Как работает сверхрегенеративный приемник

Сверхрегенеративный приемник на полевом транзисторе

Сверхрегенеративные приемники отличаются высокой чувствительностью и большим усилением при исключительной простоте схемы и конструкции. Радиолюбители обычно конструируют сверхрегенераторы с самогашением, иногда капризные в настройке. Лучшими параметрами и стабильностью в работе отличаются сверхрегенераторы с внешним источником гасящих колебаний. Именно такая конструкция и предлагается в публикуемой статье.

Известно, что чувствительность сверхрегенеративных приемников ограничивается собственными шумами регенеративного каскада [1], которые в значительной степени определяются шумовыми свойствами используемого транзистора. Несмотря на то, что полевые транзисторы являются менее шумящими, чем биполярные, в литературе практически не встречаются схемы сверхрегенераторов на базе полевых транзисторов. Вниманию радиолюбителей предлагается вариант именно такого приемника. Существенными его достоинствами являются высокая чувствительность (0,5 мкВ при глубине модуляции 0,9 и отношении сигнал/шум 12 дБ), малый ток потребления (1,4 мА при напряжении питания 4 В), широкий диапазон питающих напряжений (3. 9 В), малое паразитное излучение (собственно сверхрегенератор потребляет ток 80 мкА).

Внешняя суперизация существенно упрощает настройку приемника и повышает устойчивость его работы. Приемник с успехом может быть использован в традиционных для сверхрегенератора областях применения (в аппаратуре радиоуправления, простейших радиостанциях, радиоохранных устройствах и т. п.).

Рис.1. Принципиальная схема приемника

Сверхрегенеративный детектор собран на малошумящем транзисторе VT1. Каскад представляет собой автогенератор с автотрансформаторной обратной связью.

Частота генерации определяется параметрами колебательного контура L1C2, настроенного на 27,12 МГц.

Применение двухзатворного транзистора значительно упрощает реализацию режима внешней суперизации.

Известно, что значение крутизны характеристики по первому затвору зависит от напряжения на втором затворе. Когда это напряжение равно нулю, крутизна меньше критической и генерация отсутствует. На второй затвор через потенциометр R3 подается напряжение суперизации частотой 60. 70 кГц от генератора, собранного на элементах DD1.1 и DD1.2.

Конденсатор С5 соединяет второй затвор с общим проводом по высокой частоте и, кроме того, придает импульсам суперизации форму, близкую к треугольной. Регулировка амплитуды импульсов суперизации с помощью потенциометра R3 позволяет плавно изменять время, в течение которого крутизна превышает критическое значение, а значит, и длительность высокочастотных вспышек в контуре L1С2.

Тем самым можно изменять режим работы сверхрегенератора, устанавливая либо линейный, при котором достигается максимальная чувствительность, либо нелинейный, при котором наиболее эффективно реализуется АРУ.

Нагрузкой сверхрегенеративного детектора является низкочастотный фильтр R6C6. Полезный сигнал амплитудой порядка 1 . 3 мВ с этого фильтра через конденсатор С9 подается на УНЧ, в качестве которого использованы два оставшихся элемента микросхемы DD1. Отрицательная обратная связь по постоянному току через элементы R5, R7, СЮ обеспечивает работу цифровой микросхемы в линейном режиме [2]. Элементы С12, С13, R8 устанавливают частоту среза АЧХ усилителя около 3 кГц.

Резистор R1 служит для образования на первом затворе отрицательного (по отношению к истоку) напряжения смещения, обеспечивающего исходное значение крутизны транзистора VT1 меньше критического. Весьма существенна вторая функция этого резистора. Его сопротивление определяет исходное значение постоянной составляющей тока через транзистор, а значит, и уровень собственных шумов. При указанных на схеме значениях элементов этот ток составляет всего 80. 90 мкА, что, помимо прочего, делает весьма малым паразитное излучение сверхрегенератора, поскольку вся потребляемая им от источника питания мощность не превышает 0,5 мВт.

Конденсатор СЗ выбран значительной емкости, поскольку он должен шунтировать резистор R1 как на несущей частоте, так и на частотах суперизации и огибающей принятого сигнала.

Основные характеристики приемника приведены в таблицах 1 и 2. защиты их от статического электричества при монтаже.

С незначительным ухудшением характеристик приемника в качестве VT1 можно применять отечественные транзисторы серий КП350 или КП306, принимая меры защиты их от статического электричества при монтаже.

Следует иметь в виду, что транзисторы серии КП327 выпускаются с очень большим процентом брака, но исправные использовать можно. Конденсатор СЗ должен быть керамическим.

Его допустимо заменить на любой емкостью, не менее указанной на схеме, при условии подключения параллельно керамического конденсатора 1000 пф. Для обеспечения стабильной частоты суперизации конденсатор С8 должен быть с малым ТКЕ. Остальные детали могут быть любого типа. Контурная катушка намотана на каркасе диаметром 5 мм и содержит 9 витков провода диаметром 0,35—0,5 мм. Отвод сделан от третьего снизу по схеме витка. В каркас ввинчивается сердечник из карбонильного железа.

Поскольку нагрузочная способность микросхемы К561ЛЕ5А невелика, устройство, подключаемое к выходу приемника, должно иметь входное сопротивление не менее 30 кОм.

В качестве усилителя низкой частоты вместо элементов DD1.3, DD1.4 можно использовать УНЧ любой конструкции с коэффициентом усиления не менее 1000. При напряжениях питания более 5 В хорошие результаты дает, например, экономичный ОУ К140УД1208.

Суммарный ток потребления при напряжении питания 9 В не превышает при этом 1,5 мА. Мультивибратор вспомогательных колебаний может быть собран и на транзисторах по любой известной схеме. Важно лишь выдержать требуемую частоту и форму гасящих импульсов.

Настройку приемника начинают с проверки правильности монтажа. Затем следует установить движок переменного резистора R3 в левое по схеме положение, включить питание (номинальным является напряжение 4 В) и убедиться, что постоянное напряжение на резисторе R1 лежит в пределах 0,6. 0,7 В.

В противном случае транзистор неисправен и его нужно заменить. Подключив осциллограф к выводу 10 DD1.2, проверяют наличие прямоугольных импульсов частотой 60. 70 кГц. При необходимости уточняют частоту подбором сопротивления резистора R4. Переключив осциллограф на выход приемника и плавно поворачивая движок потенциометра R3, добиваются появления на экране низкочастотных шумов.

Теперь можно подключить к антенному входу генератор стандартных сигналов, установив на его выходе колебания частотой 27,12 МГц, амплитудой 100 мкВ и глубиной модуляции 0,9. Вращением сердечника катушки настраивают контур в резонанс по максимуму амплитуды на экране осциллографа.

Вернув движок потенциометра R3 в исходное положение (колебания на выходе приемника при этом исчезнут), следует плавным вращением движка восстановить эти колебания и найти такое его положение, при котором амплитуда напряжения на выходе приемника перестанет нарастать.

Уменьшив входное напряжение до 1 мкВ (при необходимости уточняя настройку контура), контролируют правильность положения движка переменного резистора. Такая настройка соответствует нелинейному режиму сверхрегенератора.

