Superregeneračný prijímač sa používa už mnoho desaťročí, najmä na VHF a UHF, kde môže ponúknuť jednoduchosť obvodu a relatívne vysokú úroveň výkonu. Tento detektor bol prvýkrát populárny vo svojej elektrónkovej verzii v časoch príjmu VHF koncom 50-tych a začiatkom 60-tych rokov. Potom sa používal v jednoduchých obvodoch tranzistorovej verzie. Tento dizajn bol príčinou syčiaceho zvuku produkovaného 27 MHz CB rádiami. V súčasnosti už nie je superregeneračné rádio také populárne, aj keď existuje niekoľko aplikácií, ktoré súčasníkov stále zaujímajú.
História rádia
Históriu super-regeneračného prijímača možno vysledovať až do prvých dní jeho vynálezu. V roku 1901 Reginald Fessenden použil nemodulovanú sínusovú vlnu vo svojom prijímači pre usmerňovací kryštálový detektor.rádiový signál s frekvenčným posunom od nosnej rádiovej vlny a od antény.
Neskôr, počas prvej svetovej vojny, začali rádioamatéri využívať výhody rádiovej techniky, ktorá poskytovala dostatočnú kvalitu a citlivosť prenosu. Inžinier Lucien Levy vo Francúzsku, W alter Schottky v Nemecku a napokon muž, ktorému sa pripisuje superheterodynová technika, Edwin Armstrong, vyriešili problém selektivity a postavili prvé funkčné super-regeneračné rádio.
Bol vynájdený v dobe, keď bola rádiová technológia veľmi jednoduchá a super-regeneračnému prijímaču chýbali funkcie, ktoré sa dnes považujú za samozrejmosť. Superheterodynový rádiový prijímač (superheterodyn) celým názvom - nadzvukový heterodynový bezdrôtový prijímač, bol dôležitým krokom vpred vo vývoji vedy a techniky, aj keď spočiatku nebol veľmi používaný, pretože obsahoval veľa ventilov, potrubí a iných objemných častí. A okrem toho, v tom čase bolo rádio veľmi drahé.
Základy super prijímača
Superregeneračný prijímač je založený na jednoduchom regeneračnom rádiu. V regeneračnom cykle využíva druhú frekvenciu kmitov, ktorá prerušuje alebo tlmí kmity hlavnej frekvencie. Tlmenie vibrácií zvyčajne funguje pri frekvenciách nad zvukovým rozsahom, ako je napríklad 25 kHz až 100 kHz. Počas prevádzky má obvod kladnú spätnú väzbu, takže aj malé množstvo šumu spôsobí rozkmitanie systému.
Výstup RF zosilňovačav prijímači má pozitívnu spätnú väzbu, t.j. časť výstupného signálu sa privádza späť na vstup vo fáze. Akýkoľvek prítomný signál bude opakovane zosilnený, čo môže mať za následok zosilnenie sily signálu tisíckrát alebo viac. Aj keď je zisk fixný, úrovne blížiace sa k nekonečnu možno dosiahnuť pomocou techník spätnej väzby, ako je obvod výkyvného bodu prijímača super-regeneračnej batérie.
Regenerácia vnáša do obvodu záporný odpor, čo znamená, že celkový kladný odpor sa znižuje. A navyše so zvyšujúcim sa ziskom sa zvyšuje selektivita obvodu. Keď je obvod prevádzkovaný so spätnou väzbou, takže oscilátor pracuje dostatočne v oscilačnej oblasti, dochádza k sekundárnej nízkofrekvenčnej oscilácii. Zničí frekvenciu vysokofrekvenčných vibrácií.
Tento koncept pôvodne objavil Edwin Armstrong, ktorý vymyslel termín „super zotavenie“. A tento typ rádia sa nazýva superregeneračný elektrónkový prijímač. Takáto schéma bola použitá vo všetkých formách rádia od domácich rozhlasových vysielacích staníc po televízory, vysoko presné tunery, profesionálne komunikačné rádiá, satelitné základňové stanice a mnohé ďalšie. Prakticky všetky vysielacie rádiá, ako aj televízory, krátkovlnné prijímače a komerčné rádiá využívali ako základ fungovania superheterodynný princíp.
