Supergenerativni prijemnik: opis, karakteristike, princip rada, primjena

Već desetljećima se koristi super-generativni prijemnik, posebno na VHF i UHF, gdje bi mogao ponuditi jednostavnost sheme i relativno visoku razinu produktivnosti. Ovaj detektor bio je popularan u svojoj verziji vakuumske cijevi po prvi put prijam DVR-a krajem 1950-ih - ranih 60-ih. Nakon toga je korišten u jednostavnim tranzistorskim krugovima. Takav dizajn uzrokovao je cvrčanje zvuka koje su proizvele radio postaje CB 27 MHz. Danas superregenerativni radio nije toliko popularan, iako postoji nekoliko aplikacija koje su suvremenici ranije zanimali.

Povijest radija

Povijest razvoja superregenerativnog prijemnika može se pratiti od najranijih dana njegova izuma. Godine 1901. Reginald Fessenden je u svom prijemniku koristio nemodulirani sinusni radio signal na frekvencijskom odstupanju od radiovalova nosača i antene za detektor kristala za ravnanje.


Kasnije, u vrijeme Prvog svjetskog rata, radioamateri su počeli iskorištavati radijske tehnologije koje su osiguravale dovoljnu kvalitetu i osjetljivost prijenosa. Inženjer Lucien Levy u Francuskoj, Walter Schottky u Njemačkoj i, napokon, čovjek pripisan superheterodinskoj tehnici, Edwin Armstrong, riješio je problem selektivnosti i izgradio prvi radni superregenerativni radio. Izumljen je u doba kada je radioinženjering bio vrlo jednostavan, a superregenerativni prijemnik nije bio dovoljanone mogućnosti koje se danas smatraju očitim. Superheterodinski prijemnik (superheterodin) u svom punom imenu, nadzvučan heterodinski bežični prijemnik, postao je važan korak na putu naprijed u razvoju znanosti i tehnologije, iako isprva nije bio široko korišten, jer je sadržavao mnogo ventila, cijevi i drugih glomaznih detalja. Osim toga, radio je u to vrijeme bio vrlo skup.


Osnove super prijemnika

Supergenerativni prijemnik temelji se na jednostavnom regenerativnom radiju. Ona koristi drugu frekvenciju oscilacija u ciklusu regeneracije, koja prekida ili potiskuje temeljne fluktuacije frekvencije. Izbjegavanje oscilacija obično radi na frekvencijama iznad raspona zvuka, na primjer, od 25 kHz do 100 kHz. Kada radi, krug ima pozitivnu povratnu spregu, tako da će i mala količina buke dovesti do fluktuacija sustava. Izlaz pojačala radiofrekvencije u prijemniku ima pozitivnu povratnu informaciju, tj. Dio izlaznog signala se vraća natrag na ulaz u fazi. Svaki prisutni signal će se više puta pojačavati, a to može dovesti do povećanja razine signala tisuću puta ili čak i više. Unatoč činjenici da je dobitak fiksiran, moguće je doseći razinu koja se približava beskonačnosti pomoću takvih povratnih metoda, krug s točkom oscilacije u superregenerativnom prijemniku na baterijskim radijskim svjetiljkama. Regeneracija uvodi krug u negativni otpor, što znači da se ukupni pozitivni otpor smanjuje. Osim toga, s povećanjem dobitipovećava se selektivnost sheme. Kada sklop radi s povratnom vezom, tako da generator radi dovoljno u području oscilacija, postoji sekundarna oscilacija niske frekvencije. Uništava frekvenciju visokofrekventnih oscilacija. Koncept je izvorno otkrio Edwin Armstrong, koji je smislio izraz super-restauracija. I ovaj tip radija naziva se superregenerativni prijemnik svjetla. Takva shema korištena je u svim oblicima radija od domaćih radio postaja do televizora, visoko preciznih tunera, profesionalnih radio postaja, satelitskih baznih stanica i mnogih drugih. Gotovo svi radijski prijemnici, kao i televizori, prijemnici kratkih valova i komercijalni radio-uređaji, koristili su princip superheterodine kao osnovu za rad.

