Co robi prostownik w krystalicznym radiu?

Czytałem o półprzewodnikach i wszystkie znalezione przeze mnie odniesienia wskazują, że pierwsze praktyczne zastosowanie diody półprzewodnikowej miało miejsce w radiach krystalicznych i że prostowniki półprzewodnikowe szybko ustąpiły miejsca wzmacniaczom lampowym.

Próbuję więc zrozumieć, dlaczego prostownik jest w ogóle potrzebny. Doskonałe wyjaśnienie działania kryształowego radia (i dlaczego teraz trudno jest zmusić komponenty do ich zbudowania) można znaleźć tutaj . Dla tych, którzy nie chcą klikać, oto schemat połączeń:

Cewka i kondensator tworzą obwód rezonansowy. Częstotliwości poniżej progu przechodzą przez cewkę do ziemi, a te powyżej progu przechodzą przez kondensator do ziemi, ale te o częstotliwości rezonansowej są zablokowane i muszą przejść przez diodę do słuchawek. Każdy opis tego obwodu, który przeczytałem, mówi, że dioda w jakiś sposób demoduluje sygnał i po prostu nie rozumiem, jak to zrobić. Istnieje, powiedzmy, częstotliwość nośna 88 kHz, która jest modulowana przez AM z sygnałem ludzkiego głosu o częstotliwości 300 Hz - 3 kHz W jaki sposób robi to dioda odcinając części sygnału poniżej zera?

Dioda demoduluje sygnał radiowy AM. Aby zdemodulować (odzyskać sygnał audio) z sygnału radiowego AM, wystarczy pobrać amplitudę sygnału:

Źródło: ten artykuł

Tak właśnie robi dioda.

IT bloki negatywną częścią fali, ale pozwala na pozytywną rolę Pass. To wraz z kondensatorem odzyskuje sygnał audio.

Twój przykład nie zawiera rezystora i kondensatora, są one jednak obecne. Słuchawki mogą pracować tylko z sygnałami audio, więc zasadniczo spełniają tę samą funkcję (filtr dolnoprzepustowy) bez potrzeby korzystania z tych komponentów.

To się nazywa wykrywacz kopert. Dioda zapobiega ujemnej częstotliwości podstawowej. Pierwotny sygnał miał średnią wartość 0. Jeśli przepuścisz go przez filtr dolnoprzepustowy (inaczej kondensator), sygnałem wyjściowym będzie zero. Gdy dioda będzie na miejscu, sygnał nigdy nie będzie ujemny, a teraz, jeśli średnia na wyjściu sygnału za pomocą filtra dolnoprzepustowego otrzymujesz powoli zmieniający się sygnał (w stosunku do częstotliwości podstawowej), który nie ma już średniej 0. Sygnał ten jest teraz przydatny dla głośnika.

https://en.wikipedia.org/wiki/Envelope_detector

Oto opis fizyczny, który może pomóc intuicyjnie -

Nuci ton 1 kHz do mikrofonu i nadaj go na nośnej AM 100 kHz.

W odbiorniku idealnie byłoby, gdyby membrana wkładki dousznej przesuwała się naprzemiennie na zewnątrz, a następnie przesuwała się do wewnątrz co milisekundę, a dla przyzwoitej jakości dźwięku może zadowolisz się przemiennym przemieszczaniem na zewnątrz, a następnie odbijaniem do równowagi co milisekundę.

Bez diody membrana słuchawki będzie próbowała silnie wibrować przy 100 kHz przez pół milisekundy, a następnie słabiej lub wcale nie będzie przez następne pół milisekundy. Nawet jeśli słuchawka zareaguje nieznacznie przy tej częstotliwości, twoje ucho nie zareaguje i nic nie usłyszysz.

Za pomocą diody przez pół milisekundy membrana słuchawki będzie wypychana na zewnątrz co 10 mikrosekund (5 mikrosekund na raz). Nawet bez żadnych dodatkowych kondensatorów filtrujących, a zatem przy tych wszystkich 5 mikrosekundowych przerwach w prądzie, 500 prostych mikrosekund od ciągłego przesuwania membrany w tym samym kierunku w tak bliskich odstępach powinno osiągnąć pewne przemieszczenie. Oznacza to, że właściwości mechaniczne słuchawki prawdopodobnie osiągną część faktycznej demodulacji podczas pracy na rektyfikowanym sygnale. Jednak w przypadku działania na nieskorygowany sygnał te same właściwości mechaniczne demodulują go do czegoś bliskiego ciszy.

Bez diody średni prąd w słuchawkach (1) wyniósłby 0, więc nie byłoby nic do usłyszenia.
Dioda działa jako element nieliniowy (2), który wytwarza w słuchawkach prąd zerowy.
Zdarza się, że prąd ten jest proporcjonalny do amplitudy fali odbieranej przez antenę. Odpowiada to dokładnie (3) sygnałowi audio.

(1) średnia ponad powiedzmy 0,1 ms (to, co słyszy dźwięk)
(2) bardziej precyzyjnie: nieliniowa i nieparzysta (to znaczy parzysta lub z pewnym „parzystym efektem”)
(3) w modulacji amplitudy ( JESTEM)