Den superregenerativa mottagaren har använts i många decennier, särskilt på VHF och UHF, där den kunde erbjuda enkelhet i kretsen och en relativt hög prestandanivå. Denna detektor var populär i sin vakuumrörversion för första gången under VHF-mottagningens dagar i slutet av 1950-talet och början av 60-talet. Efter det användes den i enkla kretsar av transistorversionen. Denna design var orsaken till det väsande ljudet som producerades av 27 MHz CB-radioapparater. Nuförtiden är superregenerativ radio inte längre lika populär, även om det finns flera applikationer som fortfarande är intressanta för samtida.
History of Radio
Historien om den superregenerativa mottagaren kan spåras tillbaka till de tidigaste dagarna av dess uppfinning. 1901 använde Reginald Fessenden en omodulerad sinusvåg i sin mottagare för en likriktande kristalldetektor.en radiosignal med en frekvensförskjutning från bärvågens radiovågsbärare och från antennen.
Senare, under första världskriget, började radioamatörer dra nytta av radioteknik, som gav tillräcklig sändningskvalitet och känslighet. Ingenjören Lucien Levy i Frankrike, W alter Schottky i Tyskland och slutligen mannen som tilldelats superheterodyntekniken, Edwin Armstrong, löste problemet med selektivitet och byggde den första fungerande superregenerativa radion.
Den uppfanns i en tid då radiotekniken var väldigt enkel och den superregenerativa mottagaren saknade de funktioner som tas för givna idag. Superheterodyne radiomottagare (superheterodyne) i dess fullständiga namn - supersonic heterodyne trådlös mottagare, var ett viktigt steg framåt i utvecklingen av vetenskap och teknik, även om den till en början inte användes i stor utsträckning, eftersom den innehöll många ventiler, rör och andra skrymmande delar. Och dessutom var radion väldigt dyr på den tiden.
Super Receiver Basics
Den superregenerativa mottagaren är baserad på en enkel regenerativ radio. Den använder en andra oscillationsfrekvens i regenereringscykeln, som avbryter eller dämpar huvudfrekvenssvängningarna. Vibrationsdämpning fungerar vanligtvis vid frekvenser över ljudområdet, såsom 25 kHz till 100 kHz. Under drift har kretsen positiv återkoppling, så även en liten mängd brus kommer att få systemet att oscillera.
RF-förstärkarutgångi mottagaren har positiv feedback, d.v.s. en del av utsignalen matas tillbaka till ingången i fas. Alla närvarande signaler kommer att förstärkas upprepade gånger, och detta kan resultera i att signalstyrkan förstärks med en faktor tusen eller mer. Även om förstärkningen är fast, kan nivåer som närmar sig oändligheten uppnås med hjälp av återkopplingstekniker som swing-point-kretsen för en superregenerativ batterirörsmottagare.
Regenerering introducerar negativt motstånd i kretsen och detta innebär att det totala positiva motståndet minskar. Och dessutom, med ökande förstärkning, ökar kretsens selektivitet. När kretsen drivs med återkoppling så att oscillatorn arbetar tillräckligt i oscillationsområdet uppstår en sekundär lågfrekvent oscillation. Det förstör frekvensen av högfrekventa vibrationer.
Konceptet upptäcktes ursprungligen av Edwin Armstrong, som myntade termen "super recovery". Och den här typen av radio kallas en superregenerativ rörmottagare. Ett sådant system har använts i alla former av radio från inhemska radiosändningsstationer till tv-apparater, högprecisionsmottagare, professionella kommunikationsradioapparater, satellitbasstationer och många andra. Praktiskt taget alla sända radioapparater, såväl som tv-apparater, kortvågsmottagare och kommersiella radioapparater, använde superheterodynprincipen som grund för driften.
Sändarfördelar
Superheterodyne radio har ett antal fördelar jämfört med andra former av radio. Som ett resultat av derasfördelar har den superregenerativa transistormottagaren förblivit en av de avancerade metoderna som används inom radioteknik. Och medan andra metoder kommer i förgrunden idag, är supermottagaren fortfarande mycket använd med tanke på de funktioner den har att erbjuda:
- Stängselektivitet. En av de främsta fördelarna med en mottagare är närheten till den selektivitet den har att erbjuda.
- Genom att använda filter med fasta frekvenser kan den ge en bra avskärning av intilliggande kanal.
- Kan ta emot flera lägen.
