|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese
ENCYKLOPEDIA RADIOELEKTRONIKI I INŻYNIERII ELEKTRYCZNEJ Supergenerator. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki
Encyklopedia radioelektroniki i elektrotechniki / odbiór radia Co to jest superregenerator, jak działa, jakie są jego zalety i wady, w jakich konstrukcjach radioamatorskich można go zastosować? Tym zagadnieniom poświęcony jest niniejszy artykuł. Superregenerator (zwany także superregeneratorem) to bardzo szczególny rodzaj urządzenia wzmacniającego lub wzmacniająco-detektorowego, które przy wyjątkowej prostocie ma unikalne właściwości, w szczególności wzmocnienie napięcia do 105 .. 106, tj. osiągnie milion! Oznacza to, że sygnały wejściowe o wartości poniżej mikrowolta można wzmacniać do ułamków wolta. Oczywiście nie ma możliwości uzyskania takiego wzmocnienia w jednym etapie w zwykły sposób, ale w superregeneratorze stosowana jest zupełnie inna metoda amplifikacji. Jeśli autorowi wolno trochę filozofować, nie możemy całkiem ściśle powiedzieć, że wzmocnienie superregeneracyjne zachodzi w innych współrzędnych fizycznych. Konwencjonalne wzmocnienie odbywa się w sposób ciągły w czasie, a wejście i wyjście wzmacniacza (cztero-zaciskowe) z reguły są oddzielone przestrzennie. Nie dotyczy to wzmacniaczy dwuzaciskowych, np. regeneratora. Wzmocnienie regeneracyjne zachodzi w tym samym obwodzie oscylacyjnym, do którego przykładany jest sygnał wejściowy, ale znowu w sposób ciągły w czasie. Superregenerator wykorzystuje próbki sygnału wejściowego pobrane w określonych momentach czasu. Następnie próbkowanie jest wzmacniane w czasie i po pewnym czasie pobierany jest wzmocniony sygnał wyjściowy, często nawet z tych samych zacisków lub gniazd, do których podłączone jest również wejście. W czasie trwania procesu amplifikacji superregenerator nie reaguje na sygnały wejściowe, a następna próbka pobierana jest dopiero po zakończeniu wszystkich procesów amplifikacji. Właśnie na tej zasadzie wzmocnienia można uzyskać ogromne współczynniki, wejścia i wyjścia nie trzeba odsprzęgać ani ekranować – wszak sygnały wejściowe i wyjściowe są separowane w czasie, więc nie mogą oddziaływać na siebie. Superregeneracyjna metoda amplifikacji ma również zasadniczą wadę. Zgodnie z twierdzeniem Kotelnikowa-Nyquista, aby zapewnić niezniekształconą transmisję obwiedni sygnału (częstotliwości modulujące), częstotliwość próbkowania musi być co najmniej dwukrotnie większa od najwyższej częstotliwości modulacji. W przypadku sygnału nadawanego w paśmie AM najwyższa częstotliwość modulacji wynosi 10 kHz, dla sygnału FM 15 kHz, a częstotliwość próbkowania musi wynosić co najmniej 20...30 kHz (nie mówimy o stereo). Szerokość pasma superregeneratora jest prawie o rząd wielkości większa i wynosi 200...300 kHz. Wady tej nie da się wyeliminować przy odbiorze sygnałów AM i była ona jedną z głównych przyczyn wypierania superregeneratorów przez bardziej zaawansowane, choć bardziej złożone, odbiorniki superheterodynowe, w których szerokość pasma jest równa dwukrotności najwyższej częstotliwości modulacyjnej. Choć może się to wydawać dziwne, w FM opisana wada objawia się w znacznie mniejszym stopniu. Demodulacja FM zachodzi na zboczu krzywej rezonansowej superregeneratora – FM jest konwertowany na AM, a następnie wykrywany. W takim przypadku szerokość krzywej rezonansowej nie powinna być mniejsza niż dwukrotność odchylenia częstotliwości (100...150 kHz), co pozwoli uzyskać znacznie lepsze dopasowanie szerokości pasma do szerokości widma sygnału. Wcześniej superregeneratory wykonywano za pomocą lamp próżniowych, a upowszechniły się one w połowie ubiegłego wieku. W tamtym czasie stacji radiowych na