Výhody vysielača
Superheterodynné rádio má oproti iným formám rádia množstvo výhod. V dôsledku ichvýhody, super-regeneračný tranzistorový prijímač zostal jednou z pokročilých metód používaných v rádiovej technike. A zatiaľ čo iné metódy sa dnes dostávajú do popredia, super-prijímač je stále veľmi široko používaný vzhľadom na funkcie, ktoré ponúka:
- Uzatváracia selektivita. Jednou z hlavných výhod prijímača je blízkosť k selektivite, ktorú ponúka.
- Pomocou filtrov s pevnou frekvenciou môže poskytnúť dobré prerušenie susedných kanálov.
- Možnosť prijímať viaceré režimy.
- Vďaka topológii môže táto technológia prijímača zahŕňať mnoho rôznych typov demodulátorov, ktoré možno ľahko prispôsobiť požiadavkám.
- Prijímajte veľmi vysokofrekvenčné signály.
Skutočnosť, že super-regeneračný FET prijímač využíva technológiu miešania, znamená, že väčšina spracovania prijímača sa vykonáva pri nižších frekvenciách, čo mu umožňuje prijímať vysokofrekvenčné signály. Tieto a mnohé ďalšie výhody znamenajú, že o prijímač je žiadaný nielen od začiatku prevádzky rádia, ale ostane ním ešte mnoho rokov.
Super regeneračný FET prijímač
Poďme na to. Princíp činnosti superregeneračného prijímača je nasledujúci.
Signál, ktorý zachytí anténa, prechádza cez prijímač a do mixpultu. Ďalší lokálne generovaný signál, často označovaný ako lokálny oscilátor, sa privádza do iného portuzmiešavač a oba signály sa zmiešajú. Výsledkom je, že sa generuje nový signál na súčtovej a rozdielovej frekvencii.
Výstup sa prenáša na takzvanú medzifrekvenciu, kde sa signál zosilňuje a filtruje. Ktorýkoľvek z konvertovaných signálov, ktoré spadajú do priepustného pásma filtra, môže prejsť cez filter a bude tiež zosilnený zosilňovacími stupňami. Signály, ktoré nespadajú do šírky pásma filtra, budú odmietnuté.
Ladenie prijímača sa vykonáva jednoducho zmenou frekvencie lokálneho oscilátora. Tým sa zmení frekvencia prichádzajúceho signálu, signály sa konvertujú a môžu prejsť cez filter.
Super regeneračné ladenie prijímača
Hoci je zložitejšia ako niektoré iné typy rádií, má výhodu výkonu a selektivity. Ladenie teda dokáže odstrániť nežiaduce signály efektívnejšie ako iné nastavenia TRF (Tuned Radio Frequency) alebo rozhlasové stanice, ktoré sa používali v počiatkoch rádia.
Základný koncept a teória superheterodynného rádia zahŕňa proces miešania. To umožňuje prenos signálov z jednej frekvencie na druhú. Vstupná frekvencia sa často nazýva RF vstup, zatiaľ čo lokálne generovaný signál oscilátora sa nazýva lokálny oscilátor a výstupná frekvencia sa nazýva medzifrekvencia, pretože leží medzi RF a audio frekvenciou.
Bloková schéma základného jednotranzistorového superregeneračného prijímača je nasledovná. ATzmiešavača, okamžitá amplitúda dvoch vstupných signálov (f1 a f2) sa násobí, výsledkom čoho sú výstupné signály frekvencií (f1 + f2) a (f1 - f2). To umožňuje prenášať prichádzajúcu frekvenciu až po pevnú frekvenciu, kde ju možno efektívne filtrovať. Zmena frekvencie lokálneho oscilátora umožňuje naladiť prijímač na rôzne frekvencie. Signály na dvoch rôznych frekvenciách môžu byť odoslané do medzistupňov.
