Сверхрегенератор на одном мощном транзисторе: Сверхрегенератор на одном мощном транзисторе

Сверхрегенератор на одном мощном транзисторе

Switch to English регистрация. Телефон или email. Чужой компьютер. Аццких радиотехников. Хочу собрать радиоприёмник для прослушки авиадиапазона ну очень люблю самолёты.


Поиск данных по Вашему запросу:

Схемы, справочники, даташиты:

Прайс-листы, цены:

Обсуждения, статьи, мануалы:

Дождитесь окончания поиска во всех базах.

По завершению появится ссылка для доступа к найденным материалам. ПОСМОТРИТЕ ВИДЕО ПО ТЕМЕ: Усилитель звука на транзисторах своими руками

Радиолюбительские конструкции, указатель описаний


Что такое сверхрегенератор, как он работает, каковы его достоинства и недостатки, в каких радиолюбительских конструкциях его можно использовать? Этим вопросам и посвящена предлагаемая вниманию читателей статья. Сверхрегенератор его ещё называют суперрегенератор — это совершенно особый вид усилительного, или усилительно-детекторного устройства, обладающий при исключительной простоте уникальными свойствами, в частности, коэффициентом усиления по напряжению до Это означает, что входные сигналы с уровнем в доли микровольта могут быть усилены до долей вольта.

Разумеется, обычным способом такое усиление в одном каскаде получить невозможно, но в сверхрегенераторе используется совершенно другой способ усиления. Если автору будет позволено немного пофилософствовать, то можно не совсем строго сказать, что сверхрегенеративное усиление происходит в иных физических координатах. Обычное усиление осуществляется непрерывно во времени, а вход и выход усилителя четырёхполюсника , как правило, разнесены в пространстве.

Это не относится к усилителям-двухполюсникам, например, регенератору. Регенеративное усиление происходит в том же колебательном контуре, к которому подводится входной сигнал, но опять-таки непрерывно во времени.

Сверхрегенератор работает с выборками входного сигнала, взятыми в определённые моменты времени. Затем происходит усиление выборки во времени, и через какой-то промежуток снимается выходной усиленный сигнал, часто даже с тех же зажимов или гнёзд, к которым подведён и входной. Пока совершается процесс усиления, сверхрегенератор не реагирует на входные сигналы, а следующая выборка делается только тогда, когда все процессы усиления завершены.

Именно такой принцип усиления и позволяет получать огромные коэффициенты, вход и выход не надо развязывать или экранировать — ведь входные и выходные сигналы разнесены во времени, поэтому не могут взаимодействовать. В сверхрегенеративном способе усиления заложен и принципиальный недостаток. В соответствии с теоремой Котельникова-Найквиста, для неискажённой передачи огибающей сигнала модулирующих частот частота выборок должна быть не менее удвоенной наивысшей частоты модуляции.

В случае радиовещательного АМ сигнала наивысшая модулирующая частота составляет 10 кГц, ЧМ сигнала — 15 кГц и частота выборок должна быть не менее Полоса пропускания сверхрегенератора получается при этом почти на порядок больше, т. Этот недостаток неустраним при приёме АМ сигналов и послужил одной из главных причин вытеснения сверхрегенераторов более совершенными, хотя и более сложными супергетеродинными приёмниками, в которых полоса пропускания равна удвоенной наивысшей модулирующей частоте.

Как ни странно, при ЧМ описанный недостаток проявляется в значительно меньшей мере. При этом ширина резонансной кривой должна быть не меньше удвоенной девиации частоты Ранее сверхрегенераторы выполнялись на электронных лампах и получили значительное распространение в середине прошлого века. Тогда на диапазоне УКВ радиостанций было мало, и широкая полоса пропускания не считалась особым недостатком, в ряде случаев даже облегчая настройку и поиск редких станций.

Затем появились сверхрегенераторы на транзисторах. Сейчас они используются в системах радиоуправления моделями, охранной сигнализации и лишь изредка в радиоприёмниках.

Схемы сверхрегенераторов мало отличаются от схем регенераторов: если у последнего периодически увеличивать обратную связь до порога генерации, а затем уменьшать её до срыва колебаний, то и получается сверхрегенератор. Вспомогательные гасящие колебания с частотой Для лучшего уяснения процессов, происходящих в сверхрегенераторе, обратимся к устройству, изображённому на рис.

Эта схема была разработана в результате многочисленных экспериментов и, как представляется автору, оптимальна по простоте, лёгкости налаживания и получаемым результатам. Транзистор VT1 включён по схеме автогенератора — индуктивной трёхточки. Контур генератора образован катушкой L1 и конденсатором С1, отвод катушки сделан ближе к выводу базы. Таким образом осуществляется согласование высокого выходного сопротивления транзистора цепи коллектора с меньшим входным сопротивлением цепи базы.

Схема питания транзистора несколько необычна — постоянное напряжение на его базе равно напряжению коллектора. Транзистор, особенно кремниевый, вполне может работать в таком режиме, ведь открывается он при напряжении на базе относительно эмиттера около 0,5 В, а напряжение насыщения коллектор-эмиттер составляет, в зависимости от типа транзистора, 0, В данной схеме и коллектор, и база по постоянному току соединены с общим проводом, а питание поступает по цепи эмиттера через резистор R1.

При этом напряжение на эмиттере автоматически стабилизируется на уровне 0,5 В — транзистор работает подобно стабилитрону с указанным напряжением стабилизации. Действительно, если напряжение на эмиттере упадет, транзистор закроется, эмиттерный ток уменьшится, а вслед за этим уменьшится и падение напряжения на резисторе, что приведёт к возрастанию эмиттерного напряжения.

Если же оно возрастет, транзистор откроется сильнее и увеличившееся падение напряжения на резисторе скомпенсирует это возрастание. Единственное условие правильной работы устройства — напряжение питания должно быть заметно больше — от 1,2 В и выше. Тогда ток транзистора удастся установить подбором резистора R1. Рассмотрим работу устройства на высокой частоте. Напряжение с нижней по схеме части витков катушки L1 приложено к переходу база-эмиттер транзистора VT1 и усиливается им.

Конденсатор С2 — блокировочный, для токов высокой частоты он представляет малое сопротивление. Нагрузкой в коллекторной цепи служит резонансное сопротивление контура, несколько уменьшенное из-за трансформации верхней частью обмотки катушки. При усилении транзистор инвертирует фазу сигнала, затем её инвертирует трансформатор, образованный частями катушки L1 — выполняется баланс фаз. А баланс амплитуд, необходимый для самовозбуждения, получается при достаточном усилении транзистора.

Последнее зависит от тока эмиттера, а его очень легко регулировать, изменяя сопротивление резистора R1, включив, например, вместо него последовательно два резистора, постоянный и переменный. Устройство обладает рядом достоинств, к которым относятся простота конструкции, лёгкость налаживания и высокая экономичность: транзистор потребляет ровно столько тока, сколько необходимо для достаточного усиления сигнала.

Подход к порогу генерации получается весьма плавным, к тому же регулировка происходит в низкочастотной цепи, и регулятор можно отнести от контура в удобное место. Регулировка слабо влияет на частоту настройки контура, поскольку напряжение питания транзистора остается постоянным 0,5 В , а следовательно, почти не изменяются и междуэлектродные ёмкости.

Описанный регенератор способен повышать добротность контуров в любом диапазоне волн, от ДВ до УКВ, причём катушка L1 не обязательно должна быть контурной — допустимо использовать катушку связи с другим контуром конденсатор С1 в этом случае не нужен. Регенератор подойдет и для KB диапазона, если связать антенну с контуром L1C1 либо катушкой связи, либо конденсатором малой ёмкости вплоть до долей пикофарады. Низкочастотный сигнал снимают с эмиттера транзистора VT1 и подают через разделительный конденсатор ёмкостью 0, При приёме AM станций подобный приёмник обеспечивал чувствительность Но вернемся к сверхрегенератору.

Пусть напряжение питания на описанное устройство подается в виде импульса в момент времени t0, как показано на рис. Иначе обстоит дело при нарастании колебаний: транзистор вносит в контур отрицательное сопротивление — rос обратная связь компенсирует потери , и общее эквивалентное сопротивление становится отрицательным.

Знак минус в показателе экспоненты исчезает, и закон нарастания запишется:. Как видим, время нарастания пропорционально логарифму величины, обратной уровню принимаемого сигнала в контуре. Чем больше сигнал, тем меньше время нарастания. Если импульсы питания подавать на сверхрегенератор периодически, с частотой суперизации гашения Если вспышки продетектировать, на выходе получится демодулированный сигнал, пропорциональный среднему значению огибающей вспышек.

Усиление самого транзистора может быть небольшим единицы, десятки , достаточным лишь для самовозбуждения колебаний, в то время как усиление всего сверхрегенератора, равное отношению амплитуды демодулированного выходного сигнала к амплитуде входного, весьма велико. Описанный режим работы сверхрегенератора называют нелинейным, или логарифмическим, поскольку выходной сигнал пропорционален логарифму входного. Это вносит некоторые нелинейные искажения, но играет и полезную роль — чувствительность сверхрегенератора к слабым сигналам больше, а к сильным меньше — здесь действует как бы естественная АРУ.

Для полноты описания надо сказать, что возможен и линейный режим работы сверхрегенератора, если длительность импульса питания см. Последние не успеют нарасти до максимальной амплитуды, а транзистор — не будет входить в режим ограничения. Тогда амплитуда вспышки станет прямо пропорциональна амплитуде сигнала. Такой режим, однако, нестабилен — малейшее изменение усиления транзистора или эквивалентного сопротивления контура r приведёт к тому, что либо резко упадет амплитуда вспышек, а следовательно, и усиление сверхрегенератора, либо устройство выйдет на нелинейный режим.

По этой причине линейный режим сверхрегенератора используется редко. Надо также заметить, что совершенно необязательно коммутировать напряжение питания, чтобы получить вспышки колебаний. С равным успехом можно подавать вспомогательное напряжение суперизации на сетку лампы, базу или затвор транзистора, модулируя их усиление, а значит, и обратную связь. Прямоугольная форма гасящих колебаний также неоптимальна, предпочтительнее синусоидальная, а ещё лучше пилообразная с пологим нарастанием и резким спадом.

В последнем варианте сверхрегенератор плавно подходит к точке возникновения колебаний, полоса пропускания несколько сужается и появляется усиление за счёт регенерации. Возникшие колебания растут сначала медленно, затем все быстрее. Спад же колебаний получается максимально быстрым.

Наибольшее распространение получили сверхрегенераторы с автосуперизацией, или с самогашением, не имеющие отдельного генератора вспомогательных колебаний. Они работают только в нелинейном режиме. Самогашение, иначе говоря, прерывистую генерацию, легко получить в устройстве, выполненном по схеме рис.

Тогда произойдет следующее: возникшие колебания вызовут увеличение тока через транзистор, но колебания будут некоторое время поддерживаться зарядом конденсатора С2. Когда он израсходуется, напряжение на эмиттере упадет, транзистор закроется и колебания прекратятся.

Конденсатор С2 начнёт относительно медленно заряжаться от источника питания через резистор R1 до тех пор, пока не откроется транзистор и возникнет новая вспышка. Осциллограммы напряжений на эмиттере транзистора и в контуре показаны на рис.

Уровни напряжений 0,5 и 0,4 В показаны совершенно условно — они зависят от типа применённого транзистора и его режима. Что же произойдет при поступлении в контур внешнего сигнала, ведь длительность вспышки теперь определяется зарядом конденсатора С2 и, следовательно, постоянна? С ростом сигнала, как и прежде, уменьшается время нарастания колебаний, вспышки следуют чаще. Если их продетектировать отдельным детектором, то средний уровень сигнала будет возрастать пропорционально логарифму входного сигнала.

Но роль детектора с успехом выполняет и сам транзистор VT1 см. Наконец, что же произойдет в отсутствие сигнала? Все то же самое, только рост амплитуды колебаний каждой вспышки будет начинаться от случайного напряжения шумов в контуре сверхрегенератора.

Частота вспышек при этом минимальна, но нестабильна — период повторения меняется хаотическим образом. Усиление сверхрегенератора при этом максимально, а в телефонах или громкоговорителе слышен сильный шум.

Он резко снижается при настройке на частоту сигнала. Таким образом, чувствительность сверхрегенератора по самому принципу его работы очень высока — она определяется уровнем внутренних шумов. Дополнительные сведения по теории сверхрегенеративного приёма даны в [1,2]. А теперь рассмотрим практические схемы сверхрегенераторов. Их в литературе, особенно давних лет, можно найти довольно много.

Сравнительно высокое напряжение питания 9 В обеспечивает большую амплитуду вспышек колебаний в контуре сверхрегенератора, а следовательно, и большое усиление.

Такое решение имеет и существенный недостаток: сверхрегенератор сильно излучает, поскольку антенна связана непосредственно с контуром катушкой связи. Подобный приёмник рекомендуется включать лишь где-нибудь на природе, вдали от населённых мест.


ШЕСТЬ ПРИЕМНИКОВ НА ОДНОМ ТРАНЗИСТОРЕ

Портал QRZ. RU существует только за счет рекламы, поэтому мы были бы Вам благодарны если Вы внесете сайт в список исключений. Мы стараемся размещать только релевантную рекламу, которая будет интересна не только рекламодателям, но и нашим читателям. Отключив Adblock, вы поможете не только нам, но и себе. Понятно, возможности таких радиоаппаратов скромны — они рассчитаны главным образом на прослушивание с помощью головных телефонов передач местных или не слишком удаленных станций. И если это вас удовлетворяет, вы сразу обнаружите достоинства подобных устройств — небольшие затраты средств, сил и времени на постройку, малые габариты и вес. На рисунке 1 изображена простейшая радиоустановка, в которую входят колебательный контур L1С2, диодный детектор VD1, звуковой усилитель на низкочастотном транзисторе VT1 и телефон BF1.

FM приемник своими all-audio.proй укв all-audio.proратор на одном all-audio.pro приемник на трех all-audio.pro сверхрегенератор.

Please turn JavaScript on and reload the page.

Что такое сверхрегенератор, как он работает, каковы его достоинства и недостатки, в каких радиолюбительских конструкциях его можно использовать? Этим вопросам и посвящена предлагаемая вниманию читателей статья. Сверхрегенератор его ещё называют суперрегенератор — это совершенно особый вид усилительного, или усилительно-детекторного устройства, обладающий при исключительной простоте уникальными свойствами, в частности, коэффициентом усиления по напряжению до Это означает, что входные сигналы с уровнем в доли микровольта могут быть усилены до долей вольта. Разумеется, обычным способом такое усиление в одном каскаде получить невозможно, но в сверхрегенераторе используется совершенно другой способ усиления. Если автору будет позволено немного пофилософствовать, то можно не совсем строго сказать, что сверхрегенеративное усиление происходит в иных физических координатах. Обычное усиление осуществляется непрерывно во времени, а вход и выход усилителя четырёхполюсника , как правило, разнесены в пространстве. Это не относится к усилителям-двухполюсникам, например, регенератору.

Схема приемника своими руками

Понятно, возможности таких радиоаппаратов скромны — они рассчитаны главным образом на прослушивание с помощью головных телефонов передач местных или не слишком удаленных станций. И если это вас удовлетворяет, вы сразу обнаружите достоинства подобных устройств — небольшие затраты средств, сил и времени на постройку, малые габариты и вес. На рисунке 1 изображена простейшая радиоустановка, в которую входят колебательный контур L1С2, диодный детектор VD1, звуковой усилитель на низкочастотном транзисторе VT1 и телефон BF1. Такой приемник совместно с небольшой внешней антенной и заземлением позволит вам стать слушателем близкой мощной радиостанции.

Сверхрегенератор с внешней суперизацией на полевом транзисторе Знание принципов сверхрегенеративного приема позволило разработать простую схему приемника на двухзатворном полевом транзисторе, изображенную на рис. Основное ее достоинство заключается в разделении функций, выполняемых различными частями схемы, что существенно упрощает настройку приемника.

11 схем простейших радиоприемных устройств

Схема простейшего детекторного приемника с усилителем низкой частоты. Она выполнена на одном диоде и одном транзисторе. Изготовление данной схемы целесообразно лишь в том случае, когда поблизости от места. Прием ведется на наружную антенну длиной 20— 30 м, подключаемую к схеме через гнездо А и разделительный конденсатор С1. Обязательно также наличие хорошего заземления.

УКВ ЧМ сверхрегенеративный радиоприемник на одном транзисторе

Несколько схем простейших радиоприемников с применением транзисторов рассмотрим ниже. Схемы позаимствованы из различной радиолюбительской литературы. Радиоприемник прямого усиления по схеме 0-V Работает в диапазоне метров КВ. Напряжение радиочастоты с антенны поступает через С1 на колебательный контур L1,L2,C2. Выделенный контуром сигнал через С3 поступает на базу транзистора, далее усиливается и детектируется в цепи коллектора. РЧ составляющая коллекторного тока фильтруется цепью L3C4, а составляющая звуковой частоты протекает через головные телефоны и воспроизводится ими. Питание приемника осуществляется от батареи, напряжением 4,5 вольта.

Хочу собрать УКВ- приёмник на одном транзисторе. У вас антенну мощного (не менее Вт) передатчика из окна видно? Если нет — то один Приемник Захарова или сверхрегенератор какой-нибудь. Но без.

Сверхгенеративные транзисторные УКВ приемники с низковольтным питанием (1,5В)

Технический портал радиолюбителей России. Фотогалерея Обзоры Правила Расширенный поиск. Уважаемые посетители! RU существует исключительно за счет показа рекламы.

КВ-УКВ радиоприемники на одном транзисторе (регенераторы, супергетеродин)

Это схема работает всего от одной 1,5 В батареи. В качестве аудио устройства воспроизведения применены обычные наушник с общим сопротивлением 64 Ом. Питания от батарейки проходит через разъем наушников, поэтому достаточно вытащить наушники из разъема, чтоб отключить приемник. Чувствительности приемника достаточно, что на 2-х метровую проводную антенну применять несколько качественных станций КВ и ДВ диапазона. Катушка L1 изготавливается на сердечнике из феррита длиной мм.

Добавить в избранное. Устройство получения — Серебряной воды Выключатель управления нагрузкой Реле времени для фотопечати Бегущие огни на четырех гирляндах ПЗУ с электрическим стиранием Кодовый замок с дистанционным управлением Ручной программатор Простой Hi-Fi усилитель мощности.

Схема детекторного приемника с УНЧ на одном транзисторе

Вы хотите собрать радиоприемник или несложный телевизор. Всем Вам хочется иметь схемы наиболее современные, опубликованные в последние годы. Схем много. Как найти нужную из них? Просмотрите внимательно эту книгу. Вы найдете то, что Вас интересует. Предлагаемый седьмой выпуск составлен по тому же плану, что и предыдущие и представляет собой самостоятельное издание.

Портал QRZ. RU существует только за счет рекламы, поэтому мы были бы Вам благодарны если Вы внесете сайт в список исключений. Мы стараемся размещать только релевантную рекламу, которая будет интересна не только рекламодателям, но и нашим читателям.


Сверхрегенератор на одном транзисторе

Самый простой УКВ ЧМ приёмник , доступный для повторения начинающему радиолюбителю можно собрать по схеме однотранзисторного синхронно-фазового детектора. Принципиальная схема такого приёмника показана на рисунке. Сигнал принимается антенной WA 1, роль которой может выполнять отрезок монтажного провода. Этот транзисторный каскад выполняет одновременно несколько функций: функции фазового детектора, фильтра нижних частот, усилителя постоянного тока и усилителя низкой частоты.


Поиск данных по Вашему запросу:

Схемы, справочники, даташиты:

Прайс-листы, цены:

Обсуждения, статьи, мануалы:

Дождитесь окончания поиска во всех базах.

По завершению появится ссылка для доступа к найденным материалам. ПОСМОТРИТЕ ВИДЕО ПО ТЕМЕ: ФМ РАДИО НА ОДНОМ ТРАНЗИСТОРЕ

Форум сайта retrotexnika.ru


При построении схем радиоприемников для диапазона СВ 27 МГц , выделенного для личной радиосвязи, наибольший интерес представляют схемные решения, позволяющие создать простые и относительно миниатюрные устройства.

Этим критериям отвечают конструкции АМ — приемников, построенных на основе сверхрегенеративных схем. Сверхрегенеративный приемник отличается сравнительной простотой и относительно высокой чувствительностью.

К недостаткам данных схем необходимо отнести низкую избирательность и повышенный уровень шумов при отсутствии полезного сигнала и при перестройке на частоты радиостанций. Пример схемы сверхрегенеративного приемника амплитудной модуляцией на 27 МГц с каскадом УВЧ на одном транзисторе представлен на рисунке 1. На транзиторе VT1 в схеме сверхрегенеративного приемника собран апериодический усилитель ВЧ, по схеме с общим эмиттером. Этот каскад увеличивает чувствительность приемника и уменьшает побочное излучение от каскада сверхрегенератора.

На транзиторе VT2 собран собственно сверхрегенератор, в коллекторную нагрузку которого включен колебательный контур L1 C6, настроенный на частоту приема. Фильтр в эмиттерной цепи С7 R8 C10 пропускает только никочастотную составляющую полезного сигнала.

Далее сигнал НЧ подается на регулятор громкости R10, а с регулятора на усилитель низкой частоты на микросхеме КУН4. Катушка L1 имеет 8 витков провода ПЭВ 0,5 на каркасе диаметром 7 мм с подстроечным ферритовым сердечником. Дроссель Др1 типа Д 0,1 имеет 20 мкГн, можно также использовать дроссель, выполненный на резисторе кОм и содержащий витков провода ПЭВ 0,1.

