diyaudio.com.hr

Tunel dioda,mnogima potpuno nepoznata, mozda krije i odredjene potencijale za audio upotribu.

Ca je ustvari tunel dioda? Ona je dvopolni element koji u jednom dilu svoje karakteristike pokazuje pojavu negativnog otpora. Fizikalno objasnjenje njezinog rada je sve samo ne jednostavno tako da cu ga ovdi izostavit i koncentrirat se na na neke (mozda moguce) prakticne implikacije tog negativnog otpora u audiu. To razmisljanje o njezinoj audio primjeni mi se vec dosta dugo vrti po glavi pa mozda je doslo vrime da se neke stvari provjere u praksi.
Negativni otpor (struja kroz njega opada sa porastom napona) fizikalno znaci upravo obrnuto od svima dobro poznatog "pozitivnog" otpora (struja kroz njega naravno raste sa povecanjem napona) ili drugim ricima, umisto utroska energije imamo njezin prirast. Naravno ne besplatno, taj prirast se ostvaruje na racun energije uzete iz izvora napajanja tunel diode. A prirast energije zavisno od posavljenog rezima rada znaci oscilacije..... ili pojacanje signala. I jedna i druga pojava su koristene u mikrovalnim oscilatorima i pojacalima i tek je pojava modernih GaAs fetova i slicne bratije oznacila postepeno napustanje tunel dioda. A prije pojave tih modernih elemenata je tunel dioda bila jedini element koji je na jednostavan nacin omogucaval malosumno pojacanje mikrovalnih signala. Od nje su po pitanju suma bili bolji samo parametricka pojacala i maseri ali i jedno i drugo su daleko daleko kompliciraniji od pojacala sa tunel diodama i u principu za maksimalne rezultate traze hladjenje tekucim helijem. A tunel dioda je i na sobnim temperaturama ostvarivala odlicne rezultate po pitanju suma.
Kljucna tocka ovih mojih razmisljanja o njezinoj audio primjeni je upravo ta ca se u mikrovalnoj sferi pokazala malosumna a na audio frekvencijama mislin da nije nikada ni bila istrazivana po pitanju suma. Dosta drugih stvari su je zapravo cinile nepogodnom za audio upotribu (prvenstveno vrlo male amplitude signala koje se sa njom mogu ostvarit) pa nije zapravo nikada niti ozbiljno razmatrana za audio. Isprovat nesto novo je uvik izazov i poticaj

E sad, ako se prihvati to da su sa njom ostvarljivi nivoi signala upravo dovoljni za pre pre kod MC zvucnice i ako se pokaze da je i na audio frekvencijama malosuma.... Uglavnom, prezanimljivo da bi ostalo neispitano. Kako imam nekoliko tunel dioda onda cu ovo svakako provirit.

Kako bi to tribalo otprilike izgledat? Na prvoj sliki je prikazana manje vise tipicna U/I karakteristika tunel diode i na njoj se vidi da izmedju tocaka A i B imamo podrucje negativnog otpora i to vrlo linearnog. iako je ovaj graf crtan a ne stvaran, podrucje linearnog negativnog otpora postoji i na stvarnim tunel diodama (kod Ge tunel dioda je nesto uze a kod GaAs tunel dioda nesto sire). Moze se orjentaciono rec da se linearnost negativnog otpora postize u granicama naponskih promjena izmedju tocaka A i B od nekih 50 do 150mV, zavisno od konkretne diode. Logicno je da radna tocka triba bit u sredini tog linearnog dila (tocka C).
Malo? Opcenito da, ali ako razmatramo samo prvi stupanj pojacanja za MC zvucnicu ili ribon mikrofon i da zelimo postic pojacanja od nekoliko puta onda je upravo dovoljno.



Kako to uopce ostvaruje pojacanje? Iduca slika ce to malo priblizit. Gledajmo MC zvucnicu ka generator signala i uzmimo da je optimalni otpor opterecenja za taj generator propisan od proizvodjaca. Neka to bude npr 100 oma i neka tako optereceni generator daje recimo 1mV. Ako ga opteretimo stvarnim 100-omskim otpornikom (kako je propisano), kroz krug ce tec struja od 10 mikroampera.
E sad, ako taj otpor opterecenja izvedemo tako da se sastoji od serijski vezanih negativnog otpora i pozitivnog otpora onda imamo zanimljivu stvar. Neka je recimo negativni otpor iznosa 200 oma a pozitivni otpor iznosa 300 oma, njihov "zbroj" (mozda bolje rec razlika) ce iznosit istih 100 oma a to znaci da ce generator bit isto opterecen ka i sa obicnim 100-omskim otpornikom i kroz krug teci istih 10 mikroampera struje. Ali ce tih 10uA struje na "pozitivnom" otporu od 300 oma stvarat pad napona od 3mV. Imacemo znaci pojacanje od 3 puta (sa tog otpornika se i uzima izlaz signala)



Pa da vidimo kako bi to u stvarnosti tribalo izgledat. Doli je prikazana tunel dioda napajana preko naponskog regulatora a otpornik R1 i pot P1 (skupa sa P2 potom u regulatoru) sluze i za njezino odvajanje od regulatora i za pravilno doziranje radne tocke. Podesavanje naravno nece bit skroz jednostavno jer taj otpornik i pot P1 sluze i za odredjivanje ukupnog iznosa negativnog otpora u toj paralelnoj kombinaciji sa tunel diodom.
Opteretni otpornik R2 se dimenzionira prema tako postignutom ukupnom negativnom otporu i zeljenom pojacanju. On je galvanski odvojen iz cisto prakticnog razloga da ne bi DC struja tekla kroz MC zvucnicu
Ovdi je vazno rec da uvik mora prevladavat "pozitivna" komponenta ukupnog otpora jer bi u protivnom slucaju doslo do samooscilacija. To ce naravno i bit ostvareno do vrlo visokih frekvencija ali bi na UHF podrucju ipak moglo doc do samooscilacija. Lako rjesivo, ako sam induktiviter MC zvucnice to ne bude mogal suzbit (nakon vlastite rezonancije), lako ce doc pokoja mala prigusnica od par zavoja zice i risit problem.