paśmie VHF było niewiele, a szerokie pasmo nie było uważane za szczególną wadę, w niektórych przypadkach wręcz ułatwiało dostrojenie i wyszukiwanie rzadkich stacji. Potem pojawiły się superregeneratory wykorzystujące tranzystory. Obecnie są stosowane w systemach sterowania radiowego modelami, alarmami bezpieczeństwa i tylko sporadycznie w odbiornikach radiowych. Obwody superregeneratora niewiele różnią się od obwodów regeneratora: jeśli ten ostatni okresowo zwiększa sprzężenie zwrotne do progu generacji, a następnie zmniejsza je aż do zatrzymania oscylacji, wówczas uzyskuje się superregenerator. Pomocnicze tłumienie oscylacji o częstotliwości 20 ... 50 kHz, okresowo zmieniające sprzężenie zwrotne, uzyskiwane jest albo z oddzielnego generatora, albo występuje w samym urządzeniu wysokiej częstotliwości (superregenerator z samogaszaniem). Podstawowy schemat regeneratora-super-regeneratora Aby lepiej zrozumieć procesy zachodzące w superregeneratorze, przejdźmy do urządzenia pokazanego na rys. 1, który w zależności od stałej czasowej łańcucha R1C2 może być zarówno regeneratorem, jak i superregeneratorem.
Schemat ten powstał w wyniku licznych eksperymentów i, jak wydaje się autorowi, jest optymalny pod względem prostoty, łatwości konfiguracji i uzyskanych wyników. Tranzystor VT1 jest podłączony zgodnie z obwodem samooscylatora - indukcyjnym trzypunktowym. Obwód generatora składa się z cewki L1 i kondensatora C1, odczep cewki jest bliżej zacisku podstawy. W ten sposób wysoka rezystancja wyjściowa tranzystora (obwód kolektora) jest dopasowana do niższej rezystancji wejściowej (obwód bazowy). Obwód zasilania tranzystora jest dość nietypowy - stałe napięcie na jego podstawie jest równe napięciu kolektora. Tranzystor, zwłaszcza krzemowy, może z łatwością pracować w tym trybie, ponieważ otwiera się przy napięciu na bazie (względem emitera) około 0,5 V, a napięcie nasycenia kolektor-emiter wynosi, w zależności od rodzaju tranzystora , 0,2...0,4 V. W tym obwodzie zarówno kolektor, jak i baza prądu stałego są podłączone do wspólnego przewodu, a zasilanie dostarczane jest poprzez obwód emitera przez rezystor R1. W tym przypadku napięcie na emiterze jest automatycznie stabilizowane na poziomie 0,5 V - tranzystor pracuje jak dioda Zenera przy określonym napięciu stabilizacji. Rzeczywiście, jeśli napięcie na emiterze spadnie, tranzystor zamknie się, prąd emitera maleje, a następnie zmniejsza się spadek napięcia na rezystorze, co doprowadzi do wzrostu napięcia emitera. Jeśli wzrośnie, tranzystor otworzy się bardziej, a zwiększony spadek napięcia na rezystorze skompensuje ten wzrost. Jedynym warunkiem poprawnej pracy urządzenia jest to, aby napięcie zasilania było zauważalnie wyższe – od 1,2 V wzwyż. Następnie można ustawić prąd tranzystora, wybierając rezystor R1. Rozważmy działanie urządzenia przy wysokich częstotliwościach. Napięcie z dolnej (zgodnie ze schematem) części zwojów cewki L1 jest przykładane do złącza baza-emiter tranzystora VT1 i jest przez nie wzmacniane. Kondensator C2 jest kondensatorem blokującym, dla prądów o wysokiej częstotliwości ma niską rezystancję. Obciążeniem w obwodzie kolektora jest rezystancja rezonansowa obwodu, nieco zmniejszona w wyniku transformacji przez górną część uzwojenia cewki. Po wzmocnieniu tranzystor odwraca fazę sygnału, następnie jest on odwracany przez transformator utworzony z części cewki L1 - następuje zrównoważenie faz. Równowagę amplitud niezbędnych do samowzbudzenia uzyskuje się przy wystarczającym wzmocnieniu tranzystora. Ten ostatni zależy od prądu emitera i bardzo łatwo go regulować zmieniając rezystancję rezystora R1, np. łącząc szeregowo dwa rezystory, stały i zmienny. Urządzenie ma szereg