Site Loader

Содержание

СВЕРХРЕГЕНЕРАТОР

СВЕРХРЕГЕНЕРАТОР

РАДИО 2001 №11; 2002 №3

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

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.

Рис. 2

Но вернемся к сверхрегенератору. Пусть напряжение питания на описанное устройство подается в виде импульса в момент времени t

0, как показано на рис. 2 сверху. 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

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:

Uконт = 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.

Рис. 4

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.з>

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.

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 [1,2].

УКВ ЧМ приёмник с низковольтным питанием

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 [3]. 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

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 [4].

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

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

В. ПОЛЯКОВ, г. Москва

Россия напала на Украину!

Россия напала на Украину!

Мы, украинцы, надеемся, что вы уже знаете об этом. Ради ваших детей и какой-либо надежды на свет в конце этого ада –  пожалуйста, дочитайте наше письмо .

Всем нам, украинцам, россиянам и всему миру правительство России врало последние два месяца. Нам говорили, что войска на границе “проходят учения”, что “Россия никого не собирается захватывать”, “их уже отводят”, а мирное население Украины “просто смотрит пропаганду”. Мы очень хотели верить вам.

Но в ночь на 24-ое февраля Россия напала на Украину, и все самые худшие предсказания  стали нашей реальностью .

Киев, ул. Кошица 7а. 25.02.2022

 Это не 1941, это сегодня. Это сейчас. 
Больше 5 000 русских солдат убито в не своей и никому не нужной войне
Более 300 мирных украинских жителей погибли
Более 2 000 мирных людей ранено

Под Киевом горит нефтебаза – утро 27 февраля, 2022.

Нам искренне больно от ваших постов в соцсетях о том, что это “все сняли заранее” и “нарисовали”, но мы, к сожалению, вас понимаем.

Неделю назад никто из нас не поверил бы, что такое может произойти в 2022.

Метро Киева, Украина — с 25 февраля по сей день

Мы вряд ли найдем хоть одного человека на Земле, которому станет от нее лучше. Три тысячи ваших солдат, чьих-то детей, уже погибли за эти три дня. Мы не хотим этих смертей, но не можем не оборонять свою страну.

И мы все еще хотим верить, что вам так же жутко от этого безумия, которое остановило всю нашу жизнь.

Нам очень нужен ваш голос и смелость, потому что сейчас эту войну можете остановить только вы. Это страшно, но единственное, что будет иметь значение после – кто остался человеком.

ул. Лобановского 6а, Киев, Украина. 26.02.2022

Это дом в центре Киева, а не фото 11-го сентября. Еще неделю назад здесь была кофейня, отделение почты и курсы английского, и люди в этом доме жили свою обычную жизнь, как живете ее вы.

P.S. К сожалению, это не “фотошоп от Пентагона”, как вам говорят. И да, в этих квартирах находились люди.

«Это не война, а только спец. операция.»

Это война.

Война – это вооруженный конфликт, цель которого – навязать свою волю: свергнуть правительство, заставить никогда не вступить в НАТО, отобрать часть территории, и другие. Обо всем этом открыто заявляет Владимир Путин в каждом своем обращении.

«Россия хочет только защитить ЛНР и ДНР.»

Это не так.

Все это время идет обстрел городов во всех областях Украины, вторые сутки украинские военные борются за Киев.

На карте Украины вы легко увидите, что Львов, Ивано-Франковск или Луцк – это больше 1,000 км от ЛНР и ДНР. Это другой конец страны. 25 февраля, 2022 – места попадания ракет

25 февраля, 2022 – места попадания ракет «Мирных жителей это не коснется.»

Уже коснулось.

Касается каждого из нас, каждую секунду. С ночи четверга никто из украинцев не может спать, потому что вокруг сирены и взрывы. Тысячи семей должны были бросить свои родные города.
Снаряды попадают в наши жилые дома.