- På grund av topologin kan denna mottagarteknik inkludera många olika typer av demodulatorer som enkelt kan matchas för att passa kraven.
- Ta emot mycket högfrekventa signaler.
Det faktum att den superregenerativa FET-mottagaren använder blandningsteknik innebär att det mesta av mottagarens bearbetning sker vid lägre frekvenser, vilket tillåter sig själv att ta emot högfrekventa signaler. Dessa och många andra fördelar gör att mottagaren har efterfrågats inte bara sedan radiodriften började, utan kommer att förbli så i många år framöver.
Super Regenerative FET-mottagare
Låt oss ta reda på det. Funktionsprincipen för den superregenerativa mottagaren är som följer.
Signalen som fångas upp av antennen passerar genom mottagaren och in i mixern. En annan lok alt genererad signal, ofta kallad en lokal oscillator, matas in i en annan portmixer och de två signalerna blandas. Som ett resultat genereras en ny signal vid summa- och skillnadsfrekvenserna.
Utsignalen överförs till den så kallade mellanfrekvensen, där signalen förstärks och filtreras. Vilken som helst av de konverterade signalerna som faller inom filtrets passband kan passera genom filtret och de kommer också att förstärkas av förstärkarstegen. Signaler som faller utanför filterbandbredden kommer att avvisas.
Inställning av mottagaren görs helt enkelt genom att ändra frekvensen på den lokala oscillatorn. Detta ändrar frekvensen för den inkommande signalen, signalerna omvandlas och kan passera genom filtret.
Super Regenerative Receiver Tuning
Även om den är mer komplex än vissa andra typer av radioapparater, har den fördelen av prestanda och selektivitet. Således kan inställning ta bort oönskade signaler mer effektivt än andra TRF-inställningar (Tuned Radio Frequency) eller radiostationer som användes i radions tidiga dagar.
Det grundläggande konceptet och teorin bakom superheterodyne radio involverar mixningsprocessen. Detta gör att signaler kan överföras från en frekvens till en annan. Ingångsfrekvensen kallas ofta RF-ingången, medan den lok alt genererade oscillatorsignalen kallas lokaloscillatorn och utfrekvensen kallas mellanfrekvensen eftersom den ligger mellan RF- och ljudfrekvenserna.
Blockdiagrammet för en enkel transistor superregenerativ mottagare är som följer. PÅmixer, multipliceras den momentana amplituden för de två insignalerna (f1 och f2), vilket resulterar i utsignaler med frekvenser (f1 + f2) och (f1 - f2). Detta gör att den inkommande frekvensen kan sändas upp till en fast frekvens, där den effektivt kan filtreras. Genom att ändra frekvensen på lokaloscillatorn kan du ställa in mottagaren till olika frekvenser. Signaler på två olika frekvenser kan skickas till mellansteg.
RF-inställning tar bort en och tar en annan. När signaler finns kan de orsaka oönskade störningar genom att maskera de önskade signalerna om de uppträder samtidigt i mellanfrekvenssektionen. Ofta i billiga radioapparater kan lokaloscillatorns övertoner spåra vid olika frekvenser, vilket resulterar i en förändring i lokaloscillatorerna när man ställer in mottagaren.
Det övergripande blockschemat för en superregenerativ mottagare med en transistor visar huvudblocken som kan användas i mottagaren. Mer komplexa radioapparater kommer att lägga till ytterligare demodulatorer till det grundläggande blockschemat.
Dessutom kan vissa ultraheterodyna radioapparater ha två eller flera omvandlingar för att ge ökad prestanda, två eller till och med tre omvandlingar kan användas för att förbättra kretselementens funktion.
Var:
- tuning cap är variabelt 15pF;
- L-induktorn är inget annat än en 2-tums 20 metalltråd böjd till en "U"-form.
FM-radiostationer (88-108 MHz) behöver merinduktans, och den nedre halvan av bandet (ungefär 109-130 MHz) kommer att kräva mindre eftersom det är över FM-bandet.
27MHz Auto Gain Control
Den superregenerativa 27 MHz-mottagaren tros ha vuxit fram ur ett krigstidsbehov av en mycket enkel engångsenhet med hög positiv återkopplingsvinst. Lösningen på detta var att låta svängningar av den inställda frekvensen alternativt växa och undertryckas under kontroll av en andra (dämpande) oscillator som arbetar med en lägre radiofrekvens. Positiv feedback introducerades av en variabel potentiometer, som användes enligt följande.
