Odbiornik superregeneracyjny był używany od wielu dziesięcioleci, zwłaszcza na VHF i UHF, gdzie może oferować prostotę obwodu i stosunkowo wysoki poziom wydajności. Detektor ten był popularny w wersji lampowej po raz pierwszy w czasach odbioru UKF pod koniec lat 50. i na początku lat 60. XX wieku. Następnie zastosowano go w prostych obwodach wersji tranzystorowej. Ten projekt był przyczyną syczącego dźwięku wytwarzanego przez radiotelefony CB 27 MHz. Obecnie radio superregeneracyjne nie jest już tak popularne, chociaż istnieje kilka zastosowań, które wciąż interesują współczesnych.
Historia radia
Historia odbiornika superregeneracyjnego sięga najwcześniejszych dni jego wynalezienia. W 1901 Reginald Fessenden użył w swoim odbiorniku niemodulowanej fali sinusoidalnej jako detektora kryształu prostowniczego.sygnał radiowy o przesunięciu częstotliwości od nośnej fali radiowej i anteny.
Później, podczas I wojny światowej, radioamatorzy zaczęli wykorzystywać technologię radiową, która zapewniała odpowiednią jakość i czułość transmisji. Inżynier Lucien Levy we Francji, W alter Schottky w Niemczech i wreszcie człowiek, któremu przypisuje się technikę superheterodynową, Edwin Armstrong, rozwiązali problem selektywności i zbudowali pierwsze działające radio superregeneracyjne.
Wynaleziono go w erze, kiedy technologia radiowa była bardzo prosta, a odbiornik superregeneracyjny nie posiadał funkcji, które są dziś uważane za oczywiste. Odbiornik radiowy superheterodynowy (superheterodynowy) w pełnej nazwie - naddźwiękowy odbiornik bezprzewodowy heterodynowy, był ważnym krokiem naprzód w rozwoju nauki i techniki, chociaż początkowo nie był powszechnie stosowany, ponieważ zawierał wiele zaworów, rur i innych nieporęcznych części. A poza tym radio było wtedy bardzo drogie.
Podstawy superodbiornika
Odbiornik superregeneracyjny jest oparty na prostym radiu regeneracyjnym. Wykorzystuje drugą częstotliwość oscylacji w cyklu regeneracji, która przerywa lub tłumi oscylacje częstotliwości głównej. Tłumienie drgań zwykle działa przy częstotliwościach powyżej zakresu dźwięku, takich jak 25 kHz do 100 kHz. Podczas pracy obwód ma dodatnie sprzężenie zwrotne, więc nawet niewielki hałas spowoduje oscylacje układu.
Wyjście wzmacniacza RFw odbiorniku ma pozytywne sprzężenie zwrotne, tj. część sygnału wyjściowego jest podawana z powrotem na wejście w fazie. Każdy obecny sygnał będzie wielokrotnie wzmacniany, co może skutkować zwiększeniem siły sygnału o współczynnik tysiąca lub więcej. Chociaż wzmocnienie jest stałe, poziomy zbliżające się do nieskończoności można osiągnąć za pomocą technik sprzężenia zwrotnego, takich jak obwód punktu obrotu superregeneracyjnego odbiornika rurowego akumulatora.
Regeneracja wprowadza ujemną rezystancję do obwodu, a to oznacza, że całkowita dodatnia rezystancja jest zmniejszona. A ponadto wraz ze wzrostem wzmocnienia wzrasta selektywność obwodu. Gdy obwód działa ze sprzężeniem zwrotnym, tak że oscylator działa wystarczająco w obszarze oscylacji, pojawia się wtórna oscylacja o niskiej częstotliwości. Niszczy częstotliwość wibracji o wysokiej częstotliwości.
Koncepcja została pierwotnie odkryta przez Edwina Armstronga, który ukuł termin „super odzyskiwanie”. A tego typu radio nazywa się superregeneracyjnym odbiornikiem lampowym. Taki schemat był stosowany we wszystkich formach radia, od krajowych stacji radiowych po telewizory, precyzyjne tunery, profesjonalne radia komunikacyjne, satelitarne stacje bazowe i wiele innych. Praktycznie wszystkie radia, a także telewizory, odbiorniki krótkofalowe i radia komercyjne wykorzystywały zasadę superheterodynową jako podstawę działania.