Rf ladenie odstráni jedno a vezme ďalšie. Ak sú prítomné signály, môžu spôsobiť nežiaduce rušenie maskovaním požadovaných signálov, ak sa objavia súčasne v medzifrekvenčnej sekcii. Často v lacných rádiách môžu harmonické zložky lokálneho oscilátora sledovať rôzne frekvencie, čo vedie k zmene lokálnych oscilátorov pri ladení prijímača.
Celkový blokový diagram jednotranzistorového superregeneračného prijímača zobrazuje hlavné bloky, ktoré možno v prijímači použiť. Zložitejšie rádiá pridajú do základnej blokovej schémy ďalšie demodulátory.
Okrem toho môžu mať niektoré ultraheterodynné rádiá dve alebo viac konverzií na zvýšenie výkonu, dve alebo dokonca tri konverzie môžu byť použité na zlepšenie fungovania prvkov obvodu.
Kde:
- limit ladenia je variabilný 15pF;
- Tlmivka „L“nie je nič iné ako 2-palcový kovový drôt 20 ohnutý do tvaru „U“.
Rozhlasové stanice FM (88 – 108 MHz) potrebujú viacindukčnosť a spodná polovica pásma (približne 109-130 MHz) bude vyžadovať menej, pretože je nad pásmom FM.
27MHz Auto Gain Control
Verí sa, že super-regeneračný 27 MHz prijímač vyrástol z vojnovej potreby veľmi jednoduchého jednorazového zariadenia s vysokým ziskom pozitívnej spätnej väzby. Riešením bolo umožniť, aby oscilácie naladenej frekvencie alternatívne rástli a boli potlačené pod kontrolou druhého (zhášacieho) oscilátora pracujúceho na nižšej rádiovej frekvencii. Pozitívna spätná väzba bola zavedená variabilným potenciometrom, ktorý bol použitý nasledovne.
Hlasitosť signálu sa bude zvyšovať, kým RF zosilňovač nezačne oscilovať. Myšlienkou bolo zrušiť ovládanie, kým sa kolísanie nezastaví. Medzi polohou a účinkom však bola zvyčajne výrazná hysterézia. Zvýšenie produktivity by sa dalo dosiahnuť iba vtedy, ak by sa pokrok zastavil krátko pred začiatkom váhania, čo si vyžadovalo zručnosť a trpezlivosť.
V tomto zariadení začne ladený zosilňovač oscilovať počas polovice cyklu krivky oscilátora. Počas "zapnutej" časti zatemňovacieho cyklu oscilácia ladeného zosilňovača exponenciálne stúpa od šumu obvodu. Čas potrebný na to, aby tieto oscilácie dosiahli plnú amplitúdu, je úmerný hodnote Q ladeného obvodu. Preto v závislosti od frekvencie generátora tlmenia môže kolísanie frekvencie signálu dosiahnuť plnú amplitúdu (logaritmický režim) alebo sa môže zrútiť.(riadkový režim).
Na rádiové ovládanie modelov boli použité tri hlavné typy 27 MHz superregeneračných prijímačov: prijímač s pevným ventilom, prijímač s mäkkým ventilom a prijímač na báze tranzistora.
Typický pevný obvod prijímača ventilu je znázornený na obrázku.
Rádiový obvod pre pásmo 25-150 MHz
V tomto obvode je super-regeneračný prijímač v pásme 25-150 MHz podobný schéme zapojenia MFJ-8100.
Prvý stupeň je založený na FET tranzistore pripojenom ku konfigurácii spoločného hradla. RF zosilňovací stupeň zabraňuje RF žiareniu z antény v oboch obvodoch. Superregeneračný detektor je založený na tranzistore pripojenom k spoločnej konfigurácii brány. Trim upravuje zosilnenie spätnej väzby do bodu, kedy potenciometer poskytuje plynulé riadenie regenerácie.