Signalen kommer att öka i volym tills RF-förstärkaren börjar svänga. Tanken var att avbryta kontrollen tills wobblet upphörde. Det var dock vanligtvis en betydande hysteres mellan position och effekt. Ökningen av produktiviteten kunde bara uppnås om framstegen stoppades kort innan tvekan började, vilket krävde skicklighet och tålamod.
I den här enheten börjar den avstämda förstärkaren att oscillera under halvcykeln av oscillatorvågformen. Under "på"-delen av släckningscykeln stiger den avstämda förstärkarens oscillation exponentiellt från kretsbrus. Tiden det tar för dessa oscillationer att nå full amplitud är proportionell mot Q-värdet för den avstämda kretsen. Därför, beroende på dämpningsgeneratorns frekvens, kan signalfrekvensfluktuationerna nå full amplitud (logaritmiskt läge) eller kollapsa(linjeläge).
Tre huvudtyper av 27 MHz superregenerativa mottagare användes för radiostyrning av modellerna: hårdventilsmottagare, mjukventilsmottagare och transistorbaserad mottagare.
En typisk stel ventilmottagarkrets visas i figuren.
Radiokrets för 25-150 MHz-band
I den här kretsen liknar den superregenerativa mottagaren på 25-150 MHz-bandet kretsschemat för MFJ-8100.
Det första steget är baserat på FET-transistorn ansluten till den gemensamma gate-konfigurationen. RF-förstärkarsteget förhindrar RF-strålning från antennen i båda kretsarna. Den superregenerativa detektorn är baserad på en transistor ansluten till en gemensam grindkonfiguration. Trimmen justerar återkopplingsförstärkningen till den punkt där potentiometern ger mjuk regenereringskontroll.
Frekvensomfånget för denna mottagare är från 100 MHz till 150 MHz. Dess känslighet är mindre än 1 µV. Spolarna är lindade på en avtagbar ram med en diameter på 12 mm. Naturligtvis är regeneratorer och superregeneratorer inte framtiden för radioamatörer, men de har fortfarande en plats i solen.
315MHz överföringsenhet
Här är en modern 315 RF superåterställningssändare + mottagarmodul.
Det ger en mycket kostnadseffektiv trådlös lösning med maximal dataöverföringshastighetupp till 4 Kbps. Och kan användas som fjärrkontroll, elektriska dörrar, luckor, fönster, fjärrkontrolluttag, LED-fjärrkontroll, stereofjärrkontroll och larmsystem.
Funktioner:
- överföringsräckvidd> 500m;
- känslighet -103dB, i öppna områden eftersom det fungerar med amplitudmoduleringsmetoden, är bruskänsligheten högre;
- arbetsfrekvens: 315,92 MHz;
- arbetstemperatur: -10 grader till +70 grader;
- överföringseffekt: 25mW;
- Mottagarens storlek: 30147mm Sändarstorlek: 1919mm.
433 MHz rör ISM
Super regenerativ rörmottagare förbrukar mindre än 1mW och fungerar på ett kontaktfritt 433MHz industriellt, vetenskapligt och medicinskt nätverk. I sin enklaste form innehåller en superregenerativ mottagare en RF-oscillator som med jämna mellanrum slår på och av en "tom signal" eller lågfrekvent signal. När dämpningssignalen kopplas om till oscillatorn börjar svängningarna byggas upp med en exponentiellt växande mantel. Användningen av en extern signal vid generatorns nominella frekvens accelererar tillväxten av enveloppen för dessa svängningar. Sålunda varierar arbetscykeln för den dämpade oscillatoramplituden i proportion till amplituden för den applicerade radiosignalen.
I en superregenerativ detektor startar ankomsten av en signal RF-oscillationer tidigare än när det inte finns någon signal. Super Regenerative Detector kan ta emot AM-signaler och är väl lämpad förOOK (på/av-knappad) datasignaldetektering. Den superregenerativa detektorn är ett komprometterat datasystem, dvs varje period räknar och förstärker RF-signalen. För att korrekt återställa den ursprungliga moduleringen måste avvisningsgeneratorn arbeta vid en frekvens som är något högre än den högsta frekvensen i den ursprungliga moduleringssignalen. Att lägga till en enveloppdetektor följt av ett lågpassfilter förbättrar AM-demoduleringen.
