ग्रिड-लीक डिटेक्टर

ग्रिड लीक संसूचक एक विद्युत परिपथ है जो एक आयाम संग्राहक प्रत्यावर्ती धारा को डिमॉड्यूलेट करता है और पुनर्प्राप्त मॉड्यूलेटिंग वोल्टेज को बढ़ाता है। ग्रिड चालन विशेषता और वैक्यूम ट्यूब के प्रवर्धन कारक को नियंत्रित करने के लिए परिपथ गैर-रैखिक कैथोड का उपयोग करता है। 1912 के आसपास ली डे फॉरेस्ट द्वारा आविष्कार किया गया, इसका उपयोग 1930 के दशक तक पहले वैक्यूम ट्यूब रेडियो रिसीवर में संसूचक (डिमोडुलेटर) के रूप में किया गया था।

इतिहास
संसूचक के रूप में ट्रायोड ट्यूब (ऑडियन्स) के प्रारंभिक अनुप्रयोगों में सामान्यतः ग्रिड परिपथ में एक अवरोधक सम्मिलित नहीं होता था। वैक्यूम ट्यूब संसूचक परिपथ के ग्रिड परिपथ में प्रतिरोध का पहला उपयोग संभवतः 1906 में सीवल कैबोट द्वारा किया गया था। कैबोट ने लिखा कि उन्होंने ग्रिड संघनित्र को डिस्चार्ज करने के लिए एक पेंसिल का निशान बनाया, यह पता लगाने के बाद कि ट्यूब के ग्रिड टर्मिनल को छूने से संसूचक रुकने के बाद फिर से काम करना प्रारम्भ कर देगा। 1915 में एडविन एच. आर्मस्ट्रांग ने ग्रिड संघनित्र को डिस्चार्ज करने के उद्देश्य से "ग्रिड संघनित्र में रखे गए कई सौ हजार ओम के प्रतिरोध" के उपयोग का वर्णन किया। ग्रिड लीक संसूचकों के लिए सुनहरे दिन 1920 के दशक थे, जब बैटरी संचालित, सीधे गर्म कैथोड के साथ कम प्रवर्धन कारक ट्रायोड का उपयोग करने वाले कई डायल ट्यून रेडियो आवृत्ति रिसीवर समकालीन तकनीक थे। जेनिथ मॉडल 11, 12, और 14 इस प्रकार के रेडियो के उदाहरण हैं। 1927 में नए डिजाइनों के लिए स्क्रीन-ग्रिड ट्यूब उपलब्ध होने के बाद, अधिकांश निर्माताओं ने प्लेट संसूचकों, और बाद में डायोड संसूचकों पर स्विच किया। ग्रिड लीक संसूचक कई वर्षों से शौकिया रेडियो ऑपरेटरों और लघु तरंग श्रोताओं के बीच लोकप्रिय रहा है जो अपने स्वयं के रिसीवर का निर्माण करते हैं।

कार्यात्मक अवलोकन
स्टेज दो कार्य करता है:
 * डिटेक्शन: नियंत्रण ग्रिड और कैथोड एक डायोड के रूप में कार्य करते हैं। छोटे रेडियो फ़्रीक्वेंसी संकेत (वाहक) आयाम पर, ग्रिड धारा बनाम ग्रिड वोल्टेज विशेषता के गैर-रेखीय वक्रता के कारण वर्ग-नियम का पता लगाया जाता है। कैथोड से ग्रिड तक एकतरफा चालन के कारण बड़े वाहक आयामों पर डिटेक्शन संक्रमण रैखिक डिटेक्शन व्यवहार में बदल जाता है।
 * प्रवर्धन: ग्रिड का अलग-अलग डायरेक्ट धारा (डीसी) वोल्टेज प्लेट धारा को नियंत्रित करने का काम करता है। प्लेट परिपथ में पुनर्प्राप्त मॉड्यूलेटिंग संकेत का वोल्टेज बढ़ जाता है, जिसके परिणामस्वरूप ग्रिड लीक डिटेक्टर छोटे इनपुट संकेत स्तरों पर डायोड डिटेक्टर की तुलना में अधिक ऑडियो आवृत्ति आउटपुट उत्पन्न करता है। प्लेट धारा में प्राप्त संकेत का रेडियो आवृत्ति घटक सम्मिलित होता है, जिसका उपयोग पुनर्योजी रिसीवर डिजाइनों में किया जाता है।

