|
Dankzij zijn niet-lineaire weerstand en zijn geleiding in slechts één richting is de diode een ideaal onderdeel voor het realiseren van allerlei schakelingen. In dit artikel wordt een uitgebreid overzicht gegeven van alle soms niet alledaagse circuits waarin u diodes kunt toepassen. |
Inleiding
Ideale eigenschappen voor sommige toepassingen
Een diode heeft twee eigenschappen, die het onderdeel ideaal maken voor een groot aantal niet alledaagse toepassingen:
- De geleiding van de elektrische stroom in slechts één richting, van anode naar kathode, waardoor positieve en negatieve spanningen van elkaar gescheiden kunnen worden.
- De niet-lineaire stroom/spanning-karakteristiek, waardoor het onderdeel ingezet kan worden voor allerlei niet-lineaire toepassingen in bijvoorbeeld versterkingsregelingen.
De stroom/spanning-karakteristiek van een diode
In onderstaande grafiek is de stroom/spanning-karakteristiek van een diode getekend. Uit zo'n grafiek kunt u de meeste eigenschappen van een onderdeel afleiden. Op de horizontale as wordt de spanning op de anode ten opzichte van de spanning op de kathode uitgezet. Op de verticale as noteert u de stroom die voor iedere spanning door de diode loopt. Als u de spanning op de anode positief maakt merkt u dat zelfs bij een kleine spanning, iets van 0,7 V, de stroom door de diode plotseling heel groot wordt. Dit deel van de grafiek noemt met de geleidingsquadrant. Als u de spanning op de anode negatief maakt merkt u in eerste instantie helemaal niets. De stroom door de diode is verwaarloosbaar klein. Eerst bij een flinke spanning, soms wel meer dan -400 V, gaat de stroom door de diode opeens flink stijgen. Dit deel van de grafiek noemt met de inverse quadrant.
 |
| De stroom/spanning-karakteristiek van een diode. (© 2017 Jos Verstraten) |
Uit deze karakteristiek kunt u afleiden dat een diode een vrijwel ideale eenrichting schakelaar is. Als de anode positief is ten opzichte van de kathode gaat de diode geleiden en laat grote stromen door. Als u de anode negatief maakt ten opzichte van de kathode gaat het onderdeel sperren en laat geen stroom door. In het eerste geval is de diode een vrijwel ideale geleider, in het tweede geval een vrijwel ideale isolator.
Het geleidingsquadrant nader bekeken
Het is de moeite waard dat deel van de karakteristiek uit te vergroten. Uit wat dan in beeld verschijnt kunt u een interessante conclusie afleiden. Neem drie punten op de spanning-as en zet daar drie even grote spanningvariaties ΔV uit. Trek dan horizontale lijnen naar de diode-karakteristiek en vanuit de snijpunten weer horizontale lijnen naar de stroom-as. U merkt dat de drie stroomvariaties ΔI niet even groot zijn. Nu is spanning gedeeld door stroom gelijk aan weerstand. Met andere woorden: ΔU/ ΔI geeft de inwendige weerstand van de diode op een bepaald punt. Als u de drie even grote ΔV waarden deelt door de overeenkomende ΔI waarden stelt u vast dat het resultaat steeds kleiner wordt naarmate u meer naar rechts op de spanning-as gaat.
U kunt hieruit besluiten dat de inwendige weerstand van een diode niet constant is, maar daalt naarmate er meer spanning over de diode staat. Een diode is een niet-lineair element, een eigenschap die interessante toepassingen opent.
 |
| De inwendige weerstand van een diode is niet constant. (© 2017 Jos Verstraten) |
De diode als gelijkrichter
Wat is een gelijkrichter?
Een gelijkrichter is een elektronische schakeling die een wisselspanning omzet in een gelijkspanning. Dat is een zeer belangrijke eigenschap die in iedere elektronische schakeling van pas komt. Immers, elektronische schakelingen kunt u uitsluitend voeden met lage gelijkspanningen. Uit het stopcontact komt een hoge wisselspanning van 230 V. Via een trafo en een gelijkrichter kunt u uit deze hoge wisselspanning de noodzakelijke lage gelijkspanning afleiden waarmee u de schakeling kunt voeden.