zalet, do których zalicza się prostota konstrukcji, łatwość konfiguracji i wysoka wydajność: tranzystor pobiera dokładnie tyle prądu, ile jest potrzebne do wystarczającego wzmocnienia sygnału. Dojście do progu generacji okazuje się bardzo płynne, ponadto regulacja następuje w obwodzie niskiej częstotliwości, a regulator można przenieść z obwodu w dogodne miejsce. Regulacja ma niewielki wpływ na częstotliwość strojenia obwodu, ponieważ napięcie zasilania tranzystora pozostaje stałe (0,5 V), a zatem pojemności międzyelektrodowe prawie się nie zmieniają. Opisywany regenerator jest w stanie podnieść współczynnik jakości obwodów w dowolnym zakresie fal od LW do VHF, a cewka L1 nie musi być cewką obwodu - dopuszczalne jest zastosowanie cewki sprzęgającej z innym obwodem (kondensator C1 w tym przypadku nie jest potrzebne). Możliwe jest nawinięcie takiej cewki na pręt anteny magnetycznej odbiornika DV-SV, a liczba zwojów powinna wynosić tylko 10-20% liczby zwojów cewki konturowej, mnożnik Q na Tranzystor bipolarny jest tańszy i prostszy niż tranzystor polowy. Regenerator nadaje się również do pracy w zakresie HF, jeśli podłączysz antenę do obwodu L1C1 za pomocą cewki sprzęgającej lub małego kondensatora (do ułamków pikofaradów). Sygnał niskiej częstotliwości jest usuwany z emitera tranzystora VT1 i doprowadzany przez kondensator separujący o pojemności 0,1...0,5 μF do wzmacniacza AF. Odbiornik taki zapewniał przy odbiorze stacji AM czułość 10...30 μV (sprzężenie zwrotne poniżej progu generacji), a przy odbiorze stacji telegraficznych na uderzeniach (sprzężenie zwrotne powyżej progu) - jednostki mikrowoltów. Procesy narastania i opadania oscylacji Wróćmy jednak do superregeneratora. Niech napięcie zasilające zostanie doprowadzone do opisywanego urządzenia w postaci impulsu w chwili t0, jak pokazano na rys. 2 na górze. Nawet jeśli wzmocnienie tranzystora i sprzężenie zwrotne są wystarczające do wygenerowania, oscylacje w obwodzie nie wystąpią natychmiast, ale będą rosły wykładniczo przez pewien czas τn. Zgodnie z tym samym prawem zanik oscylacji następuje po wyłączeniu zasilania, a czas zaniku określa się jako τс.
Generalnie prawo wzrostu i spadku oscylacji wyraża się wzorem Ucont = U0exp(-rt/2L), gdzie U0 jest napięciem w obwodzie, od którego rozpoczął się proces; r jest równoważną rezystancją strat w obwodzie; L jest jego indukcyjnością; t - aktualny czas. Wszystko jest proste w przypadku zaniku oscylacji, gdy r = rп (opór stratny samego obwodu, rys. 3).
Inaczej wygląda sytuacja przy rosnących oscylacjach: tranzystor wprowadza do obwodu rezystancję ujemną - roc (sprzężenie zwrotne kompensuje straty), a całkowity opór zastępczy staje się ujemny. Znak minus w wykładniku zniknie i zostanie zapisane prawo wzrostu: Ukont = Uсexp(rt/2L), gdzie r = rос - rп Z powyższego wzoru można również wyznaczyć czas narastania oscylacji, biorąc pod uwagę, że narastanie rozpoczyna się od amplitudy sygnału w obwodzie Uc i trwa tylko do amplitudy U0, wówczas tranzystor przechodzi w stan ograniczający, jego wzmocnienie maleje i oscylacja amplituda stabilizuje się: τн = (2L/r) log(U0/Uc). Jak widać, czas narastania jest proporcjonalny do logarytmu odwrotności poziomu sygnału odbieranego w pętli. Im większy sygnał, tym krótszy czas narastania. Jeżeli do superregeneratora podawane będą okresowo impulsy mocy o częstotliwości superyzacji (wygaszania) 20...50 kHz, wówczas w obwodzie wystąpią przebłyski oscylacji (rys. 4), których czas trwania zależy od amplitudy napięcia sygnał - im krótszy czas narastania, tym dłuższy czas trwania błysku. Jeżeli zostaną wykryte błyski, na wyjściu będzie demodulowany sygnał proporcjonalny do średniej wartości obwiedni błysku.