Prednosti odašiljača

Superheterodinski radio ima nekoliko prednosti u odnosu na druge oblike radija. Zbog svojih prednosti, super-generirajući tranzistorski prijemnik ostaje jedan od najnaprednijih metoda koje se koriste u radio tehnologiji. I unatoč činjenici da su danas druge metode u prvom planu, supremt prijemnik je još uvijek široko korišten, uzimajući u obzir funkcije koje može ponuditi:
  • Zatvaranje selektivnosti. Jedna od glavnih prednosti prijemnika je blizina selektivnosti koju može ponuditi.
  • Pomoću filtara s fiksnom frekvencijom može osigurati visokokvalitetno gašenje susjednog kanala.
  • Sposobnost primanja nekoliko načina.
  • Zahvaljujući topologijiOva tehnologija prijemnika može uključivati ​​mnogo različitih vrsta demodulatora koji se lako mogu prilagoditi zahtjevima.
  • Primanje signala vrlo visoke frekvencije.
  • Činjenica da supergenerativni prijemnik koristi tehnologiju miješanja na tranzistoru na terenu znači da se većina obrade prijemnika obavlja na nižim frekvencijama, što omogućuje prijem visokofrekventnih signala. Ove i mnoge druge prednosti znače da je prijemnik bio u potražnji ne samo s početkom radiografije, nego će ostati i mnogo godina.

    Supergenerativni prijemnik u tranzistoru polja

    Razumijemo. Princip superregenerativnog prijemnika je sljedeći. Signal koji izlazi iz antene ulazi u prijemnik i ulazi u mikser. Drugi lokalno generirani signal, koji se često naziva lokalnim generatorom, šalje se u drugi priključak miksera i miješaju se dva signala. Kao rezultat toga, generira se novi signal na ukupnoj i različitoj frekvenciji. Izlaz se prenosi na takozvanu srednju frekvenciju, gdje se signal pojačava i filtrira. Bilo koji od transformiranih signala koji padaju u filtarsku traku prolazi kroz filter i oni će također biti pojačani koracima pojačala. Signali koji prelaze propusnost filtra bit će odbijeni.
    Konfiguracija tunera izvodi se jednostavno promjenom frekvencije lokalnog generatora. Time se mijenja frekvencija ulaznog signala, signali se pretvaraju i mogu proći kroz filtar.

    Postavljanje superregenerativnog prijemnika

    Iako je složeniji od nekih drugih vrsta radija, on ima prednost u smislu izvedbe i selektivnosti. Dakle, postavka može ukloniti neželjene signale učinkovitije od ostalih postavki TRF (Tuned Radio Frequency) ili radio postaja koje se koriste u ranim danima radija.

    Osnovni koncept i teorija na kojoj se temelji superheterodinski radio uključuju proces miješanja. To vam omogućuje prijenos signala s jedne frekvencije na drugu. Ulazna frekvencija se često naziva RF ulaz, dok se lokalno generirani generator naziva lokalnim generatorom, a izlazna frekvencija se naziva srednja frekvencija, budući da se nalazi između RF i audio frekvencija. Blok dijagram osnovnog superregenerativnog prijemnika na jednom tranzistoru je sljedeći. U mikseru se multiplicira trenutna amplituda dvaju ulaznih signala (f1 i f2), što rezultira signalima na izlazu frekvencija (f1 + f2) i (f1 - f2). To vam omogućuje prijenos dolazne frekvencije na fiksnu frekvenciju, gdje se može učinkovito filtrirati. Promjena frekvencije lokalnog generatora omogućuje podešavanje prijemnika na različite frekvencije. Signali na dvije različite frekvencije mogu se primiti u međufazi. Tuning RF uklanja jednu i prihvaća drugu. Kada su signali prisutni, oni mogu uzrokovati neželjene smetnje maskiranjem potrebnih signala ako se istovremeno pojavljuju u odjeljku među-frekvencije. Često se u jeftinim radio postajama harmonici lokalnog oscilatora mogu pratiti na različitim frekvencijama,dovodi do promjene heterodina kada je tuner podešen.
    Opći blok dijagram superregenerativnog prijemnika na jednom tranzistoru pokazuje glavne blokove koji se mogu koristiti u prijemniku. U složenijim radio uređajima, dodatni demodulatori bit će dodani osnovnom blok dijagramu. Osim toga, neki superheterodinski radio uređaji mogu imati dvije ili više transformacija kako bi se osigurala veća učinkovitost za poboljšanje rada elemenata sklopa, mogu se koristiti dvije ili čak tri transformacije.
    Gdje:
  • kapa za podešavanje je varijabla od 15 pF;
  • Induktor "L" nije ništa drugo nego 2 "metalna žica 20" zakrivljena "u obliku" U ".
  • FM radio (88-108 MHz) zahtijeva više induktivnosti, a donja polovica frekvencijskog pojasa (približno 109-130 MHz) će zahtijevati manje jer je viša od FM trake.