Frekvenčný rozsah tohto prijímača je od 100 MHz do 150 MHz. Jeho citlivosť je menšia ako 1 µV. Cievky sú navinuté na odnímateľnom ráme s priemerom 12 mm. Samozrejme, regenerátory a super regenerátory nie sú budúcnosťou rádioamatérov, ale stále majú svoje miesto na slnku.
315MHz prenosové zariadenie
Tu je moderný 315 RF super obnovovací vysielač + modul prijímača.
Poskytuje cenovo veľmi efektívne bezdrôtové riešenie s maximálnymi rýchlosťami prenosu dátaž 4 Kbps. A môže byť použitý ako diaľkové ovládanie, elektrické dvere, okenice, okná, zásuvka na diaľkové ovládanie, diaľkové ovládanie LED, stereo diaľkové ovládanie a poplašné systémy.
Funkcie:
- dosah prenosu> 500 m;
- citlivosť -103dB, v otvorených priestoroch, pretože pracuje s metódou amplitúdovej modulácie, citlivosť na šum je vyššia;
- pracovná frekvencia: 315,92 MHz;
- pracovná teplota: -10 stupňov až +70 stupňov;
- vysielací výkon: 25mW;
- Veľkosť prijímača: 30147 mm Veľkosť vysielača: 1919 mm.
433 MHz elektrónka ISM
Superregeneračný trubicový prijímač spotrebuje menej ako 1mW a funguje na bezkontaktnej 433MHz priemyselnej, vedeckej a medicínskej sieti. Vo svojej najjednoduchšej forme obsahuje superregeneračný prijímač RF oscilátor, ktorý periodicky zapína a vypína „prázdny signál“alebo nízkofrekvenčný signál. Keď sa tlmiaci signál prepne na oscilátor, oscilácie sa začnú hromadiť s exponenciálne rastúcim plášťom. Použitie externého signálu pri menovitej frekvencii generátora urýchľuje rast obálky týchto kmitov. Pracovný cyklus amplitúdy tlmeného oscilátora sa teda mení v pomere k amplitúde aplikovaného rádiového signálu.
V super-regeneratívnom detektore príchod signálu spustí RF oscilácie skôr, ako keď nie je žiadny signál. Super regeneračný detektor dokáže prijímať signály AM a je vhodný preOOK (zapnuté/vypnuté) detekcia dátového signálu. Superregeneračný detektor je kompromitovaný dátový systém, t.j. každá perióda počíta a zosilňuje RF signál. Na presné obnovenie pôvodnej modulácie musí generátor odmietnutia pracovať s frekvenciou mierne vyššou, ako je najvyššia frekvencia v pôvodnom modulačnom signáli. Pridanie detektora obálok nasledovaného dolnopriepustným filtrom zlepšuje AM demoduláciu.
Srdce prijímača obsahuje konvenčný LC oscilátor nakonfigurovaný spoločnosťou Colpitts, ktorý pracuje na frekvencii určenej sériovou rezonanciou L1, L2, C1, C2 a C3. Keď je zariadenie vypnuté, predpätý prúd Q1 zhasne generátor. Kaskádové tranzistory Q2 a Q3 tvoria anténny zosilňovač, ktorý zlepšuje šumové číslo prijímača a poskytuje určitú RF izoláciu medzi oscilátorom a anténou. Aby sa šetrila energia, zosilňovač funguje iba vtedy, keď sa oscilácia zvyšuje.
Schéma ultraregeneračnej VHF
Prijímač pozostáva z tranzistora 2N2369 obklopeného pätnástimi komponentmi, ktoré spolu tvoria vysokofrekvenčnú časť. Táto zostava je srdcom prijímača. Poskytuje HF zisk aj demoduláciu. Konfigurovaný obvod inštalovaný v kolektore tranzistora vám umožňuje vybrať frekvenciu.