Дальнейшее увеличение с помощью R3 напряжения суперизации нецелесообразно, поскольку полезный сигнал увеличивается незначительно, шумы же возрастают существенно.

Если теперь движок R3 поворачивать в обратном направлении, установится линейный режим, при котором отношение сигнал/шум незначительно улучшается, однако амплитуда выходного сигнала падает. Следует иметь в виду, что хотя интервал питающих напряжений, при котором сохраняются основные параметры приемника, указан 3—9 В, для каждого конкретно выбранного напряжения необходимо уточнять оптимальное положение движка переменного резистора R3 по вышеприведенной методике.

При отсутствии ГСС можно воспользоваться передатчиком, с которым предполагается работа приемника, располагая его на таком удалении от приемника, при котором выходной сигнал еще не ограничивается.

В заключение нужно отметить, что, как и у любого сверхрегенератора, помехоустойчивость приемника и его избирательность невелики, поскольку полоса пропускания, численно равная нескольким частотам суперизации [1], составляет 120. 140 кГц.

Сверхрегенеративные приемники для радиомоделизма

В настоящее время в практике радиомоделизма наибольшее распространение получили сверхрегенеративные и супергетеродинные приемники. Другие приемники, такие, как детекторные, прямого усиления, применяются крайне редко (рис. 5.1). Сверхрегенеративный приемник — это специальный генератор ВЧ, охваченный обратной связью, работающий в возбужденном режиме с частотой гашения, промодулированной НЧ сигналом. После детектирования такого ВЧ сигнала необходимо отфильтровать частоту гашения (80—100 кГц) и получить чистый НЧ сигнал. Встречаются также сверхрегенеративные детекторы с внешним генератором постоянной частоты гашения. В детекторе с самогашением частота гашения непостоянна и зависит от уровня принимаемого сигнала. Примеры приемников с внешним гашением приведены на рис. 1.1 б и рис. 14.14. Сверхрегенеративный приемник может работать в линейном или логарифмическом режиме, который распознается по форме импульсов колебаний ВЧ в детекторе (рис. 5.2).

Логарифмический режим (рис. 5.2 г) отличается резко выраженными искажениями сигнала при глубоких модуляциях, близких к 100%. Зато это дает как бы автоматическое регулирование усиления и, следовательно, при малом уровне модуляции (примерно до 60%) сигнала от передатчика амплитуда сигнала с выхода детектора не зависит от амплитуды модулированной несущей ВЧ. Частота гашения может быть малой, но при этом по меньшей мере вдвое большей максимальной модулирующей частоты принимаемого сигнала. На практике частота гашения равна 25—85 кГц.

Сверхрегенеративный детектор, работающий в логарифмическом режиме, действует более устойчиво, несмотря на колебания напряжений питания. Кроме того, он сохраняет свойства ослабления импульсных помех, а также эта схема легка в регулировании. Поэтому в радиомодельном деле используют, как правило, сверхрегенеративные детекторы, работающие в логарифмическом режиме.

При работе сверхрегенеративного детектора в линейном режиме необходима стабилизация напряжения питания. Кроме того, такие детекторы чувствительны к импульсным помехам и трудны в регулировании. Линейный режим работы обеспечивает небольшие искажения сигнала от передатчика, а усиление тем большее, чем выше частота гашения (и больше величина положительной обратной связи). В этом случае частота гашения в 30—50 раз выше самой большой частоты, модулирующей принимаемый сигнал. Линейный режим работы обеспечивает детектор с внешним генератором частоты гашения. Следует добавить, что на практике амплитуда выходного сигнала зависит от уровня напряжения входного ВЧ сигнала, поступающего от передатчика, а это для радиомоделиста неблагоприятно.

С точки зрения величины КПД любительского приемного устройства выбор сверхрегенеративного детектора и режима его работы практически не имеет значения, разумеется, при условии правильного исполнения и налаживания схемы. Иначе обстоит дело с устройствами заводского изготовления, примером может служить приемник «Varioton» (см. рис. 14.14).

Сложные электрические процессы в контурах приемников вызывают образования так называемого шума сверхрегенерации. Этот шум, характерный для работы сверхрегенеративных приемников, можно слышать, включая наушники на выходе приемника. Он похож на шум кипящей воды и исчезает при приеме несущей ВЧ передатчика. Кроме того, могут быть еще собственные шумы транзистора в каскаде детектирования. Подытоживая сказанное выше, мы видим, что в сверхрегенеративном детекторе, работающем в дистанционно управляемой модели, могут действовать напряжения следующих частот: частоты сигнала ВЧ, частоты гашения, частоты шума сверхрегенерации, частоты собственных шумов транзистора (рис. 5.2 а). Из них для нужд передачи сигналов в приемных схемах используют частоту сигнала ВЧ и частоту шума. Частота гашения имеет решающее влияние на качество работы сверхрегенеративного детектора и не может быть использована для других нужд. Собственные шумы транзисторов являются неизбежным злом, с которым борются путем понижения напряжения и токов, питающих детектор.

Следует еще вспомнить о довольно важной зависимости тока в коллекторной цепи детектора от сигнала передатчика. С момента получения сигнала несущей этот ток уменьшается. Значение падения тока зависит от уровня сигнала (следовательно, и от расстояния между приемником и передатчиком), а также от схемы сверхрегенеративного детектора. Типичным коллекторным током детектора является ток от 0,2 до 1,5 мА (зависит от типа транзистора).

Преимущества сверхрегенеративных приемников таковы: высокая чувствительность (близкая к чувствительности супергетеро-динных приемников); простота схемы для любителя; наличие автоматического регулирования усиления; возможность приема различных сигналов (немодулированной несущей ВЧ, модулированной по амплитуде и частоте); нечувствительность к помехам импульсного характера.

• плохая избирательность (в смысле легкой настройки с передатчиком без кварцевой стабилизации это может считаться достоинством);
• чувствительность к длине антенны (например, слишком длинная антенна вызывает срыв колебаний);
• чувствительность к расположению антенны (помехи в работе, когда антенна изменяет емкость, что иногда имеет место в летающих и в плавающих моделях);
• мешающие излучения (каждый сверхрегенеративный приемник является маломощным передатчиком, и с этим борются путем тщательного экранирования детектора или добавления каскада усилителя ВЧ, что тоже оказывает некоторое влияние на селективность) ;
• искажение модулированных сигналов (это становится заметным при сигналах НЧ выше 8 кГц и сложных видах модуляции).

Все электрические контакты в модели следует шунтировать схемами искрогашения. Если в связи с этим получаются помехи в работе приемника, то следует очень тщательно отрегулировать сверхрегенеративный детектор на максимальную чувствительность. Тогда результатом импульсных помех будет несколько пониженная чувствительность приемника. Это особо относится к приемникам, работающим с модулированными сигналами.

Сверхрегенеративный приемник устойчиво работает с простыми системами модуляции. Однако следует избегать применения сложной модуляции с поднесущими частотами. Значительное искажение огибающей формы модулированного сигнала на практике является не особенно опасным, поскольку сверхрегенеративный приемник с самогашением имеет достаточную степень линейности выходного сигнала в диапазоне глубины модуляции до 60% (см. рис. 5.2 а). Однако максимальная модулирующая частота не должна превышать 10 кГц. При приеме нескольких синусоидальномодулированных сигналов на выходе приемника одновременно могут появиться помехи, вызываемые гармониками (особенно второй и третьей). Поэтому в схемах с LC-фильтрами необходим ограничитель. Кроме того, нельзя быть уверенным в том, что обычный сверхрегенеративный приемник сможет принимать четыре сигнала одновременно.