De enkelzijdige gelijkrichter
Hoewel deze schakeling in de praktijk zelden wordt gebruikt, zullen wij deze voor de volledigheid toch even behandelen. De enkelzijdige gelijkrichter bestaat, zie onderstaande figuur, uit een trafo met één secundaire wikkeling, een diode D1 en een belastingsweerstand R1. De werking is duidelijk. Omdat de diode alleen stroom geleidt als de anode positief is ten opzichte van de kathode zullen alleen de positieve halve sinussen van de trafo-spanning worden doorgekoppeld naar de belastingsweerstand. Voor de negatieve halve sinussen werkt de diode als een vrijwel ideale gesloten schakelaar.
 |
| De enkelzijdige gelijkrichter. (© 2017 Jos Verstraten) |
Een variatie op de enkelzijdige gelijkrichter is deze met dubbele trafo-wikkeling. De twee identieke trafowikkelingen hebben een gemeenschappelijke aansluiting. De wisselspanningen over beide wikkelingen zijn in tegenfase: als de bovenste spanning positief is, is de onderste spanning negatief en vice versa. Beide spanningen worden nu met twee identieke diodes gelijkgericht. Het resultaat is dat de positieve halve sinussen van de bovenste en de positieve halve sinussen van de onderste wikkeling door de diodes worden doorgekoppeld naar de belastingsweerstand R1.
 |
| De dubbelzijdige gelijkrichter met trafo met middenaftakking. (© 2017 Jos Verstraten) |
Een vaak toegepaste dubbelzijdige gelijkrichter is de bruggelijkrichter, ook wel Graetz-schakeling genoemd. Bij deze gelijkrichter wordt er maar één trafowikkeling gebruikt, maar wel vier diodes. In de onderste schema's is getekend hoe de stroom door de schakeling loopt bij positieve en negatieve halve sinussen. Duidelijk is dat de vier om-en-om geleidende diodes ervoor zorgen dat de stroom in beide gevallen in dezelfde richting door de belastingsweerstand R1 vloeit. Ergo: er is sprake van gelijkrichting.
 |
| De bekende bruggelijkrichter of Graetz-schakeling. (© 2017 Jos Verstraten) |
Vaak hebt u twee symmetrische voedingsspanningen nodig, een positieve en een even grote negatieve. U moet dan twee gelijkrichters hebben, eentje die de positieve halve sinussen doorlaat en eentje die hetzelfde doet met de negatieve halve sinussen. Met een trafo met middenaftakking en een bruggelijkrichter kunt u dat op een simpele manier realiseren. Op dezelfde manier als bij de vorige figuur kunt u de stroomrichting door alle onderdelen tekenen bij positieve en negatieve halve sinussen.
 |
| Een symmetrische gelijkrichter met een brugcel en trafo met middenaftakking. (© 2017 Jos Verstraten) |
De uitgangsspanningen van de getekende gelijkrichters zijn pulserende gelijkspanningen, die alles behalve geschikt zijn voor het voeden van elektronische schakelingen. De gelijkgerichte spanning wordt steeds met een grote condensator C1 omgevormd tot een échte gelijkspanning. Dit wordt afvlakken genoemd, de condensator heet de afvlakcondensator. Tijdens de positieve halve sinus geleidt de diode en staat de trafo-spanning over de weerstand en de condensator (rode spanning in de tekening). De condensator laadt zich op tot de trafo-spanning. Al deze weer gaat dalen, gaat de diode sperren. Over de weerstand staat dan de laadspanning van de condensator (blauwe spanning in de tekening) die uiteraard snel kleiner wordt vanwege de ontlading van de condensator door de belastingsstroom. Afhankelijk van de mate van afvlakking blijft op de gelijkspanning dus een kleine of grotere wisselspanningscomponent, rimpel of brom genaamd, over. De frequentie van de rimpel is bij enkelzijdige gelijkrichting gelijk aan de frequentie van de netspanning (50 Hz) en bij dubbelzijdige gelijkrichting het dubbele daarvan (100 Hz).
 |
| Het principe van afvlakking met een condensator. (© 2017 Jos Verstraten) |
De diode als spanningsverveelvoudiger
Inleiding
Stel u hebt een voedingsspanning van 12 V nodig, maar u hebt alleen een trafootje van 6 V in voorraad. Wat is de oplossing? Eenvoudige schakelingen met diodes en condensatoren zijn uitermate geschikt om uit een lage wisselspanning een hogere gelijkspanning af te leiden. In de loop der geschiedenis zijn diverse schakelingen ontwikkeld, die wij met de naam van hun uitvinders zullen presenteren.
