Superregeneratiivset vastuvõtjat on kasutatud palju aastakümneid, eriti VHF- ja UHF-sagedusel, kus see võib pakkuda vooluahela lihtsust ja suhteliselt kõrget jõudlust. See detektor oli vaakumtoru versioonis populaarne esimest korda VHF-i vastuvõtu päevil 1950. aastate lõpus ja 60. aastate alguses. Pärast seda kasutati seda transistori versiooni lihtsates ahelates. See disain oli 27 MHz CB-raadiode tekitatud susiseva heli põhjuseks. Tänapäeval pole ülitaastav raadio enam nii populaarne, kuigi on mitmeid rakendusi, mis pakuvad kaasaegsetele endiselt huvi.
Raadio ajalugu
Superregeneratiivse vastuvõtja ajalugu võib jälgida selle leiutamise varasemate päevadeni. 1901. aastal kasutas Reginald Fessenden oma vastuvõtjas alalduskristalldetektori jaoks moduleerimata siinuslainet.raadiosignaal, mille sagedus on nihkes kandja raadiolainete kandjast ja antennist.
Hiljem, Esimese maailmasõja ajal, hakkasid raadioamatöörid ära kasutama raadiotehnoloogiat, mis tagas piisava edastuskvaliteedi ja tundlikkuse. Insener Lucien Levy Prantsusmaal, W alter Schottky Saksamaal ja lõpuks superheterodüünitehnikaga tunnustatud mees Edwin Armstrong lahendasid selektiivsuse probleemi ja ehitasid esimese toimiva superregeneratiivse raadio.
See leiutati ajastul, mil raadiotehnoloogia oli väga lihtne ja üliregeneratiivsel vastuvõtjal puudusid tänapäeval iseenesestmõistetavad omadused. Superheterodüünraadiovastuvõtja (superheterodüün) täisnimega - ülehelikiirusega heterodüünne juhtmeta vastuvõtja - oli oluline samm edasi teaduse ja tehnoloogia arengus, kuigi esialgu seda laialdaselt ei kasutatud, kuna see sisaldas palju ventiile, torusid ja muid mahukaid osi. Ja pealegi oli tol ajal raadio väga kallis.
Supervastuvõtja põhitõed
Superregeneratiivne vastuvõtja põhineb lihtsal regeneratiivsel raadiol. Ta kasutab regenereerimistsüklis teist võnkesagedust, mis katkestab või summutab põhisageduse võnkumisi. Vibratsioonisummutus toimib tavaliselt helivahemikust kõrgematel sagedustel, näiteks 25 kHz kuni 100 kHz. Töötamise ajal on vooluahelal positiivne tagasiside, nii et isegi väike müra põhjustab süsteemi võnkumise.
RF võimendi väljundvastuvõtjas on positiivne tagasiside, st. osa väljundsignaalist suunatakse faasis tagasi sisendisse. Kõiki olemasolevaid signaale võimendatakse korduv alt ja see võib põhjustada signaali tugevuse võimendamist tuhande või enama korda. Kuigi võimendus on fikseeritud, saab lõpmatusele lähenevaid tasemeid saavutada tagasisidetehnikate, näiteks üliregeneratiivse akutoru vastuvõtja pöördepunkti ahelaga.
Regenereerimine toob ahelasse negatiivse takistuse ja see tähendab, et üldine positiivne takistus väheneb. Ja lisaks suureneb võimenduse suurenemisega vooluringi selektiivsus. Kui ahelat käitatakse tagasisidega nii, et ostsillaator töötab võnkepiirkonnas piisav alt, tekib sekundaarne madalsagedusvõnkumine. See hävitab kõrgsagedusliku vibratsiooni sageduse.