На рис. 5.3 приведена схема типового транзисторного сверхрегенеративного детектора с указанием элементов схемы, влияющих на чувствительность. Конденсатор С8 блокирует питающую батарею, чтобы изменения ее внутреннего сопротивления не влияли на изменение частоты генератора, а также для того, чтобы при подключении усилителя НЧ не появились вредные связи.

Резисторы R1 и R2 стабилизируют рабочую точку транзистора, работающего в схеме ОБ.

Из резонансного контура в коллекторе транзистора, настроенного на частоту 27,12 МГц и состоящего из катушки L и конденсатора С1, напряжение положительной обратной связи подается на эмиттер через конденсатор С3 для самовозбуждения. Часто бывает полезно для повышения чувствительности подключать конденсатор С3 к среднему отводу катушки L, как на рис. 5.4 а. Чтобы подводимое к эмиттеру напряжение обратной связи не замыкалось на корпус через конденсатор С4, применяют дроссель Др, который должен иметь как можно меньшую собственную емкость, а его полное сопротивление должно быть в 10 раз больше емкостного сопротивления С3.

После подключения питания напряжение шума, имеющееся в цепи коллектора (в результате положительной обратной связи), становится причиной возбуждения колебаний в LC-контуре на резонансной частоте. Тогда эмиттер транзистора все еще возбуждается большей амплитудой напряжения ВЧ, поступающего через конденсатор СЗ, коллекторный ток возрастает, а среднее напряжение эмиттера становится (в отличие от исходного состояния) более отрицательным относительно базы (усилитель класса С). Амплитудное значение напряжения ВЧ перестанет возрастать, на некоторое время задержится на данном значении и зарядит конденсатор С4. Это означает, что потенциал эмиттера будет двигаться в сторону больших отрицательных значений до тех пор, пока положительные значения амплитуды сигнала ВЧ, поступающего через С3, не станут достаточными для запирания транзистора. Колебания в цепи коллектора все еще будут продолжаться, но с понижающейся амплитудой. В то время, когда транзистор будет закрыт, конденсатор С4 разрядится через резистор R3 вплоть до момента, когда у базы станет более отрицательный потенциал, чем у эмиттера, а транзистор снова не начнет усиливать и не возникнут новые колебания.

Конденсатор С4 заряжается через транзистор до отрицательного значения напряжения на эмиттере, а разряжается через резистор R3. Длительность заряда и разряда С4 определяет его емкость и величину резистора R3.

Период возбужденных колебаний ВЧ при запертом транзисторе обусловливают практически только потери колебательного контура LC1, В случае неправильного регулирования сверхрегеие-ративного детектора время запирания транзистора может быть настолько коротким, что амплитуда напряжения возбужденных колебаний ВЧ не будет успевать падать в контуре до уровня амплитуды напряжения шума, прежде чем начнет нарастать новая пачка колебаний ВЧ. Приемник, работающий в таком режиме, имеет малую чувствительность, а его согласование с передатчиком осуществить достаточно трудно, так как в этом случае непрерывная резонансная характеристика делится на целый ряд узких резонансных пиков (многократный резонанс). Дальность действия также невелика, зависит от температуры окружающей среды и напряжения источника питания. В таком случае обычно прибегают к временному вспомогательному средству: параллельному подключению к колебательному контуру резистора R6 — 600 Ом. Таким образом, замедляется рост возбуждаемых колебаний ВЧ. Это эффективно улучшает работу сверхрегенератора, но все же не является решением вопроса, так как в этом случае отбирается часть энергии ВЧ от антенны. Иногда подключение резистора к контуру приводит к полному срыву колебаний вместо устранения явления многократного резонанса.

Из сказанного выше следует, что на время запирания транзистора для постоянной времени RC-цепи частоты гашения, обусловленной значениями R3C4, влияет рабочая точка транзистора. Ее регулирование состоит в том, что уменьшают вдвое величину номинального напряжения батареи питания и изменяют сопротивление резисторов делителя напряжения R1R2. Регулирование осуществляется до тех пор, пока на выходе детектора R3C4 еще есть шум сверхрегенерации. При этом резонансный контур в коллекторе должен быть нагружен антенной нормальной длины (обычно 0,8 м), но без шунтирующего резистора R6. Этим резистором шунтируют резонансный контур. Сопротивление резистора R6 надо подбирать так, чтобы шум сверхрегенерации полностью не исчезал (от 4,7 до 2,7 кОм). После этого проверяют работу детектора, питаемого полным напряжением батареи с помощью генератора ВЧ и лампового вольтметра или осциллографа. При этом резонансная характеристика единична, не имеет многократного резонанса, сужается при подстройке (лучшая селективность — большее сопротивление помехам), а чувствительность увеличивается в несколько раз. Контроль за улучшением чувствительности детектора выполняют методом, описанным в гл. 13.

Необходимо знать амплитуду частоты гашения на выходе детектора (чем она меньше, тем лучше). Тогда легче отделить ее от полезного сигнала на выходе усилителя НЧ. Предварительное фильтрование можно выполнять на выходе детектора включением резистора R4 и конденсатора С5 (например, 1 кОм и 0,039—0,043 мкФ), но это не обеспечивает эффективного подавления частоты гашения. Лучшие результаты дает фильтр с дросселем НЧ, заменяющим резистор R4 (Др2 на рис. 7.4). Индуктивность дросселя должна быть 25—30 мГ, для этого, например, используют катушку с намотанным проводом диаметром 0,05 мм до сопротивления 680 Ом; такая катушка содержит около 2000 витков.

Хорошие результаты при подавлении частоты гашения дает использование польского миниатюрного трансформатора T11 в качестве дросселя НЧ (вместо R4) с одной обмоткой и с повышенным сопротивлением (140 Ом). Это трансформатор не нуждается в каких-либо переделках.

Различие уровней выходных напряжений в сверхрегенеративном детекторе (см. рис. 5.3) в случае использования резистора R4 и замены его дросселем НЧ Др2 приведена в табл. 5.1.

В сверхрегенеративных приемниках полезна трансформаторная связь (1:4,5—5,5) детектора с УНЧ. В этом случае дроссель НЧ может быть исключен, а конденсатор С5,подбирается для подстройки первичной обмотки трансформатора к полосе передаваемых сигналов НЧ.

Транзистор первого каскада УНЧ должен иметь как можно более высокий коэффициент усиления по току и как можно меньший обратный ток коллектора. Резисторы R1 и R2 можно заменить монтажным потенциометром 10—25 кОм, что облегчит регулирование.