Wzmocnienie samego tranzystora może być niewielkie (jednostki, dziesiątki), wystarczające jedynie do samowzbudzenia oscylacji, natomiast wzmocnienie całego superregeneratora jest równe stosunkowi amplitudy demodulowanego sygnału wyjściowego do amplitudy sygnału wejściowego , Jest bardzo duże. Opisany tryb pracy superregeneratora nazywa się nieliniowym lub logarytmicznym, ponieważ sygnał wyjściowy jest proporcjonalny do logarytmu wejściowego. Wprowadza to pewne zniekształcenia nieliniowe, ale spełnia też użyteczną rolę – czułość superregeneratora na sygnały słabe jest większa, a na mocne – mniejsza – tutaj działa niejako naturalna AGC. Dla uzupełnienia opisu należy stwierdzić, że liniowy tryb pracy superregeneratora jest możliwy również wtedy, gdy czas trwania impulsu mocy (patrz rys. 2) jest krótszy niż czas narastania oscylacji. Ten ostatni nie będzie miał czasu na zwiększenie do maksymalnej amplitudy, a tranzystor nie przejdzie w tryb ograniczający. Wtedy amplituda błysku stanie się wprost proporcjonalna do amplitudy sygnału. Tryb ten jest jednak niestabilny – najmniejsza zmiana wzmocnienia tranzystora lub zastępczej rezystancji obwodu r doprowadzi albo do gwałtownego spadku amplitudy błysków, a co za tym idzie wzmocnienia superregeneratora, albo urządzenie wejdzie w tryb nieliniowy tryb. Z tego powodu rzadko stosuje się tryb liniowy superregeneratora. Należy również zauważyć, że absolutnie nie jest konieczne przełączanie napięcia zasilania, aby uzyskać błyski oscylacyjne. Z równym sukcesem można przyłożyć pomocnicze napięcie superizacji do siatki lampy, podstawy lub bramki tranzystora, modulując ich wzmocnienie, a co za tym idzie, sprzężenie zwrotne. Prostokątny kształt tłumienia drgań również nie jest optymalny, preferowany jest sinusoidalny, a jeszcze lepiej piłokształtny z łagodnym wznoszeniem i ostrym opadaniem. W tej drugiej wersji superregenerator płynnie zbliża się do punktu oscylacji, pasmo nieco się zawęża, a na skutek regeneracji pojawia się wzmocnienie. Powstałe wahania narastają początkowo powoli, potem coraz szybciej. Spadek oscylacji jest tak szybki, jak to możliwe. Najczęściej stosowane są superregeneratory z autosuperyzacją lub samogasnące, które nie posiadają osobnego generatora drgań pomocniczych. Działają tylko w trybie nieliniowym. Samogaszenie, czyli generowanie przerywane, jest łatwe do uzyskania w urządzeniu wykonanym według schematu z rys. 1, konieczne jest jedynie, aby stała czasowa łańcucha R1C2 była większa niż czas narastania oscylacji. Wtedy stanie się, co następuje: powstałe oscylacje spowodują wzrost prądu płynącego przez tranzystor, ale oscylacje zostaną utrzymane przez pewien czas przez ładunek kondensatora C2. Po jego zużyciu napięcie na emiterze spadnie, tranzystor zamknie się, a oscylacje ustaną. Kondensator C2 zacznie ładować stosunkowo powoli ze źródła zasilania przez rezystor R1, aż do otwarcia tranzystora i pojawienia się nowego błysku. Wykresy naprężeń w superregeneratorze Oscylogramy napięcia na emiterze tranzystora i w obwodzie pokazano na rys. 4 tak, jak normalnie byłyby widoczne na ekranie oscyloskopu szerokopasmowego. Poziomy napięć 0,5 i 0,4 V pokazane są całkowicie dowolnie - zależą od rodzaju zastosowanego tranzystora i jego trybu. Co się stanie, gdy do obwodu dotrze sygnał zewnętrzny, skoro czas trwania błysku jest teraz określony przez ładunek kondensatora C2 i dlatego jest stały? W miarę wzrostu sygnału, tak jak poprzednio, czas narastania oscylacji maleje, a błyski pojawiają się częściej. Jeżeli zostaną wykryte przez osobny detektor, średni poziom sygnału wzrośnie proporcjonalnie do logarytmu sygnału wejściowego. Ale rolę detektora