Superregeneratiivista vastaanotinta on käytetty vuosikymmeniä, erityisesti VHF- ja UHF-verkoissa, missä se voi tarjota piirin yksinkertaisuuden ja suhteellisen korkean suorituskyvyn. Tämä ilmaisin oli suosittu tyhjiöputkiversiossaan ensimmäistä kertaa VHF-vastaanoton päivinä 1950-luvun lopulla ja 60-luvun alussa. Sen jälkeen sitä käytettiin transistoriversion yksinkertaisissa piireissä. Tämä rakenne johtui 27 MHz:n CB-radioiden tuottamasta suhisevasta äänestä. Nykyään superregeneratiivinen radio ei ole enää yhtä suosittu, vaikka monet sovellukset kiinnostavat edelleen nykyaikaisia.
Radion historia
Superregeneratiivisen vastaanottimen historia voidaan jäljittää sen keksimisen varhaisimpiin päiviin. Vuonna 1901 Reginald Fessenden käytti moduloimatonta sinia altoa vastaanottimessaan tasasuuntaavana kideilmaisimena.radiosignaali, jonka taajuus on poikkeavaa kantoaallon kantoaallon kantoaallosta ja antennista.
Myöhemmin, ensimmäisen maailmansodan aikana, radioamatöörit alkoivat hyödyntää radiotekniikkaa, joka tarjosi riittävän lähetyslaadun ja herkkyyden. Insinööri Lucien Levy Ranskassa, W alter Schottky Saksassa ja lopulta superheterodyne-tekniikasta tunnustettu mies Edwin Armstrong ratkaisivat selektiivisyysongelman ja rakensivat ensimmäisen toimivan superregeneratiivisen radion.
Se keksittiin aikakaudella, jolloin radiotekniikka oli hyvin yksinkertaista ja superregeneratiivisesta vastaanottimesta puuttuivat nykyään itsestäänselvyytenä pidetyt ominaisuudet. Superheterodyne-radiovastaanotin (superheterodyne) koko nimellään - supersonic heterodyne langaton vastaanotin, oli tärkeä edistysaskel tieteen ja teknologian kehityksessä, vaikka alun perin sitä ei käytetty laaj alti, koska se sisälsi monia venttiilejä, putkia ja muita tilaa vieviä osia. Ja sitä paitsi radio oli siihen aikaan erittäin kallis.
Supervastaanottimen perusteet
Superregeneratiivinen vastaanotin perustuu yksinkertaiseen regeneratiiviseen radioon. Se käyttää regenerointisyklissä toista värähtelytaajuutta, joka katkaisee tai vaimentaa päätaajuuden värähtelyjä. Tärinänvaimennus toimii tyypillisesti äänialueen yläpuolella olevilla taajuuksilla, kuten 25 kHz - 100 kHz. Käytön aikana piirillä on positiivinen takaisinkytkentä, joten pienikin kohina saa järjestelmän värähtelemään.
RF-vahvistimen lähtövastaanottajassa on positiivista palautetta, ts. osa lähtösignaalista syötetään takaisin sisääntuloon vaiheittain. Mitä tahansa läsnä olevaa signaalia vahvistetaan toistuvasti, ja tämä voi johtaa signaalin voimakkuuden vahvistumiseen tuhatkertaisesti tai enemmän. Vaikka vahvistus on kiinteä, ääretöntä tasoa voidaan saavuttaa käyttämällä takaisinkytkentätekniikoita, kuten superregeneratiivisen akkuputkivastaanottimen kääntöpistepiiriä.
Regenerointi tuo piiriin negatiivisen resistanssin, mikä tarkoittaa, että kokonaispositiivinen vastus pienenee. Ja lisäksi vahvistuksen kasvaessa piirin selektiivisyys kasvaa. Kun piiriä käytetään takaisinkytkennällä niin, että oskillaattori toimii riittävästi värähtelyalueella, syntyy toissijaista matalataajuista värähtelyä. Se tuhoaa korkeataajuisen värähtelyn taajuuden.