Korzyści z nadajnika
Radio Superheterodyna ma wiele zalet w porównaniu z innymi formami radia. W wyniku ichzalety, superregeneracyjny odbiornik tranzystorowy pozostaje jedną z zaawansowanych metod stosowanych w technologii radiowej. Podczas gdy inne metody wysuwają się dziś na pierwszy plan, superodbiornik jest nadal bardzo szeroko stosowany, biorąc pod uwagę funkcje, które ma do zaoferowania:
- Wybiórczość zamknięcia. Jedną z głównych zalet odbiornika jest bliskość selektywności, jaką ma do zaoferowania.
- Używając filtrów o stałej częstotliwości, może zapewnić dobre odcięcie sąsiedniego kanału.
- Możliwość odbioru wielu trybów.
- Ze względu na topologię, ta technologia odbiornika może zawierać wiele różnych typów demodulatorów, które można łatwo dopasować do wymagań.
- Odbieraj sygnały o bardzo wysokiej częstotliwości.
Fakt, że superregeneracyjny odbiornik FET wykorzystuje technologię miksowania, oznacza, że większość przetwarzania odbiornika odbywa się na niższych częstotliwościach, co pozwala na odbiór sygnałów o wysokiej częstotliwości. Te i wiele innych zalet sprawia, że odbiornik cieszy się popularnością nie tylko od początku działania radia, ale pozostanie nim przez wiele lat.
Super regeneracyjny odbiornik FET
Rozwiążmy to. Zasada działania odbiornika superregeneracyjnego jest następująca.
Sygnał odbierany przez antenę przechodzi przez odbiornik do miksera. Inny sygnał generowany lokalnie, często nazywany lokalnym oscylatorem, jest podawany do innego portumikser i oba sygnały są miksowane. W rezultacie generowany jest nowy sygnał o częstotliwości sumy i różnicy.
Wyjście jest przesyłane na tak zwaną częstotliwość pośrednią, gdzie sygnał jest wzmacniany i filtrowany. Każdy z przetworzonych sygnałów, które mieszczą się w paśmie przepuszczania filtra, może przejść przez filtr i będzie również wzmacniany przez stopnie wzmacniacza. Sygnały, które wykraczają poza przepustowość filtra, zostaną odrzucone.
Strojenie odbiornika odbywa się po prostu poprzez zmianę częstotliwości lokalnego oscylatora. Zmienia to częstotliwość przychodzącego sygnału, sygnały są konwertowane i mogą przechodzić przez filtr.
Super regeneracyjne dostrajanie odbiornika
Chociaż jest bardziej złożony niż niektóre inne typy radiotelefonów, ma przewagę wydajności i selektywności. W ten sposób strojenie jest w stanie usunąć niechciane sygnały skuteczniej niż inne ustawienia TRF (dostrojonej częstotliwości radiowej) lub stacje radiowe, które były używane we wczesnych dniach radia.
Podstawowa koncepcja i teoria radia superheterodynowego obejmuje proces miksowania. Pozwala to na przesyłanie sygnałów z jednej częstotliwości na drugą. Częstotliwość wejściowa jest często nazywana wejściem RF, podczas gdy lokalnie generowany sygnał oscylatora jest nazywany lokalnym oscylatorem, a częstotliwość wyjściowa jest nazywana częstotliwością pośrednią, ponieważ znajduje się pomiędzy częstotliwościami RF i audio.
Schemat blokowy podstawowego odbiornika superregeneracyjnego z jednym tranzystorem jest następujący. Wmiksera, chwilowa amplituda dwóch sygnałów wejściowych (f1 i f2) jest mnożona, co daje w wyniku sygnały wyjściowe o częstotliwościach (f1 + f2) i (f1 - f2). Dzięki temu częstotliwość przychodząca może być przesyłana do stałej częstotliwości, gdzie może być skutecznie filtrowana. Zmiana częstotliwości lokalnego oscylatora pozwala na dostrojenie odbiornika do różnych częstotliwości. Sygnały na dwóch różnych częstotliwościach mogą być wysyłane do etapów pośrednich.