z powodzeniem spełnia sam tranzystor VT1 (patrz ryc. 1) - średni poziom napięcia na emiterze spada wraz ze wzrostem sygnału. Wreszcie, co dzieje się w przypadku braku sygnału? Wszystko jest takie samo, tylko wzrost amplitudy oscylacji każdego błysku rozpocznie się od losowego napięcia szumu w obwodzie superregeneratora. Częstotliwość ognisk jest minimalna, ale niestabilna – okres powtarzania zmienia się chaotycznie. W tym przypadku wzmocnienie superregeneratora jest maksymalne, a w telefonach lub głośniku słychać dużo hałasu. Zmniejsza się gwałtownie podczas dostrajania do częstotliwości sygnału. Zatem czułość superregeneratora z samej zasady jego działania jest bardzo duża - determinuje ją poziom szumu wewnętrznego. Dodatkowe informacje na temat teorii odbioru superregeneracyjnego podano w [1,2]. Odbiornik VHF FM z zasilaniem niskonapięciowym Przyjrzyjmy się teraz praktycznym obwodom superregeneratora. W literaturze, zwłaszcza z czasów starożytnych, można znaleźć ich całkiem sporo. Ciekawy przykład: opis superregeneratora, wykonanego na jednym tranzystorze, został opublikowany w czasopiśmie „Popular Electronics” nr 3 z roku 1968, jego krótkie tłumaczenie podano w [3]. Stosunkowo wysokie napięcie zasilania (9 V) zapewnia dużą amplitudę impulsów oscylacyjnych w obwodzie superregeneratora, a co za tym idzie, duże wzmocnienie. To rozwiązanie ma również istotną wadę: superregenerator emituje silnie, ponieważ antena jest połączona bezpośrednio z obwodem za pomocą cewki sprzęgającej. Zaleca się włączanie takiego odbiornika tylko gdzieś na łonie natury, z dala od obszarów zaludnionych. Schemat prostego odbiornika UKF FM z zasilaniem niskonapięciowym, opracowany przez autora w oparciu o podstawowy obwód (patrz rys. 1), pokazano na rys. 5. 1. Anteną w odbiorniku jest sama cewka pętlowa L1,5, wykonana w formie jednozwojowej ramy wykonanej z grubego drutu miedzianego (PEL 90 i więcej). Średnica ramy 1 mm. Obwód jest dostosowywany do częstotliwości sygnału za pomocą kondensatora zmiennego (VCA) C1. Ze względu na trudność wyjęcia z ramy, tranzystor VT2 jest podłączony zgodnie z pojemnościowym obwodem trójpunktowym - napięcie OS jest dostarczane do emitera z dzielnika pojemnościowego C3CXNUMX. Częstotliwość superyzacji jest określona przez całkowitą rezystancję rezystorów R1-R3 i pojemność kondensatora C4. Jeśli spadnie do kilkuset pikofaradów, przerywane generowanie zostanie zatrzymane, a urządzenie stanie się odbiornikiem regeneracyjnym. W razie potrzeby można zainstalować przełącznik, a kondensator C4 może składać się z dwóch, na przykład o pojemności 470 pF z 0,047 mikrofaradami połączonymi równolegle. Wtedy odbiornik w zależności od warunków odbioru może pracować w obu trybach. Tryb regeneracyjny zapewnia czystszy i lepszy odbiór przy mniejszym szumie, ale wymaga znacznie większego natężenia pola. Sprzężenie zwrotne reguluje się za pomocą rezystora zmiennego R2, którego uchwyt (jak również pokrętło strojenia) zaleca się doprowadzić do przedniego panelu obudowy odbiornika. Promieniowanie tego odbiornika w trybie superregeneracyjnym jest osłabione z następujących powodów: amplituda błysków oscylacyjnych w obwodzie jest niewielka, rzędu jednej dziesiątej wolta, a poza tym mała antena pętlowa promieniuje wyjątkowo nieefektywnie, mający niską wydajność w trybie transmisji. Wzmacniacz AF odbiornika jest dwustopniowy, zmontowany zgodnie z obwodem sprzężonym bezpośrednio na tranzystorach VT2 i VT3 o różnych konstrukcjach. Obwód kolektora tranzystora wyjściowego obejmuje słuchawki niskooporowe (lub jeden telefon) typu TM-2, TM-4, TM-6 lub TK-67-NT o rezystancji 50-200 omów. Wystarczą telefony od gracza.
