Superregenerační přijímač se používá po mnoho desetiletí, zejména na VHF a UHF, kde mohl nabídnout jednoduchost obvodu a relativně vysokou úroveň výkonu. Tento detektor byl poprvé populární ve své elektronkové verzi v dobách příjmu VHF koncem 50. a začátkem 60. let. Poté byl použit v jednoduchých obvodech tranzistorové verze. Tato konstrukce byla příčinou syčícího zvuku produkovaného 27 MHz CB vysílačkami. V dnešní době již není superregenerační rádio tak populární, i když existuje několik aplikací, které jsou pro současníky stále zajímavé.
Historie rádia
Historie super-regeneračního přijímače sahá až do nejranějších dnů jeho vynálezu. V roce 1901 Reginald Fessenden použil nemodulovanou sinusovku ve svém přijímači pro usměrňovací krystalový detektor.rádiový signál s frekvenčním posunem od nosné rádiové vlny a od antény.
Později, během první světové války, začali radioamatéři využívat výhod rádiové technologie, která poskytovala dostatečnou kvalitu přenosu a citlivost. Inženýr Lucien Levy ve Francii, W alter Schottky v Německu a nakonec muž, kterému byla přisuzována superheterodynní technika, Edwin Armstrong, vyřešili problém selektivity a postavili první fungující super-regenerativní rádio.
Byl vynalezen v době, kdy byla rádiová technologie velmi jednoduchá a super-regenerační přijímač postrádal funkce, které jsou dnes považovány za samozřejmost. Superheterodynní rádiový přijímač (superheterodyn) celým názvem - nadzvukový heterodynní bezdrátový přijímač, byl důležitým krokem vpřed ve vývoji vědy a techniky, i když zpočátku nebyl příliš používán, protože obsahoval mnoho ventilů, trubek a dalších objemných dílů. A navíc v té době bylo rádio velmi drahé.
Základy superpřijímače
Superregenerační přijímač je založen na jednoduchém regeneračním rádiu. V regeneračním cyklu využívá druhou kmitací frekvenci, která přerušuje nebo tlumí kmity hlavní frekvence. Tlumení vibrací obvykle funguje při frekvencích nad zvukovým rozsahem, jako je 25 kHz až 100 kHz. Během provozu má obvod kladnou zpětnou vazbu, takže i malé množství šumu způsobí oscilaci systému.
Výstup RF zesilovačev přijímači má pozitivní zpětnou vazbu, tzn. část výstupního signálu je přiváděna zpět na vstup ve fázi. Jakýkoli přítomný signál bude opakovaně zesílen, což může mít za následek zesílení síly signálu tisícinásobně i více. I když je zisk fixní, úrovní blížících se nekonečnu lze dosáhnout pomocí zpětnovazebních technik, jako je obvod výkyvného bodu přijímače superregenerativní bateriové trubice.
Regenerace zavádí do obvodu záporný odpor, což znamená, že celkový kladný odpor je snížen. A navíc s rostoucím ziskem roste selektivita obvodu. Když je obvod provozován se zpětnou vazbou tak, že oscilátor pracuje dostatečně v oscilační oblasti, nastává sekundární nízkofrekvenční oscilace. Ničí frekvenci vysokofrekvenčních vibrací.
Tento koncept původně objevil Edwin Armstrong, který vytvořil termín „super zotavení“. A tento typ rádia se nazývá superregenerační elektronkový přijímač. Takové schéma bylo použito ve všech formách rádia od domácích rozhlasových vysílacích stanic po televizory, vysoce přesné tunery, profesionální komunikační rádia, satelitní základnové stanice a mnoho dalších. Prakticky všechna vysílací rádia, stejně jako televize, krátkovlnné přijímače a komerční rádia, používaly jako základ pro fungování superheterodynní princip.
Výhody vysílače
Superheterodynní rádio má oproti jiným formám rádia řadu výhod. V důsledku jejichsuper-regenerativní tranzistorový přijímač zůstal jednou z pokročilých metod používaných v rádiové technologii. A zatímco jiné metody se dnes dostávají do popředí, super-přijímač je stále velmi široce používán vzhledem k funkcím, které nabízí:
- Zavírací selektivita. Jednou z hlavních výhod přijímače je blízkost k selektivitě, kterou může nabídnout.
- Pomocí filtrů s pevnou frekvencí může zajistit dobré oříznutí sousedního kanálu.
- Schopnost přijímat více režimů.