Konseptin keksi alun perin Edwin Armstrong, joka loi termin "supertoipuminen". Ja tämän tyyppistä radiota kutsutaan superregeneratiiviseksi putkivastaanottimeksi. Tällaista järjestelmää on käytetty kaikissa radiomuodoissa kotimaisista radiolähetysasemista televisioihin, erittäin tarkkoihin virittimiin, ammattiviestintäradioihin, satelliittitukiasemiin ja moniin muihin. Käytännössä kaikki yleisradiot, samoin kuin televisiot, lyhyta altovastaanottimet ja kaupalliset radiot, käyttivät superheterodyne-periaatetta toiminnan perustana.
Lähettimen edut
Superheterodyne-radiolla on useita etuja muihin radiomuotoihin verrattuna. Niiden seurauksenaSuperregeneratiivinen transistorivastaanotin on säilynyt yhtenä radiotekniikassa käytetyistä edistyneistä menetelmistä. Ja vaikka muut menetelmät tulevat tänään etualalle, supervastaanotin on edelleen erittäin laaj alti käytössä sen tarjoamien ominaisuuksien vuoksi:
- Selektiivisyyden sulkeminen. Yksi vastaanottimen tärkeimmistä eduista on läheisyys sen tarjoamaan selektiivisyyteen.
- Kiinteän taajuuden suodattimia käyttämällä se voi tarjota hyvän vierekkäisen kanavan katkaisun.
- Voi vastaanottaa useita tiloja.
- Topologian ansiosta tämä vastaanotintekniikka voi sisältää monia erilaisia demodulaattoreita, jotka voidaan helposti sovittaa tarpeiden mukaan.
- Vastaanota erittäin korkeataajuisia signaaleja.
Se, että superregeneratiivinen FET-vastaanotin käyttää sekoitustekniikkaa, tarkoittaa, että suurin osa vastaanottimen prosessoinnista tehdään matalilla taajuuksilla, jolloin se pystyy vastaanottamaan korkeataajuisia signaaleja. Nämä ja monet muut edut tarkoittavat, että vastaanottimella ei ole ollut kysyntää vain radiotoiminnan alusta lähtien, vaan se pysyy sellaisena vielä monta vuotta.
Superregeneratiivinen FET-vastaanotin
Otetaan selvää. Superregeneratiivisen vastaanottimen toimintaperiaate on seuraava.
Antennin vastaanottama signaali kulkee vastaanottimen läpi mikseriin. Toinen paikallisesti generoitu signaali, jota usein kutsutaan paikallisoskillaattoriksi, syötetään eri porttiinmikseri ja kaksi signaalia sekoitetaan. Tämän seurauksena uusi signaali generoidaan summa- ja erotaajuuksilla.
Lähtö siirretään ns. välitaajuudelle, jossa signaali vahvistetaan ja suodatetaan. Mikä tahansa muunnetuista signaaleista, jotka kuuluvat suodattimen päästökaistalle, voivat kulkea suodattimen läpi, ja ne myös vahvistetaan vahvistinportaiden toimesta. Suodattimen kaistanleveyden ulkopuolelle jäävät signaalit hylätään.
Vastaanottimen viritys tapahtuu yksinkertaisesti muuttamalla paikallisoskillaattorin taajuutta. Tämä muuttaa saapuvan signaalin taajuutta, signaalit muunnetaan ja ne voivat kulkea suodattimen läpi.
Superregeneratiivisen vastaanottimen viritys
Vaikka monimutkaisempi kuin jotkut muut radiot, sen etuna on suorituskyky ja selektiivisyys. Näin ollen viritys pystyy poistamaan ei-toivotut signaalit tehokkaammin kuin muut TRF-asetukset (Tunned Radio Frequency) tai radioasemat, joita käytettiin radion alkuaikoina.
Superheterodyne-radion taustalla oleva peruskonsepti ja teoria sisältää sekoitusprosessin. Tämä mahdollistaa signaalien siirtämisen taajuudesta toiselle. Tulotaajuutta kutsutaan usein RF-tuloksi, kun taas paikallisesti generoitua oskillaattorisignaalia kutsutaan paikallisoskillaattoriksi ja lähtötaajuutta kutsutaan välitaajuudeksi, koska se on RF- ja audiotaajuuksien välissä.
Yksitransistorin superregeneratiivisen perusvastaanottimen lohkokaavio on seuraava. ATmikserissä, kahden tulosignaalin (f1 ja f2) hetkellinen amplitudi kerrotaan, jolloin saadaan taajuuksilla (f1 + f2) ja (f1 - f2) olevia ulostulosignaaleja. Tämä mahdollistaa tulevan taajuuden siirtämisen kiinteälle taajuudelle, jossa se voidaan suodattaa tehokkaasti. Paikallisoskillaattorin taajuutta muuttamalla voit virittää vastaanottimen eri taajuuksille. Signaalit kahdella eri taajuudella voidaan lähettää väliasteisiin.
