde mais laisse passer la partie positive. Ceci avec le condensateur récupère le signal audio.
Votre exemple ne contient pas de résistance et de condensateur, ils sont cependant présents. Le casque ne peut fonctionner que sur des signaux audio, il remplit donc essentiellement la même fonction (un filtre passe-bas) sans avoir besoin de ces composants.
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Cela s'appelle un détecteur d'enveloppe. La diode empêche la fréquence de base de devenir négative. Le signal d'origine avait une valeur moyenne de 0. Si vous l'avez alimenté à travers un filtre passe-bas (alias un condensateur), le signal de sortie serait 0. Avec la diode en place, le signal ne peut jamais devenir négatif et maintenant si vous faites la moyenne en sortant votre signal à l'aide d'un filtre passe-bas, vous obtenez un signal variant lentement (par rapport à la fréquence de base) qui n'a plus une moyenne de 0. Ce signal est maintenant utile pour le haut-parleur.
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Voici une description physique qui pourrait aider intuitivement -
Bourdonnez une tonalité de 1 kHz dans un microphone et diffusez-la sur une porteuse AM à 100 kHz.
Sur votre récepteur, idéalement, vous souhaitez que le diaphragme de l'écouteur se déplace alternativement vers l'extérieur puis se déplace vers l'intérieur toutes les millisecondes, et pour une qualité sonore décente, vous vous contenterez peut-être de le déplacer alternativement vers l'extérieur, puis de rebondir à l'équilibre toutes les millisecondes.
Sans la diode, le diaphragme de votre écouteur tentera de vibrer fortement à 100 kHz pendant une demi-milliseconde, puis plus faiblement ou pas du tout pendant la demi-milliseconde suivante. Même si l'écouteur répond légèrement à cette fréquence, votre oreille ne le fera pas et vous n'entendrez rien.
Avec la diode, pendant une demi-milliseconde, le diaphragme de votre écouteur sera poussé vers l'extérieur toutes les 10 microsecondes (5 microsecondes à la fois). Même sans condensateurs de filtrage supplémentaires et donc avec tous ces écarts de 5 microsecondes dans le courant, 500 microsecondes droites d'avoir le diaphragme continuellement poussé dans la même direction à des intervalles aussi rapprochés devraient accomplir un certain déplacement. C'est-à-dire que les caractéristiques mécaniques de votre écouteur accompliront probablement une partie de la démodulation réelle lors d'un fonctionnement sur un signal rectifié. Cependant, lorsqu'ils fonctionnent sur un signal non corrigé, ces mêmes caractéristiques mécaniques le démodulent en quelque chose de proche du silence.
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Sans la diode, le courant moyen dans le casque (1) serait de 0, il n'y aurait donc rien à entendre.
La diode agit comme un composant non linéaire (2) qui crée un courant non nul dans le casque.
Il arrive que ce courant soit proportionnel à l'amplitude de l'onde reçue par l'antenne. Cela correspond exactement (3) au signal audio.
(1) moyenne sur disons 0,1 ms (ce qu'un entend peut percevoir)
(2) plus précisément: non linéaire et non impair (c'est-à-dire pair ou avec un certain "effet pair")
(3) en modulation d'amplitude ( UN M)
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