Konseptsiooni avastas algselt Edwin Armstrong, kes lõi termini "super taastumine". Ja seda tüüpi raadiot nimetatakse üliregeneratiivseks toruvastuvõtjaks. Sellist skeemi on kasutatud kõigis raadiovormides alates kodumaistest raadioringhäälingujaamadest kuni televiisorite, ülitäpsete tuunerite, professionaalsete sideraadiode, satelliitide tugijaamade ja paljude teisteni. Peaaegu kõik ringhäälinguraadiod, aga ka televiisorid, lühilainevastuvõtjad ja kommertsraadiod, kasutasid töötamise alusena superheterodüüni põhimõtet.
Saatja eelised
Superheterodyne raadiol on teiste raadiovormide ees mitmeid eeliseid. Nende tulemusenaEelised, superregeneratiivne transistorvastuvõtja on jäänud üheks raadiotehnoloogias kasutatavaks arenenud meetodiks. Ja kuigi teised meetodid tõusevad tänapäeval esiplaanile, kasutatakse super-vastuvõtjat endiselt väga laialdaselt, arvestades selle pakutavaid funktsioone:
- Selektiivsuse sulgemine. Vastuvõtja üks peamisi eeliseid on lähedus selle pakutavale selektiivsusele.
- Fikseeritud sagedusfiltreid kasutades võib see tagada hea kõrvalkanalite väljalõike.
- Võimalik vastu võtta mitut režiimi.
- Tuntuv alt topoloogiast võib see vastuvõtjatehnoloogia sisaldada palju erinevat tüüpi demodulaatoreid, mida saab hõlpsasti vastav alt nõuetele kohandada.
- Võtke vastu väga kõrge sagedusega signaale.
Asjaolu, et üliregeneratiivne FET-vastuvõtja kasutab segamistehnoloogiat, tähendab, et suurem osa vastuvõtja töötlusest toimub madalamatel sagedustel, võimaldades vastu võtta kõrgsageduslikke signaale. Need ja paljud teised eelised tähendavad, et vastuvõtja on nõudnud mitte ainult raadio kasutamise algusest peale, vaid jääb selliseks veel paljudeks aastateks.
Superregeneratiivne FET-vastuvõtja
Mõtleme välja. Superregeneratiivse vastuvõtja tööpõhimõte on järgmine.
Antenni poolt vastuvõetud signaal läbib vastuvõtjat mikserisse. Teine kohapeal genereeritud signaal, mida sageli nimetatakse kohalikuks ostsillaatoriks, juhitakse teise portimikser ja kaks signaali segatakse. Selle tulemusena genereeritakse uus signaal summa- ja vahesagedustel.
Väljund kantakse nn vahesagedusele, kus signaali võimendatakse ja filtreeritakse. Kõik teisendatud signaalid, mis jäävad filtri pääsuriba, võivad läbida filtri ja neid võimendavad ka võimendi astmed. Signaalid, mis jäävad filtri ribalaiusest väljapoole, lükatakse tagasi.
Vastuvõtja häälestamine toimub lihts alt kohaliku ostsillaatori sagedust muutes. See muudab sissetuleva signaali sagedust, signaalid teisendatakse ja võivad läbida filtri.
Superregeneratiivne vastuvõtja häälestus
Kuigi keerulisem kui mõned muud tüüpi raadiod, on selle eeliseks jõudlus ja selektiivsus. Seega suudab häälestamine soovimatud signaalid eemaldada tõhusam alt kui teised TRF-i (häälestatud raadiosageduse) sätted või raadiojaamad, mida kasutati raadio algusaegadel.
Superheterodüünraadio põhikontseptsioon ja teooria hõlmab segamisprotsessi. See võimaldab signaale ühelt sageduselt teisele edastada. Sisendsagedust nimetatakse sageli RF-sisendiks, samas kui lokaalselt genereeritud ostsillaatori signaali nimetatakse kohalikuks ostsillaatoriks ja väljundsagedust vahesageduseks, kuna see jääb RF-i ja helisageduste vahele.
Ühe transistori üliregeneratiivse põhivastuvõtja plokkskeem on järgmine. ATmikser, korrutatakse kahe sisendsignaali (f1 ja f2) hetkeamplituud, mille tulemuseks on sageduste (f1 + f2) ja (f1 - f2) väljundsignaalid. See võimaldab edastada sissetulevat sagedust kuni fikseeritud sageduseni, kus seda saab tõhus alt filtreerida. Kohaliku ostsillaatori sageduse muutmine võimaldab häälestada vastuvõtjat erinevatele sagedustele. Kahe erineva sagedusega signaale saab saata vaheastmetele.
