灵敏的电磁场指示器。方案、说明

灵敏的电磁场指示器。无线电电子电气工程百科全书

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灵敏的现场指示器不仅对业余无线电台有用。其应用范围要广泛得多。拟议的文章中描述了这一点以及现场指示器的成功设计。

通过在探测器中使用反向二极管，可以成功解决探测和探测弱电磁场的问题。反向二极管（OD）的电流-电压特性（CVC）如图1所示。 XNUMX. 正如你所看到的，它的向后分支从零开始。反向支路的这种形式是由零偏压p-n结处的OD处于电击穿状态，或者换句话说，这种二极管的反向击穿电压为零这一事实决定的。 p-n 转变的这种特性是通过原始半导体材料中高浓度的掺杂剂实现的。

灵敏的电磁场指示器

CVC OD 的直接分支对应于传统二极管的特性，并且对于各种半导体来说，以一定的阈值电压开始，对于锗来说约为 0,3 V，对于砷化镓来说约为 0,6 V。因此，通过“颠倒”二极管，我们得到了一个理想的探测器，其 CVC 从零开始，并具有“反向电压”（几分之一伏特）。上图。图 2 显示了 180° I–V OD，其具有近乎完美的小信号检测特性 - 是当今硬件上最好的特性。

灵敏的电磁场指示器

然而，仔细观察反向二极管的 CVC，我们还可以注意到明显的三阶非线性。这使得在高灵敏度无线电接收器和转换器的混频器中成功应用 OD 成为可能。我不确定实验的纯度，但在我积极致力于 432 MHz 频段（70 年代末，莫斯科国立大学 UK3ACF 集体 VHF 无线电台）的这些年里，简单地更换了二极管在带有反向混音器的转换器中，接收到的广播电台的音量增加了 2 ... 3 点。与此同时，以太坊主观上看起来“更干净”，因为来自强大站点的过载几乎完全消失了。

原理图，示意图。因此，我们正在构建一个带有反向二极管检测器的电磁场指示器。指示灯电路如图所示。图3对应于没有振荡电路的传统检测器接收器的电路。

灵敏的电磁场指示器

磁头极性指示正确 - 二极管反向，检测发生在 CVC 的反向支路上。该设备的灵敏度完全由可用的指针微安计决定。当使用箭头在 50 μA 电流下完全偏转的设备时，指示器可以从数百米的距离检测到蜂窝网络发射器。 VHF 和 FM 范围的广播发射机在 30...70 km 范围内提供 1,5...2% 刻度的指示器指针偏差。实际上，带着这种装置在莫斯科移动，几乎不可能找到箭头不偏离的地方。在高层公寓中可以观察到特别有趣的效果。有时，在房间中完全不可预测的地方，设备显示箭头几乎完全偏离。对从窗户可见的附近建筑物进行的详细研究和检查揭示了视线内存在发射天线系统。

通过引入振荡电路（图 4）对该设备进行轻微改进将进一步提高设备的灵敏度，并允许观察某些无线电发射机或广播无线电台的场的空间模式。现在我们得到了谐振，即电磁场的选择性指示器。为了可靠地识别一个或另一个无线电发射器，建议为该设备补充通过交流电与指针设备并联连接的高电阻电话 (R > 2 kOhm)。线圈L1和电容器C1的参数根据所需的频率范围来选择。天线的抽头从线圈总匝数的 1/5 开始，检测器的抽头从线圈总匝数的 1/3 开始，根据输出电路（连接到公共电线）从较低的输出开始计数。

灵敏的电磁场指示器

该器件的优点还可以归因于以下事实：当将其放置在高强度场中时，由于反向二极管的 I-V 特性的特殊性，检测到的电压永远不会超过零点几伏。这种质量可以防止微安计出现故障。

Детали。具有任何字母索引的 GI401 或 AI402 系列的反向二极管都可以在指示器中使用。电容器 C1（见图 3）、C2 和 C3（图 4）可以是 K10-17-1 型或任何其他用于表面安装的无引线陶瓷电容器，C4（图 4）- KM-6 或 K10-28 ，K10-47。可变电容器 C1（图 4）- KPV 型或任何其他电容器，具有空气电介质。

为了让指示器在米波范围内工作，线圈 L1 必须用粗线 (0 > 1 mm) 缠绕在陶瓷肋框架上，最好是镀银线。在分米范围内，L1线圈可以是无框的，用0>2毫米的镀银线制成。只需 1 ... 3 圈就足够了。在较高频率下，建议使用带状线谐振器。

装置中采用总针偏转电流为4204μA、回路电阻为50欧姆的M1600微安表作为指针指示器。这些参数并不重要，因此任何微安计都适用，最好箭头的全偏转电流不超过 100 μA。

设计。装置天线（图5）是一个线性极化的宽带对称振动器。

灵敏的电磁场指示器

它由单面箔玻璃纤维制成。指示器的所有元件都位于其上（图 6），并通过螺丝端子将微安计连接到其上。使用这样的天线，可以很容易地确定所观察到的电磁场的极化，甚至通过一些技巧，可以确定无线电波从钢筋混凝土建筑物的墙壁和大型金属物体反射时极化的变化。

灵敏的电磁场指示器

该设备在无线电界和教育机构中非常有用，可以直观地展示我们每天周围总电磁场的空间干扰模式。

当使用方向性更明显的天线（多元件框架、波道、对数周期天线）时，该设备可用于无线电界的“室内”游戏“猎狐”。然而，这种能力可能很有用，例如搜索隐藏的无线电发射器。

该指示器不适用于短波段（f < 30 MHz），这是由于强烈缩短的振动器-天线的低效率造成的。

所描述的设备自 1985 年以来一直为我正常工作。它从未出现过故障，也没有被修理过。曾经，作为一名无线电发射机开发人员，我总是将这款设备放在工作台上，以确保不仅在我的工作场所而且在周围环境中控制屏蔽质量和无辐射。我必须说，他比官方无线电控制服务更好地应对了这项任务。非常感谢他！

作者：莫斯科 S.Komarov (UA3ALW)

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