Hjärtat i mottagaren innehåller en konventionell LC-oscillator konfigurerad av Colpitts, som arbetar med en frekvens som bestäms av serieresonansen för L1, L2, C1, C2 och C3. När enheten stängs av släcker förspänningsströmmen Q1 generatorn. De kaskadkopplade transistorerna Q2 och Q3 bildar en antennförstärkare som förbättrar brussiffran hos mottagaren och ger viss RF-isolering mellan oscillatorn och antennen. För att spara energi fungerar förstärkaren bara när svängningen ökar.
Scheme of ultra-regenerative VHF
Mottagaren består av en 2N2369 transistor omgiven av femton komponenter som tillsammans bildar högfrekvensdelen. Denna enhet är mottagarens hjärta. Den ger både HF-förstärkning och demodulering. En konfigurerad krets installerad i transistorns kollektor låter dig välja frekvens.
Reaktionssetet användes mycket tidigt i kortvågen av rörradar. Det hittades sedan i den berömda "tre transistorer"-t altiden på 60-talet. Många 433MHz fjärrkontrollmottagare använder fortfarandehans. Båda stegen på BC337 är lågfrekventa förstärkare, den senare ger ström till hörlurar eller en liten högtalare. Den justerbara resistansen på 22 kΩ justerar polariseringen av 2N2369-transistorn för att erhålla den bästa svarspunkten, kombinerar känslighet och låg distorsion, samtidigt som man undviker oscillation som blockerar dess funktion.
Ljudfrekvensen återvinns genom ett 4,7kΩ-motstånd och passerar sedan genom ett lågpassfilter för att eliminera högfrekvensomkopplingssvar. Den första transistorn BC337 tillhandahåller BF-förförstärkning. En 4,7nF kondensator placerad mellan dess kollektor och dess bas fungerar som ett lågpassfilter, vilket eliminerar högfrekventa rester och begränsar topparna. 10 kΩ-motståndet styr förstärkningen av det sista steget och därmed volymen.
gör-det-själv-radiomontering
För en gör-det-själv 315MHz Super Regenerative Receiver måste alla komponenter installeras på kretskortet och spåra göras med en skärare. En bred grundplan är oumbärlig för monteringens (elektriska) stabilitet. För att underlätta kopiering på koppar skrivs ett fotografi av kretsen ut, placeras på en plåt och markerar med en prick ändarna av spåren på arket. Efter att ha kontrollerat isoleringen av spåren på ohmmetern, utförs ledningsdragningen i enlighet med diagrammet.
Kretskomponenter är lätta att köpa från radiobutiker eller online. Du behöver en 50 eller 100 ohm högtalare. Du kan ocksåanvänd en 8 ohm högtalare genom att placera en nedtrappningstransformator som finns i de flesta gamla transistorstationer, eller anslut en 8 ohm högtalare men ljudnivån blir lägre. Monteringen måste förbli kompakt med en bra grundplan. Man bör inte glömma att ledningar och anslutningar har en självverkande effekt vid höga frekvenser. Ackordspolen har 5 varv av 0,8 mm tråd (telefonledning). Kondensatorn är ansluten i serie med antennen vid andra varvet från toppen.
Antennen består av en bit hård tråd (1,5 mm2) cirka tjugo centimeter lång. Du behöver inte göra mer, "kvartsvåg" kommer att störa reaktionen. En 1 nF frånkopplingskondensator krävs. Drosselspolen (högfrekvent blockering) är av typ VK200. Om radioamatören inte kan hitta den kan du göra tre eller fyra varv med tråd i ett litet ferritrör. Och du kan välja ett specifikt monteringsschema efter din smak och i enlighet med kopplingsschemat.
Korrekt inkludering av kretsen
VHF Super Regenerative Receiver Installationsorder:
- Slå på kretsen. Matningsströmmen är cirka trettio milliampere.
- Vrid det högra justerbara motståndet (volym) helt moturs.
- Nästa måste du höra bruset i hörlurarna eller högtalaren. Om inte, vrid det justerbara motståndet tills ljud hörs.
- Förbättra inställningen av mellanutsläpp för att få bra känslighet med minimal distorsion.
- Tillför att ta bort högt brus måste du minska antennen.
144 MHz ultra-regenerativ mottagarkrets.
Försiktighetsåtgärder: Eftersom enheten avger störningar, använd den inte nära en annan mottagare.