Для достижения максимальной чувствительности сверхрегенеративного приемника подстроить резистор R6. Точная настройка на частоту принимаемого сигнала производится сердечником катушки L1. При отсутствии принимаемого сигнала, на УНЧ слышится шум, напоминающий шум примуса, а при появлении полезного сигнала на входе сверхрегенератора, шум исчезает, что говорит о его точной настройке на радиостанцию.

В схеме сверхрегенеративного приемника вместо каскада УНЧ на микросхеме КУН4 можно применить УНЧ на другой элементной базе, в зависимости от конкретных поставленных задач.


Сверхрегенеративный приемник

Несколько схем простейших радиоприемников с применением транзисторов рассмотрим ниже. Схемы позаимствованы из различной радиолюбительской литературы. Радиоприемник прямого усиления по схеме 0-V Работает в диапазоне метров КВ.

Разумеется, обычным способом такое усиление в одном каскаде получить невозможно, но в Затем появились сверхрегенераторы на транзисторах.

УКВ ЧМ приемник на одном транзисторе

Такие приемники выполнены в основном на одном транзисторе и имеют хорошую чувствительность для приемника с такой простой схемотехникой. Приемник находится в машинке,пульт-это передатчик. Радиоуправление осуществляется на частоте кГц. Внутри машинки есть плата. Транзистор типа С и есть приемник. Выход звука на выходе фильтра,сам фильтр выполнен на конденсаторе и резисторе. Найти звук, можно просто взяв УНЧ применил от компьютера. Общий вывод входа усилителя подключаете к «минусу» питания приемника,а входом УНЧ,через разделительный конденсатор емкостью 4. Громкое шипение из динамика-значит выход звука найден,но лучше проверить с сигналом.

Сверхрегенеративный приемник УКВ

А я вот недавно подобрал на улице китайский приёмничек полуразбитый. Включил, он сразу заработал. Средние волны принимает изумительно, но посмотрев на плату удивился — всего два транзистора. Когда перечерчивал схему выяснил, что он регенератор!

Здесь можно немножко помяукать :.

УКВ ЧМ сверхрегенеративный радиоприемник на одном транзисторе

А я вот недавно подобрал на улице китайский приёмничек полуразбитый. Включил, он сразу заработал. Средние волны принимает изумительно, но посмотрев на плату удивился — всего два транзистора. Когда перечерчивал схему выяснил, что он регенератор! Так, что потомки Борусевича рулят в мире полном промышленных радиопомех.

Как услышать дальнобойщиков на 27МГц приемником от радиоуправления

Что такое сверхрегенератор , как он работает, каковы его достоинства и недостатки, в каких радиолюбительских конструкциях его можно использовать? Этим вопросам и посвящена предлагаемая вниманию читателей статья. Сверхрегенератор его ещё называют суперрегенератор — это совершенно особый вид усилительного, или усилительно-детекторного устройства, обладающий при исключительной простоте уникальными свойствами, в частности, коэффициентом усиления по напряжению до 10 Это означает, что входные сигналы с уровнем в доли микровольта могут быть усилены до долей вольта. Разумеется, обычным способом такое усиление в одном каскаде получить невозможно, но в сверхрегенераторе используется совершенно другой способ усиления. Если автору будет позволено немного пофилософствовать, то можно не совсем строго сказать, что сверхрегенеративное усиление происходит в иных физических координатах. Обычное усиление осуществляется непрерывно во времени, а вход и выход усилителя четырёхполюсника , как правило, разнесены в пространстве. Это не относится к усилителям-двухполюсникам, например, регенератору.

Так как у меня не было опыта в сборке сверхрегенераторов, то, посмотрев на схему, т.к. с приведёнными номиналами резисторов все транзисторы были заперты. У него была в одном из постов ссылка на толковую статью.

— Сверхрегенеративный приемник на транзисторе BF494 —

Понятно, возможности таких радиоаппаратов скромны — они рассчитаны главным образом на прослушивание с помощью головных телефонов передач местных или не слишком удаленных станций. И если это вас удовлетворяет, вы сразу обнаружите достоинства подобных устройств — небольшие затраты средств, сил и времени на постройку, малые габариты и вес. На рисунке 1 изображена простейшая радиоустановка, в которую входят колебательный контур L1С2, диодный детектор VD1, звуковой усилитель на низкочастотном транзисторе VT1 и телефон BF1. Такой приемник совместно с небольшой внешней антенной и заземлением позволит вам стать слушателем близкой мощной радиостанции.

Схема сверхрегенеративного УКВ приемника на транзисторе КТ315

Портал QRZ. RU существует только за счет рекламы, поэтому мы были бы Вам благодарны если Вы внесете сайт в список исключений. Мы стараемся размещать только релевантную рекламу, которая будет интересна не только рекламодателям, но и нашим читателям. Отключив Adblock, вы поможете не только нам, но и себе. На одном транзисторе можно собрать приемник для приема станций популярного сейчас УКВ диапазона. В приемнике, схема которого приведена на рисунке 1, использован сверхрегенеративный детектор.

Log in No account? Create an account.

Его схема — классическая для сверхренгенераторов , а также : почти не требует наладки , проста в изготовлении и обеспечивает большую чувствительность. К недостаткам конструкции можно отнести небольшую избирательность селективность , если станции в каком-то участке находятся близко по частоте. Питается приемник от стандартной 9-ти вольтовой батареи типа «Крона». Наушники — любые , с сопротивлением звуковых катушек в пределах Катушка L1 намотана на оправке 8 мм , содержит 5 витков провода 0.

С увеличением расстояния от антенны мощность электромагнитных волн уменьшается, в простейшем случае, обратно пропорционально квадрату расстояния:. Из рис. Формула для пересчета имеет вид.


КВ-УКВ радиоприемники на одном транзисторе (регенераторы, супергетеродин)

Каких только радиоприемников не существует на свете: прямого усиления, супергетеродинные, регенеративные, сверхрегенеративные и другие. Но как познакомиться в кружке с работой каждого из них за короткую смену в пионерском лагере? В этом вам поможет своеобразный радиоконструктор, позволяющий монтировать несложные легкоразборные самоделки.

Все радиоприемники предельно упрощены — содержат лишь по одному транзистору. Они обеспечивают прием радиовещательных станций на головные телефоны. Монтажные схемы всех устройств совпадают с принципиальными, что способствует наглядности и существенно облегчает сборку начинающим радиолюбителям.

Однотранзисторный радиоприемник прямого усиления 0-V-0

Радиоприемник прямого усиления 0-V-0 (рис. 1) работает в КВ диапазоне 25…50 м. Напряжение радиочастоты (РЧ) с антенны WA1 поступает через конденсатор С1 на колебательный контур L1L2C2.

Выделенный им сигнал через конденсатор С3 подается на базу транзистора VT1, усиливается и детектируется в цепи коллектора. РЧ составляющая коллекторного тока фильтруется цепью L3C4, а составляющая звуковой частоты (ЗЧ) протекает через головные телефоны BF1 и воспроизводится ими. Источник питания — батарея GB1 на 4,5 В.

Катушки L1 и L2, содержащие по 13 витков провода ПЭЛ-1 0,7, намотаны в одном направлении на расстоянии 5 мм друг от друга на каркасе 0 15 мм. Конденсатор настройки С2 типа КПЕ-3 или КПЕ-5 (от радиоприемников «Алмаз», «Сокол»).

Высокочастотный дроссель L3 намотан в один слой проводом ПЭЛ-1 0,18 на корпусе постоянного резистора ВС-0,5 сопротивлением не менее 100 кОм. Телефоны BF1 — низкоомные, марки ТА-56М или ТА-4. Можно использовать и высокоомные «наушники» ТОН-2, ТОН-2А, соединив оба излучателя параллельно, с соблюдением их полярности.

Транзистор КТ315Б допустимо заменить на КТ315Г или КТ315Е. Выключатель — ТВ2-1 или ТП1-2, МТ-1. Питание — батарея типа 3336Л («Планета») или три последовательно соединенных элемента 343, 373.

К радиоприемнику (особенно в здании из железобетона) необходимо присоединить наружную антенну длиной в несколько метров и при возможности его заземлить. Приняв передачу какой-либо радиостанции, подбирают сопротивление резистора R1 по максимальной громкости звука.

Радиоприемник прямого усиления 0-V-0

Радиоприемник прямого усиления 0-V-0 (рис. 2) отличается от предыдущего тем, что детектирование РЧ сигнала происходит на эмиттерном переходе транзистора VT1. Полученная ЗЧ составляющая усиливается и выделяется в цепи коллектора на телефонах BF1.

При отключении питания переключатель SA1 соединяет базу с эмиттером, и детектирование происходит на коллекторном переходе, то есть приемник превращается в детекторный и может принимать только мощные сигналы, например, от близко расположенного передатчика.. Данные элементов приведены выше.

Регенеративный радиоприемник 0-V-0

Регенеративный радиоприемник 0-V-0 (рис. 3) работает в КВ-диапа-зоне 41 м. Напряжение РЧ с антенны WA1 через конденсатор С1 поступает в колебательный контур L1 L2L3C2C3C4.

Подстроенный конденсатор С2 предназначен для установки средней частоты поддиапазона, постоянный С4 — для ограничения его перекрытия, КПЕ С3 — для плавной настройки в пределах поддиапазона.

Контур соединен с транзистором VT1 по трехточечной схеме с автотрансформаторной связью. Режим регенеративного детектирования устанавливают с помощью переменного резистора R2. Телефоны BF1 включены в цепь коллектора через ВЧ дроссели L4 и L5, уменьшающие собственное излучение регенератора.

Катушки приемника намотаны в одном направлении проводом ПЭЛ-1 0,7 на картонном каркасе 0 35, длиной 50 мм на расстоянии 5 мм друг от друга и содержат: L1 —

25 витков, L2 — 5,5, L3 — 0,5 витка. Конденсатор настройки С3 типа КВП с наращенной осью имеет три неподвижные и четыре подвижные пластины.

Вместо него можно использовать конденсатор марки КПК-Т. Подстроечный конденсатор С2 КПК-1 или КПК-М, постоянные конденсаторы С1, С4, С5, С6 — керамические, С7 — оксидный К50-12 или К50-6. Переменный резистор R2—СПЗ-28А или СПО-0,4. Данные остальных элементов указаны выше.

Для налаживания приемника к нему присоединяют телефоны, антенну и заземление. Включают питание и, изменяя сопротивление переменного резистора R2, устанавливают режим, близкий к порогу генерации, при котором в телефонах прослушивается заметный шум (но не свист).

Установив КПЕ С3 в среднее положение, изменяют емкость конденсатора С2 до приема какой-либо станции в средней части 41-метрового поддиапазона. В дальнейшем настройку на станции осуществляют с помощью КПЕ С3, одновременно выбирая оптимальный режим регулировкой переменного резистора R2.

Радиоприемник прямого усиления 0-V-1

Радиоприемник прямого усиления 0-V-1 (рис. 4) работает в КВ диапазоне 25—50 м. Сигнал, поступающий от антенны WA1 через конденсатор С1, выделяется контуром L1L2C3.

Для повышения чувствительности диодного детектора на диод VD1 подается небольшое положительное смещение через резистор R1. Напряжение 34 усиливается транзистором VT1 и воспроизводится телефонами BF1, заблокированными конденсатором С4.

Радиоприемник прямого усиления 1-V-0

Радиоприемник прямого усиления 1-V-0 (рис. 5) также работает в КВ диапазоне 25 — 50 м. Он содержит колебательный контур L1 L2 C2, усилитель РЧ на транзисторе VT1, детектор на диоде VD1 и телефоны BF1.

Рефлексный радиоприемник прямого усиления 1-V-1

Рефлексный радиоприемник прямого усиления 1-V-1 (рис. 6) работает в 49-метровом КВ поддиапазоне. Сигнал, поступающий с антенны WA1 через конденсатор С2 на контур L1C1C3, с помощью катушки связи L2 подается на базу транзистора VT1. В цепь базы включен переменный резистор R2, с помощью которого устанавливают оптимальный электрический режим транзистора.

Усиленный им сигнал РЧ выделяется в цени коллектора двухконтурным полосовым фильтром C8C9L3L5C10C11. Потери в нем частично компенсируются положительной обратной связью, подаваемой из цепи эмиттера через катушку L4.

Детектор с удвоением напряжения на диодах VD1, VD2 нагружен резистором R1. Напряжение ЗЧ через конденсаторы С4, С5 и катушку L2 приложено к базе транзистора и усиливается им.

Звук воспроизводится телефонами BF1, включенными в цепь коллектора через катушку L3 и ВЧ дроссели L6 и L7. Таким образом, транзистор используется дважды: в качестве усилителя РЧ, а затем — ЗЧ.

Катушки намотаны на картонных каркасах 0 22 мм и содержат: L1 — 20 витков провода ПЭЛ-1 0,51, L2 — 5 витков ПЭЛ-1 0,14, намотанного рядом с L1; L3 и L5 — по 20 витков ПЭЛ-1 0,51 на расстоянии 5 мм друг от друга, между ними помещается L4 — четыре витка ПЭЛ-1 0,14. Данные остальных деталей приведены выше.

Установив движок переменного резистора R2 в среднее положение, настраивают приемник на одну из станций КВ поддиапазона 49 м и подбирают емкость подстроечных конденсаторов С8 и СП по максимальной громкости. Если приемник будет самовозбуждаться (свист в телефонах), следует отмотать 1—2 витка от катушки L4.

Супергетеродинный радиоприемник

Супергетеродинный радиоприемник (рис. 7) работает в КВ диапазоне 25—50 м. Этот приемник — также рефлексный, поскольку его транзистор используется в смесителе, гетеродине и усилителе ЗЧ.

Напряжение РЧ с антенны WA1 через конденсатор С1 поступает на отвод катушки L1 входного контура L1C3.1C5. Выделенный им сигнал трансформируется в катушке связи L2 и через конденсатор С2 подается на базу транзистора VT1.

Катушка L2 соединена последовательно с катушками L5 и L6, индуктивно связанными с катушкой L7 гетеродинного контура L7C6C7C3.2. Катушки L5 и L6 через конденсатор С9 подключены к эмиттеру транзистора, а его коллектор через контур промежуточной частоты (ПЧ) L3C10 и блокировочный конденсатор СП соединен с другим выводом катушки L6, что обеспечивает возбуждение колебаний гетеродина.

Сопряжение его частоты с частотой сигнала достигается с помощью конденсаторов: подстроечных С5, С6 и последовательно включенного С7.

Напряжение ПЧ выделяется в цепи коллектора контуром L3C10. Потери в нем частично компенсируются введением положительной обратной связи (ПОС) через катушку L4.

Модулированное напряжение ПЧ детектируется диодом VD1, и ЗЧ составляющая через конденсатор С4 и резистор R1 подается на базу транзистора. Усиленные им колебания ЗЧ воспроизводятся телефонами BF1, включенными в цепь коллектора через катушку L3 и В4 дроссели L8 и L9.

Оптимальный электрический режим транзистора создается с помощью резисторов: R2 в цепи базы и R3 в цепи эмиттера. Для обеспечения устойчивой работы приемника при частичном разряде батареи GB1 ее блокируют конденсатором С12 большой емкости.

Катушка L1 содержит 15+15 витков провода ПЭЛ-1 0,51, намотанного с шагом 1 мм на каркасе 0 16 мм. Катушка L2 — 5 витков ПЭЛШО 0,18 намотана между витками L1. Катушки L3 — 75 витков ПЭВ-1 5X0,06 и L4 — 4 витка ПЭЛШО 0,1 заключены в броневой чашечный сердечник типа ОБ-1 из феррита марки 600НН с подстроеч-

ным сердечником из того же материала. Можно использовать контуры П4 с соответствующими конденсаторами от транзисторных радиоприемников. Катушки L5 и L6 — по 5 витков ПЭЛШО 0,18 размещены между витками катушки L7, состоящей из 28 витков ПЭЛ-1 0,51, намотанного с шагом 1 мм на каркасе 0 16 мм. КПЕ С3 вместе с подстроечными конденсаторами С5, С6 — от радиоприемников «Алмаз», «Сокол» и др. Конденсаторы постоянной емкости С7 и С10 — с пленочным или слюдяным диэлектриком.

Для налаживания приемника под-строечные конденсаторы С5 и С6 устанавливают в среднее положение, сердечник катушек L3, L4 полностью вводят.

Присоединив к гнездам антенну, телефоны и заземление, включают питание. Настраивают приемник на какую-либо станцию 25-метрового участка КВ диапазона (при выведенном роторе КПЕ С3) и регулируют подстроечный конденсатор участка диапазона 49 м (при введенном роторе КПЕ) и добиваются наибольшей громкости, сдвигая или раздвигая витки катушки L1. Эти операции нужно повторить несколько раз.

Возможно, для наилучшего сопряжения потребуется подобрать емкость конденсатора С7. В заключение проверьте, не улучшится ли прием, если поменять местами выводы катушки L4.

Сверхрегенеративный УКВ радиоприемник

Сверхрегенеративный радиоприемник (рис. 8) принимает передачи УКВ ЧМ вещательных радиостанций в диапазоне 66—73 МГц.

Напряжение с антенны WA1 через конденсатор С3 поступает на контур L1L2L3C1C2. Он соединен с транзистором VT1 по трехточечной схеме: с эмиттером непосредственно, с базой и коллектором — через конденсаторы С4 и С5 соответственно.

Режим сверхрегенерации устанавливают переменным резистором R2. ВЧ дроссели L4 и L5 предотвращают попадание токов РЧ в цепь телефонов BFI, что уменьшает собственное излучение сверхрегенератора и возможность создания помех другим приемникам.

Катушки намотаны на каркасе 0 10 мм проводом ПЭЛ-1 0,7 с шагом 1,5 мм и содержат: L1—2, L2 — 4, L3 — 4 витка. Выводы катушек длиной по 40 мм зачищены, скручены вдвое и пропаяны. Данные остальных деталей указаны выше.

Для налаживания подсоединяют к гнездам антенну и телефоны, устанавливают КПЕ и переменный резистор R2 в среднее положение и включают питание.

Изменяя емкость подстроечного конденсатора С5, добиваются появления в телефонах шума сверхрегенерации («шипения»). Подстроечным конденсатором С1 настраиваются на УКВ ЧМ вещательную станцию. В дальнейшем настройку осуществляют КПЕ С2, одновременно подбирая наилучший режим переменным резистором R2.

Для сборки радиоприемников служит монтажная плата (рис. 9), изготовленная из любого листового изоляционного материала толщиной 2—3 мм. К выводам радиоэлементов предварительно припаивают удлинительные проводники и монтаж производят на плате уже без пайки: винтами с гайками и шайбами, обеспечивающими надежный контакт.

Последовательность сборки радиоустройств иллюстрирует рисунок 10, на котором в качестве примера изображены фрагменты монтажа регенеративного радиоприемника 0-V-0.

На лицевой стороне платы цветным (но не графитовым) карандашом чертят принципиальную схему, совмещая точки электрических соединений с соответствующими отверстиями (рис. 10 а).

В них вставляют винты и навинчивают гайки, одновременно устанавливают гнезда (рис. 10 б). Согласно схеме разводят монтажные проводники и затягивают гайки (рис. 10 в). Затем закрепляют гайками элементы — катушки и дроссели в последнюю очередь (рис. 10 г).

Рис. 11. Внешний вид и цоколевка транзистора КТ315.

КТ315 — это кремниевый транзистор N-P-N структуры в маленьком корпусе, его граничная рабочая частота составляет 250МГц. Такие транзисторы можно очень часто найти как в продаже, так и в старой отечественной технике. Они отлично подходят для самодельных радиоприемников, которые приведены выше.

В. Ринский, г. Ивано-Франковск.

Средневолновый регенеративный радиоприемник. Низковольтный блок питания радиоприемника Электронные схемы от 1.5 вольт своими руками

Попалась на глаза схема средневолнового регенеративного приемника от В. Т. Полякова. С целью проверки работы регенераторов в диапазоне средних волн был изготовлен этот приемник.

Оригинальная схема этого регенеративного радиоприемника рассчитанного для работы в диапазоне средних волн выглядит так:

На транзисторе VT1 собран регенеративный каскад, уровень регенерации регулируются резистором R2. На транзисторах VT2 и VT3 собран детектор. На транзисторах VT4 и VT5 собран УНЧ, предназначенный для работы на высокоомные наушники.

Прием ведется на магнитную антенну. Настройка на станции производится конденсатором переменной емкости С1. Подробное описание этого радиоприемника, а также процедура его налаживания изложены в журнале CQ-QRP №23.

Описание мною изготовленного средневолнового регенеративного радиоприемника.

Как обычно, всегда вношу небольшие изменения в оригинальную схему повторяемых мною конструкций. В данном случае, для обеспечения громкоговорящего приема применен усилитель НЧ на микросхеме TDA2822M.

Финальная схема моего приемника выглядит так:

Магнитная антенна использована готовая от какого-то радиоприемника, на ферритовом стержне длиной 200 мм.

Длинноволновая катушка удалена за ненадобностью. Средневолновая контурная катушка использована без переделок. Катушка связи была оборвана, поэтому намотал рядом с «холодным» концом контурной катушки катушку связи. Катушка связи состоит из 6 витков провода ПЭЛ 0,23:

Здесь важно соблюсти правильную фазировку катушек: конец контурной катушки должен соединяться с началом катушки связи, конец катушки связи соединен с общим проводом.

Усилитель НЧ состоит из предварительной ступени, собранной на транзисторе VT4 типа КТ201. В этом каскаде применен низкочастотный транзистор с целью уменьшения вероятности самовозбуждения УНЧ. Налаживание данного каскада сводится к подбору резистора R7 для получения напряжения на коллекторе VT4 равного примерно половине напряжения питания.

Оконечный усилитель НЧ собран на микросхеме TDA2822M, включенной по типовой мостовой схеме. На транзисторах VT2 и VT3 собран детектор, в наладке не нуждается.