RF häälestamine eemaldab ühe ja võtab teise. Kui signaalid on olemas, võivad need tekitada soovimatuid häireid, varjates soovitud signaale, kui need ilmuvad samaaegselt vahesagedusalas. Odavates raadiotes võivad kohaliku ostsillaatori harmoonilised jälgida sageli erinevaid sagedusi, mille tulemuseks on muutused kohalikes ostsillaatorites vastuvõtja häälestamisel.
Ühe transistori superregeneratiivse vastuvõtja üldine plokkskeem näitab peamisi plokke, mida saab vastuvõtjas kasutada. Keerulisemad raadiod lisavad põhiplokkskeemile täiendavaid demodulaatoreid.
Lisaks võib mõnel ultraheterodüüne raadiol olla kaks või enam konversiooni, et suurendada jõudlust, kahte või isegi kolme teisendust saab kasutada vooluahela elementide toimimise parandamiseks.
Kus:
- häälestuse ülempiir on muutuv 15pF;
- L-poolne induktiivpool on midagi muud kui 2-tolline 20 metalltraat, mis on painutatud U-kujuliseks.
FM-raadiojaamad (88–108 MHz) vajavad rohkeminduktiivsus ja sagedusala alumine pool (ligikaudu 109–130 MHz) vajab vähem, kuna see asub FM-sagedusalast kõrgemal.
27MHz automaatne võimenduse juhtimine
Arvatakse, et üliregeneratiivne 27 MHz vastuvõtja on välja kasvanud sõjaaegsest vajadusest väga lihtsa ja suure positiivse tagasisidega ühekordse seadme järele. Selle lahenduseks oli võimaldada häälestatud sageduse võnkumistel alternatiivselt kasvada ja maha suruda teise (kustutava) ostsillaatori juhtimisel, mis töötab madalamal raadiosagedusel. Positiivse tagasiside andis sisse muutuv potentsiomeeter, mida kasutati järgmiselt.
Signaali helitugevus suureneb, kuni RF-võimendi hakkab võnkuma. Idee oli kontroll tühistada, kuni kõikumine lakkab. Siiski esines tavaliselt märkimisväärne hüsterees positsiooni ja efekti vahel. Tootlikkust saab tõsta ainult siis, kui edu peatati vahetult enne kõhkluste algust, mis nõudis oskusi ja kannatlikkust.
Selles seadmes hakkab häälestatud võimendi võnkuma ostsillaatori lainekuju pooltsükli jooksul. Kustutustsükli "sees" osa ajal tõuseb häälestatud võimendi võnkumine vooluahela mürast eksponentsiaalselt. Aeg, mis kulub nende võnkumiste täieliku amplituudi saavutamiseks, on võrdeline häälestatud ahela Q väärtusega. Seetõttu võivad signaali sageduse kõikumised sõltuv alt summutusgeneraatori sagedusest jõuda täisamplituudini (logaritmiline režiim) või kokku kukkuda.(joonrežiim).
Mudelite raadiojuhtimiseks kasutati kolme peamist tüüpi 27 MHz superregeneratiivset vastuvõtjat: kõva klapi vastuvõtja, pehme klapi vastuvõtja ja transistoripõhine vastuvõtja.
Tüüpiline jäik klapi vastuvõtja ahel on näidatud joonisel.
Raadioahel 25–150 MHz sagedusala jaoks
Selles vooluringis on 25–150 MHz sagedusala superregeneratiivne vastuvõtja sarnane MFJ-8100 vooluringiskeemiga.