De Greinacher spanningsverdubbeling
Met de door Heinrich Greinacher in 1913 uitgevonden diode/condensator-schakeling kunt u uit een trafospanning van n V een gelijkspanning van 2 x n V afleiden. De ten opzichte van de massa symmetrisch verlopende trafospanning Utr1 wordt door de kring C1/D1 positief 'opgetild'. De spanning over D1 verloopt grotendeels positief en wordt alleen even ongeveer 0,7 V negatief bij de negatieve top van de trafospanning. Deze techniek noemt men 'clipping'. Deze spanning wordt door de tweede kring D2/C2 gelijkgericht. Over de tweede condensator ontstaat dus een positieve spanning die ongeveer gelijk is aan het dubbele van de trafospanning.
 |
| Het Greinacher-principe voor het verdubbelen van een spanning. (© 2017 Jos Verstraten) |
Spanningsvermenigvuldigers zijn schakelingen die een spanning U kunnen oppeppen tot een geheel veelvoud ervan, zoals 2 x U, 3 x U, 4 x U, etc. Deze schakeling, ontwikkeld in 1932, staat bekend onder de naam Cockcroft-Walton en het principe is getekend in onderstaande figuur. In feite is dit een uitbreiding van de Greinacher-schakeling. Door het achter elkaar schakelen (cascaderen) van identieke C/D-kringen ontstaat de spanningsvermenigvuldiging.
 |
| Het principe van de Cockcroft-Walton spanningsvermenigvuldiger. (© 2017 Jos Verstraten) |
In onderstaande foto is een Cockcroft-Walton cascade voorgesteld van een iets andere grootte. Deze in 1937 door Philips gebouwde spanningsvermenigvuldiger werd gebruikt als hoogspanningsgenerator in een deeltjesversneller en werd later gebruikt bij de ontwikkeling van de eerste atoombom. Duidelijk kunt u de diodes zien, die tussen de condensatoren zijn aangebracht. Als condensator werd gebruik gemaakt van een speciale vorm van leidse fles.
 |
| Een Cockcroft-Walton spanningsvermenigvuldiger voor het zwaardere werk. (© Wikipedia - Geni) |
De diode als spanningsonderdrukker
Inleiding
Diodes zijn vanwege hun eigenschap de stroom slechts in één richting te geleiden uitstekend geschikt voor het kortsluiten en/of onderdrukken van spanningen met de ene polariteit zonder dat spanningen met de tegengestelde polariteit worden beïnvloed.
Het kortsluiten van de temk over relaisspoelen
Een typisch voorbeeld van zo'n tegenspanningsbeveiliging is getekend in onderstaande figuur. De diode D1 wordt hier gebruikt om de schakeltransistor T1 te beschermen tegen de hoge temk (tegenspanning) die over de spoel van het relais Rel1 ontstaat als het relais wordt uitgeschakeld.
 |
| Beveiligingsschakeling tegen de grote temk die over een relaisspoel ontstaat. (© 2017 Jos Verstraten) |
Het maken van een bipolaire elco
Grote condensatorwaarden zijn alleen beschikbaar als elco en een elco is gepolariseerd. Het onderdeel heeft een positieve en een negatieve aansluiting en u mag zo'n condensator nooit op een wisselspanning aansluiten. Tóch hebt u af en toe een grote, ongepolariseerde condensator nodig. Hoe u die kunt maken met twee diodes en twee elco's is geschetst in onderstaande figuur. In het rood is aangegeven hoe de stroom door de schakeling van plus naar min loopt. U ziet dat de elco's die de 'verkeerde' polariteit hebben worden overbrugd door geleidende diodes. Het resultaat is een condensator die u zonder problemen op een wisselspanning kunt aansluiten.
 |
| Twee diodes maken van twee elco's een bipolaire condensator. (© 2017 Jos Verstraten) |
De diode als ontkoppeling
Inleiding
Vaak komt het in ingewikkelde schema's voor dat een schakelblok gestuurd moet worden uit diverse voorgaande blokken. Te denken valt bijvoorbeeld aan een alarmcentrale die gestuurd wordt uit verschillende alarmmelders. Diodes vormen ideale onderdelen om deze verschillende melders, zonder dat er sprake is van onderlinge beïnvloeding, met de centrale te verbinden.