В первоначальном варианте приемник был собран в соответствии с авторской схемой. Пробная эксплуатация выявила недостаточную чувствительность приемника. С целью повышения чувствительности приемника дополнительно был смонтирован усилитель радиочастоты (УРЧ) на транзисторе VT5. Его наладка сводится к получению напряжения на коллекторе около трёх вольт подбором резистора R14.

Регенеративный каскад собран на полевом транзисторе КП302Б. Его настройка сводится к установке напряжения на истоке в пределах 2…3В резистором R3. После этого обязательно проверяем наличие генерации при изменении сопротивления резистора R2. В моем варианте генерация возникала при среднем положении движка резистора R2. Режим генерации также можно подобрать резистором R1.

В случае недостаточно громкого приема полезно будет подсоединить кусок провода длиной не более 1м к затвору транзистора VT1 через конденсатор 10 пФ. Этот проводочек будет играть роль наружной антенны. Фактические режимы транзисторов по постоянному току в моем варианте приемника указаны на схеме.

Так выглядит собранный средневолновый регенеративный радиоприемник:

Испытания приемника проведены на протяжении нескольких вечеров в конце сентября, начале октября 2017 года. Принято много радиовещательных станций средневолнового диапазона, причем, многие из них принимаются с оглушительной громкостью. Конечно, в этом приемнике есть и недостатки-например, станции, расположенные рядом, иногда налезают друг на друга.

Но, в общем, этот средневолновый регенеративный радиоприемник показал очень достойную работу.

Небольшое видео, демонстрирующее работу этого регенеративного приемника:

Печатная плата приемника. Вид со стороны печатных проводников. Плата разработана под конкретные детали, в частности-КПЕ.

Это схема работает всего от одной 1,5 В батареи. В качестве аудио устройства воспроизведения применены обычные наушник с общим сопротивлением 64 Ом. Питания от батарейки проходит через разъем наушников, поэтому достаточно вытащить наушники из разъема, чтоб отключить приемник. Чувствительности приемника достаточно, что на 2-х метровую проводную антенну применять несколько качественных станций КВ и ДВ диапазона.


Катушка L1 изготавливается на сердечнике из феррита длиной 100 мм. Обмотка состоит из 220 витков провода ПЭЛШО 0,15-0,2. Намотка осуществляется в навалочку на бумажной гильзе длиной 40 мм. Отвод нужно сделать от 50 витка от заземленного конца.

Схема приемника всего на одном полевом транзисторе

Этот вариант схемы простого однотранзисторного FM-приемника, работает по принципу сверхрегенератора.


Катушка на входе состоит из семи витков медного провода сечением 0,2 мм, намотанных на оправке 5 мм с отводом от 2-го, а вторая индуктивность содержит 30 витков провода 0,2 мм. Антенна типовая телескопическая, питание от одной батарейки типа Крона, ток потребления при этом всего 5 мА, поэтому хватит на долго. Настройка на радиостанцию осуществляется конденсатором переменной емкости. На выходе схемы звук слабенький, поэтому для усиления сигнала подойдет практически любой самодельный УНЧ.


Главное достоинство этой схемы в сравнении с другими типами приемников это отсутствие каких-либо генераторов и поэтому нет высокочастотного излучения в приемной антенне.

Сигнал радиоволны принимается антенной приемника и выделяется резонансной цепью на индуктивности L1 и емкости С2 а затем поступает на детекторный диод и усиливается.

Схема приемника ФМ диапазона на транзисторе и LM386.

Представлагаю вашему вниманию подборку простых схем FM приемников на диапазон 87.5 до 108 МГц. Данные схемы имеет достаточно простые для повторентия, даже начинающим радиолюбителям, обладают не большими габаритами и с легкостью поместиться у вас в кармане.



Схемы несмотря на, свою простоту обладают высокой селективностью и хорошим соотношение сигнал-шум и его вполне хватает для комфортного прослушивания радиостанций

Основой всех этих радиолюбительских схем радиоприемников, являются специализированные микросхемы такие как: TDA7000, TDA7001, 174XA42 и другие.


Приемник предназначен для приема телеграфных и телефонных сигналов радиолюбительских станций, работающих в 40-метровом диапазоне. Тракт построен по супергетеродинной схеме с одним преобразованием частоты. Схема приемника построена так, что используется широко доступная элементная база, в основном это транзисторы типа КТ3102 и диоды 1N4148.

Входной сигнал из антенной системы поступает на входной полосовой фильтр на двух контурах Т2-С13-С14 и ТЗ-С17-С15. Связующим менаду контурами является конденсатор С16. Этот фильтр выделяет сигнал в пределах 7 … 7,1 МГц. При желании работать в другом диапазоне можно соответствующим образом перестроить контур путем замены катушек-трансформаторов и конденсаторов.

Со вторичной обмотки ВЧ-трансформатора ТЗ, первичная обмотка которого является вторым звеном фильтра, сигнал поступает на усилительный каскад на транзисторе VT4. Преобразователь частоты выполнен на диодах VD4-VD7 по кольцевой схеме. Входной сигнал поступает на первичную обмотку трансформатора Т4, а сигнал генератора плавного диапазона на первичную обмотку трансформатора Т6. Генератор плавного диапазона (ГПД) выполнен на транзисторах VT1-VT3. Собственно генератор собран на транзисторе VT1. Частота генерации лежит в пределах 2,085-2,185 МГц, этот диапазон задается контурной системой, состоящей из индуктивности L1, и разветвленной емкостной составляющей из С8, С7, С6, С5, СЗ, VD3.

Перестройка в указанных выше пределах осуществляется переменным резистором R2, который является органом настройки. Он регулирует постоянное напряжение на варикапе VD3, входящем в состав контура. Напряжение настройки стабилизируется с помощью стабилитрона VD1 и диода VD2. В процессе налаживания перекрытие в указанном выше диапазоне частот устанавливают подстройкой конденсаторов СЗ и Сб. При желании работать в другом диапазоне или с другой промежуточной частотой требуется соответственная перестройка контура ГПД. Сделать это не сложно вооружившись цифровым частотомером.

Контур включен между базой и эмиттером (общим минусом) транзистора VT1. Необходимая для возбуждения генератора ПОС берется с емкостного трансформатора между базой и эмиттером транзистора, состоящего из конденсаторов С9 и СЮ. ВЧ выделяется на эмиттере VT1 и поступает на усилительно-буферный каскад на транзисторах VT2 и VT3.

Нагрузка — на ВЧ-трансформатор Т1. С его вторичной обмотки сигнал ГПД поступает на преобразователь частоты. Тракт промежуточной частоты выполнен на транзисторах VT5-VT7. Выходное сопротивление преобразователя низко, поэтому первый каскад УПЧ сделан на транзисторе VT5 по схеме с общей базой. С его коллектора усиленное напряжение ПЧ поступает на кварцевый фильтр, трехзвенный, на частоту 4,915 МГц. При отсутствии резонаторов на данную частоту можно использовать другие, например, на 4,43 МГЦ (от видеотехники), но это потребует изменения настроек ГПД и самого кварцевого фильтра. Кварцевый фильтр здесь необычный, он отличается тем, что его полосу пропускания можно регулировать.

Схема приемника. Регулировка осуществляется посредством изменения емкостей, включенных меэду звеньями фильтра и общим минусом. Для этого используются варикапы VD8 и VD9. Их емкости регулируются с помощью переменного резистора R19, изменяющего обратное постоянное напряжение на них. Выход фильтра — на ВЧ-трансформатор Т7, а с него на второй каскад УПЧ тоже с общей базой. Демодулятор выполнен на T9 и диодах VD10 и VD11. Сигнал опорной частоты на него поступает с генератора на VT8. В нем должен быть кварцевый резонатор такой же как в кварцевом фильтре. Низкочастотный усилитель выполнен на транзисторах VT9-VT11. Схема двухкаскадная с двухтактным выходным каскадом. Резистором R33 регулируется громкость.

Нагрузкой может быть как динамик, так и головные телефоны. Катушки и трансформаторы намотаны на ферритовых кольцах. Для Т1-Т7 используются кольца внешним диаметром 10мм (можно импортные типа Т37). Т1 — 1-2=16 вит., 3-4=8 вит., Т2 — 1-2=3 вит., 3-4=30 вит., ТЗ — 1-2=30 вит., 3-4=7 вит., Т7 -1-2=15 вит., 3-4=3 вит. Т4, Тб, T9 — втрое сложенным проводом 10 витков, концы распаять согласно номерам на схеме. Т5, Т8 — вдвое сложенным проводом 10 витков, концы распаять согласно номерам на схеме. L1, L2 — на кольцах диаметром 13 мм (можно импортные типа Т50), — 44 витка. Для всех можно использовать провод ПЭВ 0,15-0,25 L3 и L4 — готовые дроссели 39 и 4,7 мкГн, соответственно. Транзисторы КТ3102Е можно заменить другими КТ3102 или КТ315. Транзистор КТ3107 — на КТ361, но нужно чтобы VT10 и VT11 были с одинаковыми буквенными индексами. Диоды 1N4148 можно заменить на КД503. Монтаж выполнен объемным способом на куске фольгированного стеклотекстолита размерами 220×90 мм.

В этой статье приводится описание трех простейших приемников с фиксированной настройкой на одну из местных станций СВ или ДВ диапазона, это предельно упрощенные приемники с питанием от батареи «Крона», расположенные в корпусах абонентских громкоговорителей, содержащих динамик и трансформатор.

Принципиальная схема приемника показана на рисунке 1А. Его входной контур образует катушка L1, конденсатор cl и подключенная к ним антенна. Настройка контура на станцию осуществляется изменением емкости С1 или индуктивности Ll. Напряжение ВЧ сигнала с части витков катушки поступает на диод VD1, работающий в качестве детектора. С переменного резистора 81, являющегося нагрузкой детектора и регулятором громкости, напряжение низкой частоты поступает на базу VT1 для усиления. Отрицательное напряжение смещения на базе этого транзистора создается постоянной составляющей продетектированного сигнала. Транзистор VT2 второго каскада усилителя НЧ имеет непосредственную связь с первым каскадом.

Усиленный им колебания низкой частоты через выходной трансформатор Т1 поступают к громкоговорителю В1 и преобразуются им в аккустические колебания. Схема приемника второго варианта показана на рисунке. Приемник, собранный по этой схеме, отличается от первого варианта только тем, что в его усилителе НЧ используются транзисторы разных типов проводимости. На рисунке 1В приведена схема третьего варианта приемника. Отличительная его особенность — положительная обратная связь, осуществляемая с помощью катушки L2, что значительно повышает чувствительность и избирательность приемника.

Для питания любого приемника используется батарея с напряжением-9В, например «Крона» или составленная из двух батарей 3336JI или отдельных элементов, важно что бы хватило места в корпусе абонентского громкоговорителя, в котором собирается приемнмк. Пока на входе нет сигнала обе транзистора почти закрыты и токпо-требляемый приемником в режиме покоя не превышает 0,2 Ма. Максимальный ток при наибольшей громкости составляет 8-12 Ма. антенной служит любой провод длиной около пяти метров, а заземлением штырь, вбитый в землю. Выбирая схему приемника нужно учитывать местные условия.

На расстоянии около 100 км до радиостанции при использовании выше указанной антенны и заземления возможен громкоговорящий прием приемниками по двум первым вариантам, до 200 км — схема третьего варианта. При расстоянии до станции не более 30 км можно обойтись антенной в виде провода длиной 2 метра и без заземления. Приемники смонтированы объемным монтажом в корпусах абонентских громкоговорителей. Переделка громкоговорителя сводится к установке нового резистора регулировки громкости, совмещенного с выключателем питания и установке гнезд для антенны и заземления, при этом разделительный трансформатор используется в качестве Т1.

Схема приемника. Катушку входного контура наматывают на отрезке феритового стержня диаметром 6 мм и длиной 80 мм. Катушку наматывают на картонном каркасе, так что бы он мог с некоторым трением перемещаться вдоль стержня Для приема радиостанций ДВ диапазона катушка должна содержать 350, с отводом от середины, витков провода ПЭВ-2-0,12. Для работы в СВ диапазоне должно быть 120 витков с отводом от середины того же провода, катушку обратной связи для приемника третьего варианта наматывают на контурную катушку, она содержит 8-15 витков. Транзисторы нужно подобрать с коэффициентом усиления Вст не менее 50.

Транзисторы могут быть любые германиевые низкочастотные соответствующей структуры. Транзистор первого каскада должен иметь минимально возможный обратный ток коллектора. Роль детектора может выполнять любой диод серий Д18, Д20, ГД507 и другие высокочастотные. Переменный резистор регулятора громкости может быть любого типа, с выключателем, с сопротивлением от 50-ти до 200 килоом. Возможно и использование штатного резистора абонентского громкоговорителя,обычно там используются резисторы с сопротивлением от 68-и до 100 ком. В этом случае придется предусмотреть отдельный выключатель питания. В качестве контурного конденсатора использован подстроечный керамический конденсатор КПК-2.

Схема приемника. Возможно использование переменного конденсатора с твердый или воздушным диэлектриком. В этом случае можно ввести в приемник ручку настройки, и если конденсатор имеет достаточно большое перекрытие (в двухсекционном можно соединить параллельно две секции, максимальная емкость при этом удвоится) можно с одной средневолновой катушкой принимать станции в ДВ и СВ диапазоне. Перед настройкой нужно измерить ток потребления от источника питания при отключенной антенне, и если он более одного миллиампера заменить первый транзистор на транзистор с меньшим обратным током коллектора. Затем нужно подключить антенну и вращением ротора контурного конденсатора и перемещая катушку по стержню настроить приемник на одну из мощных станций.

Конвертор для приема сигналов в диапазоне 50 МГЦ Тракт ПЧ-НЧ трансивера предназначен для применения в схеме последнего, супергетеродинного, с однократным преобразованием частоты. Промежуточная частота выбрана равной 4,43 Мгц (используются кварцы от видеотехники)

Магнитные ферритовые антенны хороши своими небольшими размерами и хорошо выраженной направленностью. Стержень антенны должен располагаться горизонтально и перпендикулярно направлению на радиостанцию. Другими словами, антенна не принимает сигналов со стороны торцов стержня. Кроме того, они малочувствительны к электрическим помехам, что особенно ценно в условиях больших городов, где уровень таких помех велик.

Основными элементами магнитной антенны, обозначаемой на схемах буквами МА или WA, являются катушка индуктивности, намотанная на каркасе из изоляционного материала, и сердечник из высокочастотного ферромагнитного материала (феррита) с большой магнитной проницаемостью.

Схема приемника. Нестандартный детекторный

Схема его отличается от классической прежде всего, детектором построенным на двух диодах, и конденсаторе связи, позволяющим подобрать оптимальную нагрузку контура детектором, и тем самым, получить максимальную чувствительность. При дальнейшем уменьшении емкости С3 резонансная кривая контура становится еще острее, т. е. селективность растет, но чувствительность несколько уменьшается. Сам колебательный контур состоит из катушки и конденсатора переменной емкости. Индуктивность катушки тоже можно изменять в широких пределах, вдвигая и выдвигая ферритовый стержень.

Радиоприемник

Ранее сделанный своими руками простой громкоговорящий радио приемник с низковольтным питанием 0,6-1,5 Вольта стоит без работы. Замолчала радиостанция «Маяк» на СВ диапазоне и приемник из-за своей низкой чувствительности днем никакие радиостанции не принимал. При модернизации китайского радиоприемника была обнаружена микросхема TA7642. В этой похожей на транзистор микросхеме размещен УВЧ, детектор и система АРУ. Установив в схему радио УНЧ на одном транзисторе получается высокочувствительный громкоговорящий радиоприемник прямого усиления с питанием от батареи 1,1-1,5 Вольта.

Как сделать простое радио своими руками


Схема радио специально упрощена для повторения начинающими радио конструкторами и настроена для длительной работы без выключения в энергосберегающем режиме. Рассмотрим работу схемы простого радиоприемника прямого усиления. Смотри фото.

Радио сигнал наведенный на магнитной антенне поступает на вход 2 микросхемы TA7642, где он усиливается, детектируется и подвергается автоматической регулировке усиления. Питание и съем низкочастотного сигнала осуществляется с вывода 3 микросхемы. Резистор 100 кОм между входом и выходом устанавливает режим работы микросхемы. Микросхема критична к поступающему напряжению. От напряжения питания зависит усиление УВЧ микросхемы, избирательность радиоприема по диапазону и эффективность работы АРУ. Питание ТА7642 организовано через резистор 470-510 Ом и переменный резистор номиналом 5-10 кОм. При помощи переменного резистора выбирается наилучший режим работы приемника по качеству приема, а также регулируется громкость. Сигнал низкой частоты с ТА7642 поступает через конденсатор емкостью 0,1 мкФ на базу n-p-n транзистора и усиливается. Резистор и конденсатор в цепи эмиттера и резистор 100 кОм между базой и коллектором устанавливают режим работы транзистора. Нагрузкой специально в данном варианте выбран выходной трансформатор от лампового телевизора или радиоприемника. Высокоомная первичная обмотка при сохранении приемлемого КПД резко снижает ток потребления приемника, который не превысит на максимальной громкости 2 мА. При отсутствии требований по экономичности можно включить в нагрузку громкоговоритель сопротивлением ~30 Ом, телефоны или громкоговоритель через согласующий трансформатор от транзисторного приемника. Громкоговоритель в приемнике установлен отдельно. Здесь будет работать правило, чем громкоговоритель больше, тем звук громче, для данной модели использована колонка из широкоформатного кинотеатра:). Питается приемник от одной пальчиковой батарейки 1,5 Вольта. Так как дачный радиоприемник будет эксплуатироваться вдали от мощных радиостанций, предусмотрено включение внешней антенны и заземления. Сигнал с антенны подается через дополнительную катушку намотанную на магнитной антенне.

Детали на плате

Пять выводов сплаты

Плата на шасси

Тыльная стенка

Корпус, все элементы колебательного контура и регулятор громкости взяты из ранее построенного радиоприемника. Подробности, размеры и шаблон шкалы смотрите . Ввиду простоты схемы печатная плата не разрабатывалась. Радио детали могут быть установлены своими руками навесным монтажом или спаяны на небольшом пятачке макетной платы.

Испытания показали, что приемник на удалении 200 км от ближайшей радиостанции с подключенной внешней антенной принимает днем 2-3 станции, а вечером до 10 и более радиостанций. Смотри видео. Содержание передач вечерних радиостанций стоит изготовления такого приемника.

Контурная катушка намотана на ферритовом стержне диаметром 8 мм и содержит 85 витков, антенная катушка содержит 5-8 витков.

Как указывалось выше, приемник может легко быть повторен начинающим радио конструктором.

Не спешите сразу покупать микросхему TA7642 или ее аналоги K484, ZN414. Автор нашел микросхему в радиоприемнике стоимостью 53 рубля))). Допускаю, что такую микросхему можно найти в каком нибудь сломанном радиоприемнике или плеере с АМ диапазоном.

Кроме прямого назначения приемник круглосуточно работает как имитатор присутствия людей в доме.

Приемники. приемники 2 приемники 3

Гетеродинный приемник на диапазон 20 м «Практика»

Ринат Шайхутдинов, г. Миасс

Катушки приёмника намотаны на стандартных четырехсекционных каркасах с габаритами 10х10х20 мм от катушек портативных приёмников и снабжены ферритовыми подстроечными сердечниками диаметром 2,7 мм из материала

30ВЧ. Все три катушки намотаны проводом ПЭЛШО (лучше) или ПЭЛ 0,15 мм. Катушка L1 содержит 4 витка, L2 – 12 витков, L3 – 16 витков. Витки равномерно распределяют по секциям каркаса. Отвод катушки L3 сделан от 6-го витка, считая от вывода, соединённого с общим проводом. Катушки L1 и L2 наматывают так: сначала в нижнюю секцию каркаса катушку L1, затем в три верхних секции – по 4 витка контурной катушки L2. Данные катушек указаны для диапазона 20 метров и ёмкости контурных конденсаторов С1 и С7 по 100 пФ. При желании изготовить этот приёмник на другие диапазоны полезно руководствоваться следующим правилом: Ёмкость контурных конденсаторов

изменяют обратно пропо рционально отношению частот, а число витков катушек – 28 обратно пропорционально корню квадратному из отношения частот. Например, для диапазона 80 метров (отношение частот 1:4) ёмкость конденсаторов надо

взять 400 пФ (ближайший номинал 390 пФ), число витков катушек L1…3 соответственно 8, 24 и 32 витка. Разумеется, все эти данные ориентировочные и нуждаются в уточнении при настройке собранного приемника. Дроссель L4 на выходе УНЧ – любой фабричный, индуктивностью от 10 мкГн и выше. При отсутствии такового можно намотать 20…30 витков любого

изолированного провода на цилиндрический подстроечник диаметром 2,7 мм от контуров ПЧ любого приёмника (там используют феррит с проницаемостью 400 – 1000). Сдвоенный КПЕ использован от УКВ блоков промышленных радиоприёмников, такой же, как и в предыдущих конструкциях автора, уже опубликованных в журнале. Остальные детали могут быть любых типов. Эскиз печатной платы приёмника и размещение деталей показаны на рис. 2.

При разводке платы соблюдался принцип, полезный, а в некоторых случаях и настоятельно необходимый: оставлять между дорожками максимальную площадь общего проводника – «земли».

QRP приемник ПП на 40 метров

Ринат Шайхутдинов

Приемник показал хорошие результаты, обеспечив качественный прием многих любительских станций, поэтому была разработана печатная плата. Схема приемника претерпела небольшие изменения: на входе УЗЧ, выполненного на распространенной микросхеме LM386, установлен разделительный конденсатор.

Это повысило стабильность режима микросхемы и улучшило работу смесителя

Регулятором громкости с успехом служит входной аттенюатор. Данные катушек

были приведены в предыдущем номере, но, чтобы не искать, дадим их еще раз.