Wymagane napięcie do bazy pierwszego tranzystora ultradźwiękowego jest dostarczane nie ze źródła zasilania, ale przez rezystor R4 z obwodu emitera tranzystora VT1, gdzie, jak wspomniano, występuje stabilne napięcie około 0,5 V. Kondensator C5 przechodzi AF oscylacje do podstawy tranzystora VT2. Tętnienia częstotliwości wygaszania 30…60 kHz na wejściu UZCH nie są filtrowane, dzięki czemu wzmacniacz pracuje jakby w trybie pulsacyjnym – tranzystor wyjściowy zamyka się całkowicie i otwiera do nasycenia. Częstotliwość ultradźwiękowa błysków nie jest odtwarzana przez telefony, ale ciąg impulsów zawiera składnik o częstotliwościach audio, które są słyszalne. Dioda VD1 służy do zamykania dodatkowego prądu telefonów na końcu impulsu i zamykania tranzystora VT3, odcina skoki napięcia, poprawiając jakość i nieznacznie zwiększając głośność odtwarzanego dźwięku. Odbiornik zasilany jest z ogniwa galwanicznego o napięciu 1,5 V lub baterii dyskowej o napięciu 1,2 V. Pobór prądu nie przekracza 3 mA, w razie potrzeby można go ustawić dobierając rezystor R4. Konfigurację odbiornika rozpoczynamy od sprawdzenia obecności generacji poprzez obrót pokrętła rezystora zmiennego R2. Wykrywa się to poprzez pojawienie się dość silnego szumu w telefonach lub obserwację „piły” w postaci napięcia na kondensatorze C4 na ekranie oscyloskopu. Częstotliwość superyzacji wybiera się poprzez zmianę jej pojemności, zależy ona również od położenia rezystora zmiennego R2. Unikaj bliskości częstotliwości superyzacji do częstotliwości podnośnej stereo wynoszącej 31,25 kHz lub jej drugiej harmonicznej wynoszącej 62,5 kHz, w przeciwnym razie mogą być słyszalne dudnienia zakłócające odbiór. Następnie należy ustawić zakres strojenia odbiornika zmieniając wymiary anteny pętlowej - zwiększenie średnicy powoduje zmniejszenie częstotliwości strojenia. Możesz zwiększyć częstotliwość nie tylko zmniejszając średnicę samej ramy, ale także zwiększając średnicę drutu, z którego jest wykonana. Dobrym rozwiązaniem jest użycie plecionego kawałka kabla koncentrycznego zwiniętego w pierścień. Indukcyjność zmniejsza się również, gdy rama jest wykonana z taśmy miedzianej lub z dwóch lub trzech równoległych drutów o średnicy 1,5-2 mm. Zakres strojenia jest dość szeroki, a jego instalację można łatwo przeprowadzić bez użycia instrumentów, skupiając się na słuchanych stacjach. W zakresie VHF-2 (górnym) tranzystor KT361 czasami działa niestabilnie - wtedy zastępuje się go tranzystorem o wyższej częstotliwości, na przykład KT363. Wadą odbiornika jest zauważalny wpływ rąk przyłożonych do anteny na częstotliwość strojenia. Jest to jednak typowe również dla innych odbiorników, w których antena jest podłączona bezpośrednio do obwodu oscylacyjnego. Wadę tę eliminuje się poprzez zastosowanie wzmacniacza RF, który „izoluje” obwód superregeneratora od anteny. Innym