無線回路

（a）鉱石ラジオ。 （b）アンテナでの変調RF。 （c）C2フィルターコンデンサなしのダイオードカソードでの整流RF。 （d）ヘッドホンへの復調オーディオ。

アンテナ接地システム、タンク回路、ピーク検出器、およびヘッドホンは、図（a）に示す鉱石ラジオの主要コンポーネントです。アンテナは、他のコンポーネントを介してアースに流れる送信無線信号（b）を吸収します。 C1とL1の組み合わせは、タンク回路と呼ばれる共振回路を構成します。その目的は、利用可能な多くの無線信号から1つを選択することです。可変コンデンサC1により、さまざまな信号にチューニングできます。ダイオードはRFの正の半サイクルを通過し、負の半サイクルを除去します（c）。 C2は、RFエンベロープ（c）からの無線周波数をフィルタリングし、オーディオ周波数（d）をヘッドセットに渡すサイズになっています。鉱石ラジオには電源は必要ありません。順方向電圧降下が小さいゲルマニウムダイオードは、シリコンダイオードよりも高い感度を提供します。

上に示したのは2000Ωの磁気ヘッドホンですが、クリスタルイヤホンと呼ばれることもあるセラミックイヤホンの方が感度が高くなります。セラミックイヤホンは、最強の無線信号を除くすべての信号に適しています。

下の図の回路は、鉱石検波器よりも強力な出力を生成します。トランジスタは線形領域でバイアスされていないため（ベースバイアス抵抗なし）、RF入力の正の半サイクルの間だけ導通し、オーディオ変調を検出します。トランジスタ検出器の利点は、検出に加えて増幅です。このより強力な回路は、2000Ωの磁気ヘッドホンを簡単に駆動できます。トランジスタはゲルマニウムPNPデバイスであることに注意してください。シリコンと比較して0.2VVBEが低いため、これはおそらくより感度が高くなります。ただし、シリコンデバイスは引き続き機能します。 NPNシリコンデバイスのバッテリー極性を逆にします。

TR 1つ、1つのトランジスタラジオ。バイアスなしの抵抗は、検出器としての動作を引き起こします

2000Ωヘッドホンはもはや広く入手可能なアイテムではありません。ただし、ポータブルオーディオ機器で一般的に使用される低インピーダンスのイヤフォンは、適切なオーディオトランスと組み合わせると代用できます。

下の図の回路は、ヘッドホンの音量を上げるために鉱石検波器にオーディオアンプを追加しています。元の回路はゲルマニウムダイオードとトランジスタを使用していました。ショットキーダイオードは、ゲルマニウムダイオードの代わりに使用できます。表に従ってベースバイアス抵抗を変更する場合は、シリコントランジスタを使用できます。

1つのトランジスタオーディオアンプを備えた鉱石ラジオ、ベースバイアス

より多くの鉱石ラジオ回路、単純な1トランジスタラジオ、およびより高度な低トランジスタ数のラジオの場合。

リージェンシーTR1：最初の大量生産されたトランジスタラジオ、1954年

下の図の回路は、単一のIC内にすべてのアクティブな無線周波数回路を含む集積回路AM無線です。すべてのコンデンサとインダクタは、いくつかの抵抗とともに、ICの外部にあります。 370 pFの可変コンデンサは、目的のRF信号を調整します。 320 pFの可変コンデンサは、RF入力信号の455KHz上で局部発振器を調整します。 RF信号と局部発振器の周波数が混合してピン15で2つの合計と差が生成されます。ピン15と12の間の外部455KHzセラミックフィルターは、455KHzの差周波数を選択します。増幅のほとんどは、ピン12と7の間の中間周波数（IF）増幅器で行われます。ピン7のダイオードは、IFからオーディオを回復します。一部の自動利得制御（AGC）は回復され、DCにフィルタリングされ、ピン9にフィードバックされます。

ICラジオ

下の図は、RF入力チューナーと局部発振器の従来の機械的調整（a）とバラクターダイオード調整（b）を示しています。デュアル可変コンデンサのメッシュプレートは、かさばるコンポーネントになります。バリキャップチューニングダイオードに置き換えるのは経済的です。逆バイアスVtuneを増やすと、静電容量が減少し、周波数が増加します。 Vtuneはポテンショメータで製造できます。

（a）機械的チューニングと（b）電子バリキャップダイオードチューニングのIC無線比較。

下の図は、さらに少ない部品数のAMラジオを示しています。ソニーのエンジニアは、8ピンIC内に中間周波数（IF）バンドパスフィルターを組み込んでいます。これにより、外部IFトランスとIFセラミックフィルターが不要になります。 L-Cチューニングコンポーネントは、無線周波数（RF）入力と局部発振器に引き続き必要です。ただし、可変コンデンサはバリキャップチューニングダイオードに置き換えることができます。