- Vzhledem k topologii může tato technologie přijímače zahrnovat mnoho různých typů demodulátorů, které lze snadno přizpůsobit požadavkům.
- Příjem velmi vysokofrekvenčních signálů.
Skutečnost, že super-regenerativní FET přijímač používá technologii míchání, znamená, že většina zpracování přijímače se provádí na nižších frekvencích, což mu umožňuje přijímat vysokofrekvenční signály. Tyto a mnohé další výhody znamenají, že o přijímač je poptávka nejen od počátku rádiového provozu, ale že jím zůstane ještě mnoho let.
Super regenerační FET přijímač
Pojďme na to přijít. Princip činnosti superregeneračního přijímače je následující.
Signál, který je zachycován anténou, prochází přijímačem a do směšovače. Další lokálně generovaný signál, často označovaný jako lokální oscilátor, je přiváděn do jiného portusměšovač a oba signály se smísí. Výsledkem je, že se generuje nový signál na součtové a rozdílové frekvenci.
Výstup je převeden na tzv. mezifrekvenci, kde je signál zesílen a filtrován. Jakýkoli z převedených signálů, které spadají do propustného pásma filtru, může projít filtrem a bude také zesílen zesilovacími stupni. Signály, které spadají mimo šířku pásma filtru, budou odmítnuty.
Ladění přijímače se provádí jednoduše změnou frekvence místního oscilátoru. Tím se změní frekvence příchozího signálu, signály se převedou a mohou projít filtrem.
Vyladění superregenerativního přijímače
Přestože je složitější než některé jiné typy rádií, má výhodu výkonu a selektivity. Ladění je tedy schopno odstranit nežádoucí signály efektivněji než jiná nastavení TRF (Tuned Radio Frequency) nebo rozhlasové stanice, které se používaly v počátcích rádia.
Základní koncept a teorie superheterodynního rádia zahrnuje proces míchání. To umožňuje přenos signálů z jedné frekvence na druhou. Vstupní frekvence se často nazývá RF vstup, zatímco lokálně generovaný signál oscilátoru se nazývá lokální oscilátor a výstupní frekvence se nazývá mezifrekvence, protože leží mezi RF a audio frekvencí.
Blokové schéma základního jednotranzistorového superregenerativního přijímače je následující. Vsměšovačem se okamžitá amplituda dvou vstupních signálů (f1 a f2) násobí a výsledkem jsou výstupní signály o frekvencích (f1 + f2) a (f1 - f2). To umožňuje vysílat příchozí frekvenci až na pevnou frekvenci, kde ji lze efektivně filtrovat. Změna frekvence lokálního oscilátoru umožňuje naladit přijímač na různé frekvence. Signály na dvou různých frekvencích lze posílat do mezistupňů.
Rf ladění odstraní jedno a vezme další. Jsou-li přítomny signály, mohou způsobit nežádoucí rušení maskováním požadovaných signálů, pokud se objeví současně v mezifrekvenční sekci. Často v levných rádiích mohou harmonické složky místního oscilátoru sledovat různé frekvence, což vede ke změně místních oscilátorů při ladění přijímače.
Celkové blokové schéma jednotranzistorového superregeneračního přijímače ukazuje hlavní bloky, které lze v přijímači použít. Složitější rádia přidají do základního blokového schématu další demodulátory.
Některá ultraheterodynní rádia mohou mít navíc dvě nebo více konverzí pro zvýšení výkonu, dvě nebo dokonce tři konverze lze použít ke zlepšení funkce prvků obvodu.
Kde:
- stupeň ladění je variabilní 15pF;
- Tlumivka "L" není nic jiného než 2palcový kovový drát 20 ohnutý do tvaru "U".
Rozhlasové stanice FM (88–108 MHz) potřebují víceindukčnost a spodní polovina pásma (přibližně 109-130 MHz) bude vyžadovat méně, protože je nad pásmem FM.
27MHz Auto Gain Control
Super-regenerační 27 MHz přijímač je považován za vyrostlý z válečné potřeby velmi jednoduchého jednorázového zařízení s vysokým ziskem pozitivní zpětné vazby. Řešením bylo umožnit oscilacím naladěné frekvence střídavě růst a potlačovat je pod kontrolou druhého (zhášecího) oscilátoru pracujícího na nižší rádiové frekvenci. Pozitivní zpětnou vazbu zavedl variabilní potenciometr, který byl použit následovně.