Больше 1,200 мирных людей ранены или погибли. Среди них много детей.
Под обстрелы уже попадали в детские садики и больницы.
Мы вынуждены ночевать на станциях метро, боясь обвалов наших домов.
Наши жены рожают здесь детей. Наши питомцы пугаются взрывов.

«У российских войск нет потерь.»

Ваши соотечественники гибнут тысячами.

Нет более мотивированной армии чем та, что сражается за свою землю.
Мы на своей земле, и мы даем жесткий отпор каждому, кто приходит к нам с оружием.

«В Украине – геноцид русскоязычного народа, а Россия его спасает.»

Большинство из тех, кто сейчас пишет вам это письмо, всю жизнь говорят на русском, живя в Украине.

Говорят в семье, с друзьями и на работе. Нас никогда и никак не притесняли.

Единственное, из-за чего мы хотим перестать говорить на русском сейчас – это то, что на русском лжецы в вашем правительстве приказали разрушить и захватить нашу любимую страну.

«Украина во власти нацистов и их нужно уничтожить.»

Сейчас у власти президент, за которого проголосовало три четверти населения Украины на свободных выборах в 2019 году. Как у любой власти, у нас есть оппозиция. Но мы не избавляемся от неугодных, убивая их или пришивая им уголовные дела.

У нас нет места диктатуре, и мы показали это всему миру в 2013 году. Мы не боимся говорить вслух, и нам точно не нужна ваша помощь в этом вопросе.

Украинские семьи потеряли больше 1,377,000 родных, борясь с нацизмом во время Второй мировой. Мы никогда не выберем нацизм, фашизм или национализм, как наш путь. И нам не верится, что вы сами можете всерьез так думать.

«Украинцы это заслужили.»

Мы у себя дома, на своей земле.

Украина никогда за всю историю не нападала на Россию и не хотела вам зла. Ваши войска напали на наши мирные города. Если вы действительно считаете, что для этого есть оправдание – нам жаль.

Мы не хотим ни минуты этой войны и ни одной бессмысленной смерти. Но мы не отдадим вам наш дом и не простим молчания, с которым вы смотрите на этот ночной кошмар.

Искренне ваш, Народ Украины

[PDF] Хитрая схемотехника — Free Download PDF

Download Хитрая схемотехника…

Хитрая схемотехника http://www.jais.ru/write2.html

В последующих статьях будут приведены ряд схем, анализ которых с помощью известных программ приводит к абсурдным результатам. Но это позднее. Цель данной статьи показать читателям, что в любом деле, в том числе и в вопросе схемотехники, не стоит мыслить стереотипно. К любому вопросу надо подходить творчески и … с долей иронии. Работая достаточно большое время на кафедре радиотехнических устройств и занимаясь разработкой специализированных радиоприемных устройств у меня с коллегами находилось свободное время, которое мы занимали тем, что создавали «всякие безделушки» для души. В начале 90-х годов прошлого века по стране прокатился бум по носимым радиостанциям. Еще бы, у нас разрешили для индивидуального использования диапазон 27 МГц! Все радиозаводы страны бросились выпускать радиостанции на этот диапазон. Они были очень малогабаритные (размером с хороший кирпич), мало потребляли (комплекта батареек хватало на один день работы), а качество связи было таким, что иногда проще было докричаться до абонента, чем что-то услышать из динамика. Тем не менее спрос на них был сумасшедшим. Так вот, в свободное от основной работы время, мы решили тоже что-то сделать, но более приятное и удобное, чем то, что было. При этом было естественное желание сделать что-то не стандартное, изящное. Правильно говорят — лень двигатель прогресса. Скажите кому захочется заниматься сложным расчетом каскадов приемника, сначала по постоянному току (цепи смещения и т.д.) потом по высокой частоте. Это достаточно утомительный процесс. Поэтому мы пошли другим путем. На рис. 1 приведен УВЧ, выполненный по схеме с ОБ (общей базой). Это не какой-то ВЧ эквивалент, это реально работающая схема. Как видно из рис. здесь всего лишь один резистор, расчет которого требует только знания закона Ома. Кстати, даже некоторые солидные преподаватели с учеными степенями пытались нам доказать, что такая схема работать не будет. Они видно просто забыли, что когда Uбк=0. то это еще активный режим работы транзистора. В конечном итоге самый лучший критерий — практика. Спаять такую конструкцию можно за десять минут.