ऑपरेशन
नियंत्रण ग्रिड और कैथोड को डायोड के रूप में संचालित किया जाता है, जबकि उसी समय नियंत्रण ग्रिड वोल्टेज कैथोड से प्लेट तक इलेक्ट्रॉन प्रवाह पर अपना सामान्य प्रभाव डालता है।

परिपथ में, एक संधारित्र (ग्रिड संघनित्र) एक रेडियो आवृत्ति संकेत (वाहक) को एक इलेक्ट्रॉन ट्यूब के नियंत्रण ग्रिड से जोड़ता है। संधारित्र ग्रिड पर डीसी वोल्टेज के विकास की सुविधा भी देता है। संधारित्र की प्रतिबाधा वाहक आवृत्ति पर छोटी और मॉड्यूलेटिंग आवृत्तियों पर उच्च होती है।

एक अवरोधक (ग्रिड लीक) या तो संधारित्र के समानांतर या ग्रिड से कैथोड तक जुड़ा होता है। अवरोधक डीसी चार्ज को संधारित्र से "लीक" करने की अनुमति देता है और ग्रिड पूर्वाग्रह स्थापित करने में इसका उपयोग किया जाता है।

छोटे वाहक संकेत स्तर पर, सामान्यतः 0.1 वोल्ट से अधिक नहीं, ग्रिड से कैथोड स्थान तक गैर-रेखीय प्रतिरोध प्रदर्शित होता है। ग्रिड धारा वाहक आवृत्ति चक्र के 360 डिग्री के दौरान होती है। इस क्षेत्र में परवलयिक ग्रिड धारा बनाम ग्रिड वोल्टेज वक्र के कारण, वाहक वोल्टेज के धनात्मक भ्रमण के दौरान ग्रिड धारा ऋणात्मक भ्रमण के दौरान घटने की तुलना में अधिक बढ़ जाती है। यह असममित ग्रिड धारा एक डीसी ग्रिड वोल्टेज विकसित करती है जिसमें मॉडुलन आवृत्तियाँ सम्मिलित होती हैं। ऑपरेशन के इस क्षेत्र में, डिमॉड्यूलेटेड संकेत को गतिशील ग्रिड प्रतिरोध $$Rg$$ के साथ श्रृंखला में विकसित किया जाता है, जो सामान्यतः 50,000 से 250,000 ओम की सीमा में होता है।  $$Rg$$ और ग्रिड धारिता के साथ ग्रिड संघनित्र एक कम पास फिल्टर बनाता है जो ग्रिड पर ऑडियो आवृत्ति बैंडविड्थ निर्धारित करता है।

वाहक संकेत स्तर इतना बड़ा है कि वाहक के ऋणात्मक भ्रमण के दौरान कैथोड से ग्रिड तक चालन बंद हो जाता है, पता लगाने की कार्रवाई एक रैखिक डायोड डिटेक्टर की होती है। इस क्षेत्र में संचालन के लिए अनुकूलित ग्रिड लीक डिटेक्शन पावर ग्रिड डिटेक्शन या ग्रिड लीक विद्युत डिटेक्शन के रूप में जाना जाता है। ग्रिड धारा केवल वाहक आवृत्ति चक्र के धनात्मक शिखर पर होती है। कैथोड से ग्रिड पथ की सुधारात्मक क्रिया के कारण युग्मन संधारित्र एक डीसी चार्ज प्राप्त करेगा संधारित्र उस समय के दौरान प्रतिरोधक (इस प्रकार ग्रिड लीक) के माध्यम से डिस्चार्ज हो जाता है जब वाहक वोल्टेज कम हो रहा होता है।   डीसी ग्रिड वोल्टेज एक आयाम मॉड्यूलेटेड संकेत के मॉड्यूलेशन लिफ़ाफ़े के साथ अलग-अलग होगा।