Praktisch voorbeeld
Deze simpele oplossing is getekend in onderstaande figuur. De melders leveren in rust een spanning af die gelijk is aan het massa-potentiaal en bij activering een spanning die ongeveer gelijk is aan de positieve voedingsspanning. Tussen alarmmelder-1 en alarmmelder-2 zijn twee diodes in serie opgenomen, die kathode tegen kathode zijn geschakeld. Deze serieschakeling vormt dus een absolute isolator, er bestaat geen mogelijkheid dat een signaal van uitgang 1 afvloeit naar uitgang 2. Hetzelfde geldt voor alle overige uitgangen. Alle uitgangen zijn dus door de diodes volledig van elkaar gescheiden en onderlinge beïnvloeding van de schakelingen van de melders is uitgesloten. Als één van de melders wordt geactiveerd zal zijn uitgang positief worden. De diode die met deze uitgang is verbonden gaat geleiden en voert het positieve alarmsignaal onverzwakt naar de weerstand R1 en naar de centrale. Het knooppunt van alle diode-kathoden wordt positief, de andere diodes sperren en het alarmsignaal kan niet afvloeien naar de lage uitgangen van de overige niet geactiveerde alarmmelders.
 |
| Diodes scheiden de uitgangen van diverse schakelingen die een gezamenlijke ingang aansturen. (© 2017 Jos Verstraten) |
In feite vormt deze schakeling een soort OR-poort die echter alleen goed werkt als u met de beschreven signaal-niveaus werkt. Voor het aansluiten van diverse voorversterkers aan een eindversterker hebt u een echte menger nodig en kunt u deze eenvoudige diode-ontkoppelaar niet inschakelen.
Diode als ontkoppelaar tussen signalen
Diodes kunnen gebruikt worden om twee signalen die twee verschillende apparaten moeten inschakelen over één lijn te versturen. Op deze manier zou u bijvoorbeeld twee belknoppen door middel van één twee-aderig snoertje met twee verschillende bellen kunnen verbinden. Er is een aantal methoden om dit probleem op te lossen, waarvan er twee in onderstaande figuur zijn voorgesteld.
Bij het rechter systeem wordt gebruik gemaakt van twee even grote symmetrische spanningen die door middel van de omschakelaar S11 via één lijn worden getransporteerd. In de 'ontvanger' worden de twee signalen van elkaar gescheiden door de diodes D1 en D2. D1 laat alleen de positieve spanning door, D2 alleen de negatieve spanning. Op deze manier kunt u twee verbruikers, hier voor de eenvoud voorgesteld door lampjes, via één lijn besturen.
In de linker figuur wordt gebruik gemaakt van een wisselspanning. Deze kan rechtstreeks van een beltrafootje afkomstig zijn, hetgeen in de 'zender' een symmetrische voeding uitspaart. Door middel van de diodes D3 en D4 worden alleen de positieve of de negatieve halve perioden van de wisselspanning via de omschakelaar S1 op de lijn gezet. Deze niet afgevlakte positieve of negatieve gelijkspanningen worden in de 'ontvanger' op de reeds beschreven manier van elkaar gescheiden.
 |
| Twee systemen voor het verzenden van twee signalen over één lijn. (© 2017 Jos Verstraten) |
De diode als begrenzer
Inleiding
Vaak is het noodzakelijk de maximale waarde die een wisselspanningssignaal kan aannemen op een veilige waarde te begrenzen. De niet-lineaire transferkarakteristiek van een diode leert dat een diode een onderdeel is met een stroomafhankelijke weerstand. Dit gegeven komt uitstekend van pas bij het samenstellen van eenvoudige, echter niet vervormingsvrij werkende begrenzers. Het niet-lineaire verband tussen stroom en spanning introduceert namelijk vrij veel vervorming en u kunt diodebegrenzers dan ook niet gebruiken in geluidsapparatuur waar hoge eisen worden gesteld aan de kwaliteit. Diodebegrenzers treft u echter in tal van apparaten aan. Zo is er in ieder huis in Nederland zo'n schakeling aanwezig, want in iedere telefoon wordt een diodebegrenzer gebruikt om de oren van de telefonerenden te beschermen tegen te hoge geluidsniveaus, die door stoorpulsen op de lijn zouden kunnen ontstaan.