RF-viritys poistaa yhden ja ottaa toisen. Kun signaaleja on läsnä, ne voivat aiheuttaa ei-toivottuja häiriöitä peittämällä halutut signaalit, jos ne esiintyvät samanaikaisesti välitaajuusosassa. Usein edullisissa radioissa paikallisoskillaattorin harmoniset voivat seurata eri taajuuksilla, mikä johtaa paikallisoskillaattorien muutokseen vastaanotinta viritettäessä.
Yksittäisen transistorin superregeneratiivisen vastaanottimen yleinen lohkokaavio näyttää päälohkot, joita voidaan käyttää vastaanottimessa. Monimutkaisemmat radiot lisäävät demodulaattoreita peruslohkokaavioon.
Lisäksi joissakin ultraheterodyneradioissa voi olla kaksi tai useampia muunnoksia suorituskyvyn parantamiseksi, kahdella tai jopa kolmella muunnolla voidaan parantaa piirielementtien toimintaa.
Missä:
- viritysraja on muuttuva 15pF;
- L-kela ei ole muuta kuin 2 tuuman 20 metallilanka, joka on taivutettu "U"-muotoon.
FM-radioasemat (88-108 MHz) tarvitsevat enemmäninduktanssi, ja kaistan alapuoli (noin 109-130 MHz) vaatii vähemmän, koska se on FM-kaistan yläpuolella.
27MHz:n automaattinen vahvistuksen säätö
Superregeneratiivisen 27 MHz:n vastaanottimen uskotaan kasvaneen sodanaikaisesta tarpeesta saada erittäin yksinkertainen kertakäyttöinen laite, jolla on korkea positiivinen palaute. Ratkaisu tähän oli antaa viritetyn taajuuden värähtelyt vaihtoehtoisesti kasvaa ja vaimentua toisen (sammuttavan) oskillaattorin ohjauksessa, joka toimii alemmalla radiotaajuudella. Positiivinen palaute saatiin säädettävällä potentiometrillä, jota käytettiin seuraavasti.
Signaalin äänenvoimakkuus kasvaa, kunnes RF-vahvistin alkaa värähdellä. Ajatuksena oli peruuttaa ohjaus, kunnes huojunta lakkaa. Aseman ja vaikutuksen välillä oli kuitenkin yleensä merkittävä hystereesi. Tuottavuuden kasvu voitaisiin saavuttaa vain, jos edistyminen pysäytettiin vähän ennen taitoa ja kärsivällisyyttä vaativan epäröinnin alkamista.
Tässä laitteessa viritetty vahvistin alkaa värähdellä oskillaattorin a altomuodon puolijakson aikana. Sammutusjakson "päällä"-osan aikana viritetyn vahvistimen värähtely nousee eksponentiaalisesti piirin kohinasta. Aika, joka kuluu näiden värähtelyjen saavuttamiseen täyden amplitudin saavuttamiseksi, on verrannollinen viritetyn piirin Q-arvoon. Siksi vaimennusgeneraattorin taajuudesta riippuen signaalin taajuuden vaihtelut voivat saavuttaa täyden amplitudin (logaritminen tila) tai romahtaa(linjatila).
Mallejen radio-ohjaukseen käytettiin kolmea päätyyppiä 27 MHz superregeneratiivisia vastaanottimia: kovaventtiilivastaanotin, pehmeäventtiilivastaanotin ja transistoripohjainen vastaanotin.
Tyypillinen jäykkä venttiilin vastaanotinpiiri on esitetty kuvassa.
Radiopiiri 25-150 MHz kaistalle
Tässä piirissä superregeneratiivinen vastaanotin 25-150 MHz:n kaistalla on samanlainen kuin MFJ-8100:n piirikaavio.
Ensimmäinen vaihe perustuu FET-transistoriin, joka on kytketty yhteiseen hilakonfiguraatioon. RF-vahvistinaste estää antennista tulevan RF-säteilyn molemmissa piireissä. Superregeneratiivinen ilmaisin perustuu transistoriin, joka on kytketty yhteiseen hilakonfiguraatioon. Trimmaus säätää takaisinkytkentävahvistuksen pisteeseen, jossa potentiometri tarjoaa tasaisen regeneraation ohjauksen.