    Automatska kontrola pojačanja od 27 MHz

    Vjeruje se da je super-generirajući prijamnik na 27 MHz porastao iz potrebe za vojnim vremenom u vrlo jednostavnom jednokratnom uređaju s visokim dobitkom pozitivnih povratnih informacija. Rješenje je bilo dopustiti da oscilacije podešene frekvencije alternativno rastu i potiskuju pod kontrolom drugog (gasi) generatora koji radi na nižim radio frekvencijama. Pozitivna povratna sprega uvedena je varijabilnim potenciometrom, koji je korišten kako slijedi. Signal će pojačavati glasnoću sve dok se pojačalo radio frekvencije ne počne mijenjati. Ideja je bila ukinuti kontrolu dok se fluktuacije ne zaustave.Međutim, obično je postojala značajna histereza između situacije i učinka. Povećanje produktivnosti moglo bi se postići samo ako je promocija zaustavljena neposredno prije fluktuacija, zahtijevajući vještine i strpljenje. U ovom uređaju, podesivo pojačalo počinje oscilirati tijekom polusvalnog oblika valnog oblika oscilatora. Kada se uključi "dio" dijela ciklusa gašenja, oscilacije podešenog pojačala eksponencijalno rastu od buke kruga. Vrijeme za postizanje tih oscilacija do pune amplitude je proporcionalno vrijednosti Q konfiguriranog kruga. Stoga, ovisno o frekvenciji generatora gašenja, fluktuacije frekvencije signala mogu doseći punu amplitudu (logaritamski način) ili se mogu rotirati (linearni način). Za modele radijskog upravljanja korištena su tri glavna tipa superregenerativnih prijemnika od 27 MHz: prijemnik krutog ventila, prijemnik s mekim ventilom i prijemnik na bazi tranzistora. Tipična dijagram sklopa prijemnika krutog ventila prikazan je na slici.

    Krug za raspon 25-150 MHz

    U ovoj shemi, supergenerativni prijamnik u pojasu 25150 MHz sličan je principnoj shemi MFJ-8100.
    Prva faza temelji se na FET tranzistoru spojenom na konfiguraciju zajedničkih vrata. Faza pojačala radiofrekvencije sprječava radiofrekvencijsko zračenje antene u oba kruga. Superregenerativni detektor temelji se na tranzistoru uključenom u ukupnu konfiguraciju vrata. Koristeći trimer, dobit ćete povratnu informaciju namjesto gdje potenciometar osigurava glatku kontrolu regeneracije. Frekvencijski raspon ovog prijemnika je od 100 MHz do 150 MHz. Njegova osjetljivost je manja od 1 μV. Zavojnice su namotane na nosivi okvir promjera 12 mm. Naravno, regeneratori i super regeneratori nisu budućnost radioamatera, ali još uvijek imaju mjesto pod suncem.

    Odašiljač 315MHz

    Ovdje je moderan predajnik + prijemnik 315 RF Super Recovery Modula. Pruža vrlo ekonomično bežično rješenje s maksimalnom brzinom prijenosa podataka do 4 Kbit /s. Može se koristiti kao daljinski upravljač, električna vrata, vrata za vrata, prozori, daljinsko upravljanje, daljinsko upravljanje LED, stereo sustav daljinskog upravljanja i alarmni sustavi. , Značajke:
  • raspon prijenosa & gt; 500 m;
  • osjetljivost -103 dB, na otvorenim površinama, budući da radi s metodom amplitudne modulacije, osjetljivost na buku veća;
  • radna frekvencija: 31592 MHz;
  • radna temperatura: od -10 ° do +70 °;
  • prijenosna snaga: 25 mW;
  • veličina prijemnika: 30 * 14 * 7 mm Veličina odašiljača: 19 * 19 mm.
  • ISM svjetiljka 433 MHz

    Prijemnik s super generiranom cijevi troši manje od 1 MW i radi u industrijskoj, znanstvenoj i medicinskoj mreži od 433 MHz bez kontakta. U svom najjednostavnijem obliku, superregenerativni prijemnik sadrži generator radio frekvencije, koji povremeno uključuje i isključuje "signal gašenja" ili signal niske frekvencije. Kada se signal gašenja uključigenerator, oscilacije počinju rasti s eksponencijalno rastućom ljuskom. Primjena vanjskog signala na nazivnoj frekvenciji generatora ubrzava rast omotanja tih oscilacija. Tako se radni ciklus amplitude ugasenog oscilatora mijenja proporcionalno amplitudi primijenjenog radio signala. U superregenerativnom detektoru, dolazak signala počinje fluktuacijama radiofrekvencije ranije nego u odsutnosti signala. Superregenerativni detektor može primati AM signale i prikladan je za otkrivanje OOK podataka (on /off-keyed). Superregenerativni detektor je sustav diskreditiranih podataka, tj. Svako razdoblje izračunava i pojačava radiofrekvencijski signal. Za precizno vraćanje izlazne modulacije, generator supresora treba raditi s frekvencijom nešto višom od najviše frekvencije u izlaznom modulacijskom signalu. Dodavanje detektora omotnice, praćeno niskopropusnim filtrom, poboljšava AM demodulaciju.
    Srce prijemnika sadrži regularni LC generator koji je konfiguriran od strane Colpittsa, koji radi na frekvenciji određenoj serijskom rezonancijom L1 L2 C1 C2 i C3. Kada se uređaj isključi, generator će potisnuti struju prednapona Q1. Kaskadni tranzistor Q2 i Q3 formira antensko pojačalo koje poboljšava vrijednost šuma prijamnika i osigurava određenu razliku radio frekvencija između generatora i antene. Radi uštede energije pojačalo radi samo s povećanim oscilacijama.