Hlasitost signálu se bude zvyšovat, dokud RF zesilovač nezačne oscilovat. Záměrem bylo zrušit ovládání, dokud kolísání neustane. Mezi polohou a účinkem však byla obvykle výrazná hystereze. Zvýšení produktivity by bylo možné dosáhnout pouze tehdy, pokud by byl pokrok zastaven krátce předtím, než začalo váhání, což vyžadovalo dovednost a trpělivost.
V tomto zařízení začne laděný zesilovač kmitat během půlcyklu vlny oscilátoru. Během "zapnuté" části zatemňovacího cyklu oscilace laděného zesilovače exponenciálně stoupá od šumu obvodu. Doba, za kterou tyto oscilace dosáhnou plné amplitudy, je úměrná hodnotě Q laděného obvodu. Proto v závislosti na frekvenci generátoru tlumení může kolísání frekvence signálu dosáhnout plné amplitudy (logaritmický režim) nebo se zhroutí.(režim linky).
Tři hlavní typy 27 MHz superregenerativního přijímače byly použity pro rádiové ovládání modelů: přijímač s pevným ventilem, přijímač s měkkým ventilem a přijímač na bázi tranzistoru.
Typický pevný obvod přijímače ventilu je znázorněn na obrázku.
Rádiový obvod pro pásmo 25–150 MHz
V tomto obvodu je superregenerační přijímač v pásmu 25-150 MHz podobný schématu zapojení MFJ-8100.
První stupeň je založen na FET tranzistoru připojeném ke společné konfiguraci brány. RF zesilovací stupeň zabraňuje RF záření z antény v obou obvodech. Superregenerační detektor je založen na tranzistoru připojeném ke společné konfiguraci hradla. Trim upravuje zesílení zpětné vazby do bodu, kdy potenciometr zajišťuje plynulé řízení regenerace.
Kmitočtový rozsah tohoto přijímače je od 100 MHz do 150 MHz. Jeho citlivost je menší než 1 µV. Cívky jsou navinuty na odnímatelném rámu o průměru 12 mm. Regenerátory a superregenerátory samozřejmě nejsou budoucností radioamatérů, ale stále mají své místo na slunci.
315MHz přenosové zařízení
Zde je moderní 315 RF super recovery vysílač + modul přijímače.
Poskytuje velmi cenově výhodné bezdrátové řešení s maximální rychlostí přenosu dataž 4 kbps. A může být použit jako dálkové ovládání, elektrické dveře, žaluzie, okna, zásuvka dálkového ovládání, dálkové ovládání LED, stereo dálkové ovládání a poplašné systémy.
Vlastnosti:
- dosah přenosu> 500 m;
- citlivost -103dB, v otevřených oblastech, protože pracuje s metodou amplitudové modulace, je citlivost na šum vyšší;
- pracovní frekvence: 315,92 MHz;
- pracovní teplota: -10 stupňů až +70 stupňů;
- vysílací výkon: 25mW;
- Velikost přijímače: 30147 mm Velikost vysílače: 1919 mm.
433 MHz elektronka ISM
Superregenerační trubicový přijímač spotřebuje méně než 1 mW a funguje na bezkontaktní průmyslové, vědecké a lékařské síti 433 MHz. Ve své nejjednodušší formě obsahuje superregenerační přijímač RF oscilátor, který periodicky zapíná a vypíná „prázdný signál“neboli nízkofrekvenční signál. Když se signál tlumení přepne na oscilátor, začnou oscilace narůstat s exponenciálně rostoucím pláštěm. Použití externího signálu na jmenovité frekvenci generátoru urychluje růst obálky těchto oscilací. Pracovní cyklus amplitudy tlumeného oscilátoru se tedy mění v poměru k amplitudě aplikovaného rádiového signálu.
V super-regenerativním detektoru příchod signálu spustí RF oscilace dříve, než když není žádný signál. Super regenerační detektor může přijímat signály AM a je vhodný proOOK (zapnuto/vypnuto) detekce datového signálu. Superregenerativní detektor je kompromitovaný datový systém, tj. každá perioda počítá a zesiluje RF signál. Pro přesné obnovení původní modulace musí generátor potlačení pracovat na frekvenci mírně vyšší, než je nejvyšší frekvence v původním modulačním signálu. Přidání obálkového detektoru následovaného dolní propustí zlepšuje AM demodulaci.