Tämän vastaanottimen taajuusalue on 100 MHz - 150 MHz. Sen herkkyys on alle 1 µV. Kelat on kääritty halkaisij altaan 12 mm irrotettavalle kehykselle. Regeneraattorit ja superregeneraattorit eivät tietenkään ole radioamatöörien tulevaisuus, mutta niillä on silti paikkansa auringossa.
315 MHz lähetyslaite
Tässä on moderni 315 RF superpalautuslähetin + vastaanotinmoduuli.
Se tarjoaa erittäin kustannustehokkaan langattoman ratkaisun suurimmalla tiedonsiirtonopeudellajopa 4 Kbps. Ja sitä voidaan käyttää kaukosäätimenä, sähköovina, ikkunaluukkuina, ikkunoina, kaukosäätimen pistorasiana, LED-kaukosäätimenä, stereokaukosäätimenä ja hälytysjärjestelminä.
Ominaisuudet:
- siirtoetäisyys> 500m;
- herkkyys -103dB, avoimilla alueilla, koska se toimii amplitudimodulaatiomenetelmällä, kohinaherkkyys on suurempi;
- työtaajuus: 315,92 MHz;
- työlämpötila: -10 astetta +70 asteeseen;
- lähetysteho: 25mW;
- Vastaanottimen koko: 30147 mm Lähettimen koko: 1919 mm.
433 MHz putki ISM
Superregeneratiivinen putkivastaanotin kuluttaa alle 1 mW ja toimii kosketuksettomassa 433 MHz:n teollisessa, tieteellisessä ja lääketieteellisessä verkossa. Yksinkertaisimmassa muodossaan superregeneratiivinen vastaanotin sisältää RF-oskillaattorin, joka ajoittain kytkee päälle ja pois "tyhjän signaalin" tai matalataajuisen signaalin. Kun vaimennussignaali kytketään oskillaattoriin, värähtelyt alkavat muodostua eksponentiaalisesti kasvavalla vaipalla. Ulkoisen signaalin käyttö generaattorin nimellistaajuudella nopeuttaa näiden värähtelyjen verhokäyrän kasvua. Siten vaimennetun oskillaattorin amplitudin toimintajakso vaihtelee suhteessa käytetyn radiosignaalin amplitudiin.
Superregeneratiivisessa ilmaisimessa signaalin saapuminen käynnistää RF-värähtelyt aikaisemmin kuin silloin, kun signaalia ei ole. Super Regenerative Detector voi vastaanottaa AM-signaaleja ja sopii hyvinOK (päällä/pois päältä) datasignaalin tunnistus. Superregeneratiivinen ilmaisin on vaarantunut tietojärjestelmä, eli jokainen jakso laskee ja vahvistaa RF-signaalia. Alkuperäisen modulaation palauttamiseksi tarkasti hylkäysgeneraattorin on toimittava taajuudella, joka on hieman korkeampi kuin alkuperäisen moduloivan signaalin suurin taajuus. Verhokäyrätunnistimen ja alipäästösuodattimen lisääminen parantaa AM-demodulaatiota.
Vastaanottimen sydän sisältää perinteisen LC-oskillaattorin, jonka Colpitts on konfiguroinut ja joka toimii L1:n, L2:n, C1:n, C2:n ja C3:n sarjaresonanssin määräämällä taajuudella. Kun laite sammutetaan, bias-virta Q1 sammuttaa generaattorin. Kaskaditransistorit Q2 ja Q3 muodostavat antennivahvistimen, joka parantaa vastaanottimen kohinaa ja tarjoaa jonkin verran RF-eristystä oskillaattorin ja antennin välille. Energian säästämiseksi vahvistin toimii vain värähtelyn lisääntyessä.
Ultraregeneratiivisen VHF:n järjestelmä
Vastaanotin koostuu 2N2369-transistorista, jota ympäröi viisitoista komponenttia, jotka yhdessä muodostavat suurtaajuusosan. Tämä kokoonpano on vastaanottimen sydän. Se tarjoaa sekä HF-vahvistuksen että demoduloinnin. Transistorin kollektoriin asennetun konfiguroidun piirin avulla voit valita taajuuden.