Каркасы катушек и КПЕ взяты от УКВ блоков, катушки подстраиваются

сердечниками 30ВЧ. L1 и L2 намотаны на одном каркасе, содержат 4 и 16 витков соответственно, L3 – также 16 витков, катушка гетеродина L4 – 19 витков с отводом от 6-го витка. Провод – ПЭЛ 0,15. Катушка ФНЧ L5 – импортная готовая, индуктивностью 47 мГн. Остальные детали – обычных типов. Транзистор 2N5486 можно заменить на КП303Е, а транзистор КП364 – на КП303А

Простой супергетеродин на 40 метров

Приемник из серии простейших, с минимальным количеством деталей, на диапазон 40 метров. Модуляция АМ-SSB-CW переключается выключателем BFO. В качестве селективного элемента применяется пьезоэлектрический фильтр на частоту 455 или 465 кгц. Катушки индуктивности рассчитываются одной из программ, размещенных на сайте или заимствуются из других конструкций.

Приемник «Проще некуда»

Приемник построен по супергетеродинной схеме с кварцевым фильтром и имеет чувствительность, достаточную для приема любительских радиосанций. Гетеродин приемника находится в отдельной металлической коробке и перекрывает диапазон 7,3-17,3 мгц. В зависимости от настройки входного контура диапазон принимаемых частот находится в интервале 3,3-13,3 и 11,3-21,3 мгц. USB или LSB (и втоже время плавная подстройка) перестраиваются резистором гетеродина BFO. При применении кварцевого фильтра на другие частоты-гетеродин следует переcчитать.

4-х диапазонный приемник прямого преобразования

КВ приемник от DC1YB

КВ приемник с преобразованием «вверх» построен по схеме с тройным преобразованием и перекрывает 300 кгц- 30 мгц. Принимаемый диапазон частот непрерывный. Дополнительная точная настройка позволяет принимать SSB и CW. Промежуточные частоты приемника 50,7 мгц, 10,7 мгц и 455 кгц. В приемнике применены дешевые фильтра на 10,7 мгц 15 кгц и промышленные 455 кгц. Первый ГПД перекрывает полосу частот от 51 мгц до 80,7 мгц. с помощью КПЕ с воздушным диэлектриком, но автор не исключает применения синтезатора.

Схема приемника

Простой КВ приемник

Экономичный радиоприемник

С. Мартынов

В настоящее время экономичность радиоприемников приобретает все большее значение. Как известно, многие промышленные приемники экономичностью не отличаются, а между тем во многих населенных пунктах страны долговременные отключения электроэнергии стали уже обычным явлением. Стоимость элементов питания при частой их замене также становится обременительной. А вдали от «цивилизации» экономичный радиоприемник просто необходим.

Автор данной публикации задался целью создать экономичный радиоприемник с высокой чувствительностью, способностью работать в диапазонах КВ и УКВ. Результат получился вполне удовлетворительный — радиоприемник способен работать от одного элемента питания

Основные технические характеристики:

Диапазон принимаемых частот, МГц:

  • КВ-1 …………….. 9,5…14;
  • КВ-2…………… 14,0 … 22,5;
  • УКВ-1 ………… 65…74;
  • УКВ-2 ………… 88…108.

Селективность тракта AM по соседнему каналу, дБ,

  • не менее………………… 30;

Максимальная выходная мощность на нагрузке 8 Ом, мВт, при напряжении питания:

Чувствительность радиоприемника при правильной настройке…

Схема радиоприемника

Mini-Test-2band

Двухдиапазонный приемник предназначен для прослушивания работы радиолюбительских станций в режимах CW, SSB и АМ на двух, самых «ходовых» диапазонах 3,5 (ночном) и 14 (дневном) МГц. Приемник содержит не очень большое количество комплектующих, недефицитных радиодеталей, весьма прост в настройке, поэтому и имеет в своём названии слово «Мини». Он представляет собой супергетеродин с одним преобразованием частоты. Промежуточная частота фиксированная – 5,25 МГц. Эта ПЧ позволяет принимать два участка частот (основной и зеркальный) без переключающих элементов в ГПД. Смена диапазонов производится простым переключением радиоэлементов во входном фильтре. В приемнике применены новый, недавно разработанный усилитель ПЧ и улучшенная схема АРУ. Чувствительность приемника около 3 мкВ, динамический диапазон по забитию около 90дБ. Питается приемник напряжением +12вольт.

Mini-Test-many-band

Рубцов В.П. UN7BV. Казахстан. Астана.

Многодиапазонный приемник предназначен для прослушивания работы радиолюбительских станций в режимах CW, SSB и АМ на диапазонах 1,9; 3,5; 7,0; 10, 14, 18, 21, 24, 28 МГц. Приемник содержит не очень большое количество комплектующих, недефицитных радиодеталей, весьма прост в настройке, поэтому и имеет в своём названии слово «Мини», ну а на возможность принимать радиостанции на всех любительских диапазонах указывает слово «many». Он представляет собой супергетеродин с одним преобразованием частоты. Промежуточная частота фиксированная – 5,25 МГц. Применение этой ПЧ обусловлено малым наличием пораженных точек, большим усилением УПЧ на этой частоте (что несколько улучшает и шумовые параметры тракта), перекрытием диапазонов 3,5 и 14 МГц в ГПД одними и теми же подстроечными элементами. То есть, эта частота — есть «наследие» от предыдущего двухдиапазонного варианта приёмника «Mini-Test», оказавшимся весьма неплохим и в многодиапазонном варианте этого приёмника. В приемнике применен новый, недавно разработанный усилитель ПЧ, повышена чувствительность до 1 мкВ и в связи с повышением последней — улучшена работа системы АРУ, введена функция регулировки глубины АРУ.

Что такое сверхрегенератор, как он работает, каковы его достоинства и недостатки, в каких радиолюбительских конструкциях его можно использовать? Этим вопросам и посвящена предлагаемая вниманию читателей статья. Сверхрегенератор (его ещё называют суперрегенератор) — это совершенно особый вид усилительного, или усилительно-детекторного устройства, обладающий при исключительной простоте уникальными свойствами, в частности, коэффициентом усиления по напряжению до 105…106, т.е. достигающим миллиона!

Это означает, что входные сигналы с уровнем в доли микровольта могут быть усилены до долей вольта. Разумеется, обычным способом такое усиление в одном каскаде получить невозможно, но в сверхрегенераторе используется совершенно другой способ усиления. Если автору будет позволено немного пофилософствовать, то можно не совсем строго сказать, что сверхрегенеративное усиление происходит в иных физических координатах. Обычное усиление осуществляется непрерывно во времени, а вход и выход усилителя (четырёхполюсника), как правило, разнесены в пространстве.

Это не относится к усилителям-двухполюсникам, например, регенератору. Регенеративное усиление происходит в том же колебательном контуре, к которому подводится входной сигнал, но опять-таки непрерывно во времени. Сверхрегенератор работает с выборками входного сигнала, взятыми в определённые моменты времени. Затем происходит усиление выборки во времени, и через какой-то промежуток снимается выходной усиленный сигнал, часто даже с тех же зажимов или гнёзд, к которым подведён и входной. Пока совершается процесс усиления, сверхрегенератор не реагирует на входные сигналы, а следующая выборка делается только тогда, когда все процессы усиления завершены. Именно такой принцип усиления и позволяет получать огромные коэффициенты, вход и выход не надо развязывать или экранировать — ведь входные и выходные сигналы разнесены во времени, поэтому не могут взаимодействовать.

В сверхрегенеративном способе усиления заложен и принципиальный недостаток. В соответствии с теоремой Котельникова-Найквиста, для неискажённой передачи огибающей сигнала (модулирующих частот) частота выборок должна быть не менее удвоенной наивысшей частоты модуляции. В случае радиовещательного АМ сигнала наивысшая модулирующая частота составляет 10 кГц, ЧМ сигнала — 15 кГц и частота выборок должна быть не менее 20…30 кГц (о стерео речь не идёт). Полоса пропускания сверхрегенератора получается при этом почти на порядок больше, т. е. 200…300 кГц.

Этот недостаток неустраним при приёме АМ сигналов и послужил одной из главных причин вытеснения сверхрегенераторов более совершенными, хотя и более сложными супергетеродинными приёмниками, в которых полоса пропускания равна удвоенной наивысшей модулирующей частоте. Как ни странно, при ЧМ описанный недостаток проявляется в значительно меньшей мере. Демодуляция ЧМ происходит на скате резонансной кривой сверхрегенератора — ЧМ превращается в АМ и затем детектируется. При этом ширина резонансной кривой должна быть не меньше удвоенной девиации частоты (100…150 кГц) и получается гораздо лучшее согласование полосы пропускания с шириной спектра сигнала.

Ранее сверхрегенераторы выполнялись на электронных лампах и получили значительное распространение в середине прошлого века. Тогда на диапазоне УКВ радиостанций было мало, и широкая полоса пропускания не считалась особым недостатком, в ряде случаев даже облегчая настройку и поиск редких станций. Затем появились сверхрегенераторы на транзисторах. Сейчас они используются в системах радиоуправления моделями, охранной сигнализации и лишь изредка в радиоприёмниках.

Схемы сверхрегенераторов мало отличаются от схем регенераторов: если у последнего периодически увеличивать обратную связь до порога генерации, а затем уменьшать её до срыва колебаний, то и получается сверхрегенератор. Вспомогательные гасящие колебания с частотой 20…50 кГц, периодически изменяющие обратную связь, получаются либо от отдельного генератора, либо возникают в самом высокочастотном устройстве (сверхрегенератор с самогашением).

Базовая схема регенератора-сверхрегенератора

Для лучшего уяснения процессов, происходящих в сверхрегенераторе, обратимся к устройству, изображённому на рис. 1, которое, в зависимости от постоянной времени цепочки R1C2, может быть и регенератором, и сверхрегенератором.

Рис. 1 Сверхрегенератор.

Эта схема была разработана в результате многочисленных экспериментов и, как представляется автору, оптимальна по простоте, лёгкости налаживания и получаемым результатам. Транзистор VT1 включён по схеме автогенератора — индуктивной трёхточки. Контур генератора образован катушкой L1 и конденсатором С1, отвод катушки сделан ближе к выводу базы. Таким образом осуществляется согласование высокого выходного сопротивления транзистора (цепи коллектора) с меньшим входным сопротивлением (цепи базы). Схема питания транзистора несколько необычна — постоянное напряжение на его базе равно напряжению коллектора. Транзистор, особенно кремниевый, вполне может работать в таком режиме, ведь открывается он при напряжении на базе (относительно эмиттера) около 0,5 В, а напряжение насыщения коллектор-эмиттер составляет, в зависимости от типа транзистора, 0,2…0,4 В. В данной схеме и коллектор, и база по постоянному току соединены с общим проводом, а питание поступает по цепи эмиттера через резистор R1.

При этом напряжение на эмиттере автоматически стабилизируется на уровне 0,5 В — транзистор работает подобно стабилитрону с указанным напряжением стабилизации. Действительно, если напряжение на эмиттере упадет, транзистор закроется, эмиттерный ток уменьшится, а вслед за этим уменьшится и падение напряжения на резисторе, что приведёт к возрастанию эмиттерного напряжения. Если же оно возрастет, транзистор откроется сильнее и увеличившееся падение напряжения на резисторе скомпенсирует это возрастание. Единственное условие правильной работы устройства — напряжение питания должно быть заметно больше — от 1,2 В и выше. Тогда ток транзистора удастся установить подбором резистора R1.

Рассмотрим работу устройства на высокой частоте. Напряжение с нижней (по схеме) части витков катушки L1 приложено к переходу база-эмиттер транзистора VT1 и усиливается им. Конденсатор С2 — блокировочный, для токов высокой частоты он представляет малое сопротивление. Нагрузкой в коллекторной цепи служит резонансное сопротивление контура, несколько уменьшенное из-за трансформации верхней частью обмотки катушки. При усилении транзистор инвертирует фазу сигнала, затем её инвертирует трансформатор, образованный частями катушки L1 — выполняется баланс фаз.

А баланс амплитуд, необходимый для самовозбуждения, получается при достаточном усилении транзистора. Последнее зависит от тока эмиттера, а его очень легко регулировать, изменяя сопротивление резистора R1, включив, например, вместо него последовательно два резистора, постоянный и переменный. Устройство обладает рядом достоинств, к которым относятся простота конструкции, лёгкость налаживания и высокая экономичность: транзистор потребляет ровно столько тока, сколько необходимо для достаточного усиления сигнала. Подход к порогу генерации получается весьма плавным, к тому же регулировка происходит в низкочастотной цепи, и регулятор можно отнести от контура в удобное место.

Регулировка слабо влияет на частоту настройки контура, поскольку напряжение питания транзистора остается постоянным (0,5 В), а следовательно, почти не изменяются и междуэлектродные ёмкости. Описанный регенератор способен повышать добротность контуров в любом диапазоне волн, от ДВ до УКВ, причём катушка L1 не обязательно должна быть контурной — допустимо использовать катушку связи с другим контуром (конденсатор С1 в этом случае не нужен).

Можно намотать такую катушку на стержень магнитной антенны ДВ-СВ приёмника, причём число витков её должно составить всего 10-20 % от числа витков контурной катушки, Q-умножитель на биполярном транзисторе получается дешевле и проще, чем на полевом. Регенератор подойдет и для KB диапазона, если связать антенну с контуром L1C1 либо катушкой связи, либо конденсатором малой ёмкости (вплоть до долей пикофарады). Низкочастотный сигнал снимают с эмиттера транзистора VT1 и подают через разделительный конденсатор ёмкостью 0,1…0,5 мкф на усилитель ЗЧ.

При приёме AM станций подобный приёмник обеспечивал чувствительность 10…30 мкВ (обратная связь ниже порога генерации), а при приёме телеграфных станций на биениях (обратная связь выше порога) — единицы микровольт.

Процессы нарастания и спада колебаний

Но вернемся к сверхрегенератору. Пусть напряжение питания на описанное устройство подается в виде импульса в момент времени t0, как показано на рис. 2 сверху.

Рис. 2 Колебания.

Даже, если усиление транзистора и обратная связь достаточны для генерации, колебания в контуре возникнут не сразу, а будут нарастать по экспоненциальному закону некоторое время τн. По такому же закону происходит и спад колебаний после выключения питания, время спада обозначено как τс.

Рис. 3 Колебательный контур.

В общем виде закон нарастания и спада колебаний выражается формулой:

Uконт = U0exp(-rt/2L),

где U0 — напряжение в контуре, с которого начался процесс; r — эквивалентное сопротивление потерь в контуре; L — его индуктивность; t — текущее время. Всё просто в случае спада колебаний, когда r = rп (сопротивление потерь самого контура, рис. 3 ). Иначе обстоит дело при нарастании колебаний: транзистор вносит в контур отрицательное сопротивление — rос (обратная связь компенсирует потери), и общее эквивалентное сопротивление становится отрицательным. Знак минус в показателе экспоненты исчезает, и закон нарастания запишется:

конт = Uсexp(rt/2L), где r = rос — rп

Из приведённой формулы можно найти и время нарастания колебаний, учитывая, что рост начинается с амплитуды сигнала в контуре Uc и продолжается только до амплитуды U0, далее транзистор входит в режим ограничения, его усиление уменьшается и амплитуда колебаний стабилизируется: τн = (2L/r)ln(U0/Uc).

Как видим, время нарастания пропорционально логарифму величины, обратной уровню принимаемого сигнала в контуре. Чем больше сигнал, тем меньше время нарастания. Если импульсы питания подавать на сверхрегенератор периодически, с частотой суперизации (гашения) 20…50 кГц, то в контуре будут происходить вспышки колебаний (рис. 4), длительность которых зависит от амплитуды сигнала — чем меньше время нарастания, тем больше длительность вспышки. Если вспышки продетектировать, на выходе получится демодулированный сигнал, пропорциональный среднему значению огибающей вспышек.

Усиление самого транзистора может быть небольшим (единицы, десятки), достаточным лишь для самовозбуждения колебаний, в то время как усиление всего сверхрегенератора, равное отношению амплитуды демодулированного выходного сигнала к амплитуде входного, весьма велико. Описанный режим работы сверхрегенератора называют нелинейным, или логарифмическим, поскольку выходной сигнал пропорционален логарифму входного.

Это вносит некоторые нелинейные искажения, но играет и полезную роль — чувствительность сверхрегенератора к слабым сигналам больше, а к сильным меньше — здесь действует как бы естественная АРУ. Для полноты описания надо сказать, что возможен и линейный режим работы сверхрегенератора, если длительность импульса питания (см. рис. 2) будет меньше времени нарастания колебаний.

Последние не успеют нарасти до максимальной амплитуды, а транзистор — не будет входить в режим ограничения. Тогда амплитуда вспышки станет прямо пропорциональна амплитуде сигнала. Такой режим, однако, нестабилен — малейшее изменение усиления транзистора или эквивалентного сопротивления контура r приведёт к тому, что либо резко упадет амплитуда вспышек, а следовательно, и усиление сверхрегенератора, либо устройство выйдет на нелинейный режим. По этой причине линейный режим сверхрегенератора используется редко.

Надо также заметить, что совершенно необязательно коммутировать напряжение питания, чтобы получить вспышки колебаний. С равным успехом можно подавать вспомогательное напряжение суперизации на сетку лампы, базу или затвор транзистора, модулируя их усиление, а значит, и обратную связь. Прямоугольная форма гасящих колебаний также неоптимальна, предпочтительнее синусоидальная, а ещё лучше пилообразная с пологим нарастанием и резким спадом. В последнем варианте сверхрегенератор плавно подходит к точке возникновения колебаний, полоса пропускания несколько сужается и появляется усиление за счёт регенерации. Возникшие колебания растут сначала медленно, затем все быстрее.

Спад же колебаний получается максимально быстрым. Наибольшее распространение получили сверхрегенераторы с автосуперизацией, или с самогашением, не имеющие отдельного генератора вспомогательных колебаний. Они работают только в нелинейном режиме. Самогашение, иначе говоря, прерывистую генерацию, легко получить в устройстве, выполненном по схеме рис. 1, надо лишь, чтобы постоянная времени цепочки R1C2 была больше времени нарастания колебаний.

Тогда произойдет следующее: возникшие колебания вызовут увеличение тока через транзистор, но колебания будут некоторое время поддерживаться зарядом конденсатора С2. Когда он израсходуется, напряжение на эмиттере упадет, транзистор закроется и колебания прекратятся. Конденсатор С2 начнёт относительно медленно заряжаться от источника питания через резистор R1 до тех пор, пока не откроется транзистор и возникнет новая вспышка.

Эпюры напряжений в сверхрегенераторе

Осциллограммы напряжений на эмиттере транзистора и в контуре показаны на рис. 4 так, как они обычно видны на экране широкополосного осциллографа. Уровни напряжений 0,5 и 0,4 В показаны совершенно условно — они зависят от типа применённого транзистора и его режима.

Рис. 4 Вспышки колебании.

Что же произойдет при поступлении в контур внешнего сигнала, ведь длительность вспышки теперь определяется зарядом конденсатора С2 и, следовательно, постоянна? С ростом сигнала, как и прежде, уменьшается время нарастания колебаний, вспышки следуют чаще. Если их продетектировать отдельным детектором, то средний уровень сигнала будет возрастать пропорционально логарифму входного сигнала. Но роль детектора с успехом выполняет и сам транзистор VT1 (см. рис. 1) -средний уровень напряжения на эмиттере падает с ростом сигнала.

Наконец, что же произойдет в отсутствие сигнала? Все то же самое, только рост амплитуды колебаний каждой вспышки будет начинаться от случайного напряжения шумов в контуре сверхрегенератора. Частота вспышек при этом минимальна, но нестабильна — период повторения меняется хаотическим образом.

Усиление сверхрегенератора при этом максимально, а в телефонах или громкоговорителе слышен сильный шум. Он резко снижается при настройке на частоту сигнала. Таким образом, чувствительность сверхрегенератора по самому принципу его работы очень высока — она определяется уровнем внутренних шумов. Дополнительные сведения по теории сверхрегенеративного приёма даны в .

УКВ ЧМ приёмник с низковольтным питанием 1,2 В

А теперь рассмотрим практические схемы сверхрегенераторов. Их в литературе, особенно давних лет, можно найти довольно много. Любопытный пример: описание сверхрегенератора, выполненного всего на одном транзисторе, было опубликовано в журнале «Popular Electronics» № 3 за 1968 г., его краткий перевод дан в .

Сравнительно высокое напряжение питания (9 В) обеспечивает большую амплитуду вспышек колебаний в контуре сверхрегенератора, а следовательно, и большое усиление. Такое решение имеет и существенный недостаток: сверхрегенератор сильно излучает, поскольку антенна связана непосредственно с контуром катушкой связи. Подобный приёмник рекомендуется включать лишь где-нибудь на природе, вдали от населённых мест.

Схема простого УКВ ЧМ приёмника с низковольтным питанием, разработанного автором на основе базовой схемы (см. рис. 1), приведена на рис. 5. Антенной в приёмнике служит сама контурная катушка L1, выполненная в виде одновитковой рамки из толстого медного провода (ПЭЛ 1,5 и выше). Диаметр рамки 90 мм. На частоту сигнала контур настраивают конденсатором переменной ёмкости (КПЕ) С1. Ввиду того, что от рамки сложно сделать отвод, транзистор VT1 включён по схеме ёмкостной трёхточки — напряжение ОС на эмиттер подается с ёмкостного делителя С2С3. Частота суперизации определяется суммарным сопротивлением резисторов R1-R3 и ёмкостью конденсатора С4.