Конденсатор С3 можно заменить двумя скрученными проводами диаметром 0,25 мм. Обратную связь регулируют путем скручивания или раскручивания этих проводов длиной 37 мм. Емкость конденсатора С3 можно также подобрать с помощью воздушного конденсатора полупеременной емкости, например 2—8 пФ. Конденсатор устанавливают на минимум емкости и постепенно увеличивают ее до тех пор, пока в высокоомных головных телефонах (1—4 кОм), включенных на выходе детектора, не появится шум сверхрегенерации. Обычно эта емкость соответствует наибольшей чувствительности схемы. Тогда измеряют подобранную емкость и заменяют постоянным конденсатором. Используя конденсатор по-лупеременной емкости 2—35 пФ или 2—50 пФ, можно аналогичным образом установить вторую точку наибольшей чувствительности. В этом случае увеличивают емкость до момента исчезновения шума сверхрегенерации, после чего ее несколько уменьшают. Теоретически более правилен первый способ, но на практике рекомендуется испробовать оба и выбрать тот из них, который дает лучшие результаты. Тут уместно подчеркнуть, что самый громкий шум сверхрегенерации вовсе не означает точку максимальной чувствительности схемы.

Емкость конденсатора С4 влияет на частоту гашения сверхрегенеративного детектора, на ширину полосы ВЧ приемника и уровень сигнала НЧ на его выходе. Чем больше С4, тем меньше частота гашения и уже полоса ВЧ. Однако слишком большая емкость С4 вызывает нарушение устойчивой работы сверхрегенератора.

Сердечник катушки L должен перестраивать приемник за два поворота на 1 МГц.

Очень важным элементом сверхрегенератора является также дроссель Др (10—35 мкГ ±10%; активное сопротивление 2—4 Ом). Без дросселя схема не работает. В схемы некоторых детекторов необходимо включать развязывающий конденсатор С6, С7, С8 (или вместо них — С9).

Сверхрегенеративный детектор с кремниевым транзистором отличается несколькими ценными свойствами: простая схема (см. рис. 5.4 б), малый уровень шумов на выходе, отсутствие дросселя НЧ (Др2 на рис. 7.4). Прием модулированных сигналов при этом транзисторе исключительно чистый, без следов шума сверхрегенерации. При испытании дальности действия по мере удаления от передатчика детектор с германиевым транзистором имеет ступенчато нарастающий уровень шума в телефоне на выходе приемника вплоть до исчезновения сигнала, а детектор с кремниевым транзистором имеет почти постоянный уровень шума вплоть до границы дальности действия, где модулированный сигнал, который до сих пор был слышен с полной силой, сразу исчезает. Это достоинство особенно важно для схем с одновременным обслуживанием двух каналов НЧ.

Сверхрегенеративный детектор обычно принимает сигналы ВЧ, отстоящие на ±150 кГц от середины полосы 27,12 МГц без резких различий в уровне на выходе. Таким образом, приемник с каскадом ВЧ (например, показанный на рис. 14.14) принимает сигналы, отстоящие даже на ±250 кГц.

Полное выходное сопротивление детектора, представленного на рис. 7.4 а, равно 20—30 Ом, а полное входное сопротивление усилителя НЧ равно около 4 кОм. Таким образом, важно согласование этих элементов. Двухкаскадный усилитель НЧ обеспечивает усиление сигнала НЧ примерно в 1500 раз, что вполне достаточно для срабатывания групп резонансных фильтров или реле.

Дополнительные сведения о регулировании сверхрегенеративных приемников даются в табл. 5.2 (измерение трех экземпляров приемников).

Сверхрегенеративный детектор, как и регенератор, излучает ВЧ колебания. Два близко расположенных друг к другу сверхрегенеративных приемника (например, в плавающих моделях) могут поэтому при работе мешать друг другу. Для уменьшения излучения к сверхрегенеративному детектору добавляют каскад усиления ВЧ (рис. 5.5), потребляющий ток около 1 мА. Каскад усиления желательно экранировать, а связь с усилителем сделать как можно слабее. Здесь применяют керамический конденсатор емкостью 1—9 пФ, значение которой можно подобрать экспериментально. Такой конденсатор можно изготовить путем скручивания друг с другом двух коротких проводов в поливинилхлоридной изоляции. Усилитель ВЧ, помимо того, что он значительно уменьшает излучение, увеличивает чувствительность приемника и его дальность действия, а также улучшает устойчивость работы детектора, делая его нечувствительным к внешним влияниям. Регулирование его заключается в подборе связи обоих элементов.

Усилитель ВЧ регулируют после сверхрегенеративного детектора. Чаще всего встречаемый апериодический усилитель (рис. 5.5 а, б) дает небольшое усиление (около 1,5—2), но тут важны другие, упомянутые выше, достоинства. Почти все транзисторные сверхрегенеративные приемники заводского изготовления теперь снабжаются каскадом усиления ВЧ.

Можно также собирать сверхрегенеративный детектор с очень большой избирательностью, нечувствительный к помехам и экономичный (см. рис. 5.4 в). Кварцевый резонатор с рабочей частотой передатчика может быть заменен конденсатором емкостью 5 пФ там, где не требуется особо высокой избирательности. Двойной Т-фильтр служит для отделения частоты гашения от командного сигнала. Приемник с детектором этого рода имеет все достоинства супергетеродинного приемника, хотя он значительно проще. Схема другого сверхрегенеративного детектора с повышенной избирательностью приведена на рис. 5.4 б.

На рис. 5.6—5.8 приведены схемы сверхрегенеративных приемников.

• 1) если имеется свободный канал НЧ, то его используют в качестве ключа;
• 2) если использованы все каналы, то надо добавить в передатчик один генератор НЧ, а в приемник — один фильтр с реле.

На рис. 5.9 а показана структурная схема передатчика с тремя генераторами НЧ управляющих каналов — Г1, Г2, Г3 (что позволяет единовременно передавать три командных сигнала) и с генератором НЧ ключа ГК, включенным через диодную логическую схему. Транзистор 77 — развязывающий, R следует подобрать, 12 — переключатель (если Т2 не закрыт, то не работает и 77).

Следует обратить внимание на то, что каждый оператор должен пользоваться другой частотой канала-ключа, а исполнительные механизмы должны быть без самоцентрирования, с временем перехода из одного конечного положения в другое от 1 до 1,5 с. Такое решение подходит только для плавающих и колесных радиомоделей.

Сверхрегенератор

В 1922 году Армстронг модифицировал регенеративный радиоприемник и открыл новый способ детектирования сигналов, в котором возможно даже при помощи одиночного каскада достигнуть усиления в миллион раз! Чтобы построить сверхрегенератор, нужно очень мало — ввести регенератор в режим возбуждения, то есть создать в нем собственные колебания. «Но позвольте! — воскликнет читатель. — Чуть выше было сказано, что режим генерации собственных колебаний противопоказан для радиоприема». Все правильно — для режима прямого усиления непрерывная генерация действительно противопоказана. А вот если ввести приемник в режим срыва генерации, когда начавшиеся колебания периодически с не слишком высокой частотой будут срываться и возникать снова, можно наблюдать интереснейшие эффекты. Срыв генерации может осуществлять как дополнительный внешний генератор, так и пассивная цепочка, включенная в регенеративный каскад.

Но не будем торопить события, а вновь рассмотрим схему Мейсснера, несколько ее модифицировав (рис. 11.29).