użytecznym celem takiego wzmacniacza jest wyeliminowanie emisji błysków oscylacyjnych przez antenę, co prawie całkowicie eliminuje zakłócenia w sąsiednich odbiornikach. Wzmocnienie URF powinno być bardzo małe, ponieważ zarówno wzmocnienie, jak i czułość superregeneratora są dość wysokie. Wymagania te najlepiej spełniają tranzystory URF pracujące w układzie wspólnej bazy lub wspólnej bramki. Wracając ponownie do rozwiązań zagranicznych, wspomnijmy o obwodzie superregeneratora z zasilaczem RF opartym na tranzystorach polowych [4]. Ekonomiczny odbiornik superregeneracyjny W celu uzyskania ekstremalnej wydajności autor opracował superregeneracyjny odbiornik radiowy (rys. 6), który pobiera z akumulatora 0,5 V niecałe 3 mA, a w przypadku rezygnacji z URF prąd spada do 0,16 mA. Jednocześnie czułość wynosi około 1 µV. Sygnał z anteny jest podawany do emitera tranzystora URF VT1, podłączonego zgodnie ze wspólnym obwodem bazowym. Ponieważ jego impedancja wejściowa jest niska, a biorąc pod uwagę rezystancję rezystora R1, otrzymujemy impedancję wejściową odbiornika około 75 omów, co pozwala na zastosowanie anten zewnętrznych z redukcją z kabla koncentrycznego lub kabla taśmowego VHF o mocy 300 Transformator ferrytowy /75 omów. Taka potrzeba może zaistnieć, gdy odległość od stacji radiowych jest większa niż 100 km. Kondensator C1 o małej pojemności pełni funkcję elementarnego filtra górnoprzepustowego, osłabiającego zakłócenia HF. W najlepszych warunkach odbioru wystarczy dowolna zastępcza antena przewodowa. Tranzystor URCH pracuje przy napięciu kolektora równym napięciu bazy - około 0,5 V. Stabilizuje to tryb i eliminuje potrzebę regulacji. Obwód kolektora zawiera cewkę komunikacyjną L1, nawiniętą na tej samej ramie z cewką pętlową L2. Cewki zawierają odpowiednio 3 zwoje drutu PELSHO 0,25 i 5,75 zwojów drutu PEL 0,6. Średnica ramki wynosi 5,5 mm, odległość między cewkami wynosi 2 mm. Odczep do wspólnego przewodu wykonany jest z drugiego zwoju cewki L2, licząc od zacisku podłączonego do podstawy tranzystora VT2. Dla ułatwienia montażu warto wyposażyć ramkę w trymer z gwintem M2 wykonany z magnetodielektryka lub mosiądzu. Inną opcją ułatwiającą strojenie jest wymiana kondensatora C4 na tuningowy, zmieniając pojemność z 3 na 6 lub z 25 na 8 pF. Kondensator strojeniowy C4 typu KPV, zawiera jeden wirnik i dwie płytki stojana. Kaskadę superregeneracyjną montuje się zgodnie z już opisanym schematem (patrz ryc. 1) na tranzystorze VT2. Tryb pracy wybiera się za pomocą rezystora dostrajającego R4, częstotliwość błysków (superyzacja) zależy od pojemności kondensatora C5. Na wyjściu kaskady załączany jest dwulinkowy filtr dolnoprzepustowy R6C6R7C7, który tłumi oscylacje z częstotliwością superization na wejściu ultradźwiękowej przetwornicy częstotliwości, tak aby ta ostatnia nie była przez nie przeciążana.