Если её уменьшить до нескольких сотен пикофарад, прерывистая генерация прекращается и устройство становится регенеративным приёмником. При желании можно установить переключатель, а конденсатор С4 составить из двух, например, ёмкостью 470 пф с подключаемым параллельно 0,047 мкф.

Тогда приёмник, в зависимости от условий приёма, можно будет использовать в обоих режимах. Регенеративный режим обеспечивает более чистый и качественный приём, с меньшим уровнем шума, но требует значительно большей напряжённости поля. Обратную связь регулируют переменным резистором R2, ручку которого (так же, как и ручку настройки) рекомендуется вывести на переднюю панель корпуса приёмника.

Излучение этого приёмника в сверхрегенеративном режиме ослаблено по следующим причинам: амплитуда вспышек колебаний в контуре невелика, порядка десятой доли вольта, к тому же маленькая рамочная антенна излучает крайне неэффективно, имея низкий КПД в режиме передачи. Усилитель ЗЧ приёмника двухкаскадный, собран по схеме с непосредственной связью на транзисторах VT2 и VT3 разной структуры. В коллекторную цепь выходного транзистора включёны низкоомные головные телефоны (или один телефон) типов ТМ-2, ТМ-4, ТМ-6 или ТК-67-НТ сопротивлением 50-200 Ом. Подойдут телефоны от плейера.

Рис. 5 Принципиальная схема сверхрегенератора.

Необходимое смещение на базу первого транзистора УЗЧ подается не от источника питания, а через резистор R4 из эмиттерной цепи транзистора VT1, где, как упоминалось, имеется стабильное напряжение около 0,5 В. Конденсатор С5 пропускает к базе транзистора VT2 колебания ЗЧ.

Пульсации гасящей частоты 30…60 кГц на входе УЗЧ не фильтруются, поэтому усилитель работает как бы в импульсном режиме — выходной транзистор закрывается полностью и открывается до насыщения. Ультразвуковая частота вспышек телефонами не воспроизводится, но импульсная последовательность содержит составляющую со звуковыми частотами, которые и слышны. Диод VD1 служит для замыкания экстратока телефонов в момент окончания импульса и закрывания транзистора VT3, он срезает выбросы напряжения, улучшая качество и несколько повышая громкость воспроизведения звука. Питается приёмник от гальванического элемента напряжением 1,5 В или дискового аккумулятора напряжением 1,2 В.

Потребляемый ток не превышает 3 мА, при необходимости его можно установить подбором резистора R4. Налаживание приёмника начинается с проверки наличия генерации, вращая ручку переменного резистора R2. Она обнаруживается по появлению довольно сильного шума в телефонах, или при наблюдении на экране осциллографа «пилы» в форме напряжения на конденсаторе С4. Частота суперизации подбирается изменением его ёмкости, она зависит и от положения движка переменного резистора R2. Следует избегать близости частоты суперизации к частоте стереоподнесущей 31,25 кГц или к её второй гармонике 62,5 кГц, иначе могут прослушиваться биения, мешающие приёму.

Далее нужно установить диапазон перестройки приёмника, изменяя размеры рамочной антенны — увеличение диаметра понижает частоту настройки. Повысить частоту можно не только уменьшением диаметра самой рамки, но и увеличением диаметра провода, из которого она выполнена. Неплохое решение — использовать оплетку отрезка коаксиального кабеля, свёрнутого в кольцо. Индуктивность понижается и при изготовлении рамки из медной ленты или из двух-трёх параллельных проводов диаметром 1,5-2 мм. Диапазон перестройки достаточно широк, и операцию его установки нетрудно выполнить без приборов, ориентируясь на прослушиваемые станции.

В диапазоне УКВ-2 (верхнем) транзистор КТ361 иногда работает неустойчиво — тогда его заменяют на более высокочастотный, например, КТ363. Недостатком приёмника является заметное влияние рук, подносимых к антенне, на частоту настройки. Впрочем, он характерен и для других приёмников, в которых антенна связана непосредственно с колебательным контуром. Этот недостаток устраняется при использовании усилителя РЧ, как бы «изолирующего» контур сверхрегенератора от антенны.

Другое полезное назначение такого усилителя — устранить излучение вспышек колебаний антенной, что практически полностью избавляет от помех соседним приёмникам. Усиление УРЧ должно быть очень небольшим, ведь и усиление, и чувствительность сверхрегенератора достаточно высоки. Этим требованиям в наибольшей степени отвечает транзисторный УРЧ по схеме с общей базой или с общим затвором. Снова обращаясь к иностранным разработкам, упомянем схему сверхрегенератора с УРЧ на полевых транзисторах .

Экономичный сверхрегенеративный приёмник

В целях достижения предельной экономичности автором был разработан сверхрегенеративный радиоприёмник (рис. 6), потребляющий ток менее 0,5 мА от батареи напряжением 3 В, причём, если отказаться от УРЧ, ток снижается до 0,16 мА. В то же время чувствительность — около 1 мкВ. Сигнал от антенны подается на эмиттер транзистора УРЧ VT1, включённого по схеме с общей базой. Поскольку его входное сопротивление невелико, и учитывая сопротивление резистора R1, получаем входное сопротивление приёмника около 75 Ом, что позволяет использовать наружные антенны со снижением из коаксиального кабеля или ленточного УКВ кабеля с ферритовым трансформатором 300/75 Ом.

Такая необходимость может возникнуть при удалении от радиостанций более 100 км. Конденсатор С1 небольшой ёмкости служит элементарным ФВЧ, ослабляя KB помехи. В лучших условиях приёма годится любая суррогатная проволочная антенна. Транзистор УРЧ работает при коллекторном напряжении, равном базовому, — около 0,5 В. Это стабилизирует режим и исключает необходимость налаживания. В коллекторную цепь включёна катушка связи L1, намотанная на одном каркасе с контурной катушкой L2. Катушки содержат 3 витка провода ПЭЛШО 0,25 и 5,75 витка ПЭЛ 0,6 соответственно. Диаметр каркаса — 5,5 мм, расстояние между катушками — 2 мм. Отвод к общему проводу сделан от 2-го витка катушки L2, считая от вывода, соединённого с базой транзистора VT2.

Для облегчения настройки каркас полезно оснастить подстроечником с резьбой М4 из магнитодиэлектрика или латуни. Другой вариант, облегчающий настройку, — заменить конденсатор С3 подстроечным, с изменением ёмкости от 6 до 25 или от 8 до 30 пф. Конденсатор настройки С4 типа КПВ, он содержит одну роторную и две статорные пластины. Сверхрегенеративный каскад собран по уже описанной схеме (см. рис. 1) на транзисторе VT2.

Режим работы подбирают подстроечным резистором R4,частота вспышек (суперизации) зависит от ёмкости конденсатора С5. На выходе каскада включён двухзвенный ФНЧ R6C6R7C7, ослабляющий колебания с частотой суперизации на входе УЗЧ, чтобы последний не перегружался ими.

Рис. 6 Cверхрегенераторный каскад.

Использованный сверхрегенеративный каскад отдает небольшое продетектированное напряжение и, как показала практика, требует двух каскадов усиления напряжения 34. В этом же приёмнике транзисторы УЗЧ работают в режиме микротоков (обратите внимание на большие сопротивления нагрузочных резисторов), усиление их меньше, поэтому использовано три каскада усиления напряжения (транзисторы VT3-VT5) с непосредственной связью между ними.

Каскады охвачены ООС через резисторы R12, R13, стабилизирующей их режим. По переменному току ООС ослаблена конденсатором С9. Резистор R14 позволяет регулировать в некоторых пределах усиление каскадов. Выходной каскад собран по схеме двухтактного эмиттерного повторителя на комплементарных германиевых транзисторах VT6, VT7.

Они работают без смещения, но искажения типа «ступенька» отсутствуют, во-первых, из-за низкого порогового напряжения германиевых полупроводниковых приборов (0,15 В вместо 0,5 В у кремниевых), а во-вторых, из-за того, что колебания с частотой суперизации все-таки немного проникают через ФНЧ в УЗЧ и как бы «размывают» ступеньку, действуя подобно ВЧ подмагничиванию в магнитофонах.

Достижение высокой экономичности приёмника требует использования высокоомных головных телефонов сопротивлением не менее 1 кОм. Если же задачу получения предельной экономичности не ставить, целесообразно использовать более мощный оконечный УЗЧ. Налаживание приёмника начинают с УЗЧ. Подбором резистора R13 устанавливают напряжение на базах транзисторов VT6, VT7 равным половине напряжения питания (1,5 В).

Убеждаются в отсутствии самовозбуждения при любом положении движка резистора R14 (желательно, с помощью осциллографа). Полезно подать на вход УЗЧ какой либо звуковой сигнал амплитудой не более нескольких милливольт и убедиться в отсутствии искажений и симметричности ограничения при перегрузке. Подключив сверхрегенеративный каскад, регулировкой резистора R4 добиваются появления шума в телефонах (амплитуда шумового напряжения на выходе — около 0,3 В).

Полезно сказать, что, кроме указанных на схеме, в УРЧ и сверхрегенеративном каскаде хорошо работают любые другие кремниевые высокочастотные транзисторы структуры р-n-р. Теперь можно уже попытаться принять радиостанции, связав антенну с контуром через конденсатор связи ёмкостью не более 1 пф или с помощью катушки связи.

Далее подсоединяют УРЧ и подгоняют диапазон принимаемых частот, изменяя индуктивность катушки L2 и ёмкость конденсатора С3. В заключение надо заметить, что подобный приёмник, ввиду его высокой экономичности и чувствительности, может найти применение и в переговорных системах, и в устройствах охранной сигнализации.

К сожалению, приём ЧМ на сверхрегенератор получается не самым оптимальным образом: работа на скате резонансной кривой уже гарантирует ухудшение отношения сигнал/шум на 6 дБ. Нелинейный режим сверхрегенератора тоже не слишком способствует высококачественному приёму, тем не менее качество звука получилось неплохим.

ЛИТЕРАТУРА:

  1. Белкин М. К. Сверхрегенеративный радиоприём. — Киев: Техника, 1968.
  2. Хевролин В. Сверхрегенеративный приём.- Радио,1953, № 8,с.37.
  3. УКВ ЧМ приёмник на одном транзисторе. — Радио,1970,№ 6,с.59.
  4. «Последний из могикан…». — Радио, 1997, № 4,0.20,21

Схема сверхрегенеративного УКВ ЧМ приемника » Паятель.Ру


Сверхрегенеративный приемник, настроенный на прием ЧМ радиостанций с широкополосной модуляцией (радиовещательные), выполнен всего на двух транзисторах, с достаточной уверенностью позволяет принимать практически все местные ЧМ-радиовещательные станции, работающие в выбранном диапазоне частот. Схема сверхрегенеративного детектора выполнена на транзисторе VT1. Обычно, такие схемы используют для приема АМ-сигналов, в дешевых радиостанциях диапазона 27 МГц или в системах радиоуправления на небольшие расстояния.


Для того чтобы сверхрегенеративный детектор стал детектировать ЧМ-сигналы, он преобразует ЧМ сигнал в АМ-сигнал, а затем уже его детектирует.

Чтобы произошло это преобразование колебательный контур приемника должен быть настроен не точно на принимаемую радиостанцию, а на один из скатов занимемой ею полосы частот. В результате частотная модуляция изменяет степень точности настройки сверхрегенератора на станцию, а это приводит к изменению амплитуды в контуре сверхрегенервтивного детектора.

Каскады сверхрегенератора на VT1 и низко частотного усилителя на VT2 включены с непосредственной (гальванической) связью. Номинальный ток через сверхрегенератор создает напряжение смещения на базе транзистора VT2 Конденсатор С5 подавляет суперный шум.

В коллекторной цепи VT2 включены стандартные головные стереонаушники такие как используются с аудиоплеерами. Общий про вод их разъема не подключают, и их капсюли оказываются включенными последовательно. Источник питания, — девятивольтовая гальваническая батарея.

Катушка L1 — бескаркасная, для диапазона 88-108 МГц она содержит 6 витков намоточного провода диаметром 0.8 мм. Внутренний диаметр обмотки — 8 мм (шаблоном служит хвостовик 8 мм сверла) Катушка L2 намотана на резисторе R2, — 3D витков провода ПЭВ 0,12. Органом настройки служит подстроенный конденсатор типа КПК-МН (С4).

Режим работы сверхрегенеративного детектора по постоянному току устанавливают подбором сопротивления R1.

Антенна — отрезок монтажного провода длиной около одного метра Чтобы снизить влияние антенны на настройку контура, которое обычно имеет место в типовой схеме сверхрегенератора, где антенна подключена к коллектору транзистора, здесь антенна подключена к эмиттеру. Чувствительность приемника при этом не изменилась, а вот влияние антенны на настройку существенно снизилось.

Данный приемник можно использовать не только для приема радиовещания, но и в паре с радиомикрофоном для дистанционного прослушивания, или для передачи команд радиоуправления, сформированных DTMF-кодером. Впрочем, с этими целями можно использовать и приемник на ИМС типа К174ХА34. настроенный на фиксированную частоту.

Поскольку, приемник собирался исключительно ради спортивного интереса, печатная плата для него не прорабатывалась. Весь монтаж выполнен на кусочке жести от консервной банки.

В условиях города Новосибирска приемник уверенно принимал все местные УКВ-радиовещательные станции. Работает приемник негромко, поэтому, регулятор громкости у него не предусмотрен, при работе от сетевого источника питания схема работает хуже.

Простой регенератор | Техника радиоприёма

Эксперименты с регенераторами различного типа привели автора к разработке чрезвычайно простого (и чрезвычайно экономичного) регенератора, который вряд ли представляется возможным упростить еще более. Простота его схемы основана на одном интересном свойстве кремниевых биполярных высокочастотных транзисторов — способности работать при коллекторном напряжении, равном напряжению базы, около 0,5 В. Действительно, если в схеме с ОЭ (эмиттер соединен с общим проводом) в коллекторную цепь включить достаточно большую нагрузку, а на базу подавать открывающее напряжение, то при его значении около 0,5 В (порог открывания) транзистор откроется и коллекторное напряжение будет падать. Дальнейшее увеличение открывающего входного напряжения приведет к уменьшению коллекторного напряжения вплоть до 0,1 В (напряжение насыщения перехода коллектор — эмиттер при полностью открытом транзисторе). Если соединить по постоянному току базу и коллектор, а питание подвести через резистор достаточного сопротивления, то напряжение на транзисторе стабилизируется на уровне 0,5 В, в то же время транзистор сохранит свойство усиливать сигналы с амплитудой менее нескольких десятых долей вольта.

Базовая схема предложенного устройства показана на рис. 5.19. Коллектор и база транзистора VT1 соединены по постоянному току контурной катушкой L2, а также с общим проводом через ее отвод. Напряжение питания на транзистор подается через резисторы R1R3. Изменяя их сопротивление, можно в широких пределах регулировать ток транзистора, в то время как напряжение на переходах эмиттер — коллектор и эмиттер — база изменяется в очень небольших пределах около значения 0,5 В. Ток транзистора определяется выражением I = (U — 0,5 В) / R, где R — суммарное сопротивление резисторов. Ток может составлять от единиц микроампер до единиц миллиампер, но практически при работе регенератора остается в микроамперной области.

По переменному току транзистор включен по схеме индуктивной трехточки Хартли, то есть классического автогенератора. Большая часть катушки включается в коллекторную цепь, меньшая — в базовую (отвод делается примерно от 1/3 — 1/4 полного числа витков катушки). Вводя резистор R1, мы можем создать и отрицательную обратную связь, стабилизирующую работу устройства в режиме Q-умножителя. Конденсатор С2 блокировочный, он замыкает только токи высокой частоты. Если в контуре есть сигнал, промодулированный по амплитуде, ток транзистора изменяется в такт с амплитудой колебаний, в небольших пределах варьируется и падение напряжения на резисторах R2 и R3, которые служат основной нагрузкой транзистора, — с них и можно снять продетектированный сигнал ЗЧ. Через разделительный конденсатор С3 звуковые колебания поступают на УЗЧ для дальнейшего усиления.

Обратная связь регулируется с помощью резистора R2 изменением тока транзистора, а следовательно, и его усиления. Регулировка получается очень плавной. Как показала практика, усиление транзистора должно быть небольшим, поскольку он работает в режиме микротоков, поэтому его входное и выходное сопротивления велики и слабо шунтируют контур, почти не снижая его конструктивной добротности. Еще больше ослабить шунтирование контура транзистором можно, сделав контурной катушку L1 путем подключения параллельно ей КПЕ С1. Связь с антенной в этом случае делается емкостной, через конденсатор связи (лучше КПЕ) очень небольшой емкости. Катушка связи L2 с отводом в этом варианте должна содержать меньшее число витков, чем контурная, но связь между катушками во избежание паразитных резонансов должна быть как можно сильнее. Практически витки катушки L2 наматываются поверх витков контурной катушки L1 (или между ними).

Еще одна проблема, возникающая в простых регенераторах — изменение частоты настройки при регулировке обратной связи. В данном устройстве оно происходит из-за изменения межэлектродных емкостей и времени пролета носителей заряда в транзисторе при изменении тока через него. Эффект ослабляется при применении достаточно высокочастотных транзисторов и при не слишком маленькой емкости контура.

Устройство может работать практически в любом диапазоне волн, вплоть до УКВ и СВЧ. Более того, если существенно увеличить емкость блокировочного конденсатора С2, наблюдается процесс прерывистой генерации и устройство становится простым сверхрегенератором с очень высокой чувствительностью. Частота «вспышек» генерации устанавливается подбором емкости конденсатора С2 и сопротивления резистора R2 порядка 15-50 кГц. Так, например, в одном из экспериментов данное устройство обеспечило чувствительность в сверхрегенеративном режиме лучше 0,6 мкВ на частоте 46 МГц при приеме AM сигналов. Частота вспышек была установлена порядка 15 кГц, а полоса пропускания получилась около 60-70 кГц. По сравнению с известными сверхрегенераторами данное устройство легче налаживается, более чувствительно и стабильно в работе. К недостаткам же его относится невысокий уровень сигнала ЗЧ на выходе, что, впрочем, легко компенсируется увеличением усиления УЗЧ.

Читать дальше — Практическая схема

Все электронные схемы » Страница 131

КАТЕГОРИИ СХЕМ

СПРАВОЧНИК

ИНТЕРЕСНЫЕ СХЕМЫ


Простая схема автосигнализации с сиреной
 

Устройство несложной автосигнализации, построенной на базе недорогой сирены. Сирена представляет собой пластмассовый герметичный корпус, по форме рупора, в котором размещается пъезо-динамик и четырехтональный синтезатор звуковых эффектов. Подключается всего двумя проводами по цепи питания. При подаче питания (8…16V) издает повторяющиеся четырехтональные звуки. Принципиальная схема сигнализации, работающей на такую сирену, показана на рисунке. Для постановки и снятия с охраны служит тумблер SB1.
Подробнее…

Схема универсального модема LPT
 

Слово универсальный в названии модема говорит о том. что он может применяться и для других видов цифровой любительской радиосвязи при условии, что основная компьютерная программа поддерживает связь компьютера с модемом через LPT-порт. На рис. 1 представлена блок-схема модема, все детали различных узлов модема рассчитаны на его работу со средней частотой около 2000 Гц.
Подробнее…

Схема простого частотомера на микросхеме К176
 

Все детали частотомера, включая и светодиодные индикаторы, смонтированы на одной макетно-печатной плате, обрезанной по внутренним размерам футляра. Частотомер получается прозрачный, — видны все его внутренности, а так же, и светодиодные индикаторы. А из внешних деталей. -только два разъема, — один для подключения входного кабеля, а другой для источника питания.
Подробнее…

Схема радиостанции — Great Wall
 

Среди всевозможных приемных и передающих схем были, в основном, приемники на одном транзисторе, выполненные по схеме сверхрегенератора и однотранзисторные передатчики с параметрической установкой частоты. Но попадаются и более совершенные варианты, в которых приемники выполнены по супергетеродинной схеме с амплитудной модуляцией, а передатчики двух-трех каскадные с кварцевой стабилизацией частоты. Именно эти продвинутые варианты и пошли в дело.
Подробнее…

САМЫЕ ПОПУЛЯРНЫЕ СХЕМЫ

ТЕГИ


Каждый должен построить хотя бы один регенеративный радиоприемник

Когда мы создадим электронный проект в 2016 году, есть вероятность, что активными компонентами будут интегральные схемы, содержащие чрезвычайно большое количество функций в небольшом пространстве. Там, где когда-то мы могли использовать операционный усилитель или два, таймер 555 или логический элемент, все чаще используется микроконтроллер или даже ИС, которая, хотя и представляет миру аналоговое лицо, выполняет всю свою внутреннюю работу в цифровой домен.

Создание транзисторного радио, обложка 2-го издания. Добросовестное использование, через Интернет-архив.

Было время, когда активные компоненты, такие как лампы или транзисторы, были довольно дорогими, а интегральные схемы, если они вообще существовали, были недоступны большинству конструкторов. В те дни люди все еще использовали электронику для выполнения той же работы, что и мы сегодня, но они полагались на чрезвычайно умные схемы, а не на грубую силу универсального суперкомпонента. Нередко можно было увидеть схемы с несколькими транзисторами или лампами, в которых использовались все возможности устройств для достижения чего-то большего, чем вы могли ожидать.

Одним из первых электронных проектов, над которым я работал, была именно такая схема. Он появился благодаря детской книге из серии «Божья коровка», знакомой британцам определенного возраста: [Джордж Доббс, G3RJV] Making A Transistor Radio . Эта книга помогла читателю пройти ряд шагов к созданию полнофункционального 3-транзисторного средневолнового (AM) радиоприемника с небольшим громкоговорителем.