Reakčný set bol použitý veľmi skoro na krátkych vlnách trubicovými radarmi. Potom sa našiel v slávnej dobe hovoru „troch tranzistorov“v 60. rokoch. Mnoho 433MHz prijímačov diaľkového ovládania stále používajeho. Oba stupne na BC337 sú nízkofrekvenčné zosilňovače, pričom ten druhý poskytuje energiu pre slúchadlá alebo malý reproduktor. Nastaviteľný odpor 22 kΩ upravuje polarizáciu tranzistora 2N2369 tak, aby sa dosiahol najlepší bod odozvy, kombinuje citlivosť a nízke skreslenie, pričom sa vyhýba osciláciám, ktoré blokujú jeho činnosť.
Zvuková frekvencia sa obnoví cez odpor 4,7 kΩ a potom prechádza cez dolnopriepustný filter, aby sa eliminovala odozva prepínania vysokých frekvencií. Prvý tranzistor BC337 poskytuje BF predzosilnenie. 4,7 nF kondenzátor umiestnený medzi jeho kolektorom a jeho základňou funguje ako dolnopriepustný filter, ktorý eliminuje vysokofrekvenčné rezíduá a obmedzuje výšky. Rezistor 10 kΩ riadi zosilnenie posledného stupňa a tým aj hlasitosť.
DIY zostava rádia
Pre svojpomocný 315MHz super regeneračný prijímač musia byť všetky komponenty nainštalované na doske plošných spojov a stopy musia byť vytvorené rezačkou. Široký pôdorys je nevyhnutný pre (elektrickú) stabilitu zostavy. Na uľahčenie kopírovania na meď sa vytlačí fotografia obvodu, umiestni sa na dosku a bodkou sa označia konce stôp na hárku. Po skontrolovaní izolácie koľajníc na ohmmetri sa zapojenie vykoná podľa schémy.
Súčasti obvodu sa dajú ľahko kúpiť v obchodoch s rádiami alebo online. Potrebujete 50 alebo 100 ohmový reproduktor. Môžete tiežpoužite 8 ohmový reproduktor umiestnením znižovacieho transformátora, ktorý sa nachádza vo väčšine starých tranzistorových staníc, alebo pripojte 8 ohmový reproduktor, ale úroveň zvuku bude nižšia. Zostava musí zostať kompaktná s dobrým pôdorysom. Netreba zabúdať, že vodiče a spoje majú pri vysokých frekvenciách samočinný účinok. Tetivová cievka má 5 závitov 0,8 mm drôtu (káblovanie telefónnej linky). Kondenzátor je zapojený do série s anténou na druhom otočení zhora.
Anténa pozostáva z jedného kusu tvrdého drôtu (1,5 mm2) dlhého približne dvadsať centimetrov. Netreba robiť viac, "štvrťvlna" naruší reakciu. Vyžaduje sa oddeľovací kondenzátor 1 nF. Tlmivka (vysokofrekvenčné blokovanie) je typu VK200. Ak ho rádioamatér nenájde, môžete urobiť tri alebo štyri závity drôtu v malej feritovej trubici. A môžete si vybrať konkrétnu schému montáže podľa vašich predstáv av súlade so schémou zapojenia.
Správne zaradenie okruhu
Objednávka inštalácie superregeneračného prijímača VHF:
- Zapnite okruh. Napájací prúd je asi tridsať miliampérov.
- Otočte pravý nastaviteľný odpor (objem) úplne proti smeru hodinových ručičiek.
- Ďalej musíte počuť hluk v slúchadlách alebo reproduktoroch. Ak nie, otáčajte nastaviteľným odporom, kým nebudete počuť zvuk.
- Zlepšite ladenie stredných emisií, aby ste dosiahli dobrú citlivosť s minimálnym skreslením.
- KomuAk chcete odstrániť vysoký šum, musíte znížiť anténu.
144 MHz ultraregeneračný obvod prijímača.
Opatrenia: Keďže jednotka vyžaruje rušenie, nepoužívajte ju v blízkosti iného prijímača.
