十种常用二极管性能比较

本帖最后由 bobby_jack 于 2019-10-21 20:23 编辑

十种检波二极管性能比较

近日收集了十种常用检波二极管，并把它们放在我那“多功能测试平台”上，分别对它们的检波效率及选择性进行了比较。与矿友们以往常用的单纯测量最大检波电流不同，我用的是更加接近于矿机实际应用的状态，我引入了班尼电路。这样做的目的一方面是为了兼顾选择性，另一方面也是为了减小因输入阻抗不同而对调谐回路压力的变化，让大家尽可能地站在同一起跑点上。因此，测量也就从最大电流改为最高电压。测试设备及线路请见下图

所有的二极管都是网购的，每种数量从五只到二十只不等。用万用表测量正反向电阻表明，现代产品同批一致性很高，差异都在百分之二以内。因此，每种二极管就只需抽一只样本，大大减少了工作量。
用矿机（即那所谓的多功能测试平台）在我居住地可以轻松收到八个本地中波电台。其中990KC最强，当阻抗匹配时最大输出电压可超过1000mv，比较弱的是1422KC，有100多mv。但为了照顾选择性，我刻意降低了天线接入系数，因此输入电压有所降低。
测试本台机内安装了五只二极管（最大可装七只），用DIP开关来切换。另外还有一只四脚针型插座可以接入其它检波元件（图中DIP开关中间的那只）。测试的结果如下表：

表一，检波效率

二极管	990KC（mv）	强信号名次	1422KC（mv）	弱信号名次
2AP9	612	1	47	1（并列）
BAT85	598	3	44	3
SD101A	592	4（并列）	34	7
SD103A	592	4（并列）	45	2
1N34A	602	2（并列）	47	1（并列）
1SS106	537	7	37	5
MA700A	583	5	35	6
1SS86	592	4（并列）	33	8
1N60P	602	2（并列）	41	4
HSMS2820	579	6	26	9

从表中可见，尽管已问世数十年，2AP9与1N34A在检波效率方面仍面据前茅（至少是在我的搞建的运行环境里）。与此相对应的是，尽管据说有许多老外衷情，HSMS2820却是相当差的，特别是在面对小信号的情况下。


但检波器不但需要提供尽可能高的效率，它还必须提供可接受的选择性。在矿坛里有许多人在这方面做了大量的工作，并总结出反向阻抗是极其重要的因素。为了求证，我又做了如下试验:
在做试验以前我假设：如果我先在某个谐振点上记下某检波器的输出电压，然后让调谐器失调一固定频率，那么此时用不同检波器时输出电压的差异就显示出其选择性的优劣（定性形式）。
因为我的矿机里只内置了五只二极管，所以就以这五种为测试对象。其中2AP9及1N34A是被公认的低反向阻抗型，BAT85是中阻型，SD101A及SD103A是高阻型（注：都是矿友所列，本人未做测试）。
制造频偏的方法是简单地在外接二极管插座上加接小电容（我用的是三只22pf相串联，约7pf左右）。如下图。


具体做法是：当任意一内置二极管接通时，调节可变电容器使某一弱台的输出电压最大，然后把小电容并接到原先为外接二极管所准备的插座上，造成失调 。因为接入的电容容量是固定的，接收电台频率是固定的，线圈电感量是固定的，因此对不同的检波二极管来说频偏也是一样的。其电路如下：

有人可能会质疑这种在检波器二端加并联电容的接法，对此我完全同意。但一方面我不大愿意再去拆开已装盒的矿机，另一方面如从其等效电路方面来看是完全合规的。

从图中还可见到，其实二极管的与正向导通电阻相串联的结电容也参加了谐振，也是谐振电容的一部分。所以结电容的大也成为选择性的制约因素之一（特别在高频区）。测试结果如表二

表二 选择性比较

二极管	1422KC(mv)	偏调后（mv）	差异(mv)	db	结电容
2AP9	47	20	27	7.4	0.5pf
BAT85	44	24	20	5.3	10pf
SD101A	34	12	22	9.0	2pf
SD103A	45	22	23	6.2	28pf
1N34A	47	20	27	7.4	1pf

如果说SD101A的选择性优于2AP9或1N34A，几乎没有人会感到惊讶，因为“化石级”的点接触与新型的肖特基根本不在同一水平线上。但BAT85，甚至连SD103A都会处于下风则可能令一些矿友大跌眼镜。但表二的结电容可能指出了一个原因：即二极管的结电容影响到了调谐回路的总Q值。在一定程度上抵销，甚至超过了高反向阻抗所带来的益处。

综上所述，在很多情况下老式的点接触二极管，如2AP9等，仍然是检波器的首选，因为可以带来最高的接收效率和还过的去的选择性。如果需要后者，SD101A之类既的高反向阻抗又有比较小结电容的二极管则是优先考虑对象。

最后有三点说明：

第一，           超高反向阻抗的检波器（用超高阻抗的负荷相匹配）未必能在现实应用中大幅度提高选择性（即使有很小的结电容）。这不仅仅由于超高阻抗（如几百千欧以上）的负荷很难弄，输出变压器也难绕，更是由于超高负荷阻抗会带来高输入阻抗，造成调谐回路有载Q值过高，损耗过大，得不偿失。我个人认为单调谐的最高不得超过300k，双调谐的不超过150k。具体依据今后会发帖说明。

第二，           当负载阻抗决定后，二极管的输入阻抗（即对调谐回路的负载）是导通时内阻的二倍与负载的二分之一之和再与反向阻抗的二倍相并联（个人理解）。因此输入阻抗不是随着反向阻抗的增加可无限提升的。

第三，           HSMS2820好象有个超高选择性的美称。但我在另一个测试中发现实际同SD101A差不多，它的“超高”似乎是由于导通电压太高而出现的“伪超高”。对此我会另发帖子。

纯个人观点，供参考。