Два транзистора сформировали аудиоусилитель проекта, оставив радиочасть только одному устройству.Вы спросите, как один транзистор может стать сердцем радиоприемника с достаточной чувствительностью и избирательностью, чтобы быть полезным? Ответ кроется в чрезвычайно умной схеме: регенеративном детекторе. К усилителю, на пути которого находится настроенная схема, применяется небольшая положительная обратная связь, в результате чего увеличивается его коэффициент усиления и сужается полоса пропускания. Это по-прежнему не самый производительный приемник в мире, но он поразительно прост, и в начале 20-го века он предлагал огромное улучшение по сравнению с гораздо более простыми настраиваемыми радиочастотными приемниками (TRF), которые были на повестке дня.

Схема регенеративного приемника Армстронга. Четворно [CC0], через Wikimedia Commons. Базовый регенеративный приемник был запатентован в 1914 году плодовитым изобретателем Эдвином Армстронгом, о котором вы, возможно, также слышали как об изобретателе частотной модуляции (FM). В оригинальной схеме Армстронга положительная обратная связь применялась через маленькую обмотку, последовательно соединенную с анодом этого триодного клапана и соединенную с входной настроенной схемой. При использовании связь регулировалась до момента, когда цепь начинала колебаться, и в этот момент она находилась в регенеративном режиме с высоким коэффициентом усиления и селективностью.Дальнейшим усовершенствованием стал так называемый сверхрегенеративный приемник, в котором обратная связь была увеличена за пределы точки колебаний, но неоднократно «гасилась» ультразвуковой частотой, включающей и выключающей регенеративный детектор.

Однако простота регенеративного приемника не обошлась без проблем. Регулировка связи стала небольшим переменным конденсатором в более поздних конструкциях, и его можно было найти как регулятор регенерации на передней панели типичного приемника. При каждой перенастройке на другую станцию ​​это требовало бы перенастройки для лучшей производительности, в результате чего настройка регенеративного радио становилась чем-то вроде черного искусства.Кроме того, если они плохо отрегулированы, они могут иногда колебаться и становиться самостоятельными передатчиками. Когда примерно десять лет спустя появились более сложные, но превосходные супергетродинные приемники (еще одно изобретение Армстронга), популярность регенеративных приемников пошла на убыль, и к концу 1930-х они почти полностью исчезли. Сегодня они выживают в таких нишах, как радиолюбители, игрушечные рации, наборы игрушечной электроники и неожиданно в очень дешевых модулях дистанционного управления УВЧ.

Секция приемника моего 4-метрового (70 МГц) трансивера G3XBM. Слева: ВЧ-усилитель J310, в центре: регенеративный приемник J310, справа: аудиоусилитель 2N3904.

Именно это последнее приложение указывает на одну из полезных функций регенеративного детектора. Хотя большинство регенеративных приемников предназначены для AM-вещания, этот принцип работает практически на любой частоте. Можно просто сконструировать приемники, используя принцип, который хорошо распространяется на диапазон УВЧ, и хотя они не являются лучшими приемниками в своем роде, они могут удивить вас своими характеристиками.[Roger Lapthorn, G3XBM], например, опубликовал простые конструкции ряда приемопередатчиков для УКВ-диапазонов с регенеративными приемниками, включая довольно минималистичный 2-метровый (144 МГц) «Fredbox».

Регенеративный приемник, возможно, не самый совершенный приемник из когда-либо созданных, и уж точно не самый чувствительный. Но это одна из тех схем, которую каждый должен попробовать хотя бы раз из-за ее простоты и изобретательности, а также потому, что она дает результаты при относительно небольших усилиях.Давай, возьми один на своей скамейке!

[Изображение заголовка, регенеративный приемник 1920-х годов, Чарльз Уильям Тауссиг [общественное достояние], через Wikimedia Commons]

rf — Детектор суперрегенерации

Сверхрегенеративный приемник на самом деле представляет собой осциллятор, который устроен так, что он периодически останавливается (или гасится, как это называется), а затем снова создает колебания.

Время, необходимое для нарастания колебаний, зависит от уровня сигнала (или шума) в цепи.При наличии сигнала на частоте колебаний колебания начнутся быстрее.

Время, необходимое для начала генерации, повлияет на средний ток, поэтому путем фильтрации можно восстановить модуляцию.

Они имеют чрезвычайно высокий коэффициент усиления и чувствительны к микровольтам сигнала, но имеют довольно широкую полосу пропускания, а также излучают на рабочей частоте.

Поскольку они могут получить такой высокий коэффициент усиления от одного активного устройства, они были популярны, когда устройства были дорогими или для очень недорогих приложений, где ограничения были приемлемыми.Основным приложением до недавнего времени было дистанционное управление гаражными воротами и игрушками. В открывателях гаражных ворот теперь используются более сложные приемники. Более строгие требования FCC также ограничивают их использование.

Они были изобретены в 1920-х годах Эдвином Армстронгом, который также изобрел технику супергетеродинного приемника (суперзвуковой гетеродин).

В показанной схеме Q1 сконфигурирован как генератор с частотой, заданной L1 и C2, с обратной связью от c3 от коллектора к эмиттеру.

Поскольку имеется петля положительной обратной связи, антенна может быть подключена либо к коллектору, либо к эмиттеру — большинство схем, которые я видел, подключают ее к настроенной цепи (L1/C2).

Колебания возникают из-за шума или сигнала и вызывают появление выпрямленной версии на базе и эмиттере транзистора, заряжая C4, изменяя смещение транзистора. В какой-то момент смещение будет таким, что колебания прекратятся и С4 разрядится через резисторы R2 и R3. В конце концов, колебания начнутся снова, и цикл, как правило, будет повторяться с частотой в несколько десятков или сотен килогерц (частота гашения).

Средний ток коллектора измеряется с помощью резистора R4, вызывающего напряжение, которое изменяется в зависимости от уровня сигнала, хотя оно также имеет высокий уровень частоты гашения.Это фильтруется резисторами R5 и R6, C7 и C8, оставляя модуляцию на выходе.

Принудительное гашение улучшает трехтранзисторный FM-тюнер

Идею использования сверхрегенеративного радиоприемника для приема коммерческих FM-станций можно найти в различных местах в Интернете. Поскольку схема такая маленькая, она может произвести впечатление на посетителей лаборатории, особенно на детей. Но базовая однотранзисторная схема, показанная на рис. 1 , имеет недостатки; лучшая схема является предметом этой дизайнерской идеи.

Сверхрегенеративная схема в основном представляет собой АМ-радио. Но широкополосный FM демодулируется с использованием одной стороны кривой настройки для преобразования FM в AM. Хотя это грубый способ демодуляции FM, тем не менее, он работает достаточно хорошо.

Рисунок 1  Самогасящийся однотранзисторный сверхрегенеративный FM-тюнер

Суперрегенеративный тюнер представляет собой регенеративную схему, которая вызывает и выключает колебания с ультразвуковой частотой, например, 25 кГц.Скорость, с которой колебания выключаются и включаются, называется частотой гашения. Эта частота должна быть выше предела человеческого слуха, но в остальном как можно ниже. Высокие частоты гашения снижают чувствительность приемника. Выходной сигнал схемы RC-интегратора представляет собой серию импульсов на частоте гашения с широтно-импульсной модуляцией. Интегратор изменяет эту широтно-импульсную модуляцию на аудиовыход.

Схема в Рисунок 1 представляет собой самогасящийся контур.Может быть трудно заставить схему гасить и, следовательно, работать. Может оказаться необходимым выбрать транзисторы с наибольшим коэффициентом усиления и выбрать рабочее напряжение для наилучшей производительности. В самогасящейся цепи выходной сигнал может быть искажен. Кроме того, частота гашения может варьироваться в зависимости от настройки и может быть слишком высокой или слишком низкой.

Добавление внешнего генератора для гашения цепи решает эти проблемы. В качестве гасящего генератора используется двухтранзисторный нестабильный мультивибратор.Получается схема из трех транзисторов — все еще достаточно простая для FM-радио (, рис. 2, ). Регулировка уровня гашения имеет решающее значение, поэтому в этом положении следует использовать хороший однооборотный потенциометр. Частота гашения этого генератора составляет около 21 кГц.

Рисунок 2 Тюнер с принудительной закалкой

Катушка антенны состоит из пяти витков провода AWG 18 с пространственной намоткой диаметром 1/4″. Обмотки расположены на расстоянии одной ширины провода друг от друга, поэтому вы можете намотать две обмотки на форму, а затем удалить одну из них.После формирования катушку можно вынуть из формы. Катушка отвинчивается на пол-оборота со стороны питания 12 В для подключения антенны. Достаточно метровой проволочной антенны. Конденсатор емкостью от 0,04 до 6 пФ используется для настройки станций.

Тюнеру требуется усилитель мощности звука. Выходной уровень тюнера ниже линейного уровня, поэтому был бы полезен усилитель с микрофонным входом. Усилитель музыкального инструмента будет работать нормально из-за гитарного входа с высоким коэффициентом усиления. Другим решением является использование схемы: Создайте операционный усилитель с тремя дискретными транзисторами в разделе «Идеи дизайна» в Декабрьском выпуске.1 номер журнала EDN за 2011 год. Этот усилитель с десятикратным коэффициентом усиления повысит выходной сигнал до уровня линейного аудиосигнала.

Я слушаю радиостанцию ​​NPR FM, которая в основном транслируется. У станции есть два цифровых вспомогательных канала: джаз/классика и основной канал в HD, все на одной частоте 90,7 МГц. Эти дополнительные программы и контрольный стереофонический сигнал не мешают основному аналоговому сигналу, принимаемому описанным здесь FM-тюнером.

 

См. также :

Проектирование, анализ и реализация (обновлено 2017/05)

Q1 служит ВЧ-усилителем с общей базой.Коллекторная нагрузка обеспечивается RFC L2, который удобно также обеспечивает напряжение коллектора Q1. База эффективно связана с Vcc, что позволяет эмиттерному сопротивлению устанавливать ток через Q1. Эмиттерный ток всегда протекает через полное сопротивление VR1, равное 100 Ом.

Обратите внимание, что напряжения на коллекторе и базе Q1 не являются полным напряжением Vcc 1,2 В, а вместо этого преднамеренно уменьшены падением напряжения на R11 (описано в следующем подразделе об усилителе ЗЧ).С учетом падения напряжения на R11 напряжения на коллекторе и базе Q1 составляют примерно 936 мВ согласно анализу LTspice.

При 936 мВ на базе/коллекторе и сопротивлении эмиттера 100 Ом анализ LTspice показывает 2,56 мА тока, непрерывно протекающего через Q1. Это точно соответствует значению 2,5 мА, рекомендованному в Ref. 18 для усилителя с общей базой. Однако следует отметить, что схема в Ref. 18 использовалось напряжение питания 6 вольт или выше, тогда как схема этой статьи использует только 1.2 вольта, что означает, что Ref. Рекомендация 18 о 2,5 мА может быть дополнительно оптимизирована для схемы из этой статьи. В частности, исх. 18 подразумевает, что важным значением может быть не ток через Q1, а скорее напряжение на эмиттерном резисторе Q1, которое должно быть большим по сравнению с ожидаемым максимальным уровнем сигнала на антенне, чтобы избежать перегрузки. Это, в свою очередь, означает, что ток Q1 должен быть настолько высоким, насколько это необходимо для достижения необходимого напряжения на эмиттерном резисторе Q1.

Стеклоочиститель на VR1 служит аттенюатором РЧ и позволяет шунтировать часть входящего антенного сигнала на землю.



Буферный каскад AF Q3



Q3 представляет собой эмиттерный повторитель с высоким входным сопротивлением ЗЧ и служит для изоляции детектора Q2 от следующих каскадов с общим эмиттером Q4-Q7. Если Q3 опущен, а, например, C10 подключен непосредственно к C11, то C2 фактически будет включен параллельно C11, что приведет к довольно большой емкости на VR4.Эта высокая емкость может привести к сверхрегенерации, поскольку высокая емкость позволяет накапливать высокое напряжение на VR4, при этом VR4 не может полностью разрядить емкость до следующего цикла колебаний. Это постепенное накопление заряда на VR4 в конечном итоге поднимает напряжение на эмиттере настолько высоко, что коэффициент усиления транзистора снижается, и генерация на мгновение прекращается. После прекращения генерации VR4 разряжает емкость, и снова начинается генерация, пока накопление заряда снова не остановит ее.

На практике это периодически прерывающееся колебание проявляется как колебание AF, когда управление регенерацией настраивается вблизи критического порога. Интересно, что это свойство можно использовать для достижения автоматического управления регенерацией путем выпрямления колебаний ЗЧ и использования их в качестве управляющего напряжения для замедления регенерации (ссылка 19). (Альтернативное средство достижения автоматического управления регенерацией, воздействующее непосредственно на РЧ-сигнал, описано в Ref.20.)

Предотвратить описанное выше сверхрегенеративное поведение также можно, вставив сопротивление между C10 и C11 (например, ссылка 21). Однако достаточная изоляция требует высокого значения сопротивления изоляции, а это, в свою очередь, имеет нежелательный побочный эффект в виде снижения напряжения сигнала ЗЧ, доступного для последующего усиления. Использование эмиттерного повторителя Q3 не приводит к потере напряжения сигнала ЗЧ, при этом обеспечивается хорошая изоляция между детектором Q2 и последующими каскадами ЗЧ.

Смещение транзистора Q3, обеспечиваемое резистором R10, не было тщательно продумано. Напряжение покоя на базе Q3, вероятно, не является оптимальным, что может ограничить динамический диапазон Q3. Однако уровни входного ЗЧ-сигнала, подаваемого на базу Q3, в любом случае будут очень низкими, поэтому перегрузка Q3, вероятно, маловероятна.


Усилитель ЗЧ Q4-Q7

Q4-Q7 просто образуют серию каскадов с общим эмиттером со смещением обратной связи коллектора.

Коэффициент усиления ЗЧ

4 каскада должны обеспечить примерно 90 дБ усиления на звуковых частотах от 200 Гц до 10 кГц, как показано в моделировании LTspice ниже.Усиление резко падает после 10 кГц благодаря конденсаторам емкостью 10 нФ, соединяющим базу каждого транзистора с землей на ВЧ. Уменьшенное усиление на ВЧ помогает обеспечить стабильность усилителя, предотвращая усиление паразитных ВЧ-сигналов, которые могут попасть в усилитель ЗЧ.


На практике достаточное усиление ЗЧ было подтверждено подключением выхода ЗЧ регенеративного детектора ко входу усилителя ЗЧ. С помощью пьезоэлектрического наушника, подключенного к выходу усилителя, пороговый шум регенеративного детектора можно было отчетливо слышать, когда управление регенерацией приближалось к порогу.Возможность четко слышать пороговый шум регенеративного детектора на практике указывает на то, что усилитель ЗЧ имеет достаточное усиление.

Усилитель AF также может управлять наушниками с низким импедансом (32 Ом) потребительского класса. В этом случае результирующий уровень звука довольно низок, но пригоден для прослушивания. Также можно подключить выход AF к входу микрофона или линейному входу внешнего усилителя для увеличения выходной мощности или записи звука приемника (как это было сделано для видео, показанного далее в этой статье).

Стабильность усилителя ЗЧ

Первоначальный прототип усилителя ЗЧ, построенный по приведенной выше принципиальной схеме, проявлял некоторую склонность к автоколебаниям. Это можно было проверить, привязав вход усилителя к Vcc, что немедленно вызвало слышимые колебания ЗЧ на выходе усилителя.

Основная причина этой нестабильности заключается в том, что более поздние каскады усилителя ЗЧ способны слегка колебать напряжение Vcc и синфазно с входным сигналом.Эти синфазные пульсации проходят по линии Vcc обратно на вход усилителя, вызывая положительную обратную связь и колебания ЗЧ. Чтобы исправить эту ситуацию, необходимо отделить более ранние ступени AF от более поздних ступеней AF, чтобы предотвратить передачу таких пульсаций Vcc обратно по линии Vcc. Такая развязка может быть достигнута с помощью последовательных резистора и конденсатора на первом транзисторе усилителя ЗЧ, по существу образуя отдельный источник питания Vcc для первого усилителя ЗЧ и остальной части приемника (ссылка 22).

Для схемы приемника из этой статьи развязка усилителя ЗЧ достигается резисторами R11 и C14.

Хорошей практикой проектирования ВЧ-устройства является размещение дополнительного обходного ВЧ-конденсатора на C14, чтобы обеспечить путь с достаточно низким импедансом для ВЧ-сигналов и предотвратить попадание ВЧ-сигналов в линию питания Vcc, где это может вызвать нестабильность. Электролитические конденсаторы высокой емкости, такие как C14, могут иметь недостаточно низкий импеданс на ВЧ. Тем не менее, в этой схеме такой дополнительный обход РЧ был опущен для простоты, и C14 сам по себе, по-видимому, адекватно функционирует как обход РЧ.

Физическая конструкция


Строительство началось с низковольтного усилителя ЗЧ. Сначала прототип усилителя ЗЧ был изготовлен на макетной плате без пайки.
Затем была построена компактная версия усилителя ЗЧ. Резистор смещения обратной связи коллектора и ВЧ-шунтирующий конденсатор были припаяны непосредственно к каждому транзистору.
Затем четыре транзистора были спаяны вместе, чтобы сформировать четырехкаскадный усилитель. Чип LM386 показан для сравнения размеров.
Усилитель ЗЧ может быть впаян в схему и выведен из нее как единое целое.На фотографии ниже каскад детектора прототипа приемника построен на медной заземляющей пластине, а усилитель ЗЧ припаян к детектору как единое целое.
После окончательной доработки конструкции детектора (включая предшествующий ВЧ-усилитель и последующий ЗЧ-буфер) дополнительные транзисторы были припаяны непосредственно к ЗЧ-усилителю, чтобы сделать сборку максимально компактной. На фотографии ниже три левых транзистора — это ВЧ-усилитель, регенеративный детектор и ЗЧ-буфер соответственно.Крайние правые транзисторы — это усилитель ЗЧ.
После установки основных компонентов приемника в схему были впаяны катушка индуктивности L1 и управляющие потенциометры, и вся схема была помещена в небольшую пластиковую коробку. Десятиоборотные потенциометры со счетчиком оборотов использовались для настройки потенциометров VR2 и VR3. Циферблаты счетчика оборотов обеспечивают разумную степень повторяемости настройки. Десятиоборотный потенциометр также используется для управления регенерацией, обеспечивая высокое разрешение регулировки.
Окончательный приемник выглядит так, как показано на следующих двух фотографиях.

Производительность


В следующем видеоролике показаны характеристики приемника при приеме сигналов CW, SSB и AM. Прием начинается на частоте около 7 МГц, и приемник постепенно настраивается на более высокую частоту.


Обсуждение


Антенна и обратная изоляция Q1


Приведенное выше видео было создано с приемником, подключенным к активной широкополосной рамочной антенне типа M0AYF (Ref.23). Эффектов емкости рук при подключении/отключении антенны, перемещении коаксиального кабеля антенны и регулировке антенного аттенюатора VR1 не наблюдалось.

Следует отметить, что активная антенна типа M0AYF требует питания 12 В и потребляет 30 мА тока, что намного больше, чем сам приемник. В соответствии с темой маломощности этого приемника были проведены дополнительные эксперименты по приему с пассивными антеннами.

Первой испробованной пассивной антенной была небольшая настроенная рамочная антенна, имеющая примерно ~0.диаметр 8м. Малая рамочная антенна дистанционно настраивалась варактором 1СВ149, который почти не потребляет ток (всего микроампер). Съемка сигнала радиочастотного сигнала была взята из меньшего контура связи, расположенного внутри большего контура. Меньшая петля связи была подключена к приемнику на входе усилителя с общей базой коаксиальным кабелем сопротивлением 50 Ом. Уровни сигнала с настроенной рамочной антенной были превосходными; на самом деле лучше, чем с активной рамочной антенной, поскольку активная рамочная антенна имеет тенденцию подавать на детектор слишком сильный сигнал, что требует постоянного максимального ослабления.Кроме того, настройка настроенной рамочной антенны не влияла на частоту регенеративного детектора, даже когда антенна настраивалась на резонансную частоту детектора. Это указывает на то, что Q1 обеспечивает достаточно хорошую обратную развязку между детектором Q2 и антенной.

Аналогично, при подсоединении произвольной проволочной антенны длиной примерно 3 м не заметно никакого подтягивания частоты детектора при подключении, расположении или регулировке затухания антенны.Уровни сигнала со случайной проволочной антенной были заметно ниже, чем с пассивной настроенной петлей или активной широкополосной петлей. Этого следует ожидать, поскольку антенна с коротким проводом будет иметь высокий импеданс на ВЧ, тогда как ВЧ-усилитель Q1 имеет низкий входной импеданс, что приводит к потере сигнала из-за несоответствия импеданса.

Двойной источник питания


Питание основного приемника осуществляется от аккумуляторной батареи V1 напряжением 1,2 В. Однако обратное смещение варактора требует более высокого напряжения питания 9 вольт.Это обеспечивается стеком из 3 3-вольтовых таблеточных элементов CR2016 с потенциометром на 100 кОм, подключенным к 3 элементам в качестве делителя напряжения.

Потребляемый ток от 9-вольтового источника питания равен только току, потребляемому потенциометром на 100 кОм и варактором с обратным смещением, что составляет всего около 90 микроампер, что означает, что 9-вольтовый источник питания нужно менять лишь изредка.

Если бы вместо варактора D1 использовался традиционный подстроечный конденсатор, то отдельный источник питания 9 В был бы не нужен.

Отсутствие наземной плоскости


Несмотря на то, что передовая радиочастотная практика рекомендует использовать заземляющий слой для обеспечения стабильности, нестабильности в работе до сих пор замечено не было.Однако паразитные емкости могут ухудшить характеристики приемника на более высоких частотах по мере приближения к верхним ВЧ. Верхние ВЧ (около 30 МГц) могут потребовать заземления и/или более внимательного отношения к разводке проводки.