Zastosowany stopień superregeneracyjny daje małe wykrywane napięcie i, jak pokazała praktyka, wymaga dwóch stopni wzmocnienia napięcia AF. W tym samym odbiorniku tranzystory częstotliwości ultradźwiękowej działają w trybie mikroprądowym (zwróć uwagę na wysoką rezystancję rezystorów obciążenia), ich wzmocnienie jest mniejsze, dlatego zastosowano trzy stopnie wzmocnienia napięcia (tranzystory VT3-VT5) z bezpośrednim sprzężeniem między nimi. Kaskady są objęte OOS poprzez rezystory R12, R13, co stabilizuje ich tryb. W przypadku prądu przemiennego OOS jest osłabiany przez kondensator C9. Rezystor R14 umożliwia regulację wzmocnienia kaskad w określonych granicach. Stopień wyjściowy jest montowany zgodnie z obwodem wtórnika emitera push-pull przy użyciu komplementarnych tranzystorów germanowych VT6, VT7. Działają bez odchylenia, ale nie ma zniekształceń skokowych, po pierwsze ze względu na niskie napięcie progowe półprzewodników germanowych (0,15 V zamiast 0,5 V dla krzemu), a po drugie, ponieważ oscylacje z częstotliwością superyzacji nadal trochę przenikają przez filtr dolnoprzepustowy do filtra częstotliwości ultradźwiękowej i niejako „rozmywają” krok, działając podobnie do odchylenia wysokich częstotliwości w magnetofonach. Osiągnięcie wysokiej wydajności odbiornika wymaga stosowania słuchawek o wysokiej impedancji i rezystancji co najmniej 1 kOhm. Jeśli nie wyznaczono celu, jakim jest osiągnięcie maksymalnej wydajności, zaleca się zastosowanie mocniejszego końcowego urządzenia ultradźwiękowego. Konfigurację odbiornika rozpoczyna się od echosondy. Wybierając rezystor R13, napięcie na podstawach tranzystorów VT6, VT7 ustawia się na połowę napięcia zasilania (1,5 V). Upewnij się, że w żadnym położeniu rezystora R14 nie występuje samowzbudzenie (najlepiej za pomocą oscyloskopu). Przydatne jest podanie sygnału dźwiękowego o amplitudzie nie większej niż kilka miliwoltów na wejście dźwięku ultradźwiękowego i upewnienie się, że nie ma zniekształceń, a ograniczenie jest symetryczne w przypadku przeciążenia. Podłączając kaskadę superregeneracyjną, regulując rezystor R4, powodujemy pojawienie się w telefonach szumu (amplituda napięcia szumu na wyjściu wynosi około 0,3 V). Warto powiedzieć, że oprócz tych wskazanych na schemacie, wszelkie inne krzemowe tranzystory wysokiej częstotliwości o strukturze pnp dobrze sprawdzają się w sterowaniu częstotliwością RF i kaskadzie superregeneracyjnej. Teraz możesz spróbować odbierać stacje radiowe, podłączając antenę do obwodu przez kondensator sprzęgający o pojemności nie większej niż 1 pF lub używając cewki sprzęgającej. Następnie podłączamy URF i regulujemy zakres odbieranych częstotliwości zmieniając indukcyjność cewki L2 i pojemność kondensatora C3. Podsumowując należy stwierdzić, że odbiornik taki ze względu na wysoką skuteczność i czułość może być stosowany w instalacjach domofonowych oraz w urządzeniach alarmowych. Niestety odbiór FM na superregeneratorze nie jest uzyskiwany w najbardziej optymalny sposób: praca na nachyleniu krzywej rezonansu gwarantuje już pogorszenie stosunku sygnału do szumu o 6 dB. Nieliniowy tryb superregeneratora również nie sprzyja wysokiej jakości odbiorowi, jednak jakość dźwięku okazała się całkiem dobra. literatura
Autor: V.Polyakov, Moskwa
Maszyna do przerzedzania kwiatów w ogrodach
02.05.2024 Zaawansowany mikroskop na podczerwień
02.05.2024 Pułapka powietrzna na owady
01.05.2024
▪ Sterowanie głosowe sprzęt AGD ▪ Humanoidalne roboty Asimo wciąż się ulepszają ▪ Terminale biometryczne-czytniki Safran Sigma
▪ część serwisu Car. Wybór artykułu ▪ artykuł Stos drewna przy kominku. Wskazówki dla mistrza domu ▪ artykuł Co to jest zaćma oka? Szczegółowa odpowiedź ▪ Artykuł z dzika. Wskazówki turystyczne ▪ artykuł Muzyczny telefon. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki
Strona główna | biblioteka | Artykuły | Mapa stony | Recenzje witryn
www.diagram.com.ua |
Zobacz inne artykuły Sekcja 
Najnowsze wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika:
Wszystkie języki tej strony