01 高頻信號(hào)放大檢波

 

在針對(duì) 第十六屆全國(guó)大學(xué)智能車(chē)競(jìng)賽[2] 中的節(jié)能信標(biāo)組中的150kHz無(wú)線(xiàn)導(dǎo)航信號(hào)進(jìn)行放大與檢波中，通過(guò)自己小型的工字型電感與諧振的電容組成了對(duì)于導(dǎo)航信號(hào)的選頻，并送入后面進(jìn)行放大。在  測(cè)試基于2SK241的150kHz的高頻放大器[3] 給出了直接使用JFET對(duì)于天線(xiàn)信號(hào)進(jìn)行放大檢波的方案，增益高，便于調(diào)試。

 

1.直放檢波存在危險(xiǎn)

 

在使用JFET對(duì)天線(xiàn)信號(hào)進(jìn)行直接放大檢波的過(guò)程中，由于輸入放大器的阻抗很高（在1MΩ左右），因此天線(xiàn)可能出現(xiàn)的諧振高壓會(huì)損壞JFET輸入極。特別是當(dāng)天線(xiàn)安裝在移動(dòng)的車(chē)模平臺(tái)移動(dòng)到無(wú)線(xiàn)發(fā)送線(xiàn)圈上的時(shí)候，在諧振電容上會(huì)產(chǎn)生非常高的電壓，這將會(huì)直接燒壞高頻放大JFET。

 

將無(wú)線(xiàn)節(jié)能線(xiàn)圈直接放置在接收諧振天線(xiàn)線(xiàn)圈上

 

下圖顯示了直接將無(wú)線(xiàn)充電線(xiàn)圈放置在諧振天線(xiàn)上，出現(xiàn)的峰峰值高達(dá)700V的諧振電壓！

 

將發(fā)送天線(xiàn)放在接收電感上，出現(xiàn)的諧振電壓

 

2.解決方案

 

可以直接在輸入端通過(guò)增加二極管鉗位來(lái)限制輸入電壓的幅值，但這種方式將會(huì)增加輸入不確定的分布電容。另外一種方式就是根據(jù)檢波輸出信號(hào)然后通過(guò)使用開(kāi)關(guān)三極管對(duì)輸入端進(jìn)行保護(hù)。比如下圖所示的情況。

 

對(duì)于天線(xiàn)輸入電路進(jìn)行保護(hù)

 

從理論上來(lái)講，上面的電路應(yīng)該能夠工作。但是現(xiàn)在需要通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證上述電路是否能夠?qū)τ谳斎胄盘?hào)起到保護(hù)作用。

 

02 測(cè)試保護(hù)電路

 

1.搭建測(cè)試電路

 

在面包板上搭建測(cè)試電路，如下：

 

在面包板上搭建測(cè)試電路

 

 ◎  測(cè)試電路基本參數(shù)： 

 

   R0：470Ω

   Rt1：10kΩ

   Rt2：10kΩ

 

2.測(cè)試限幅

 

將信標(biāo)無(wú)線(xiàn)發(fā)送線(xiàn)圈放置接收測(cè)試電路1米附近。此時(shí)如果將上面限幅T2去掉，輸出倍壓檢波為2.58V。

 

將限幅T2接入，測(cè)試在不同的Rt1的阻值下，輸出的檢波電壓：

 

【表2-2 不同Rt1對(duì)應(yīng)的檢波輸出電壓】

 

如果Rt1=無(wú)窮大，檢波輸出為 0.559V。

 

3.保護(hù)測(cè)試

 

（1）保留R0,T2

 

選擇 ，下面將無(wú)線(xiàn)發(fā)送線(xiàn)圈直接放置在測(cè)試電路上面。測(cè)量得到輸出電壓為：4.98V。此時(shí)電路沒(méi)有損毀。

 

（2）只保留R0

 

那么如果沒(méi)有上述保護(hù)電路會(huì)出現(xiàn)什么情況呢？將T2去掉，保留R0，無(wú)線(xiàn)線(xiàn)圈放置在發(fā)送裝上面，倍壓檢波輸出為5.67V。此時(shí)電路沒(méi)有損壞.

 

（3）將R0去掉

 

現(xiàn)在將所有的保護(hù)去掉，做一下這個(gè)測(cè)試。之所以留到最后測(cè)試，是因?yàn)檫@個(gè)過(guò)程可能會(huì)將T1損壞。

 

經(jīng)過(guò)測(cè)試，一切沒(méi)有事?，F(xiàn)象和上面保留R0的現(xiàn)象一樣。

 

**虛驚一場(chǎng)！**

 

※ 實(shí)驗(yàn)總結(jié)

 

在開(kāi)始以為需要對(duì)于這個(gè)諧振天線(xiàn)進(jìn)行保護(hù)，但是經(jīng)過(guò)測(cè)試之后，發(fā)現(xiàn)不需要。好吧，不需要保護(hù)情況就比較簡(jiǎn)單了。

 

下圖顯示了在將無(wú)線(xiàn)發(fā)送線(xiàn)圈放置在接收線(xiàn)圈上，在JFET的2SK241的柵極接收到的電壓波形。居然沒(méi)有事情，安然無(wú)恙?？磥?lái)是我多慮了。

 

將發(fā)送線(xiàn)圈放在接收線(xiàn)圈上，T1柵極的電壓

 

此時(shí)倍壓檢波輸出為：7.128V。

 

參考資料

 

[1]信標(biāo)節(jié)能電路模塊第二版本調(diào)試-無(wú)線(xiàn)充電-2021-3-21:https://zhuoqing.blog.csdn.net/article/details/115040882

[2]第十六屆全國(guó)大學(xué)智能車(chē)競(jìng)賽:https://zhuoqing.blog.csdn.net/article/details/110253008

[3]測(cè)試基于2SK241的150kHz的高頻放大器:https://zhuoqing.blog.csdn.net/article/details/116379872

 

 

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