Частичное выравнивание порога регенерации уровня


Регенеративный этап Q2 представляет собой осциллятор в стиле Вакара, использующий сеть обратной связи pi. В более раннем приемнике я обнаружил, что эта топология требует меньшей регулировки регенерации по мере ее настройки из-за усиления обратной связи Вакара на низких частотах, которому противодействует увеличение потерь варактора на низких частотах (см.24, исх. 25).

В новой схеме этой статьи мне снова удалось проверить несколько выровненный уровень регенерации. При текущем значении L1, перестраиваемом примерно от 4 до 16 МГц, необходимая регенерация для достижения порога генерации начинается несколько выше (т. е. сопротивление эмиттера низкое) на самых низких частотах, где емкость наибольшая и потери в варакторе самые высокие. Низкое сопротивление эмиттера обеспечивает высокий коэффициент усиления транзистора, достаточный для преодоления высоких потерь варактора.

По мере того, как установка настраивается выше по частоте, потери варактора медленно уменьшаются, требуя постепенно меньше регенерации, пока не будет достигнута примерно середина диапазона настройки, где требуется минимальная регенерация (т.е. сопротивление эмиттера равно на самом высоком уровне).

Затем, по мере настройки еще выше, постепенно больше  требуется регенерация (требующая уменьшения сопротивления эмиттера), т.к. потери варактора начинают становиться незначительными; тогда важным фактором, определяющим обратную связь, становится реактивное сопротивление C12, которое уменьшается с увеличением частоты, что требует большей обратной связи для компенсации.

Приведенные выше результаты наблюдались при настройке на низких и средних частотах от 4 до 16 МГц. Аналогичные результаты наблюдались, даже когда L1 был уменьшен до диапазона от 9 до 30 МГц. Опять же, требуемая регенерация начиналась с высоких частот, уменьшалась до минимума где-то около середины полосы и, наконец, снова требовала большей регенерации, поскольку набор был настроен на самый верхний конец полосы.

Схема смещения и сопротивление эмиттера

В схеме смещения в стиле Полякова база и коллектор детектора Q2 по существу привязаны к Vcc на постоянном токе.Это означает, что сопротивление эмиттера определяет ток, протекающий через транзистор. В конечной схеме приемника значение движка VR4 определяет сопротивление эмиттера, и это сопротивление может быть уменьшено до нуля, если таким образом отрегулировать движок VR4.

Сопротивление эмиттера, равное нулю, позволит теоретически неограниченному току течь через транзистор. К счастью, в этой схеме развязывающий резистор R11 ограничивает максимальное потребление тока от аккумулятора до 12 мА (1,2 В/100 Ом).

Если детектор Q2 используется с другой схемой питания, которая не ограничивает максимальный ток, то должны быть предусмотрены некоторые средства для предотвращения протекания чрезмерного тока через Q2 (дополнительный резистор, включенный последовательно либо с коллектором, либо с эмиттером Q2).

Подтягивание частоты на более высоких частотах


На более высоких частотах выше 12 МГц детектор кажется несколько более шумным, чем на более низких частотах. Предполагаемой причиной является повышенная склонность к самомодуляции детектора при уменьшении емкости резервуара.По мере уменьшения емкости резервуара любое небольшое изменение паразитных емкостей детекторного транзистора Q2 будет все больше влиять на резонансную частоту резервуара, что может проявляться в виде более шумных колебаний. Самый простой способ решить эту проблему — просто увеличить емкость резервуара, добавив большую емкость (скажем, от 500 до 1000 пФ) параллельно с настроечным варактором D1, что сделает резервуар более устойчивым к частоте (ссылка 29) и эффективно подавление мелких паразитных вариаций емкости за счет большей емкости настройки резервуара (см.30). Внедрение этого изменения, вероятно, потребует регулировки емкости конденсатора обратной связи Vackar C12. Также диапазон перестройки уменьшится, если параллельно D1 поставить большую емкость.

Общий подход: Почему не дистанционное управление?

Читатели могут быть знакомы с авторским исследованием и реализацией регенеративного приемника с дистанционным управлением (ссылка 26). Однако в данной статье реализована более традиционная схема приемника, в которой антенна расположена удаленно, а все схемы приемника — локально.Учитывая потенциальные преимущества конструкции с дистанционным управлением (ссылка 26), почему дистанционное управление было исключено из существующей конструкции?

При разработке моделей с дистанционным управлением мы столкнулись с двумя основными трудностями, которые привели к более традиционной конструкции этой статьи.

Первая проблема заключается в необходимости регулируемого ослабления радиочастот. Из-за ограниченного динамического диапазона регенеративного детектора затухание радиочастот важно, если ожидается высокий уровень сигнала (например, при приеме ночных коротковолновых передач с использованием антенны среднего размера).В идеале ВЧ-аттенюатор должен быть линейным компонентом (например, резистором), а не нелинейным компонентом (например, усилителем с переменным коэффициентом усиления). Однако дистанционное управление затрудняет реализацию удаленно расположенного переменного сопротивления. Сеть PIN-диодов с дистанционно управляемым смещением (например, Ref. 27) может быть одним из вариантов, но она считается слишком сложной для этого приемника. С другой стороны, вероятно, относительно легко реализовать дистанционно управляемый ВЧ-усилитель с переменным коэффициентом усиления (базовое напряжение смещения которого изменяется по длинному кабелю управления), но такой нелинейный подход к затуханию может привести к интермодуляционным искажениям, например усиление уменьшается, а ток через усилитель уменьшается.

Вторая проблема связана с использованием удаленной штыревой антенны. Чтобы избежать необходимости в радиочастотном аттенюаторе, одним из вариантов может быть просто поддержание низкого уровня сигнала с помощью короткой штыревой антенны. Короткая штыревая антенна будет иметь высокий импеданс и может быть подключена непосредственно к верхней части бака с высоким импедансом. Проблема с этим подходом заключается в том, что импеданс штыревой антенны зависит от ее окружения, поскольку ее высокий импеданс делает ее восприимчивой к емкостной связи с окружающей средой.На практике с короткой штыревой антенной и пультом дистанционного управления возникает значительная емкость руки, когда руки подносятся к кабелю дистанционного управления, даже если кабель заземлен (к плоскости заземления цепи) и должен нести только ОКРУГ КОЛУМБИЯ. Другими словами, длинный кабель управления постоянным током на самом деле не имеет ВЧ-потенциала земли, и руки оператора будут влиять на ВЧ-сопротивление кабеля управления постоянным током. Такие изменения ВЧ импеданса «видимы» для удаленно расположенного высокоимпедансного штыря, что приводит к нежелательным ручным емкостным и частотным отклонениям при регулировке потенциометров дистанционного управления.Большая внешняя заземляющая пластина (например, большой медный лист), расположенная на удаленном приемнике, может помочь справиться с такими проблемами емкости ручного дистанционного управления, изолируя штыревую антенну от переменного сопротивления на кабеле управления постоянного тока.

Обновление 2017/05: Эксперименты с ферритовой стержневой антенной

Чтобы уменьшить размер и увеличить портативность приемника, я экспериментировал с использованием антенны с ферритовым стержнем вместо катушки индуктивности L1. В этом случае внешняя антенна не используется.Я перестроил по существу ту же схему приемника, что и представленная ранее, за исключением того, что убрал ВЧ-усилитель Q1 и ЗЧ-буфер Q3. Вместо L1 использовалась небольшая ферритовая стержневая антенна типа SL-45GT, предназначенная для частот вещательного AM-диапазона. На ферритовый стержень было намотано несколько витков проволоки и закреплено двусторонним скотчем. Было подтверждено, что несколько витков резонируют в резервуаре в диапазоне от 6 до 18 МГц. Ранним вечером, когда уровень сигнала сильный, приемник работает на удивление хорошо даже без внешней антенны.

Я сделал несколько видеороликов низкого качества, чтобы дать общее представление об уровнях сигнала, которые были получены при использовании только ферритового стержня без внешней антенны. Видео связаны ниже.


В этой версии приемника с ферритовым стержнем отсутствует достаточная обратная связь, чтобы колебаться выше 14 МГц. Это, вероятно, связано с двумя причинами: (1) повышенными потерями в феррите на более высоких частотах и ​​(2) изначально уменьшенной обратной связью на более высоких частотах из-за топологии генератора Ваккара.Я экспериментировал с усилением обратной связи на более высоких частотах, добавив обратную связь в стиле Колпитца через конденсатор емкостью 4 пФ между коллектором и эмиттером, создав дополнительный емкостной путь обратной связи коллектор-эмиттер в стиле типичных генераторов с общей базой. Эта новая сеть обратной связи в стиле Колпитца будет иметь усиленную обратную связь на более высоких частотах. Тем не менее, даже добавление обратной связи в стиле Колпитца не дало достаточной обратной связи для генерации выше 14 МГц. Необходима дополнительная настройка сети обратной связи.(Ссылки на поведение обратной связи будут добавлены позже.)

В свете низких уровней сигнала, получаемого от ферритовой стержневой антенны, возможно, стоит пересмотреть топологию генератора и шум, вносимый насыщением транзистора во время генерации. Генератор с более традиционным смещением (например, с резисторами делителя напряжения на базе) может быть менее шумным и позволяет более четко слышать более слабые сигналы от ферритовой антенны.

Заключение и будущая работа


Представлен низковольтный регенеративный приемник с варакторной настройкой.Приемник может работать в диапазоне 3-30 МГц, заменив только катушку индуктивности. Управление регенерацией осуществляется плавно и без гистерезиса во всем диапазоне частот. Эффективная обратная изоляция антенны обеспечивается радиочастотным усилителем, что устраняет любые проблемы с емкостью рук. Физическая конструкция схемы чрезвычайно компактна, а готовый приемник, включая корпус и ручки управления, достаточно мал, чтобы поместиться в большом кармане.

Возможные улучшения могут включать следующее.

Нагрузку бака можно уменьшить, если намотать дополнительную обмотку с меньшим числом витков на L1 и соединить коллектор с Vcc через эту обмотку, а не напрямую через L1.Это было опробовано в более ранней сборке приемника (ссылка 24). Недостатками являются более сложный индуктор и пониженная эффективность обнаружения (более низкая мощность ЗЧ). Последний недостаток может быть устранен с помощью отдельной ступени детектора, но это вносит дополнительную сложность и тонкие трудности при разрядке 1,2 В (такие как относительно низкий входной импеданс биполярного транзисторного транзистора на более высоких ВЧ, что опять же приведет к перегрузке бака и может свести на нет любые преимущество низкой нагрузки коллекторной обмотки с низким импедансом).

Усилитель ЗЧ может быть спроектирован более тщательно, чтобы обеспечить заданный динамический диапазон и частотную характеристику. В настоящее время низкочастотная характеристика усилителя начинает резко падать ниже примерно 300 Гц из-за используемых разделительных конденсаторов емкостью 100 нФ; Частотную характеристику ниже 300 Гц можно улучшить, увеличив емкость разделительных конденсаторов ЗЧ. Кроме того, могут быть добавлены дополнительные фильтры ЗЧ, такие как фильтры нижних частот или полосовые фильтры, чтобы облегчить прием различных режимов, таких как CW или SSB.

Электроника | Бесплатный полнотекстовый | Надежный сверхрегенеративный приемник PVT с калибровкой фоновой частоты и формой волны параллельного гашения

Рисунок 1. Проблемы при проектировании SRR: ( a ) селективность и чувствительность SRO при изменениях PVT (технологическое напряжение-температура) и ( b ) обычная калибровка частоты для SR (сверхрегенеративного) приемника с OQW (одновременное подавление Форма волны).

Рис. 1. Проблемы при проектировании SRR: ( a ) селективность и чувствительность SRO при изменениях PVT (технологическое напряжение-температура) и ( b ) обычная калибровка частоты для SR (сверхрегенеративного) приемника с OQW (одновременное подавление Форма волны).

Рисунок 2. Временная диаграмма обычной калибровки частоты.

Рисунок 2. Временная диаграмма обычной калибровки частоты.

Рис. 3. Проблемы традиционной калибровки частоты на основе PLL: ( a ) схема приемника SR с калибровкой на основе PLL ( b ) влияние непредсказуемой начальной фазовой ошибки на обнаружение фазовой ошибки и ( c ) на время установления PLL.

Рисунок 3. Проблемы традиционной калибровки частоты на основе PLL: ( a ) схема приемника SR с калибровкой на основе PLL ( b ) влияние непредсказуемой начальной фазовой ошибки на обнаружение фазовой ошибки и ( c ) на время установления PLL.

Рисунок 4. Обычная архитектура SRO с OQW.

Рисунок 4. Обычная архитектура SRO с OQW.

Рисунок 5. Временная диаграмма традиционной архитектуры SRO с OQW.

Рисунок 5. Временная диаграмма традиционной архитектуры SRO с OQW.

Рисунок 6. Оптимальная форма волны гашения при вариациях PVT: ( a ) вариации наклона OQW и ( b ) вариации чувствительности при вариациях наклона.

Рисунок 6. Оптимальная форма волны гашения при вариациях PVT: ( a ) вариации наклона OQW и ( b ) вариации чувствительности при вариациях наклона.

Рисунок 7. Блок-схема предлагаемого приемника СИ с калибровкой фоновой частоты и методом CQW.

Рисунок 7. Блок-схема предлагаемого приемника СИ с калибровкой фоновой частоты и методом CQW.

Рис. 8. Принцип уменьшения начальной фазовой ошибки: ( a ) схема и ( b ) ее задержка распространения сигнала.

Рисунок 8. Принцип уменьшения начальной фазовой ошибки: ( a ) схема и ( b ) ее задержка распространения сигнала.

Рисунок 9. Временная диаграмма предлагаемой калибровки PLL с IPRC: ( a ) временная диаграмма уменьшения начальной фазовой ошибки и ( b ) критические сигналы в предлагаемой PLL (при условии квазипериодического устойчивого состояния).

Рисунок 9. Временная диаграмма предлагаемой калибровки PLL с IPRC: ( a ) временная диаграмма уменьшения начальной фазовой ошибки и ( b ) критические сигналы в предлагаемой PLL (при условии квазипериодического устойчивого состояния).

Рисунок 10. Предлагаемая архитектура SRO с методом CQW.

Рисунок 10. Предлагаемая архитектура SRO с методом CQW.

Рисунок 11. Сравнение обычного метода OQW и предлагаемого метода CQW.

Рисунок 11. Сравнение обычного метода OQW и предлагаемого метода CQW.

Рисунок 12. Сравнение анализа шума между обычным OTA и SRO: ( a ) модель слабого сигнала для OTA и ( b ) SRO; ( c ) Стратегия гашения SRO и сравнение шумовых характеристик.

Рисунок 12. Сравнение анализа шума между обычным OTA и SRO: ( a ) модель слабого сигнала для OTA и ( b ) SRO; ( c ) Стратегия гашения SRO и сравнение шумовых характеристик.

Рисунок 13. Результаты моделирования, иллюстрирующие невосприимчивость SRR к изменениям процесса при применении предложенной формы сигнала гашения. Сверху вниз: входной сигнал OOK, предлагаемое напряжение CQW V1 при изменении процесса, предлагаемое напряжение CQW V2 и выходные сигналы SRO при изменении процесса (красная линия для угла самого быстрого процесса (FF), черная линия для типичного (TT), а синий для самого медленного (SS)).

Рис. 13. Результаты моделирования, иллюстрирующие невосприимчивость SRR к изменениям процесса при применении предложенной формы сигнала гашения. Сверху вниз: входной сигнал OOK, предлагаемое напряжение CQW V1 при изменении процесса, предлагаемое напряжение CQW V2 и выходные сигналы SRO при изменении процесса (красная линия для угла самого быстрого процесса (FF), черная линия для типичного (TT), а синий для самого медленного (SS)).

Рисунок 14. Результаты моделирования, иллюстрирующие невосприимчивость SRR к изменениям технологического процесса, когда применяется обычная оптимальная форма волны гашения.Сверху вниз: входной сигнал OOK, комбинированный сигнал CQW и выходные сигналы SRO при изменении процесса (красная линия соответствует углу процесса с самой высокой скоростью (FF), черная — типичному (TT), а синяя — для самого медленного (SS)).

Рисунок 14. Результаты моделирования, иллюстрирующие невосприимчивость SRR к изменениям технологического процесса, когда применяется обычная оптимальная форма волны гашения. Сверху вниз: входной сигнал OOK, комбинированный сигнал CQW и выходные сигналы SRO при изменении процесса (красная линия соответствует углу процесса с самой высокой скоростью (FF), черная — типичному (TT), а синяя — для самого медленного (SS)).

Рисунок 15. Результаты моделирования, иллюстрирующие устойчивость SRR к изменениям напряжения питания. Сверху вниз: входной сигнал OOK, OQW @ 1,1 В, предлагаемый CQW @ 1,1 В, OQW @ 0,9 В и предлагаемый CQW @ 0,9 В.

Рисунок 15. Результаты моделирования, иллюстрирующие устойчивость SRR к изменениям напряжения питания. Сверху вниз: входной сигнал OOK, OQW @ 1,1 В, предлагаемый CQW @ 1,1 В, OQW @ 0,9 В и предлагаемый CQW @ 0.9В.

Рисунок 16. Результаты моделирования, иллюстрирующие устойчивость SRR к колебаниям температуры. Сверху вниз: входной сигнал OOK, OQW при 0 °C, предлагаемый CQW при 0 °C, OQW при 70 °C и предлагаемый CQW при 70 °C.

Рисунок 16. Результаты моделирования, иллюстрирующие устойчивость SRR к колебаниям температуры. Сверху вниз: входной сигнал OOK, OQW при 0 °C, предлагаемый CQW при 0 °C, OQW при 70 °C и предлагаемый CQW при 70 °C.

Рисунок 17. Результаты моделирования, иллюстрирующие сравнение анализа шума между предложенным методом CQW и традиционным методом OQW. Сверху вниз: входной сигнал OOK, предлагаемое напряжение гашения CQW V1b, предлагаемое напряжение гашения CQP V1a, обычное напряжение гашения OQW и выходные сигналы SRO, соответствующие различным волнам гашения.

Рис. 17. Результаты моделирования, иллюстрирующие сравнение анализа шума между предложенным методом CQW и традиционным методом OQW.Сверху вниз: входной сигнал OOK, предлагаемое напряжение гашения CQW V1b, предлагаемое напряжение гашения CQP V1a, обычное напряжение гашения OQW и выходные сигналы SRO, соответствующие различным волнам гашения.

Рисунок 18. Результаты моделирования предлагаемого снижения фазовой ошибки при тактовой синхронизации и компенсации задержки.

Рис. 18. Результаты моделирования предлагаемого снижения фазовой ошибки при тактовой синхронизации и компенсации задержки.

Рисунок 19. Результаты моделирования предлагаемой калибровки фоновой частоты, последовательно включая: управляющее напряжение, выходной сигнал СРО и результаты калибровки частоты (результаты калибровки в каждом цикле гашения промаркированы).

Рис. 19. Результаты моделирования предлагаемой калибровки фоновой частоты, последовательно включая: управляющее напряжение, выходной сигнал СРО и результаты калибровки частоты (результаты калибровки в каждом цикле гашения промаркированы).

Рисунок 20. Результаты моделирования без предложенного снижения начальной фазовой ошибки, последовательно включая: управляющее напряжение, выходной сигнал СРО и результаты калибровки частоты (результаты калибровки в каждом цикле гашения промаркированы).

Рисунок 20. Результаты моделирования без предложенного снижения начальной фазовой ошибки, последовательно включая: управляющее напряжение, выходной сигнал СРО и результаты калибровки частоты (результаты калибровки в каждом цикле гашения промаркированы).

Рисунок 21. Кривые моделирования зависимости fSRO от Vtune при различных углах процесса.

Рисунок 21. Кривые моделирования зависимости fSRO от Vtune при различных углах процесса.

Рисунок 22. Смоделированные сигналы стабилизации Vtune ( и ) с различными значениями β и ( b ) при изменении процесса с постоянным β=0,27.

Рисунок 22. Смоделированные сигналы стабилизации Vtune ( и ) с различными значениями β и ( b ) при изменении процесса с постоянным β=0.27.

Рисунок 23. Сводка смоделированного энергопотребления.

Рисунок 23. Сводка смоделированного энергопотребления.

Таблица 1. Таблица производительности и сравнение с предыдущими работами.

Таблица 1. Таблица производительности и сравнение с предыдущими работами.

[4] [4] [5] [5] [6] [6] Эта работа 1
Процесс (NM)
130 180 40 180
Полоса частот (ГГц) 2.4 0,4 0,9 2,4
Калибровка Технология Analog PLL Цифровой PLL Цифровой PLL Analog PLL
фона Калибровка Нет Нет Нет Да
Чувствительность (DBM) -90 -90 -83 -83 -86 -86 -87
Скорость передачи данных (MBPS) 0.5 1 1 0.8
Уточнительный сигнал Внутренний цифровой цифровой Внутренний аналог Внутренний аналог Внешние CQW
1-1.3 1.1-1.3 1.5 0.65 1
(мВт) 2,8 5,5 0,32 0,8

суперрегенерация

 

Одновременный повторитель на частоте:

Суперрегенеративные детекторы всегда привлекали внимание.Они всегда кажутся что-то даром, или бесплатный обед, но, как мы все знаем, нет такой вещи, как бесплатный ланч ! Тем не менее, они действительно хорошо работают при минимальном количестве комплектующие и потребляемый ток. Не многие ресиверы могут похвастаться демодуляцией wbfm и am сигнала 1 мкВ при токе в несколько мА с чуть более чем полдюжиной компонентов!