Basisschema van een diodebegrenzer
Het basisschema van een automatische diodebegrenzer is getekend in onderstaande figuur. In dit schema staat de weerstand R1 voor de belasting waarover u de spanning op een veilige waarde wilt begrenzen en de twee ingangen voor de lijnen waarover het te begrenzen signaal wordt aangevoerd. Een eenvoudige diodebegrenzer maakt gebruik van de stroomafhankelijke inwendige weerstand van het onderdeel. Over de belasting worden twee silicium diodes in anti-parallel geschakeld. Dat wil zeggen dat de anode van de eerste verbonden is met de kathode van de tweede en vice versa. Als de spanning over de lijn kleiner is dan 0,65 Vtop-tot-top zullen de diodes sperren en een oneindig hoge weerstand hebben. De spanning over R1 wordt nu alleen bepaald door de verhouding tussen de weerstanden R1 en R2. Als de spanning groter wordt dan de geleidingsspanning van de diodes zullen deze onderdelen beginnen te geleiden. De mate van geleiding hangt af van de grootte van de stroom die door de diodes vloeit. Deze stroom wordt niet alleen bepaald door de waarde van de spanning, maar ook door de grootte van de weerstand R2. De weerstand van de diodes staat parallel over de weerstand R1 en de totale vervangingswaarde van deze parallelschakeling zal kleiner worden naarmate de diodes meer gaan geleiden. Hoe hoger de spanning op de ingang wordt, hoe kleiner de totale weerstand wordt en hoe minder snel het signaal over de weerstand R1 zal stijgen. Omdat het uitgangssignaal van de schakeling over de parallelschakeling van R1, D1 en D2 wordt afgenomen zal het wel zonder nadere verklaring duidelijk zijn dat de uitgangsspanning nooit groter kan worden dan de geleidingsspanning van de diodes.
 |
| Basisschakeling van een diodebegrenzer. (© 2017 Jos Verstraten) |
Het verband tussen de ingangsspanning van de schakeling en de spanning over de weerstand R1 is dus niet lineair, maar vertoont een verband zoals geschetst in de rechter grafiek van de figuur. De groene stippellijn geeft het verband tussen de in- en de uitgangsspanning als de diodes niet als begrenzer aanwezig zouden zijn.
De diode als elektronische potentiometer
Inleiding
Een potentiometer is ook een verzwakker en het zal dus na het lezen van het vorige paragraafje wel geen verbazing wekken dat u diodes kunt gebruiken om een spanning te verzwakken door middel van een stuurspanning.
Basisschema van een diode-potentiometer
Het basisschema van de elektronische potentiometer met diodes is getekend in onderstaande figuur. Het ingangssignaal wordt via de scheidingscondensator C1 aangeboden aan een elektronische verzwakker die is samengesteld uit de weerstand R1 en de diodes D3 en D4. Deze diodes worden via twee in serie geschakelde identieke diodes D1 en D2 gestuurd vanuit een positieve regelspanning. De weerstand R2 is noodzakelijk om de stroom door de diodes te begrenzen op een veilige waarde en een mooie regelkarakteristiek te verkrijgen. Als de regelspanning nul is, zijn de diodes gesperd en hebben D3 en D4 een oneindige hoge weerstand. Het ingangssignaal gaat onverzwakt via C1, R1 en C3 naar de uitgang. Naarmate u de regelspanning verhoogt, gaan de diodes meer geleiden en gaat hun weerstand dalen. Er wordt een spanningsdeler gevormd tussen R1 en de weerstand van de diodes D3 en D4, waardoor het ingangssignaal verzwakt op de uitgang verschijnt.