Рис. 1 Схема УВЧ ОБ

Многие наверное помнят, что в радиотехнике широко применяются и каскодные схемы включения транзистора. Я не буду вдаваться в плюсы каскодных схем (об этом достаточно хорошо написано во многих книгах по радиоприемным устройствам). Просто из ходя из вышеизложенного принципа, на рис. 2 приведена реальная каскодная схема ОК-ОБ и опять же всего с одним резистором! Следует заметить, что каскодная схема ОК-ОБ является хорошим усилителем-ограничителем. (это как раз и необходимо при приеме ЧМ сигналов)

Рис. 2 Каскодная схема ОК-ОБ Занимаясь и дальше этими «штучками» мы разработали для «души» достаточно неплохую радиостанцию. Схема приемной части этой радиостанции приведена на Рис.3

Рис. 3 Схема радиоприемной части радиостанции. Вот вам и УВЧ, и смеситель с гетеродином, и УПЧ, и детектор. Причем данная схема работает от 3В (сколько потребляет при этом — легко подсчитать). Продолжение следует…

P.S. В нашей рубрике «Искусство схемотехники» мы будем делать акцент именно на оригинальных схемотехнических решениях той или иной проблемы.

Барьерные генераторы ВЧ на биполярных транзисторах

http://vrtp.ru/index.php?act=categories&CODE=article&article=1070 Барьерный режим работы транзистора обеспечивает то важное свойство, что широкое варьирование значений L и С в таких генераторах не приводит к заметному изменению уровня выходного ВЧ напряжения (0,5-0,6 В для кремниевых и 0.2-0,3 В для германиевых). На первый взгляд преимущество генерирования ВЧ напряжения менее 1 В не столь существенно, однако это увеличивает стабильность частоты (как кратко-, так и долговременную). Кроме того, появляется возможность использовать для перестройки варикалы, которые при малых ВЧ напряжениях в значительно меньшей степени ухудшают стабильность частоты генератора. В [1] по сути приведена барьерная схема дифференциального усилителя, а в [2] дано краткое определение барьерного режима работы транзистора без подробного анализа. В этой связи рассмотрим некоторые важные особенности барьерного режима работы биполярного транзистора, в котором база транзистора по постоянному току соединена накоротко или через резистор с небольшим сопротивлением с коллектором (рис.1). Питание на схему подается через резистор, задающий ток через транзистор, т.е. отсутствует привычная цепь смещения.

Puc.1 Транзистор в барьерном включении представляет собой своеобразный диод, включенный последовательно с токозадающим резистором. Так как напряжение «эмиттер-база» для прямосмещенного p-n-перехода составляет примерно 0,6. .0,7В для кремниевых транзисторов и 0,3…0,4 В для германиевых, то потенциал коллектора и равен этой величине. При напряжении насыщения около 0,1В максимальная амплитуда выходного ВЧ напряжения для схем с кремниевыми транзисторами будет около 0,5…0,6 В и около 0,2…0,3 В с германиевыми. Ток, протекающий через транзистор, можно приближенно оценить по формуле I=(Uпит-(0,6…0,7 B))/R,(A), где Uпит — напряжение питания, В; R — сопротивление токозадаюшего резистора, Ом. В схеме генератора на рис.1 снимать ВЧ напряжение можно и с другого конца катушки. Однако эта схема имеет существенный недостаток: LC-контур ни одним из своих концов не соединен с «землей», что делает практически невозможной перестройку по частоте с помощью переменного конденсатора. Автором предложена схема с заземленным конденсатором (рис.2). Генерация возникнет и в том случае, если С включить между «землей» и базой (переход «базаэмиттер» открыт и обладает весьма небольшим сопротивлением). Такую схему автор успешно использовал в качестве задающего генератора простейшего ЧМ-радиомикрофона. Модуляция осуществлялась с помощью варикапной матрицы КВС111.