Рис. 11.29. Схема сверхрегенеративного приемника, основанного на генераторе Мейсснера

Мы ввели в схему источник периодического сигнала с частотой, много меньшей частоты принимаемого сигнала и, соответственно, собственной частоты колебательного контура LC. Пусть сначала сигнал, получаемый антенной, отсутствует. Тогда при положительном полупериоде напряжения G1 схема самовозбуждается и колебания начнут нарастать, а при отрицательном полупериоде — спадать, как показано на рис. 11.30.

Рис. 11.30. Процессы, происходящие в сверхрегенераторе при отсутствии сигнала в антенне

Мы получили пачки импульсов, заполненных колебаниями с частотой, равной собственной частоте контура.

Теперь подадим на антенный вход сигнал. Если входной сигнал будет промодулирован, то начнется изменение анодного тока по закону модуляции, как показано на рис. 11.31.

Рис. 11.31. Изменение анодного тока в сверхрегенераторе под действием внешнего модулированного колебания

Чем больше амплитуда модулированного колебания в данный момент, тем дольше нарастание собственных колебаний. Осталось только сгладить острые пики и получить исходный сигнал.

Интересно отметить, что с помощью сверхрегенеративного каскада можно детектировать не только АМ-колебания, но и колебания ЧМ, немного расстроив входной контур относительно несущей. Тогда ЧМ-колебание на одном из скатов резонансной кривой контура будет преобразовываться в АМ — разные частоты передаются с разной амплитудой. При совпадении частоты настройки контура со средней частотой ЧМ-колебания (при отсутствии модулирующего сигнала) звука на выходе не будет — в окрестности центральной частоты характеристика контура слишком полога.

Сверхрегенераторы сегодня встречаются намного чаще регенеративных схем. Например, любят использовать эту схему авиамоделисты — приемники радиоуправляемых моделей строятся в основном с применением сверхрегенераторов. Также можно увидеть сверхрегенераторы в канале автомобильной сигнализации. Почему они прижились лучше регенераторов? Во-первых, сверхрегенератор не имеет органов управления степенью регенерации — его настраивают один раз: при первоначальной регулировке. Во-вторых, сверхрегенератор чрезвычайно прост. В-третьих, он может отлично принимать цифровые данные, очень напоминающие телеграфный код.

А есть ли недостатки? Их тоже вполне достаточно для того, чтобы в технике радиовещательного приема сверхрегенерация стала лишь теоретически интересной возможностью преобразования радиочастот в звук. Во-первых, сверхрегенератор обладает широкой полосой пропускания, определяющейся добротностью контура, не охваченного обратной связью, — в сверхрегенераторе не работает закон умножения добротности. Из-за этого сверхрегенератор невозможно использовать в диапазоне КВ, так как плотность радиовещательных станций в нем высока. Во-вторых, в отсутствие внешнего сигнала в сверхрегенераторе слышен характерный шипящий «примусный» звук, вызванный тепловым движением электронов. В-третьих, сверхрегенератор сам излучает в окружающее пространство электромагнитные волны и становится источником помех — ведь он генерирует колебания! В-четвертых, качество звука на выходе сверхрегенератора очень низкое, имеет «хрипяще-шипящий» характер, что не позволяет использовать его для высококачественного радиоприема. Но сверхрегенератор с успехом находит применение в технике портативной связи, где не нужно заботиться о качестве звука, важно лишь, чтобы слова были разборчивы. В-пятых, сверхрегенератор очень чувствителен к стабильности напряжения питания.

Если вы не слишком разочаровались в сверхрегенераторе после этих слов, мы предлагаем попробовать сверхрегенеративную схему на практике. Надо сказать, что многие радиолюбители оценивают качество звука сверхрегенеративного приемника как вполне удовлетворительное и достаточное для прослушивания не только речевых, но и музыкальных передач.

Схема первого — простейшего — сверхрегенеративного приемника, рассчитанного на прием станций УКВ-диапазона, приведена на рис. 11.32.

Рис. 11.32. Схема простого сверхрегенератора УКВ диапазона

Антенна WA1 в данном случае может представлять собой отрезок медного провода длиной 0,5…1 м. Чувствительности схемы вполне хватит для приема УКВ-станций на расстоянии до 50…70 км. Антенна с помощью катушки L1.1 индуктивно связана с селективным контуром L1.2—С1. Конденсатор С1 желательно выбрать с воздушным диэлектриком, например 1КПВМ-1, так как керамический вариант прослужит меньше. В крайнем случае допустимо использовать подстроечный керамический конденсатор типа КПК-1, КПК-М, КТ4-23, припаяв к винту настройки медную трубочку подходящего диаметра, как показано на рис. 11.33.

Рис. 11.33. Вариант доработки подстроенного керамического конденсатора

На конец трубочки необходимо насадить диэлектрическую ручку или обернуть ее несколькими слоями изоленты для исключения влияния емкости тела на схему. Конденсатор С2, устанавливающий режим возбуждения сверхрегенератора, можно использовать любого типа и без доработки.

Намоточные данные катушек: L1.1 содержит 9 витков, L1.2–6 витков провода типа ПЭВ-2, ПЭТВ диаметром 0,5 мм, L2 — 25 витков того же провода диаметром 0,2…0,25 мм. Внешний диаметр каркаса катушек составляет 6,5 мм. Телефонный капсюль В1 должен иметь сопротивление порядка 1…2 кОм.

Приемник смонтирован на плате из фольгированного стеклотекстолита (гетинакса). Печатная плата приемника показана на рис. 11.34, сборочный чертеж — на рис. 11.35.

Рис. 11.34. Печатная плата

Рис. 11.35. Сборочный чертеж и внешний вид монтажа

Настройка его сводится к установке границ диапазона (64…110 МГц) растяжением и сжатием витков катушки L1.2, а также к установке режима самовозбуждения с помощью конденсатора С2. При правильной настройке в телефоне В1 должен быть слышен равномерный шум в промежутках между станциями. Границы диапазона удобно устанавливать по промышленному радиоприемнику, одновременно прослушивая радиопередачу в том и в другом приемниках. Качество звука можно улучшить, подобрав в небольших пределах сопротивление резистора R1.

Схема второго сверхрегенеративного приемника, приведенная на рис. 11.36, разработана радиолюбителем Ч. Китчиным (позывной в любительском эфире N1TEV) и имеет высокие показатели чувствительности, качества звука.

Рис. 11.36. Сверхрегенератор для приема УКВ ЧМ радиопередач (схема Ч. Китчина)

Приемник используется для приема радиовещательных станций в УКВ диапазоне, но на него можно принимать и узкополосные станции радиолюбителей, работающих в диапазоне 144 МГц. Детектирование осуществляется на одном из скатов резонансной характеристики входного контура. Настроить этот приемник также несложно.

Входной каскад, построенный на основе полевого транзистора с управляющим р-n-переходом VT1, выполнен по схеме с общим затвором. Как мы знаем, такое включение обеспечивает усиление сигнала только по напряжению, имеет низкое входное сопротивление, согласующее каскад с антенной. Высокое выходное сопротивление минимально нагружает контур, в котором осуществляется сверхрегенерация, и способствует повышению его добротности. Катушка индуктивности L1 служит нагрузкой входного усилителя. В данной схеме ее индуктивность составляет 15 мкГн, но номинал может отличаться от указанного в 2–3 раза, так как резонансный эффект здесь не используется.