Strojenie RF usuwa jedno i zajmuje drugie. Gdy sygnały są obecne, mogą powodować niepożądane zakłócenia poprzez maskowanie żądanych sygnałów, jeśli pojawiają się one jednocześnie w sekcji częstotliwości pośrednich. Często w niedrogich radiach harmoniczne lokalnego oscylatora mogą śledzić na różnych częstotliwościach, co powoduje zmianę lokalnych oscylatorów podczas strojenia odbiornika.
Ogólny schemat blokowy superregeneracyjnego odbiornika z jednym tranzystorem pokazuje główne bloki, które mogą być użyte w odbiorniku. Bardziej złożone radia dodadzą dodatkowe demodulatory do podstawowego schematu blokowego.
Ponadto, niektóre radiotelefony ultraheterodynowe mogą mieć dwie lub więcej konwersji w celu zapewnienia zwiększonej wydajności, dwie lub nawet trzy konwersje mogą być użyte do poprawy funkcjonowania elementów obwodu.
Gdzie:
- tuning cap to zmienna 15pF;
- Cewka indukcyjna „L” to nic innego jak 2-calowy drut metalowy nr 20 wygięty w kształt litery „U”.
Stacje radiowe FM (88-108 MHz) potrzebują więcejindukcyjność, a dolna połowa pasma (około 109-130 MHz) będzie wymagać mniej, ponieważ znajduje się powyżej pasma FM.
27MHz Automatyczna kontrola wzmocnienia
Uważa się, że superregeneracyjny odbiornik 27 MHz wyrósł z wojennego zapotrzebowania na bardzo proste, jednorazowe urządzenie z wysokim wzmocnieniem dodatniego sprzężenia zwrotnego. Rozwiązaniem było umożliwienie alternatywnego wzrostu oscylacji dostrojonej częstotliwości i ich tłumienia pod kontrolą drugiego (wygaszającego) oscylatora działającego na niższej częstotliwości radiowej. Dodatnie sprzężenie zwrotne zostało wprowadzone przez zmienny potencjometr, który został użyty w następujący sposób.
Głośność sygnału będzie wzrastać, aż wzmacniacz RF zacznie oscylować. Pomysł polegał na anulowaniu kontroli do momentu ustania chybotania. Jednak zazwyczaj występowała znaczna histereza między pozycją a efektem. Wzrost produktywności można było osiągnąć tylko wtedy, gdyby postęp został zatrzymany na krótko przed rozpoczęciem wahania, co wymagało umiejętności i cierpliwości.
W tym urządzeniu dostrojony wzmacniacz zaczyna oscylować podczas połowy cyklu przebiegu oscylatora. Podczas „włączonej” części cyklu wygaszania oscylacje dostrojonego wzmacniacza rosną wykładniczo z powodu szumów w obwodzie. Czas potrzebny do osiągnięcia pełnej amplitudy tych oscylacji jest proporcjonalny do wartości Q strojonego obwodu. W związku z tym, w zależności od częstotliwości generatora tłumienia, wahania częstotliwości sygnału mogą osiągnąć pełną amplitudę (tryb logarytmiczny) lub być załamane(tryb liniowy).
Trzy główne typy superregeneracyjnego odbiornika 27 MHz zostały użyte do radiowego sterowania modelami: odbiornik z twardym zaworem, odbiornik z miękkim zaworem i odbiornik oparty na tranzystorze.
Na rysunku pokazano typowy obwód odbiornika sztywnego zaworu.
Obwód radiowy dla pasma 25-150 MHz
W tym obwodzie superregeneracyjny odbiornik w paśmie 25-150 MHz jest podobny do schematu obwodu MFJ-8100.
Pierwszy stopień jest oparty na tranzystorze FET podłączonym do konfiguracji wspólnej bramki. Stopień wzmacniacza RF zapobiega promieniowaniu RF z anteny w obu obwodach. Detektor superregeneracyjny oparty jest na tranzystorze podłączonym do wspólnej konfiguracji bramki. Trymer dostosowuje wzmocnienie sprzężenia zwrotnego do punktu, w którym potencjometr zapewnia płynną kontrolę regeneracji.