प्लेट धारा को ट्यूब विशेषताओं के साथ संयोजन में वांछित प्रवर्धन उत्पन्न करने के लिए चुने गए लोड प्रतिबाधा से गुजारा जाता है। गैर-पुनर्योजी रिसीवर में, वाहक आवृत्ति के प्रवर्धन को रोकने के लिए वाहक आवृत्ति पर कम प्रतिबाधा का एक संधारित्र प्लेट से कैथोड तक जुड़ा होता है।

डिज़ाइन
ग्रिड संघनित्र की धारिता ग्रिड इनपुट धारिता से लगभग दस गुना अधिक चुनी जाती है। यह सामान्यतः 100 से 300 पिकोफैराड (पीएफ) होता है, स्क्रीन ग्रिड और पेंटोड ट्यूब के लिए इसका मान छोटा होता है।

ग्रिड धारा के साथ ग्रिड रिसाव का प्रतिरोध और विद्युत कनेक्शन ग्रिड पूर्वाग्रह को निर्धारित करते हैं। अधिकतम संवेदनशीलता पर डिटेक्टर के संचालन के लिए, पूर्वाग्रह को ग्रिड धारा बनाम ग्रिड वोल्टेज वक्र पर बिंदु के पास रखा जाता है जहां अधिकतम सुधार प्रभाव होता है, जो वक्र के ढलान के परिवर्तन की अधिकतम दर का बिंदु है। यदि ग्रिड रिसाव से अप्रत्यक्ष रूप से गर्म कैथोड या सीधे गर्म कैथोड के ऋणात्मक छोर तक डीसी पथ प्रदान किया जाता है, तो ग्रिड रिसाव प्रतिरोध और ग्रिड धारा के उत्पाद द्वारा निर्धारित कैथोड के सापेक्ष ऋणात्मक प्रारंभिक वेग ग्रिड पूर्वाग्रह उत्पन्न होता है।  कुछ सीधे गर्म कैथोड ट्यूबों के लिए, इष्टतम ग्रिड पूर्वाग्रह कैथोड के ऋणात्मक छोर के सापेक्ष एक धनात्मक वोल्टेज पर है। इन ट्यूबों के लिए, ग्रिड रिसाव से कैथोड के धनात्मक पक्ष या "A" बैटरी के धनात्मक पक्ष तक एक डीसी पथ प्रदान किया जाता है; डीसी ग्रिड धारा और ग्रिड रिसाव के प्रतिरोध द्वारा निर्धारित ग्रिड पर एक धनात्मक निश्चित बायस वोल्टेज प्रदान करना।

जैसे-जैसे ग्रिड लीक का प्रतिरोध बढ़ता है, ग्रिड प्रतिरोध $$Rg$$ बढ़ता है और किसी दिए गए ग्रिड संघनित्र धारिता के लिए ग्रिड पर ऑडियो आवृत्ति बैंडविड्थ कम हो जाती है।

ट्रायोड ट्यूबों के लिए, प्लेट पर डीसी वोल्टेज को ट्यूब के संचालन के लिए उसी प्लेट धारा पर चुना जाता है जो सामान्यतः एम्पलीफायर ऑपरेशन में उपयोग किया जाता है और सामान्यतः 100 वोल्ट से कम होता है। पेंटोड और टेट्रोड ट्यूबों के लिए, स्क्रीन ग्रिड वोल्टेज को चयनित प्लेट लोड प्रतिबाधा के साथ वांछित प्लेट धारा और प्रवर्धन की अनुमति देने के लिए चुना या समायोज्य बनाया जाता है।