コンパクトICラジオは外部IFフィルターを排除します

下の図は、NXPワイヤレスによるTDA7021T集積回路に基づく部品点数の少ないFMラジオを示しています。かさばる外部IFフィルタートランスはR-Cフィルターに置き換えられました。抵抗は統合されていますが、コンデンサは外部にあります。この回路は、NXPデータセットの図5から簡略化されています。省略された信号強度回路については、データシートの図5または8を参照してください。簡単なチューニング回路は、図5のテスト回路からのものです。図8には、より複雑なチューナーがあります。データセット図8は、スピーカーを駆動するためのオーディオアンプを備えたステレオFMラジオを示しています。

IC FMラジオ、信号強度回路は表示されていません

建設プロジェクトでは、上の図の簡略化されたFMラジオが推奨されます。 56nHインダクタの場合、0.125インチのドリルビットまたは他のマンドレルに＃22AWGベアワイヤまたはマグネットワイヤを8ターン巻きます。マンドレルを取り外し、0.6インチの長さに伸ばします。チューニングコンデンサはミニチュアトリマコンデンサでもかまいません。

次の図は、コモンベース（CB）RF増幅器の例です。バイアスネットワークがないため、CBのように見えるので良い例です。バイアスがないのでC級アンプです。 180°クラスBには少なくとも0.7Vのバイアスが必要になるため、トランジスタは入力信号の180°未満で導通します。コモンベース構成では、エミッタ接地よりも高いRF周波数でのパワーゲインが高くなります。小信号アンプとは対照的に、これはパワーアンプ（3/4 W）です。入力と出力のπネットワークは、エミッタとコレクタをそれぞれ50Ωの入力と出力の同軸終端に一致させます。出力πネットワークは、クラスCアンプによって生成された高調波のフィルタリングにも役立ちます。ただし、最新の放射性エミッション基準では、より多くのセクションが必要になる可能性があります。

クラスCベース接地750mWRFパワーアンプ。 L1 =＃10 Cuワイヤー1/2回転、5/8インチID、高さ3/4インチ。 L2 =＃14錫メッキ銅線1 1/2ターン、1/2インチID x1 / 3インチ間隔。

高利得ベース接地RF増幅器の例を次の図に示します。コモンベース回路は、他の構成よりも高い周波数にプッシュすることができます。トランジスタベースはAC用に1000pFのコンデンサで接地されているため、これは一般的なベース構成です。 1KΩ〜4KΩの分圧器がクラスAの動作のためにトランジスタベースにバイアスをかけることができるようにするには、コンデンサが必要です（クラスC、前の図とは異なります）。 500Ω抵抗はエミッタバイアス抵抗です。それらはコレクタ電流を安定させます。 850Ωの抵抗はコレクターDC負荷です。 3ステージアンプは、9MHzの帯域幅で100MHzで38dBの全体的なゲインを提供します。

クラスAコモンベース小信号高利得増幅器

カスコード増幅器は、ベース接地増幅器のように広い帯域幅を持ち、エミッタ接地構成のように適度に高い入力インピーダンスを持っています。このカスコード増幅器のバイアス（下の図）は、問題の例Ch4で解決されています。

クラスAカスコード小信号高利得増幅器

この回路は、BJTの第4章の「カスコード」セクションでシミュレートされています。最高の高周波応答を得るには、RFまたはマイクロ波トランジスタを使用してください。

PINダイオードT / Rスイッチは、送信中に受信機をアンテナから切断します

方向探知機受信機用のPINダイオードアンテナスイッチ

PINダイオード減衰器：PINダイオードは電圧可変抵抗器として機能します

PINダイオードはπ減衰器ネットワークに配置されています。逆直列ダイオードは、単一の直列ダイオードと比較して、いくらかの高調波歪みをキャンセルします。固定された1.25V電源は、並列ダイオードに順方向バイアスをかけます。並列ダイオードは、抵抗を介してグランドからDC電流を流すだけでなく、ダイオードのコンデンサを介してRFをグランドに導きます。制御電圧Vcontrolは、並列ダイオードを流れる電流が増加するにつれて増加します。これにより、抵抗と減衰が減少し、より多くのRFが入力から出力に渡されます。減衰は、Vcontrol =5Vで約3dBです。減衰はVcontrol =1Vで40dBで、2gHzまでのフラットな周波数応答があります。 Vcontrol =0.5 Vでは、減衰は10MHzで80dBです。ただし、周波数応答は変化が大きすぎて使用できません。

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• 無線通信ワークシートの基礎