U svakom slucaju, bit ce jako zanimljivo usporedit po pitanju suma ovako nec sa npr sklopom sa 2SK170 koji je postavljen da ostvaruje isto pojacanje. Ki zna, mozda se pokaze da ce stvoreni sum bit manij nego kod 2SK170 a mozda i ne. Necu unaprid nagadjat, proba ce to pokazat. A ako odgovor bude da........

Ako neki zna za kakvu referencu na netu o ovome neka postavi link. Ja nisan nasal nista

super zanimljivo.. a ako je na uF bila niskosumna ude se nece nis ni cut?

A ki zna, mozda ce sumit ka vodopad
Vidit cemo kad to sastavin

Ima vrlo malo toga o tunel diodama na netu... zadnje sto sam ja citao je bilo u tehnickoj enciklopediji
U svakom slucaju, ovdje ima dva problema: shum strujnog izvora, i kakav je 1/f shum tunel diode. Po ovom zadnjem padaju mnogi elementi koji na prvi pogled obecavaju (MESFET bi bio jedan primjer). Shum na visokim frekvencijama je vrlo nizak ali raste s padom frekvencije i u audio podrucju moze postati problem. Na zalost, tu nece biti druge nego mjeriti, jer koliko znam nitko nije tunelice ovako rabio pa referenci nema

ilimzn je napisao/la: i kakav je 1/f shum tunel diode. Po ovom zadnjem padaju mnogi elementi koji na prvi pogled obecavaju

Upravo to i je ono na cemu ce ovaj koncept ili proc ili past. A kako ni ti ni ja nismo nasli nikakve reference o tome onda san vrlo blizu pretpostavki da stvarno nitko ni isprobal ca tunel dioda moze / ne moze u tom segmentu.

U svakom slucaju, direktna usporedba sa 2SK170 sklopom istog pojacanja ce pokazat kako stoje stvari. Sritna je okolnost da osim dva komada 1N3719 Ge tunel dioda imam i nekoliko ruskih GaAs tunel dioda za istih 10mA struje vrha. Ki zna, mozda postoje i znacajne sumne razlike izmedju dioda napravljenih od jednog i drugog materijala.

Pa kad već eksperimentiraš s tunelicom, probaj i 2SK170/2SJ103 spojenih u Lamda diodu...u simu sam dobio gotovo identičnu presliku I/V diagrama za tunelicu.

Stoji. Graf lambda dioda formirane od dva feta stvarno predstavlja skoro presliku grafa tunel diode a jos se pritom ostvaruje dosta sire naponsko podrucje u kojem imamo negativni otpor nego ca je to kod tipicne tunel diode. Isprovat cu svakako i to.

Ipak predosican da ce prava tunel dioda generirat mani sum nego lambda dioda ali ki zna. Mozda u cilom konceptu bude i jako ugodnih iznenadjenja a mozda ispadne i kompletno razocaranje. Ali mi ni najmanje nece bit zal vrimena utrosenog na to, i pozitivan i negativan odgovor su odgovori a isprovat nesto o cemu nima nikakve reference na netu (bar je ja nisn nasal) je vise nego interesantno.

Kako ja to ne kužim baš najbolje (zapravo nikako, ali nema veze) prema gore opisanom, nameće mi se razmišljanje u ovom smislu:
SStrsat kaže da bi tunelica možda generirala manje šuma nego ova kombinacija sa fetovima, ali na mnogo visokim frekvama, trba ju onda iskoristiti u tom smislu. Recimo, signal sa MC prvo pokupimo i multipliciramo ga na frekvenciju na kojoj tunelica radi idealno po pitanju šuma, njoj prepustimo pojačanje, i onda rezultat spustimo nazad u čujne vode. Princip konverzija frekvencija je korišten i prije (sjetimo se CD4 kvadrofonije na vinilima) pa je možda moguće to iskoristiti i ovdje.
ispričavam se na ovom ignorantskom upadu, ali...

Ma kakav ignorantski upad Vedrane, pa ca ima normalnije nego da razmisljanja o obradi malih signala stavis u temu koje i je o tim malim signalima.

Ovako kako kazes bi principjelno islo, npr sa signalom iz zvucnice direktno upravljat FM modulator i tako dobiveni FM signal detektirat u nekom PLL detektoru pa se prakticnno risit briga o sumu.
Ali ipak nazalost samo principjelno i teoretski. U praksi bi vrlo mali nivo iz zvucnice omogucil samo minimalnu frekventnu devijaciju FM modulatora pa bi se moralo koristit ogromno umnazanje frekvencije da se dobije devijacija koja je potribna za sirokopojasnu FM. Ali bi nazalost nestabilnost tako multiplicirane frekvencije onemogucila dobivanje ikakvih prakticno vridnih rezultata nakon detekcije

OK, to je bila samo pomisao bazirana na predhodnim rješenjima još od vremena kazetaša kad je Dolby izašao sa svojim rješenjima borbe protiv šuma, pa dbx itd... i naravno pomisao na FM modulaciju. Ali, dobro je ponekad potegnuti neke stvari iz prošlisti, možda nekome da neku ideju za nešto novo....