ग्रिड लीक शक्ति का पता लगाने के लिए, ग्रिड लीक और संघनित्र का समय स्थिरांक पुनरुत्पादित की जाने वाली उच्चतम ऑडियो आवृत्ति की अवधि से कम होना चाहिए। 100 पीएफ के संघनित्र के साथ लगभग 250,000 से 500,000 ओम का ग्रिड लीक उपयुक्त है। ग्रिड लीक विद्युत का पता लगाने के लिए ग्रिड लीक प्रतिरोध किसके द्वारा निर्धारित किया जा सकता है? $$R=1/6.28CF$$ जहाँ $$F$$ पुनरुत्पादित होने वाली उच्चतम ऑडियो आवृत्ति है और $$C$$ ग्रिड संघनित्र धारिता है। प्लेट धारा कटऑफ के लिए तुलनात्मक रूप से बड़े ग्रिड वोल्टेज की आवश्यकता वाली ट्यूब फायदेमंद होती है (सामान्यतः कम प्रवर्धन कारक ट्रायोड)। अधिकतम 100 प्रतिशत मॉड्यूलेटेड इनपुट संकेत वोल्टेज, ग्रिड लीक संसूचक अतिरिक्त विरूपण के बिना डिमोड्यूलेट कर सकता है, जो अनुमानित कटऑफ बायस वोल्टेज का लगभग आधा है। $$(E_{\mathrm{a}}/\mu)$$, अनुमानित कटऑफ पूर्वाग्रह के लगभग एक चौथाई के शिखर अनमॉड्यूलेटेड वाहक वोल्टेज के अनुरूप। सीधे गर्म कैथोड ट्यूब का उपयोग करके पावर ग्रिड का पता लगाने के लिए, ग्रिड लीक अवरोधक को सीधे या आरएफ ट्रांसफार्मर के माध्यम से ग्रिड और फिलामेंट के ऋणात्मक छोर के बीच जोड़ा जाता है।

ट्यूब प्रकार का प्रभाव
टेट्रोड और पेंटोड ट्यूब ट्रायोड की तुलना में काफी अधिक ग्रिड इनपुट प्रतिबाधा प्रदान करते हैं, जिसके परिणामस्वरूप संसूचक को संकेत प्रदान करने वाले परिपथ पर कम लोड होता है। टेट्रोड और पेंटोड ट्यूब भी ट्रायोड की तुलना में ग्रिड लीक संसूचक अनुप्रयोगों में छोटे वाहक इनपुट संकेत स्तरों (लगभग एक वोल्ट या उससे कम) पर काफी अधिक ऑडियो आवृत्ति आउटपुट आयाम उत्पन्न करते हैं।

लाभ

 * ग्रिड लीक संसूचक संभावित रूप से अलग-अलग डायोड और एम्पलीफायर ट्यूबों के उपयोग की तुलना में अधिक किफायती प्रदान करता है।
 * छोटे इनपुट संकेत स्तरों पर, परिपथ एक साधारण डायोड संसूचक की तुलना में उच्च आउटपुट आयाम उत्पन्न करता है।

हानियाँ
ग्रिड लीक संसूचक का एक संभावित हानि, मुख्य रूप से गैर-पुनर्जीवित परिपथ में, यह पूर्ववर्ती परिपथ पर लोड हो सकता है। ग्रिड लीक संसूचक की रेडियो आवृत्ति इनपुट प्रतिबाधा ट्यूब के ग्रिड इनपुट प्रतिबाधा पर हावी होती है, जो ट्यूब विशेषताओं और संकेत आवृत्ति के आधार पर ट्रायोड के लिए 6000 ओम या उससे कम के क्रम पर हो सकती है। अन्य हानि यह है कि यह अधिक विकृति उत्पन्न कर सकता है और प्लेट संसूचक या डायोड संसूचक की तुलना में एक या दो वोल्ट से अधिक इनपुट संकेत वोल्टेज के लिए कम उपयुक्त है।

यह भी देखें

 * ट्यून्ड रेडियो आवृत्ति रिसीवर
 * पुनर्योजी रेडियो रिसीवर
 * रेडियो

अग्रिम पठन

 * Schematic of Philco model 84 A superheterodyne cathedral radio from 1933 that uses a regenerative detector.  (Note:  The capacitor for the detector's control grid is the "tickler coil" winding on the IF transformer.)
 * Schematic of Philco model 84 A superheterodyne cathedral radio from 1933 that uses a regenerative detector.  (Note:  The capacitor for the detector's control grid is the "tickler coil" winding on the IF transformer.)

Gittergleichrichtung