Esimene aste põhineb FET-transistoril, mis on ühendatud ühise värava konfiguratsiooniga. RF-võimendi aste takistab mõlemas ahelas antenni RF-kiirgust. Superregeneratiivne detektor põhineb transistoril, mis on ühendatud ühise värava konfiguratsiooniga. Trimm reguleerib tagasiside võimenduse punktini, kus potentsiomeeter tagab sujuva regeneratsiooni juhtimise.
Selle vastuvõtja sagedusvahemik on 100 MHz kuni 150 MHz. Selle tundlikkus on alla 1 µV. Poolid on keritud 12 mm läbimõõduga eemaldatavale raamile. Muidugi pole regeneraatorid ja superregeneraatorid raadioamatööride tulevik, kuid neil on siiski koht päikese käes.
315MHz ülekandeseade
Siin on kaasaegne 315 RF supertaaste saatja + vastuvõtja moodul.
See pakub väga kulutõhusat juhtmevaba lahendust maksimaalse andmeedastuskiirusegakuni 4 Kbps. Ja seda saab kasutada kaugjuhtimispuldi, elektriliste uste, aknaluukide, akende, kaugjuhtimispuldi pistikupesa, LED-kaugjuhtimispuldi, stereokaugjuhtimispuldi ja signalisatsioonisüsteemidena.
Omadused:
- ülekandeulatus> 500 m;
- tundlikkus -103 dB, avatud aladel, kuna see töötab amplituudmodulatsiooni meetodil, on müratundlikkus suurem;
- töösagedus: 315,92 MHz;
- töötemperatuur: -10 kraadi kuni +70 kraadi;
- ülekandevõimsus: 25mW;
- Vastuvõtja suurus: 30147 mm Saatja suurus: 1919 mm.
433 MHz toru ISM
Superregeneratiivne toruvastuvõtja tarbib vähem kui 1mW ja töötab kontaktivabas 433MHz tööstus-, teadus- ja meditsiinivõrgus. Kõige lihtsamal kujul sisaldab superregeneratiivne vastuvõtja RF-ostsillaatorit, mis lülitab perioodiliselt sisse ja välja "tühja signaali" või madala sagedusega signaali. Kui summutussignaal lülitatakse ostsillaatorile, hakkavad võnked kogunema eksponentsiaalselt kasvava kestaga. Välise signaali kasutamine generaatori nimisagedusel kiirendab nende võnkumiste mähisjoone kasvu. Seega varieerub summutatud ostsillaatori amplituudi töötsükkel võrdeliselt rakendatud raadiosignaali amplituudiga.
Superregeneratiivses detektoris käivitab signaali saabumine RF võnkumisi varem kui signaali puudumisel. Super Regenerative Detector suudab vastu võtta AM-signaale ja sobib hästiOK (sisse/välja lülitatud) andmesignaali tuvastamine. Superregeneratiivne detektor on kahjustatud andmesüsteem, st iga periood loeb ja võimendab RF-signaali. Algse modulatsiooni täpseks taastamiseks peab tagasilükkamise generaator töötama sagedusel, mis on veidi kõrgem kui algse moduleeriva signaali kõrgeim sagedus. Mähisjoone detektori ja sellele järgneva madalpääsfiltri lisamine parandab AM-demodulatsiooni.
Vastuvõtja süda sisaldab tavalist Colpittsi konfigureeritud LC-ostsillaatorit, mis töötab sagedusel, mille määrab L1, L2, C1, C2 ja C3 jadaresonants. Kui seade on välja lülitatud, kustutab eelpingevool Q1 generaatori. Kaskaadtransistorid Q2 ja Q3 moodustavad antennivõimendi, mis parandab vastuvõtja müra ning tagab ostsillaatori ja antenni vahel mõningase RF-isolatsiooni. Energia säästmiseks töötab võimendi ainult siis, kui võnkumine suureneb.
Ultregeneratiivse VHF-i skeem
Vastuvõtja koosneb 2N2369 transistorist, mida ümbritseb viisteist komponenti, mis koos moodustavad kõrgsagedusliku osa. See koost on vastuvõtja süda. See pakub nii HF võimendust kui ka demodulatsiooni. Transistori kollektorisse paigaldatud konfigureeritud ahel võimaldab valida sagedust.