Сверхрегенеративный детектор собран на транзисторе VT2. Сигнал на него поступает через конденсатор малой емкости — С2. Если не удастся найти такой конденсатор, можно изготовить его самостоятельно, скрутив между собой два проводника диаметром 0,15…0,33 мм из провода ПЭВ-2, ПЭТВ. Длина проводников должна быть порядка 25 мм. Конденсаторы С4, С5 и катушка L2 образуют колебательный контур, настраиваемый конденсатором С4 в резонанс с принимаемым сигналом. Высокочастотная составляющая сигнала резонансного контура замыкается через конденсатор С7. Конденсатор С6 — элемент положительной обратной связи (ПОС). Элементы С8, С9, R2, R4, R5 — цепь автоматического гашения колебаний сверхрегенеративного каскада. Частота гашения устанавливается элементами С8, R4, R5 и может быть подрегулирована резистором R5 при настройке для получения наилучшего качества звука. Элементы R2, С9 обеспечивают форму гасящих импульсов, близкую к синусоидальной (рис. 11.37).

Рис. 11.37. Форма гасящих импульсов в сверхгенераторе Ч. Китчина

Как показывают результаты экспериментов, проведенных разработчиком этой схемы, такая форма импульсов повышает селективные свойства и вносит минимальные искажения в звуковой сигнал. Форму гасящих импульсов нужно устанавливать резистором R2 «на слух». Дроссель L3 не позволяет проникать высокочастотной составляющей генерации на выход детектора. Его величина индуктивности также некритична и в описываемой схеме составляет 15 мкГн.

Цепочка R6, С13 — простейший фильтр низких частот (ФНЧ), выделяющий звуковой сигнал. Резистор R8 — регулятор громкости. На микросхеме DA1 построен УНЧ. Эту схему вы уже встречали по ходу чтения книги. Каких-либо особенностей она не имеет. При желании настроить подходящий уровень громкости в верхнем (по схеме) положении движка резистора R8 нужно подобрать величину R10. Увеличение этого резистора увеличивает общий коэффициент усиления микросхемы.

Очень важный каскад выполнен на, элементах VT3, R3, R7, С10, С11, С12. Как вы помните, степень регенерации в значительной степени зависит от напряжения питания регенеративного каскада. В качественном сверхрегенеративном приемнике необходимо подстраивать степень регенерации, поскольку детектирование осуществляется на одном из скатов резонансной кривой. Чем «круче» будет скат, тем большую громкость звука удастся получить. Однако слишком большая крутизна ската внесет искажения — проявится ее нелинейный характер. Учитывая это, в приемник была введена регулировка регенерации, построенная на основе управляемого источника напряжения на транзисторе VT3. Резистор R7 желательно использовать многооборотный для плавности настройки. Транзистор VT3 включен эмиттерным повторителем.

Особое внимание читателя хочется обратить на катушку L2 (рис. 11.38).

Рис. 11.38. Конструкция катушки L2

Она выполняется без сердечника, способом намотки на оправке диаметром 6 мм. Количество витков провода ПЭВ-2 или ПЭТВ диаметром 0,5 мм — 3,5. После намотки катушку следует растянуть так, чтобы ее длина между крайними выводами составила порядка 25 мм. Середину катушки необходимо зачистить от, лака и припаять к этой точке конденсатор С6. Длину свободных крайних выводов рекомендуется оставить 18 мм. В качестве катушек L1 и L3 можно использовать дроссели серии ДМ или ДПМ, а также импортные аналоги (индуктивностью 10…20 мкГн),

Монтаж приемника лучше всего осуществлять на двухсторонней печатной плате, у которой одна сторона сохранена полностью, а другая — содержит «пятачки» для пайки элементов. Естественно, должны быть просверлены отверстия для «общего проводника», которым выступает полностью сохраненная сторона.

Печатная плата приемника показана на рис. 11.39, сборочный чертеж — на рис. 11.40.

Рис. 11.39. Печатная плата

Рис. 11.40. Сборочный чертеж и внешний вид монтажа

Настраивать приемник нужно, предварительно подобрав величину конденсатора С5 до установки границ диапазона УКВ при перестройке конденсатором С4. Звук в этот момент может быть каким угодно. Затем, отрегулировав максимально возможное качество звука резистором R7, резисторами R2 и R5, добиться улучшения качества звука. Приемник настроен. Его можно поместить в подходящий корпус, вывести на переднюю панель оси С4, R7, R8. Катушку L2 желательно максимально удалить от металлических предметов, так как любой металлический предмет влияет на резонансную частоту контура.

Сверхрегенеративный приемник: описание, характеристики, принцип работы, применение

Сверхрегенеративный приемник используется в течение многих десятков лет, особенно на УКВ и УВЧ, где он мог предложить простоту схемы и относительно высокий уровень производительности. Этот детектор был популярен в своей версии вакуумной трубки впервые дни приема ОВЧ в конце 1950-х — начале 60-х годов. После этого он применялся в простых схемах транзисторной версии. Такая конструкция была причиной шипящего звука, издаваемого радиостанциями CB 27 МГц. В наши дни суперрегенеративное радио уже не так популярно, хотя есть несколько приложений, по-прежнему интересных современникам.

История радио

Историю развития сверхрегенеративного приемника можно проследить от самых первых дней его изобретения. В 1901 году Реджинальд Фессенден в своем приемнике для выпрямляющего кристаллического детектора применил немодулированный синусоидальный радиосигнал на частоте, смещенной от несущего радиоволнового носителя и от антенны.

Позже, в годы Первой мировой войны, радиолюбители стали пользоваться преимуществами радиотехнологий, которые обеспечивали достаточное качество и чувствительность передачи. Инженер Люсьен Леви во Франции, Уолтер Шоттки в Германии и, наконец, человек, которому приписывается техника супергетеродина, Эдвин Армстронг, решили проблему избирательности и построили первое рабочее сверхрегенеративное радио.

Оно было изобретено в эпоху, когда радиотехника была очень простой, а сверхрегенеративному приемнику не хватало тех возможностей, которые сегодня считаться само собой разумеющимися. Супергетеродинный радиоприемник (супергетеродин) в полном наименовании — сверхзвуковой гетеродинный беспроводной приемник, стал важным шагом по пути вперед в развитии науки и техники, хотя изначально он не был широкого использования, потому что вмещал в себя много клапанов, труб и прочих громоздких деталей. И к тому же в то время радио было очень дорогим удовольствием.

Основы супер ресивера

Сверхрегенеративный приемник основан на простом регенеративном радио. Он использует вторую частоту колебаний в цикле регенерации, которая прерывает или гасит основные колебания частоты. Гашение колебаний обычно работает на частотах выше звукового диапазона, например, от 25 кГц до 100 кГц. При работе цепь имеет положительную обратную связь, поэтому даже небольшое количество шума приведет к колебанию системы.

Выход радиочастотного усилителя в приемнике имеет положительную обратную связь, т.е. часть выходного сигнала подается обратно на вход в фазе. Любой присутствующий сигнал будет неоднократно усиливаться, и это может привести к усилению уровня сигнала в тысячу раз и даже более. Несмотря на то что усиление фиксировано, можно достичь уровня, приближающегося к бесконечности, используя такие методы обратной связи, как схема с точкой колебания у сверхрегенеративного приемника на батарейных радиолампах.