De getekende schakeling is in staat wisselspanningssignalen te verwerken met een maximale waarde van 80 mVeffectief en voegt dan slechts 0,2 % vervorming toe. Deze vervorming wordt echter wel onacceptabel groot als u de amplitude van het ingangssignaal laat stijgen. Het regelbereik van de schakeling gaat van 0 dB tot -50 dB, de maximale verzwakking ontstaat bij een regelspanning van +12 V.
 |
| Eenvoudige elektronisch bestuurbare potentiometer met een regelbereik van 50 dB en een vervorming van slechts 0,2 %. (© 2017 Jos Verstraten) |
De diode in niet-lineaire toepassingen
Inleiding
Het niet lineaire verband tussen spanning over en stroom door een diode en de daarmee samenhangende stroomafhankelijke inwendige weerstand kan uitstekend van pas komen als u signalen wilt genereren, die een zeer specifieke vorm hebben. Diodes kunnen met weerstanden samengebouwd worden tot zogenaamde 'niet-lineaire netwerken'. Dat zijn netwerken waarbij het verband tussen het signaal op de ingang en het signaal op de uitgang niet lineair is. Een verdubbeling van de ingangsspanning heeft niet per definitie een verdubbeling van de uitgangsspanning tot gevolg. Niet lineaire netwerken worden bijvoorbeeld gebruikt in analoge functiegeneratoren om het driehoekvormige signaal om te zetten in een zo goed mogelijke benadering van een sinusoidale spanning
Basisschema van een niet-lineair netwerk
Het basisschema van een niet lineair netwerk, samengesteld uit diodes en weerstanden, is getekend in onderstaande figuur. Ook nu is er sprake van een weerstand/diode-verzwakker, waarbij de verzwakking echter niet afhankelijk is van de grootte van een externe stuurspanning maar van de grootte van de ingangsspanning. Bovendien bestaat de verzwakker uit verschillende parallel geschakelde diode/weerstand-netwerken. In dit voorbeeld zijn er drie verzwakkers parallel geschakeld, namelijk de ketens:
- R1 en D1 met R2.
- R1 en D2 met R3.
- R1 en D3 met R4.
De kathoden van de diodes worden ingesteld op positieve referentiespanningen die worden opgewekt door de spanningsdeler R5 tot en met R8. De kathode van D3 staat dus op de kleinste positieve spanning, de kathode van diode D1 op de grootste spanning. Als het ingangssignaal nul is, staan alle anoden op het massapotentiaal. De diodes sperren en het ingangssignaal gaat onverzwakt via weerstand R1 naar de uitgang. Als de ingangsspanning groter wordt dan de spanning op de kathode van D3 plus de geleidingsspanning van deze diode gaat het onderdeel geleiden. Er ontstaat nu een weerstandsdeler tussen de in- en de uitgang, samengesteld uit de onderdelen R1, D3, R4 en R8. De uitgangsspanning gaat minder snel stijgen dan de ingangsspanning.
 |
| Diodes vormen, samen met weerstanden en een aantal referentiespanningen, een niet-lineair netwerk. (© 2017 Jos Verstraten) |
Een en ander is grafisch toegelicht in de rechter grafiek. Naarmate de waarde van de ingangsspanning stijgt, gaan steeds meer diodes geleiden en wordt er steeds minder weerstand tussen de uitgang en massa geschakeld. De verzwakking neemt toe, de uitgangsspanning gaat steeds vlakker verlopen.
De diode als pulsvormer
Inleiding
Als u niet al te hoge eisen stelt aan de vorm van een rechthoekspanning kunt u deze via een diode/weerstand-netwerk afleiden uit een grote sinusspanning.
Basisschema van de pulsvormer
Het schema is getekend in onderstaande figuur, met de golfvormen op de in- en uitgang. Als de ingangsspanning groter wordt dan +0,65 V of kleiner dan -0,65 V gaat een van beiden diodes geleiden en sluit het signaal op de uitgang kort naar de massa. Op de uitgang ontstaat dus een deel van de sinus op de ingang, namelijk dat deel dat de spanningsgrenzen +0,65 V en -0,65 V niet overschrijdt.
 |
| Eenvoudige sinus naar blokspanning omzetter met twee diodes. (© 2017 Jos Verstraten) |
Als u een sinus van slechts enige volt aan de ingang aanlegt, zal er op de uitgang natuurlijk geen mooie blokspanning verschijnen. De voor- en de achterflank volgen immers het trage stijgen en dalen van de sinus. Als u echter een sinus van meerdere tientallen volt op de ingang aansluit kunt u een bruikbare blokspanning van de uitgang aftakken. Een sinusspanning stijgt immers rond de nuldoorgang vrij snel naar een hoge waarde en het is dit stuk van het signaal dat op de uitgang verschijnt.