Reaktsioonikomplekti kasutasid toruradarid lühilaineajal väga varakult. Seejärel leiti see 60ndate kuulsast "kolme transistori" kõneajast. Paljud 433 MHz kaugjuhtimispuldi vastuvõtjad kasutavad endiselttema. BC337 mõlemad astmed on madalsagedusvõimendid, viimane annab toite kõrvaklappidele või väikesele kõlarile. Reguleeritav 22 kΩ takistus reguleerib 2N2369 transistori polarisatsiooni parima reaktsioonipunkti saavutamiseks, ühendades tundlikkuse ja madala moonutuse, vältides samal ajal võnkumisi, mis blokeerivad selle tööd.
Heli sagedus taastatakse läbi 4,7 kΩ takisti, seejärel lastakse läbi madalpääsfiltri, et välistada kõrgsageduslik ümberlülitusreaktsioon. Esimene transistor BC337 tagab BF eelvõimenduse. Selle kollektori ja aluse vahele asetatud 4,7 nF kondensaator toimib madalpääsfiltrina, kõrvaldades kõrgsageduslikud jäägid ja piirates kõrgeid sagedusi. 10 kΩ takisti juhib viimase astme võimendust ja seega ka helitugevust.
DIY raadio kokkupanek
Ise isetegemise 315MHz superregeneratiivse vastuvõtja puhul tuleb kõik komponendid paigaldada PCB-le ja jäljed teha lõikuriga. Lai põhiplaan on sõlme (elektrilise) stabiilsuse jaoks hädavajalik. Vasele kopeerimise hõlbustamiseks prinditakse vooluringist foto, asetatakse see plaadile ja märgitakse täpiga lehele radade otsad. Pärast rööbasteede isolatsiooni kontrollimist ohmmeetril viiakse juhtmestik läbi vastav alt skeemile.
Skeemi komponente on lihtne osta raadiopoodidest või veebist. Teil on vaja 50 või 100 oomi kõlarit. Sa saad kakasutage 8-oomist valjuhääldit, asetades astmelise trafo, mida leidub enamikus vanades transistorjaamades, või ühendage 8-oomine kõlar, kuid helitase on madalam. Koost peab jääma kompaktseks ja hea põhiplaaniga. Ei tasu unustada, et juhtmetel ja ühendustel on kõrgetel sagedustel isetoimiv toime. Akordimähisel on 5 keerdu 0,8 mm traati (telefoniliini juhtmestik). Kondensaator ühendatakse antenniga järjestikku ül alt teisel pöördel.
Antenn koosneb ühest tükist kõvast traadist (1,5 mm2), mille pikkus on umbes kakskümmend sentimeetrit. Rohkem pole vaja teha, "kvartallaine" häirib reaktsiooni. Vaja on 1 nF lahtisidestuskondensaatorit. Drosselpool (kõrgsagedusblokeering) on VK200 tüüpi. Kui raadioamatöör seda ei leia, saab väikeses ferriittorus teha kolm-neli keerdu traati. Ja saate valida konkreetse montaažiskeemi vastav alt oma maitsele ja vastav alt ühendusskeemile.
Ahela õige kaasamine
VHF superregeneratiivse vastuvõtja paigaldamise järjekord:
- Lülita vooluahel sisse. Toitevool on umbes kolmkümmend milliamprit.
- Pöörake parempoolne reguleeritav takisti (helitugevus) täielikult vastupäeva.
- Järgmisena peate kuulma kõrvaklappidest või kõlarist müra. Kui ei, siis keerake reguleeritavat takistust, kuni kostab heli.
- Parandage keskmise emissiooniga häälestust, et saavutada hea tundlikkus minimaalsete moonutustega.
- Kunikõrge müra eemaldamiseks peate antenni vähendama.
144 MHz ultraregeneratiivne vastuvõtjaahel.
Ettevaatusabinõud: kuna seade tekitab häireid, ärge kasutage seda mõne teise vastuvõtja läheduses.