Регенерация вводит отрицательное сопротивление в цепь, и это означает, что общее положительное сопротивление уменьшается. И, кроме того, с ростом усиления увеличивается избирательность схемы. Когда схема работает с обратной связью, так что генератор работает достаточно в области колебаний, возникает вторичное низкочастотное колебание. Оно разрушает частоту высокочастотного колебания.

Концепция была первоначально обнаружена Эдвином Армстронгом, который придумал термин «супервосстановление». И этот тип радио называется сверхрегенеративным приемником на лампах. Такая схема использовалась во всех формах радио от отечественных радиовещательных радиостанций до телевизоров, высокоточных тюнеров, профессиональных радиостанций связи, спутниковых базовых станций и многих других. Практически все широковещательные радиоприемники, а также телевизоры, коротковолновые приемники и коммерческие радиоприемники использовали в качестве основы для работы принцип супергетеродина.

Преимущества передатчика

Супергетеродинное радио имеет ряд преимуществ перед другими формами радио. В результате своих преимуществ сверхрегенеративный приемник на транзисторах остался одним из передовых методов, используемых в радиотехнологии. И несмотря на то что сегодня на передний план выходят другие методы, супрет-приемник по-прежнему очень широко используется с учетом функций, которые он может предложить:

1. Замыкание селективности. Одним из основных преимуществ приемника является близость к избирательности, которую он может предложить.
2. Используя фильтры с фиксированной частотой, он может обеспечить качественное отключение соседнего канала.
3. Возможность приема нескольких режимов.
4. Благодаря топологии эта технология приемника может включать в себя множество различных типов демодуляторов, которые легко подбираются с учетом требований.
5. Получают очень высокочастотные сигналы.

Тот факт, что сверхрегенеративный приемник на полевом транзисторе использует технологию смешивания, означает, что большая часть обработки приемника выполняется на более низких частотах, предоставляя себе возможность получения высокочастотных сигналов. Эти и многие другие преимущества означают, что приемник был востребован не только с началом радиофикации, но и останется таким же еще на многие годы.

Сверхрегенеративный приемник на полевом транзисторе

Давайте разберемся. Принцип работы сверхрегенеративного приемника заключается в следующем.

Сигнал, который поднимается антенной, проходит в приемник и поступает в микшер. Другой локально сгенерированный сигнал, часто называемый локальным генератором, подается в другой порт микшера и два сигнала смешиваются. В результате новый сигнал генерируется на суммарной и разностной частотах.

Выход передается в так называемую промежуточную частоту, где сигнал усиливается и фильтруется. Любой из преобразованных сигналов, которые попадают в полосу пропускания фильтра, может проходить через фильтр, и они также будут усиливаться ступенями усилителя. Сигналы, которые выходят за пределы полосы пропускания фильтра, будут отклонены.

Настройка приемника выполняется просто путем изменения частоты локального генератора. Это изменяет частоту входящего сигнала, сигналы преобразуются и могут проходить через фильтр.

Настройка сверхрегенеративного приемника

Хотя она и более сложная, чем у некоторых других видов радиоприемников, но обладает преимуществом с точки зрения производительности и избирательности. Таким образом, настройка способна удалять нежелательные сигналы более эффективно, чем другие настройки TRF (Tuned Radio Frequency) или радиостанции, которые использовались в первые дни радио.

Основная концепция и теория, лежащие в основе супергетеродинного радио, включают процесс смешивания. Это позволяет передавать сигналы с одной частоты на другую. Входную частоту часто называют ВЧ-входом, тогда как локально генерируемый сигнал генератора называется локальным генератором, а выходная частота называется промежуточной частотой, так как она находится между ВЧ и аудиочастотами.

Блок-схема базового сверхрегенеративного приемника на одном транзисторе такова. В смесителе мгновенная амплитуда двух входных сигналов (f1 и f2) умножается, что приводит к сигналам на выходе частот (f1 + f2) и (f1 — f2). Это позволяет передавать входящую частоту до фиксированной частоты, где ее можно эффективно фильтровать. Изменение частоты локального генератора позволяет настроить приемник на разные частоты. Сигналы на двух разных частотах могут поступать на промежуточные этапы.

Тюнинг RF удаляет один и принимает другой. Когда присутствуют сигналы, они могут вызывать нежелательные помехи, маскируя требуемые сигналы, если они появляются одновременно в промежуточной частотной секции. Часто в недорогих радиостанциях гармоники локального осциллятора могут отслеживать на разных частотах, что приводит к изменению гетеродинов при настройке приемника.

Общая блок-схема сверхрегенеративного приемника на одном транзисторе показывает основные блоки, которые могут использоваться в приемнике. В более сложных радиостанциях на базовую блок-диаграмму добавятся дополнительные для демодуляторов.

К тому же некоторые сверхгетеродинные радиостанции могут иметь два или более преобразования, чтобы обеспечить повышенную производительность, для улучшения функционирования элементов схемы, можно использовать два или даже три преобразования.

• тюнинг-колпачок — это переменная 15pF;
• индуктор «L» представляет собой не что иное, как 2-дюймовую металлическую проволоку No 20, изогнутую в форме «U».

FM-радиостанции (88-108 МГц) нуждаются в большей индуктивности, а нижняя половина полосы (приблизительно 109-130 МГц) потребует меньше, так как она выше FM-диапазона.

Автоматическое управление усилением 27МГц

Считается, что сверхрегенеративный приемник на 27 МГц вырос из потребности военного времени в очень простом одноразовом устройстве с высоким коэффициентом усиления положительной обратной связи. Решением этого было позволить колебаниям настроенной частоты альтернативно расти и подавляться под управлением второго (гасящего) генератора, работающего на более низкой радиочастоте. Положительная обратная связь вводилась переменным потенциометром, который использовался следующим образом.

Сигнал будет увеличиваться в объеме до тех пор, пока радиочастотный усилитель не начнет колебаться. Идея заключалась в том, чтобы отменить контроль, пока колебание не прекратится. Однако обычно существовал значительный гистерезис между положением и эффектом. Повышение производительности могло быть достигнуто только в том случае, если продвижение было остановлено незадолго до начала колебаний, что требовало навыков и терпения.

В этом устройстве настраиваемый усилитель начинает колебаться в течение полупериода формы сигнала осциллятора. Во время «включения» части цикла гашения, колебания настроенного усилителя растут экспоненциально от шумов схемы. Время достижения этих колебаний до полной амплитуды пропорционально значению Q настроенной схемы. Поэтому, в зависимости от частоты генератора гашения, колебания частоты сигнала могут доходить до полной амплитуды (логарифмический режим) или быть свернуты (линейный режим).

Для радиоуправления моделями использовались три основных типа сверхрегенеративного приемника на 27 МГц: приемник жесткого клапана, приемник мягкого клапана и приемник на основе транзисторов.

Типичная схема приемника жесткого клапана показана на рисунке.

Радиосхема для диапазона 25-150 МГц

В этой схеме сверхрегенеративный приемник на диапазоне 25 150 мгц аналогичен принципиальной схеме MFJ-8100.