Zakres częstotliwości tego odbiornika wynosi od 100 MHz do 150 MHz. Jego czułość jest mniejsza niż 1 µV. Cewki nawinięte są na zdejmowaną ramę o średnicy 12 mm. Oczywiście regeneratory i superregeneratory nie są przyszłością radioamatorów, ale wciąż mają miejsce na słońcu.
315MHz urządzenie transmisyjne
Oto nowoczesny nadajnik + moduł odbiornika 315 RF Super Recovery.
Zapewnia bardzo ekonomiczne rozwiązanie bezprzewodowe z maksymalną szybkością transmisji danychdo 4 kb/s. I może być używany jako pilot, drzwi elektryczne, drzwi żaluzjowe, okna, gniazdo zdalnego sterowania, pilot LED, pilot stereo i systemy alarmowe.
Cechy:
- zakres transmisji> 500m;
- czułość -103dB, na otwartych przestrzeniach, ponieważ działa z metodą modulacji amplitudy, czułość na zakłócenia jest wyższa;
- częstotliwość robocza: 315,92 MHz;
- temperatura pracy: -10 stopni do +70 stopni;
- moc transmisji: 25mW;
- Rozmiar odbiornika: 30147mm Rozmiar nadajnika: 1919mm.
433 MHz rura ISM
Odbiornik z lampą super regeneracyjną zużywa mniej niż 1mW i działa w bezkontaktowej sieci przemysłowej, naukowej i medycznej 433MHz. W swojej najprostszej postaci odbiornik superregeneracyjny zawiera oscylator RF, który okresowo włącza i wyłącza „pusty sygnał” lub sygnał o niskiej częstotliwości. Gdy sygnał tłumienia jest przełączany na oscylator, oscylacje zaczynają się narastać wraz z wykładniczo rosnącą osłoną. Zastosowanie sygnału zewnętrznego o częstotliwości znamionowej generatora przyspiesza wzrost obwiedni tych oscylacji. Tak więc cykl pracy amplitudy tłumionego oscylatora zmienia się proporcjonalnie do amplitudy przyłożonego sygnału radiowego.
W detektorze superregeneracyjnym pojawienie się sygnału rozpoczyna oscylacje RF wcześniej niż wtedy, gdy nie ma sygnału. Detektor superregeneracyjny może odbierać sygnały AM i jest dobrze przystosowany doWykrywanie sygnału danych OOK (włączony/wyłączony). Detektor superregeneracyjny to zagrożony system danych, tj. każdy okres liczy i wzmacnia sygnał RF. Aby dokładnie przywrócić pierwotną modulację, generator odrzucania musi działać z częstotliwością nieco wyższą niż najwyższa częstotliwość w oryginalnym sygnale modulującym. Dodanie detektora obwiedni, po którym następuje filtr dolnoprzepustowy, poprawia demodulację AM.
Serce odbiornika zawiera konwencjonalny oscylator LC skonfigurowany przez firmę Colpitts, działający z częstotliwością określoną przez rezonans szeregowy L1, L2, C1, C2 i C3. Gdy urządzenie jest wyłączone, prąd polaryzacji Q1 wygasza generator. Ułożone kaskadowo tranzystory Q2 i Q3 tworzą wzmacniacz antenowy, który poprawia współczynnik szumów odbiornika i zapewnia pewną izolację RF między oscylatorem a anteną. Aby oszczędzać energię, wzmacniacz działa tylko wtedy, gdy oscylacja wzrasta.
Schemat ultraregeneracyjnego VHF
Odbiornik składa się z tranzystora 2N2369 otoczonego piętnastoma elementami, które razem tworzą część wysokiej częstotliwości. Ten zespół jest sercem odbiornika. Zapewnia zarówno wzmocnienie HF, jak i demodulację. Skonfigurowany obwód zainstalowany w kolektorze tranzystora umożliwia wybór częstotliwości.