Srdce přijímače obsahuje konvenční LC oscilátor nakonfigurovaný Colpittsem, který pracuje na frekvenci určené sériovou rezonancí L1, L2, C1, C2 a C3. Když je zařízení vypnuto, předpětí Q1 zhasne generátor. Kaskádové tranzistory Q2 a Q3 tvoří anténní zesilovač, který zlepšuje šumové číslo přijímače a poskytuje určitou RF izolaci mezi oscilátorem a anténou. Aby se šetřila energie, zesilovač funguje pouze při zvýšení oscilace.
Schéma ultra-regenerativního VHF
Přijímač se skládá z tranzistoru 2N2369 obklopeného patnácti součástkami, které dohromady tvoří vysokofrekvenční část. Tato sestava je srdcem přijímače. Poskytuje jak HF zisk, tak demodulaci. Konfigurovaný obvod nainstalovaný v kolektoru tranzistoru umožňuje vybrat frekvenci.
Reakční sada byla velmi brzy na krátkých vlnách používána trubkovými radary. Poté byl nalezen ve slavné době hovoru „tři tranzistory“v 60. letech. Mnoho 433MHz přijímačů dálkového ovládání stále používájeho. Oba stupně na BC337 jsou nízkofrekvenční zesilovače, druhý poskytuje napájení pro sluchátka nebo malý reproduktor. Nastavitelný odpor 22 kΩ upravuje polarizaci tranzistoru 2N2369 tak, aby získal nejlepší bod odezvy, kombinuje citlivost a nízké zkreslení a zároveň zabraňuje oscilacím, které blokují jeho činnost.
Zvuková frekvence je obnovena přes rezistor 4,7 kΩ a poté prochází nízkofrekvenčním filtrem, aby se eliminovala odezva přepínání vysokých frekvencí. První tranzistor BC337 poskytuje BF předzesilování. Kondenzátor 4,7 nF umístěný mezi jeho kolektorem a jeho základnou funguje jako dolní propust, eliminuje vysokofrekvenční rezidua a omezuje výšky. Rezistor 10 kΩ řídí zesílení posledního stupně a tím i hlasitost.
DIY sestava rádia
U 315MHz superregenerativního přijímače pro vlastní potřebu musí být všechny součásti nainstalovány na desce plošných spojů a stopy musí být vytvořeny řezačkou. Široký půdorys je nezbytný pro (elektrickou) stabilitu sestavy. Pro usnadnění kopírování na měď se vytiskne fotografie obvodu, umístí se na štítek a tečkou se označí konce stop na listu. Po kontrole izolace drah na ohmmetru se zapojení provede podle schématu.
Součástky obvodů lze snadno zakoupit v obchodech s rádiem nebo online. Potřebujete 50 nebo 100 ohmový reproduktor. Můžete taképoužijte 8ohmový reproduktor umístěním redukčního transformátoru, který se nachází ve většině starých tranzistorových stanic, nebo připojte 8ohmový reproduktor, ale úroveň zvuku bude nižší. Sestava musí zůstat kompaktní s dobrým půdorysem. Nemělo by se zapomínat, že vodiče a spoje mají při vysokých frekvencích samočinný účinek. Tetivová cívka má 5 závitů 0,8mm drátu (zapojení telefonní linky). Kondenzátor je zapojen do série s anténou na druhém otočení shora.
Anténa se skládá z jednoho kusu tvrdého drátu (1,5 mm2) dlouhého asi dvacet centimetrů. Není třeba dělat více, "čtvrtvlna" naruší reakci. Je vyžadován oddělovací kondenzátor 1 nF. Tlumivka (vysokofrekvenční blokování) je typu VK200. Pokud to radioamatér nemůže najít, můžete udělat tři nebo čtyři otáčky drátu v malé feritové trubici. A můžete si vybrat konkrétní schéma montáže podle svých představ a v souladu se schématem zapojení.
Správné zařazení obvodu
Pořadí instalace VHF super regenerativního přijímače:
- Zapněte obvod. Napájecí proud je asi třicet miliampérů.
- Otočte pravý nastavitelný odpor (objem) zcela proti směru hodinových ručiček.
- Dále musíte slyšet hluk ve sluchátkách nebo reproduktoru. Pokud ne, otáčejte nastavitelným odporem, dokud neuslyšíte zvuk.
- Vylepšete ladění středních emisí, abyste získali dobrou citlivost s minimálním zkreslením.
- KomuChcete-li odstranit vysoký šum, musíte snížit anténu.
144 MHz ultraregenerační obvod přijímače.
Opatření: Protože jednotka vyzařuje rušení, nepoužívejte ji v blízkosti jiného přijímače.