Reaktiosarjaa käytettiin hyvin varhaisessa vaiheessa lyhyta altoputkitutkat. Se löydettiin sitten kuuluisasta "kolmen transistorin" puheajasta 60-luvulla. Monet 433 MHz:n kaukosäätimen vastaanottimet käyttävät edelleenhänen. BC337:n molemmat vaiheet ovat matalataajuisia vahvistimia, joista jälkimmäinen antaa virtaa kuulokkeille tai pienelle kaiuttimelle. Säädettävä 22 kΩ:n resistanssi säätää 2N2369-transistorin polarisaatiota parhaan vastepisteen saavuttamiseksi, yhdistäen herkkyyden ja alhaisen särön välttäen samalla värähtelyä, joka estää sen toiminnan.
Äänitaajuus palautetaan 4,7 kΩ:n vastuksen kautta ja johdetaan sitten alipäästösuodattimen läpi korkeataajuisen kytkentävasteen eliminoimiseksi. Ensimmäinen transistori BC337 tarjoaa BF-esivahvistuksen. Sen kollektorin ja pohjan väliin sijoitettu 4,7 nF:n kondensaattori toimii alipäästösuodattimena, joka eliminoi korkean taajuuden jäännöksen ja rajoittaa korkeita ääniä. 10 kΩ:n vastus ohjaa viimeisen asteen vahvistusta ja siten äänenvoimakkuutta.
Tee itse radioasennelma
Jos tee-se-itse 315 MHz Super Regenerative -vastaanotin, kaikki komponentit on asennettava piirilevylle ja jäljet on tehtävä leikkurilla. Laaja pohjapiirros on välttämätön kokoonpanon (sähköisen) vakauden kann alta. Kuparille kopioimisen helpottamiseksi tulostetaan valokuva piiristä, asetetaan levylle ja merkitään pisteellä raitojen päät arkille. Ohmimittarin raitojen eristyksen tarkastuksen jälkeen johdotus suoritetaan kaavion mukaisesti.
Piirikomponentteja on helppo ostaa radioliikkeistä tai verkosta. Tarvitset 50 tai 100 ohmin kaiuttimen. Voit myöskäytä 8 ohmin kaiutinta sijoittamalla alaspäin muuntaja, joka löytyy useimmista vanhoista transistoriasemista, tai liitä 8 ohmin kaiutin, mutta äänitaso on matalampi. Kokoonpanon tulee pysyä kompaktina hyvällä pohjapiirryksellä. Ei pidä unohtaa, että johdoilla ja liitännöillä on itsetoimiva vaikutus korkeilla taajuuksilla. Napakelassa on 5 kierrosta 0,8 mm:n johtoa (puhelinlinjan johdotus). Kondensaattori on kytketty sarjaan antennin kanssa toisessa kierrossa ylhäältä.
Antenni koostuu yhdestä noin kaksikymmentä senttimetriä pitkästä kovalangasta (1,5 mm2). Ei tarvitse tehdä enempää, "neljännesa alto" häiritsee reaktiota. Tarvitaan 1 nF:n erotuskondensaattori. Kuristuskela (korkeataajuinen esto) on tyyppiä VK200. Jos radioamatööri ei löydä sitä, voit tehdä kolme tai neljä kierrosta lankaa pieneen ferriittiputkeen. Ja voit valita tietyn kokoonpanokaavion mieleiseksesi ja kytkentäkaavion mukaisesti.
Oikea piirin sisällyttäminen
VHF superregeneratiivisen vastaanottimen asennusjärjestys:
- Kytke piiri päälle. Syöttövirta on noin kolmekymmentä milliampeeria.
- Käännä oikea säädettävä vastus (äänenvoimakkuus) kokonaan vastapäivään.
- Seuraavaksi sinun täytyy kuulla kohina kuulokkeista tai kaiuttimesta. Jos ei, käännä säädettävää vastusta, kunnes kuuluu ääni.
- Paranna keskipäästöistä viritystä saadaksesi hyvän herkkyyden minimaalisella säröllä.
- Tosuuren kohinan poistamiseksi sinun on vähennettävä antennia.
144 MHz ultraregeneratiivinen vastaanotinpiiri.
Varotoimet: Koska laite lähettää häiriöitä, älä käytä sitä toisen vastaanottimen lähellä.