Детектор основан на типичном радиочастотном генераторе, который включается и выключается с ультразвуковая частота 25-200 кГц или около того.Это можно сделать с помощью простой сети RC, встроенной в в эмиттере/источнике генератора или более сложным внешним квадратом/синусоидой/треугольником осциллятор. Идея состоит в том, чтобы выключать и включать осциллятор, и он по своей природе его положительная обратная связь будет иметь тенденцию к колебаниям. Конечно, отзыв будет продолжать расти положительным образом (в течение микросекунд), и осциллятор наращивайте радиочастотную мощность до тех пор, пока она не насытится, мы все это понимаем. Без сомнения, у вас есть все читать о регенеративных приемниках и о том, как, пытаясь контролировать положительную обратную связь, вы можете добиться очень высокого коэффициента усиления приемника с помощью одного активного устройства.Если вы идете слишком далеко с управлением регенерацией, он начнет колебаться, это нежелательно функция, так как она не служит никакой полезной цели, и вы не слышите, как Диддли приседает с ресивером в таком состоянии! Теперь он колеблется и генерирует нежелательный радиочастотный сигнал, который будет передаваться на антенну и, следовательно, излучаться.

Я склонен думать о работе сверхрегенеративного ресивера как о регенеративном приемник, работающий в «режиме выборки» Кто-то (т.е. RC-цепь или внешний схема гашения) настраивает управление регенерацией вверх и вниз с помощью ультразвука. показатель. На каком-то этапе «ультразвукового вертела» управления регенерацией, контур будет проходить через восходящий ступени чувствительности оптимизированного регенеративного приемника!! и сигналы будут принято,  Чтобы услышать демодулированный сигнал, все, что вам нужно сделать, это отфильтровать РЧ генерация и частота гашения/регенерации с ФНЧ и все такое слева — демодулированный звук с ультразвуковой выборкой.Для этого подойдет простой RC-фильтр нижних частот. Super-regen будет демодулировать только AM и WBFM, я подозреваю, что демодуляция WBFM в основном связана с для обнаружения наклона, но мне еще предстоит провести несколько экспериментов, чтобы доказать это, используя диапазон различных цепей, настроенных на «Q», Помните также, что, поскольку предколебательный контур накапливает энергию в своем режиме положительной обратной связи по характеру обратная связь, добротность настроенной схемы возрастет до некоторого максимального предела, (так же, как множитель Q) I я уверен, что именно это увеличенное «Q» позволяет такой простой схеме наклоняться демодулировать WBFM.+/- 75 кГц сигналы.

сигналы NBFM +/- 5 кГц не демодулируются легко, «Q» настроенного схема слишком низкая на нормальных интересующих частотах. Однако есть экспериментаторы которые разработали некоторые схемы для этого. не видела, но очень хотелось бы интересно посмотреть. Было бы интересно построить суперрегенератор, работающий на частоте 455 кГц, чтобы увидеть, может ли он демодулировать NBFM ?? простой ЕСЛИ для приемника без сомнения!! Суперрегенерация детекторы по своей природе являются формой логарифмического детектора и могут использоваться как таковые. демонстрируя диапазон до 80 дБ, они, таким образом, имеют характеристики «АРУ» и также совершенно невосприимчив к импульсному шуму! Они также могут быть использованы в качестве логарифмических функций широкого диапазона. S-метр с небольшим количеством дополнительных схем, есть очень хорошая статья о это в УКВ-связи, я выкопаю.

Экспериментальный участок

Я собрал простой генератор колпитса, используя полевой МОП-транзистор с двойным затвором BF960. 12 вольт B+ выводился через простой межкаскадный звуковой преобразователь, так что я мог отводить демодулированный звук в дешевый мультимедийный динамик с компьютерным усилителем. Я контролировал РФ заземленные (47 пФ) затворы двух мосфетов через выход квадратной/синусоидальной/треугольной функции генератор. Я мог варьировать тип управляющего сигнала, его частоту, амплитуду. , уровни переключения и т. д., чтобы увидеть, как эти параметры повлияли на чувствительность, демодуляция и выходная мощность генератора RF.Я установил цепь L / C на работу около 49-50. МГц. Антенна представляла собой 1/4-волновую антенну GPlane на крыше с питанием по коаксиальному кабелю 50 Ом. вход антенны был подключен примерно на 1 оборот вверх по настроенной цепи генератора через разъем BNC. Я подключил питание, включил аудиоусилитель и функциональный генератор затем поигрался с частотой гашения и амплитудой различных сигналов. (квадратный, синусоидальный и треугольный). (Треугольник и синусоидальный сигнал дали наилучшие результаты при закалка идет далеко позади.)

С пилообразным гашением в диапазоне 100-200 кГц и полной амплитудой 12 вольт я мог слышать 1 мкВ легко от генератора сигналов HP8640 на частоте 50 МГц. потом подключил антенну подключение к анализатору спектра Agilent E3044 и увидел несущую сигнала на 50 МГц на уровне +10 дБм !! и его боковые полосы 100-200 кГц в обе стороны падают далеко на некоторое расстояние , Это одна из причин, по которой супер-регены потеряли популярность в основном из-за возможности повторного излучения шума и помех другим.10 мВт в хорошую антенну может иметь большое значение и в свободном пространстве. В старые добрые времена и даже теперь желательно поставить ВЧ-усилитель на передний конец между генератором настроенная схема и антенна, в основном для использования обратной изоляции усилителя для минимизации переизлучения генератора. (вы обнаружите, что это не очень улучшения чувствительности приемников.)

Это подводит меня к моему основному интересу к нежелательному повторному излучению сверхрегенеративный приемник  .Простая схема может действовать и действует как низкочастотный мощный повторитель!! Чтобы доказать это, я взял пару приемопередатчиков гарнитуры Maxon SX-49. Дальность действия в открытом поле составляет 350-400 метров с поднятыми антеннами на обоих комплектах. я перенастроил суперреген на радиоканал Maxon 49,890 МГц (помните, что это комплекты НБФМ). Я мог бы использовать свой сканирующий приемник AR3001 на NBFM, чтобы поймать maxon. радио на 49.890 напрямую. Снял антенну с максона и поставил сканер через комнату с отключенной штыревой антенной, и он не мог слышать сигнал Максона. трансивер, когда я позвонил.Я подключил суперрегенератор к антенне и повернул его. на. Вы могли видеть шум на измерителе «S» сканера, но приглушение звука на сканере молчал (ничего не слышно) (я ожидал этого, потому что эти FM-глушители работают на ПАДЕНИЕ в шуме при приеме сигнала) поэтому я включил маленький максон без антенны и поместил его рядом с макетной суперрегенерацией, которая подключалась к внешней 1/4 волновая антенна, управлял PTT и разговаривал. Низко и вот сканер включен и мой речь появилась из динамика!.Я отключил суперрегенерацию и сканер упал снова молчит. Подключил спец Ан к антенному входу суперрегенеративного приемника и измерил выходную мощность +8-10 дБм, неплохой уровень выходной мощности ВЧ для ближнего радиуса действия. приложение, следующий тест был очевиден, как далеко он передает? Ну я поставил максон микрофон в режиме вокс,поверх динамика вещания, все включил, прыгнул в машину, настроил ICOM 706 на 49,890 МГц и вот оно!! ясно как колокол,(также примерно в 3-х других местах по обе стороны от перевозчика из-за смешивания боковые полосы частоты гашения).Я проехался по окрестностям и нашел полезный радиус действия читаемого сигнала составлял около 2 км (с использованием 80-метрового ВЧ-штыря). для приема 49 МГц  ), а в городских условиях это было ниже уровня улицы. При таком диапазоне, +10 дБм и плохой антенне, неудивительно, что его рекомендуют поместите ВЧ-предусилитель между антенной и настроенной схемой генераторов для изоляции целей.

Хотя суперрегенерация не может демодулировать NBFM, она по-прежнему синхронизируется с частотой, на которой получает и, следовательно, отслеживает его, повторно излучая принятый сигнал NBFM в процессе.Очень полезно, подумал я!, как его 1 мкВ получит чувствительность в сочетании с 10 мВт RF выходная система пойдет как репитер ближнего действия! для расширения радиуса действия пары гарнитур maxon приемопередатчики (10 мВт в 15-дюймовых штырях с базовой нагрузкой и чувствительностью около 1 мкВ)??? я должен быть в состоянии по крайней мере удвоить диапазон, на котором они могут работать, используя этот простой ретранслятор между ними. Пища для размышлений!

На всякий случай, если вас интересует патент Plessey, это функциональный проект ретранслятора, который передает и принимает на одной и той же частоте в в то же время! тоже очень грамотно придумали.Plessey Electronics UK на самом деле выпустил военную версию под названием Groundsat. Это Рюкзак, синтезированный приемник передатчик с диапазоном частот от 30 до 80 МГц с тремя выбираемыми уровнями мощности выдает 10 мВт, 100 мВт и 1 Вт, хотя патент распространяется на все режимы передача, FM – единственный практичный режим, который использует ретранслятор. Секрет находится в его приемнике прямого преобразования, где приемник Local osc также является Генератор передатчика. он работает как мощный демодулятор PLL, где демодулированный звук повторно модулирует приемный генератор, усиливается и передается через антенну.Поскольку сигнал передачи возвращается в приемник идентичен сигналу гетеродина, нет отличие, отличное от фиксированного фазового сдвига. продукт смесителя DC, это может быть удалены емкостной связью, истинный принятый сигнал является полезным сигналом . Где-то у меня есть Патентное ведомство США №4134068, можете глянуть на патентном сайте!

Теперь я вижу, какому-то умному Дику удалось получить суперрегенерацию для демодуляции DSSS. Суть в том, что код распространения смешивается с частота гашения , поэтому приемник также выполняет корреляцию функция, конечно, есть обратная связь, чтобы код сжатия отслеживал входящий DSSS

проверьте эту прекрасную статью о суперрегенах !! http://www.eix.co.uk/Статьи/Радио/Welcome.htm

вернуться на главную страницу

Лаборатория Алана Йейтса — сверхрегенерация, управляемая микроконтроллером, с кварцевыми осцилляторами

23 января 2010 г.

Часто говорят, что нельзя сверхрегенерировать кварцевые генераторы. На самом деле вы можете, но из-за их высокой добротности необходимые частоты подавления слишком низки для передачи широкополосных сигналов, таких как голос. Ничто не мешает использовать этот принцип для передачи данных с меньшей пропускной способностью.Схемы здесь вдохновлены реализацией ISM-диапазона Burkhard Kainka для простых приемопередатчиков на основе xtal. Я взял ту же базовую топологию генератора Пирса и усовершенствовал программное обеспечение для поддержки асинхронной передачи данных с байтовым кодированием на низкой скорости передачи. В моем примере приложение просто включает и выключает светодиод с помощью дистанционного управления, но устройства, особенно их простота и симметричность, как у настоящих приемопередатчиков, предлагают множество других возможных применений.

Базовый трансивер

Как и для большинства ВЧ-генераторов, время запуска генератора Пирса зависит от начальных условий резонатора.Крошечные колебания сигнала, плещущегося назад и вперед в резонаторе, усиливаются во время запуска генератора. Более сильные начальные условия сигнала означают, что сигнал осциллятора растет до определенной амплитуды быстрее, чем более слабые. Рассчитывая эту задержку времени-амплитуды-X, можно измерить приложенную энергию РЧ-сигнала в резонаторе в начале колебаний, по существу, замерив начальные условия резонатора.

Чтобы обыграть эту идею, я построил генератор Пирса, в основном идентичный конфигурации Буркхарда, но вместо микроконтроллера я просто шунтировал крышку накопителя после диода с помощью полевого МОП-транзистора.(Истинное великолепие конструкции Буркхарда заключается в этом порте двойного назначения, где понижение может остановить генератор, а измерение логического уровня может обнаружить начало генерации до насыщения.) Затвор полевого МОП-транзистора приводился в действие с низкочастотным переменным режимом работы. прямоугольная волна с моим генератором сигналов. Это увеличение позволило мне измерить свойства осциллятора; среднее время запуска из-за теплового шума, остаточное время затухания до того, как можно будет предпринять попытку другого цикла, влияние на время запуска приложенных «форсирующих» сигналов от аналогичного генератора Пирса или генератора ВЧ-сигналов, а также влияние различных хстальные частоты.

Я выбрал кристаллы 14,31818 МГц (потому что их у меня огромное количество) и провел большинство экспериментов на этой частоте, но пробовались основные кристаллы от 4 МГц до 27 МГц. С частотами намного ниже 8 МГц трудно работать, они имеют увеличенное время регенерации, часто превышающее 10 мс, а также их очень высокая добротность делает селективность довольно высокой, что не всегда желательно. Время регенерации падает линейно с логарифмом приложенной ВЧ-мощности. Простая схема, использующая компаратор и одновибратор, подключенный к генератору такого типа, образует превосходный логарифмический приемник мощности сигнала с весьма впечатляющим динамическим диапазоном.

Вскоре я отказался от аналоговой схемы наращивания и написал прошивку для Atmel ATtiny13 для управления генератором. В целях тестирования он оснащен светодиодом переполнения (тайм-аут генератора), светодиодом обнаружения несущей (превышение порога сигнала) и выходом ШИМ для управления измерителем мощности принимаемого сигнала с подвижной катушкой 50 мкА.

Создание канала передачи данных

Когда у меня был MCU, управляющий генератором, было довольно просто превратить систему в канал передачи данных с дистанционным управлением.Был выбран простой асинхронный протокол, 1 стартовый бит, 8 бит данных, без четности, без стопового бита. Свойства кристалла ограничивали частоту дискретизации примерно 100 Гц, поэтому для скорости передачи символов было выбрано 20 бод, а в качестве модуляции использовалась простая двухпозиционная манипуляция.

Передатчик

Сторона передатчика очень проста. Код похож на «Программный UART». Таймер, работающий со скоростью передачи данных, синхронизирует простой конечный автомат, который включает и выключает генератор в правильной последовательности.

На самом деле аппаратно генератор манипулируется один раз за кадр, а усилитель мощности (добавленный совсем недавно) манипулирует смещением по скорости передачи данных. Это приводит к достаточной глубине модуляции ASK, но подавление обратной волны могло бы быть лучше — если слишком приблизиться к RX с неэкранированным TX, генератор несущей заглушит RX. Манипуляция генератора позволяет избежать этой проблемы, но вызывает небольшое чириканье FM, снижая качество сигнала на большом расстоянии. Улучшения схемы легко позаботятся об этом.

Приемник

Код приемника снова очень похож на «программный UART». Таймер сначала работает с частотой 100 Гц в поисках фронта начального бита, после обнаружения таймер замедляется до 20 Гц, а данные синхронизируются в байтовый буфер. Как только все биты данных получены, генератор возобновляет выборку с частотой 100 Гц в поисках следующего стартового бита. Для первоначальных целей был выбран кодовый байт 0x5A, так как его старший и младший полубайты дополняют друг друга, что, возможно, позже предназначалось для реализации проверки четности управляющего вектора для всего полубайта.При приеме действительного байта кода выходной контакт переключается.

В этом демонстрационном приложении аппаратное обеспечение приемника проще, чем передатчика. Ему не хватает усилителя мощности, который я добавил на сторону TX, чтобы улучшить дальность. Было бы полезно использовать изолирующий ВЧ-усилитель и/или лучшее согласование импеданса антенны.

Вот как выглядят ключевая линия TX (зеленая) и линия управления RX (белая) во время передачи кадра данных.

На этой осциллограмме отчетливо видна быстрая выборка до кадра и более медленная выборка данных на скорости передачи данных.Также можно увидеть, что генератору RX требуется больше времени для запуска, когда TX не включен. Вот крупный план области начального бита, который показывает детали более четко.

Для выполнения этих измерений я изменил код TX, чтобы генерировать непрерывный поток кадров вместо того, чтобы запускаться прерыванием смены контакта (кнопка). Затем TX и RX были подключены к моему Embest DSO2300, и сигналы были захвачены путем запуска на ключевой линии TX.

Протоколы

Протокол является в некотором смысле произвольным, дополнительные биты кадрирования и четности, реализованные с изменениями программного обеспечения, могут улучшить подавление шума без каких-либо аппаратных изменений приемопередатчика.Шаблон 0x5A еще не был случайно сгенерирован шумом, но наивные шаблоны, такие как 0x00, легко подверглись бы импульсному шуму без дополнительного кадрирования и контроля четности. Во многом поэтому я использовал протокол, подобный «RECS-80», однако двухфазное кодирование было бы более устойчивым к помехам, поэтому что-то похожее на RC-5 или RC-6 можно было реализовать с помощью простых изменений программного обеспечения.

В настоящее время импульсный шум также создает помехи для приемника в течение всего периода кадра, что является довольно продолжительным и раздражающим при текущей скорости передачи данных, что требует установки допустимого уровня шума для порога разделения данных выше, чем, возможно, является оптимальным.Двухфазное кодирование позволило бы досрочно прерывать запуск кадра, вызванный переходным процессом. Даже текущая система может проверить выборку начального бита (который в настоящее время игнорируется) и вернуться в режим ожидания, если начальный бит слишком «короткий». Добавление светодиода ошибки кадрирования было бы удобно, если бы такие модификации были предприняты.

Простой цифровой метод нарезки пороговых данных весьма примитивен и подвержен шуму. Данные, восстановленные детектором приемопередатчика, имеют ширину довольно много битов (в диапазоне от 0 до нескольких тысяч).Демодуляторы вероятностного типа, основанные на DSP-анализе этого потока данных, могли бы восстанавливать слабые сигналы и не требовали бы жестко закодированных хрупких или измеренных пороговых значений времени сброса. Выборочные данные также дают вам индикацию уровня сигнала с большим динамическим диапазоном, что может быть полезно.

Естественно, использование генераторов LC открывает возможность гораздо более высоких скоростей передачи данных.

Хотя я выделил каждый конец этой системы на основе xtal для RX и TX, базовая схема представляет собой двунаправленный приемопередатчик и может быть дополнена усилителем мощности и усилителем преселектора/изолятора, также управляемым MCU для обеспечения высокой производительности за счет немного больше мощности и другой штифт.Схема с одним транзистором может использоваться в приложениях с низкой производительностью, особенно если приложить некоторые усилия для согласования антенны со схемой. В качестве тривиального «модема» для какого-нибудь медленного агента, взаимодействующего с рядом других агентов, система почти идеальна. Потребуется какой-либо протокол совместного использования широковещательной среды (CSMA или CSMA/CD). Возникает соблазн поэкспериментировать с группами этих модулей, чтобы продемонстрировать эмерджентное поведение, подобное тем проектам синхронизации Firefly. По сути, добавление всего нескольких дополнительных частей к вашему MCU позволяет ему слушать и говорить по радиочастоте на частоте ~ 100 Гц и за счет одного контакта с тремя состояниями.Использование Xtals устраняет выравнивание (пока xtals и их загрузочная среда разумно согласованы), делая реализацию очень простой; Идея Буркхарда действительно превосходна и требует дальнейшего изучения.

Примечания

Настройка частоты очень важна, поскольку избирательность приемника довольно высока. Я работаю над подробным исследованием избирательности и чувствительности этих тривиальных приемопередатчиков, чтобы подвести цифры под более общее использование принципа.

Согласование антенны с цепью очень важно для наилучшей работы. Я еще не приложил к этому много усилий, но на КВ это довольно сложно для компактных антенн. Более высокие частоты делают загрузку коротких монополей более эффективной, а петлевые излучатели более практичными. Более сложная архитектура приемопередатчика с предварительной селекцией/изоляцией и усилением мощности позволила бы обеспечить высокопроизводительную связь на большие расстояния.

Цифровое управление ВЧ-генератором, подобным этому, имеет множество применений.Я некоторое время обдумывал эту идею, и в сочетании с более крупными микроконтроллерами с лучшими таймерами и дополнительными периферийными устройствами возможно множество различных типов полезных радиочастотных устройств. У меня есть книга, полная набросков для различных приложений после того, как будут собраны дополнительные базовые данные.

Я подозреваю, что подобная цифровая схема сделает возможной полнодуплексную пошаговую связь. Это также имеет интересную динамику и восстанавливает информацию о расстоянии в качестве побочного эффекта. Я понятия не имею, как можно было бы классифицировать этот вид модуляции, но, по сути, это была бы своего рода технология временной области, но при этом все еще являющаяся *довольно* узкополосной.Остаются интересные эксперименты по исследованию временного «окна чувствительности» сверхрегенеративного детектора, инструменты для которого я разработал, но с некоторыми неприятными техническими проблемами для реализации.

Для правильной работы простой схемы определения уровня огибающей и управления генератором смещение коллектора постоянного тока на генераторе (за вычетом падения напряжения на диоде) должно быть ниже логического порога рассматриваемого микроконтроллера. Я измерил порог входов tiny13 на уровне ~ 2,3 вольта с 5-вольтовым напряжением питания.Смещение транзистора было изменено, чтобы сделать обнаружение огибающей колебаний быстрым и надежным. Смещение, при котором вывод MCU находится ниже уровня логической 1 на уровне огибающей насыщения или логической 1 в начальной точке смещения постоянного тока, может привести к отказу этой простой схемы. Хорошей идеей будет сохранить какой-либо сигнализатор для такого рода состояния переполнения/недостаточного заполнения или проверить его при сбросе и пометить более общим сигнализатором сбоя. Очевидно, что разделение управления генератором и обнаружения колебаний упростило бы это и может потребоваться для произвольных топологий генератора.К счастью, генератор Пирса поддерживает этот тривиальный 1-контактный интерфейс для простых маломощных устройств.

10 комментариев.

Вложения

04.02.2010 : Эксперименты по селективности сверхрегенеративного приемника кварцевого генератора
Приключения по измерению избирательности сверхрегенеративных кварцевых приемников, управляемых микроконтроллером. В результате получился очень полезный селективный логарифмический измеритель мощности.

0 comments on “Сверхрегенератор на одном мощном транзисторе: Сверхрегенератор на одном мощном транзисторе

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.