Zestaw reakcyjny był używany bardzo wcześnie w falach krótkich przez radary rurowe. Został on następnie znaleziony w słynnym czasie rozmów „trzech tranzystorów” z lat 60-tych. Wiele odbiorników zdalnego sterowania 433 MHz nadal korzystajego. Obydwa stopnie w BC337 to wzmacniacze niskotonowe, z których drugi dostarcza zasilanie dla słuchawek lub małego głośnika. Regulowana rezystancja 22 kΩ dostosowuje polaryzację tranzystora 2N2369 w celu uzyskania najlepszego punktu odpowiedzi, łącząc czułość i niskie zniekształcenia, jednocześnie unikając oscylacji blokujących jego działanie.
Częstotliwość audio jest odzyskiwana przez rezystor 4,7 kΩ, a następnie przepuszczana przez filtr dolnoprzepustowy w celu wyeliminowania odpowiedzi przełączania wysokich częstotliwości. Pierwszy tranzystor BC337 zapewnia przedwzmacniacz BF. Kondensator 4,7 nF umieszczony między kolektorem a podstawą działa jak filtr dolnoprzepustowy, eliminując pozostałości o wysokiej częstotliwości i ograniczając tony wysokie. Rezystor 10 kΩ kontroluje wzmocnienie ostatniego stopnia, a tym samym głośność.
Montaż radia DIY
W przypadku odbiornika Super Regenerative DIY 315MHz, wszystkie komponenty muszą być zainstalowane na płytce drukowanej i ślady wykonane za pomocą obcinaka. Szeroki plan podłoża jest niezbędny dla (elektrycznej) stabilności zespołu. Aby ułatwić kopiowanie na miedzi, drukujemy zdjęcie obwodu, umieszczamy je na płytce i kropką zaznaczamy końce ścieżek na arkuszu. Po sprawdzeniu izolacji torów na omomierzu, okablowanie wykonuje się zgodnie ze schematem.
Komponenty obwodów można łatwo kupić w sklepach radiowych lub w Internecie. Potrzebujesz głośnika 50 lub 100 omów. Możesz takżeużyj głośnika 8 omów, umieszczając transformator obniżający napięcie, który można znaleźć w większości starych stacji tranzystorowych, lub podłącz głośnik 8 omów, ale poziom dźwięku będzie niższy. Zespół musi pozostać zwarty z dobrym planem podłoża. Nie należy zapominać, że przewody i połączenia działają samoczynnie przy wysokich częstotliwościach. Cewka akordowa ma 5 zwojów drutu 0,8 mm (okablowanie linii telefonicznej). Kondensator jest połączony szeregowo z anteną w drugim obrocie od góry.
Antena składa się z jednego kawałka twardego drutu (1,5 mm2) o długości około dwudziestu centymetrów. Nie trzeba robić więcej, „ćwierć fali” zakłóci reakcję. Wymagany jest kondensator odsprzęgający 1 nF. Cewka dławika (blokada wysokiej częstotliwości) jest typu VK200. Jeśli radioamator nie może go znaleźć, możesz wykonać trzy lub cztery zwoje drutu w małej rurce ferrytowej. I możesz wybrać konkretny schemat montażu według własnych upodobań i zgodnie ze schematem połączeń.
Właściwe włączenie obwodu
Zamówienie instalacji superregeneracyjnego odbiornika VHF:
- Włącz obwód. Prąd zasilania wynosi około trzydziestu miliamperów.
- Obróć prawy regulowany rezystor (głośność) do końca w kierunku przeciwnym do ruchu wskazówek zegara.
- Następnie musisz usłyszeć hałas w słuchawkach lub głośniku. Jeśli nie, obróć regulowany opór, aż usłyszysz dźwięk.
- Popraw strojenie średniej emisji, aby uzyskać dobrą czułość przy minimalnych zniekształceniach.
- Doaby usunąć wysoki szum, musisz zmniejszyć antenę.
144 MHz ultraregeneracyjny obwód odbiornika.
Środki ostrożności: Ponieważ urządzenie emituje zakłócenia, nie używaj go w pobliżu innego odbiornika.