    Shema superregenerativnog VHF-a

    Prijemnik se sastoji od tranzistora 2N2369 okruženog petnaest komponenti koje su zajedničkivisokofrekventni dio. Ova zbirka je srce prijemnika. Pruža i HF dobitak i demodulaciju. Konfiguriran krug instaliran u kolektor tranzistora, koji vam omogućuje da odaberete frekvenciju. Reakcijski skup je korišten vrlo rano u kratkom valu pomoću radara cijevi. Tada je pronađen u poznatim "tri tranzistora" u razgovoru 60-ih. Mnogi daljinski upravljači od 433 MHz i dalje ga koriste. Oba stadija BC337 su niskofrekventna pojačala, od kojih potonja daje snagu za slušalice ili mali zvučnik. Regulirani otpor od 22 kΩ regulira polarizaciju tranzistora 2N2369 kako bi dobio najbolju točku reakcije koja kombinira osjetljivost i nisko izobličenje, izbjegavajući fluktuacije koje blokiraju njegov rad.
    Audio frekvencija se vraća kroz otpornik od 47 kΩ, a zatim prolazi kroz niskopropusni filtar, što eliminira visokofrekventno prebacivanje reakcije. Prvi BC337 tranzistor osigurava prednaponsko BF. Kondenzator od 47 nF, smješten između njegovog kolektora i njegove baze, djeluje kao niskopropusni filtar, isključujući visokofrekventnu ravnotežu i ograničavajući maksimum. Otpor od 10 kΩ regulira pojačanje posljednjeg koraka i, posljedično, volumena.

    Zbirka radija vlastitim rukama

    Za superregenerativni prijamnik od 315 MHz, sve komponente moraju biti instalirane na PCB-u, a putanje se izvodi pomoću rezača. Široka ravnina tla je neophodna za (električnu) stabilnost montaže. Da biste olakšali kopiranjebakrom, odštampajte fotografiju sheme, stavite je na ploču i, s naznakom točke, zabilježite krajeve tragova na listu. Nakon provjere izolacije tragova na ommetru, ožičenje se provodi prema rasporedu. Komponente programa lako se kupuju u radio trgovinama ili na internetu. Trebate zvučnik od 50 ili 100 ohma. Također možete koristiti 8-inčni zvučnik postavljanjem transformatora nižeg otpora, instaliranog na većini starijih tranzistorskih stanica, ili spajanjem 8-zvučnika, ali razina zvuka će biti niža. Sklop bi trebao ostati kompaktan s dobrim uzemljenjem. Ne treba zaboraviti da žice i veze imaju učinak samo-djelovanja na visokim frekvencijama. Zavojnica ima 5 zavoja žice od 08 mm (ožičena telefonska žica). Kondenzatorski spojevi su izvedeni serijski s antenom pri drugom skretanju odozgo. Antena se sastoji od jednog komada tvrde žice (15 mm2) duljine oko dvadeset centimetara. Nema potrebe za više, "četvrtina vala" će prekinuti reakciju. Trebate postaviti kondenzator od 1 nF razdvajanja. Zavojnica za prigušivanje (blok visoke frekvencije) je tipa VK200. Ako ga radioamater ne može pronaći, možete napraviti tri ili četiri okreta žice malom feritnom cijevi. Montažu betona možete odabrati prema vašem ukusu i prema instalacijskom planu.

    Ispravno uključivanje kruga

    Postupak za ugradnju superregenerativnih VHF prijamnika:
  • Uključite krug. Struja napajanja je oko trideset miliampera.
  • Potpuno okrenite desni podesivi otpornik (volumen)u suprotnom smjeru.
  • Zatim morate čuti šum u slušalicama ili dinamiku. Ako to nije slučaj, vratite podesiv otpor dok se ne pojavi zvuk.
  • Poboljšajte postavke za prosječne emisije kako biste dobili dobru osjetljivost uz minimalno izobličenje.
  • Da biste uklonili veliku buku, trebate smanjiti antenu.
  • Shema superregenerativnog prijemnika na 144 MHz.
    Mjere opreza: Budući da instalacija emitira smetnje, nije ih potrebno koristiti u blizini drugog prijemnika.

    Povezane publikacije