De diode als demodulator
Inleiding
Hoewel amplitudemodulatie (AM) verouderd is, zijn er toch nog duizenden radiozenders over de aardbol verspreid die van deze modulatievorm gebruik maken om hun boodschap te verkondigen. Amplitudemodulatie heeft enige grote voordelen op frequentiemodulatie, waarvan de voornaamsten zijn de grote afstand waarover AM-signalen ontvangen kunnen worden en de eenvoud van de schakelingen, die nodig zijn om de elektromagnetische golven in geluidsinformatie om te zetten.
Het basisschema va een AM-demodulator met een diode
Hoe eenvoudig blijkt wel uit het schema van onderstaande figuur, waar alle onderdelen zijn ingetekend die in de minimale configuratie noodzakelijk zijn voor het ontvangen en hoorbaar maken van de signalen van AM-zenders. De ontvanger bestaat uit niets meer dan een antenne, een afgestemde kring en een diode-demodulator. De spoel L1 en de draaibare condensator C1 vormen een parallelle resonantiekring, die één frequentie selecteert uit het totale aanbod van signalen dat via de antenne binnen komt. Een parallelkring heeft de eigenschap het signaal waarvan de frequentie gelijk is aan de resonantiefrequentie van de kring het minst te verzwakken. Bij resonantie wordt de impedantie van de kring zeer groot, deze daalt echter zeer snel voor signalen met frequenties die groter of kleiner zijn dan de resonantiefrequentie.
 |
| Complete AM-ontvanger met antenne, afgestemde kring en diode-demodulator. (© 2017 Jos Verstraten) |
Opmerking
Opgemerkt moet worden dat deze schakeling niet werkt met een silicium diode. De 0,65 V geleidingsspanning van het onderdeel is te groot om de diode in geleiding te brengen en het signaal te demoduleren. U moet dus een germanium diode gebruiken en dan nog wel liefst een type met een zo laag mogelijke sperlaag-capaciteit en inductantie.
De diodematrix
Inleiding
Tot slot van dit artikel moet iets geschreven worden over het begrip 'diodematrix'. Een diodematrix bestaat uit een aantal horizontale signaallijnen en een aantal verticale signaallijnen die elkaar kruisen. Zij maken dus geen contact met elkaar. Op de kruispunten van deze matrix kunt u diodes aanbrengen tussen één horizontale lijn en één verticale lijn. Op deze manier kunt u allerlei code-vertalingen maken, bijvoorbeeld van tiendelig naar BCD of van BCD naar Gray. U kunt er ook aansturingen voor segment- of punt-display's mee maken, wat in feite ook een code-vertaling is.
In onderstaande figuur is een simpel voorbeeld van een diodematrix weergegeven. Deze matrix voert de volgende code-omzetting uit:
- Als u op drukknop S1 drukt, moet LED D1 gaan branden.
- Als u op drukknop S2 drukt, moeten LED's D1 en D2 gaan branden.
- Als u op drukknop S3 drukt, moeten LED's D1, D2 en D3 gaan branden.
 |
| Een eenvoudige diodematrix die bestaat uit drie verticale en drie horizontale lijnen. (© 2017 Jos Verstraten) |
In onderstaande figuur is een andere toepassing van een diodematrix gegeven. Een zeven-segment display wordt aangestuurd door tien drukknoppen, genummerd S0 tot en met S9. Als u op S0 drukt moet het cijfer 0 op het display verschijnen, etc. Met een handjevol silicium diodes is dit probleem in een handomdraai opgelost.
 |
| Het sturen van een zeven-segment display uit tien drukknoppen met een diodematrix. (© 2017 Jos Verstraten) |
Koop uw 433 MHz modules bij Banggood