Первая ступень основана на транзисторе FET, подключенном к общей конфигурации затвора. Стадия радиочастотного усилителя предотвращает радиочастотное излучение от антенны в обеих цепях. Суперрегенеративный детектор основан на транзисторе, подключенном к общей конфигурации затвора. С помощью триммера регулируется коэффициент усиления обратной связи до точки, где потенциометр обеспечивает плавное управление регенерацией.

Частотный диапазон этого приемника составляет от 100 МГц до 150 МГц. Его чувствительность составляет менее 1 мкВ. Катушки намотаны на съемную оправу диаметром 12 мм. Конечно, регенераторы и супер регенераторы не являются будущим радиолюбителей, но у них все еще есть место под солнцем.

Устройство передачи 315МГц

Тут представлен современный 315 RF супер восстановительный модуль передатчик + приемник.

Он обеспечивает очень экономичное беспроводное решение с максимальной скоростью передачи данных до 4 Кбит/с. И может использоваться, как пульт дистанционного управления, электрические двери, двери затвора, окна, разъем дистанционного управления, дистанционное управление светодиодом, стереосистемой пульта дистанционного управления и системами сигнализации.

• дальность передачи> 500 м;
• чувствительность -103 дБ, в открытых областях, поскольку он работает с методом амплитудной модуляции, чувствительность к шуму выше;
• рабочая частота: 315,92 МГц;
• рабочая температура: от -10 градусов до +70 градусов;
• мощность передачи: 25 мВт;
• размер приемника: 30 * 14 * 7 мм Размер передатчика: 19 * 19 мм.

Ламповый ISM 433 МГц

Сверхрегенеративный приемник на лампах потребляет менее 1 мВт и работает в бесконтактной 433 МГц промышленной, научной и медицинской сети. В своей простейшей форме суперрегенеративный приемник содержит радиочастотный генератор, который периодически включает и выключает «сигнал гашения» или низкочастотный сигнал. Когда сигнал гашения переключается на генератор, колебания начинают нарастать с экспоненциально растущей оболочкой. Применение внешнего сигнала на номинальной частоте генератора ускоряет рост огибающей этих колебаний. Таким образом, рабочий цикл амплитуды погашенного осциллятора изменяется пропорционально амплитуде приложенного радиосигнала.

В сверхрегенеративном детекторе приход сигнала начинает радиочастотные колебания раньше, чем при отсутствии сигнала. Суперрегенеративный детектор может принимать сигналы АМ и хорошо подходит для обнаружения сигналов данных OOK (on/off-keyed). Суперрегенеративный детектор представляет собой систему дискредитированных данных, т. е. каждый период отсчитывает и усиливает радиочастотный сигнал. Чтобы точно восстановить исходную модуляцию, генератор подавления должен работать на частоте, несколько превышающей самую высокую частоту в исходном модулирующем сигнале. Добавление детектора огибающей, за которым следует фильтр нижних частот, улучшает демодуляцию AM.

Сердце приемника содержит обычный LC-генератор, сконфигурированный Colpitts, работающий на частоте, определяемой серийным резонансом L1, L2, C1, C2 и С3. При выключении устройства ток смещения Q1 гасит генератор. Каскадный транзистор Q2 и Q3 образует усилитель антенны, который улучшает показатель шума приемника и обеспечивает некоторую радиочастотную развязку между генератором и антенной. Для экономии энергии усилитель работает только при росте колебаний.

Схема сверхрегенеративного УКВ

Приемник состоит из транзистора 2N2369, окруженного пятнадцатью компонентами, которые совместно являются высокочастотной частью. Эта сборка является сердцем приемника. Она обеспечивает как усиление HF, так и демодуляцию. Конфигурированная схема, установленная в коллекторе транзистора, позволяет выбирать частоту.

Реакционный набор использовался очень рано в короткой волне радиолокаторами трубки. Затем он был найден в знаменитых «трех транзисторах» в режиме разговора 60-х годов. Многие приемники с дистанционным управлением 433 МГц все еще используют его. Оба этапа на BC337 являются низкочастотными усилителями, последний из которых обеспечивает питание для наушников или небольшой громкоговоритель. Регулируемое сопротивление 22 кОм регулирует поляризацию транзистора 2N2369, чтобы получить наилучшую точку реакции, сочетающую чувствительность и низкое искажение, избегая при этом колебания, которое блокирует его работу.

Звуковая частота восстанавливается через резистор 4,7 кОм, затем проходит через фильтр нижних частот, что исключает высокочастотное переключение реакции. Первый транзистор BC337 обеспечивает предварительное усиление BF. Конденсатор 4,7 нФ, расположенный между его коллектором и его базой, действует, как фильтр нижних частот, исключая высокочастотный остаток и ограничивая максимумы. Сопротивление 10 кОм регулирует усиление последней ступени и, следовательно, громкость.

Сборка радио своими руками

Для сверхрегенеративного приемника 315 МГц своими руками все компоненты должны быть установлены на печатной плате и дорожки выполнены с помощью резака. Широкий план заземления незаменим для (электрической) устойчивости сборки. Чтобы облегчить копирование на меди, печатают фотографию схемы, помещают ее на пластину и, с указанием точки, отмечают концы дорожек на листе. После проверки изоляции дорожек на омметре проводка выполняется в соответствии с диаграммой.

Компоненты схемы легко приобрести в радиомагазинах или онлайн. Нужен динамик 50 или 100 Ом. Также можно использовать 8-омный громкоговоритель, помещая трансформатор с понижающим сопротивлением, установленный на большую часть старых транзисторных станций, или подключить 8-омный динамик, но уровень звука при этом будет ниже. Сборка должна оставаться компактной с хорошим планом заземления. Не следует забывать, что провода и соединения имеют эффект самодействия на высоких частотах. Катушка хорды имеет 5 оборотов провода 0,8 мм (проводка проводной телефонной связи). Соединение конденсатора производят последовательно с антенной на втором повороте сверху.

Антенна состоит из одного куска жесткой проволоки (1,5 мм2) длиной около двадцати сантиметров. Не нужно делать больше, «четверть волны» нарушит реакцию. Требуется разместить конденсатор 1 nF развязки. Дроссельная катушка (высокочастотная блокировка) имеет тип VK200. Если радиолюбитель не может найти ее, можете сделать три или четыре витка проволоки в небольшой ферритовой трубке. А конкретную схему сборки можно выбрать по своему вкусу и в соответствии с монтажной схемой.

Правильное включение схемы

Порядок установки сверхрегенеративных приемников УКВ:

1. Включить цепь. Ток питания составляет около тридцати миллиампер.
2. Повернуть правый регулируемый резистор (громкость) полностью против часовой стрелки.
3. Затем нужно услышать шум в наушниках или динамике. Если это не так, повернуть регулируемое сопротивление, пока не появится звучание.
4. Улучшить настройку на эмиссию среднего уровня, чтобы получить хорошую чувствительность с минимальным искажением.
5. Чтобы убрать высокие шумы, нужно уменьшить антенну.

Схема сверхрегенеративного приемника на 144 мГц.

Меры предосторожности: поскольку установка излучает помехи, не нужно использовать ее вблизи другого приемника.