Puc.2 Однако для генерирования частоты с повышенной стабильностью желательно заземлить и один из концов L, что реализовано автором в схеме на рис.3, где ВЧ напряжение можно снимать и с L.

Заметим, что изменение напряжения питания (если оно не меньше 1 В) при одном и том же значении R все же влияет на частоту генерируемых колебаний. Для уверенной работы транзистора на более высоких частотах необходимо увеличивать протекающий через него ток путем уменьшения В. При использовании КТ315А, КТ361А при Uпит=12 В и R=2200 Ом наблюдалась устойчивая работа всех приведенных выше схем по крайней мере до 110 МГц. Эти схемы имеют высокоомные выходы и нуждаются в высокого качества буферном каскаде и (или) в снятии ВЧ напряжения с 1/8…1/10 части витков L (считая от заземленного конца), иначе неизбежна нестабильность частоты при изменении сопротивления нагрузки. Реактивное сопротивление Сбл на рабочей частоте должно быть не более 1 Ом. Литература 1. ТитцеУ., Шенк К. Полупроводниковая схемотехника.-М.: -Мир; 1982, с.297 2. Стасенко В. Барьерный режим работы транзистора.- Радиолюбитель 1996, №1, с. 15-17. ВАЖНОЕ ДОПОЛНЕНИЕ ОТ AEN Смотри тему — http://radiokot.ru/forum/viewtopic.php?p=1620846#p1620846

Схема генератора ВЧ по схеме Иванова А. Опубликованный в журнале радиоконструктор 2007-07 (см ниже), с генератором на транзисторах в барьерном режиме, хорошая. Про подобные схемы на форуме много писали, но у неё есть недостаток в том, что она обладает большой внутренней емкостью включаемой параллельно катушки. Для её уменьшения нужно ставить не КТ3107, а более высокочастотные транзисторы, например КТ326, КТ363, КТ3126, т.е. транзисторы с меньшими внутренними емкостями. Транзисторы же работают в барьерном режиме, т.е. при напряжении 0,7 вольта и емкости p-n тереходов при таком напряжении довольно большие. С транзисторами КТ3107 эта емкость достигает величины порядка 80 — 100 пф, что и ведет к уменьшению перекрытия по диапазону. Также попробуйте уменьшить емкость конденсатора С4 до 10 пф и проверьте увеличится ли перекрытие. Резистор R2 в принципе можно закоротить. Начальную емкость с учетом всех вносимых емкостей определить довольно просто. Нужно отключить КПЕ от схемы и измерить частоту генерации. Потом подключать к схеме постоянные конденсаторы и добиться снижение частоты в корень из двух раз или в 1,414 раза. Та емкость, что подключили дополнительно будет равна входной емкости схемы. К ней нужно прибавить минимальную емкость КПЕ и получим минимальную емкость в контуре. Дальше легко подсчитать какое перекрытие по диапазону можно получить. Это корень квадратный из отношения максимальной емкости к минимальной как выше уже подсказали.

Если посмотреть на эту схему, а я вот сразу не обратил на это внимания, то можно заметить что основа генератора ВЧ, опубликованная в

радиоконструкторе 2007-07, полностью взята из журнала радио 1979, №5, стр 58. Из схемы убрали АРУ и оконечный усилитель. Вот гетеродин из книжки Степанов Б.Г. Лаповок Я.С. «Любительская радиосвязь на КВ» Скачать можно здесь. http://sunduk.radiokot.ru/loadfile/?load_id=1287557791

Сделал на варикапах, вот что получилось. Может кому пригодится.

http://radiokot.ru/forum/viewtopic.php?f=28&t=87049&start=60 AENЖ

Принцип переключения можно здесь посмотреть. http://www.cqham.ru/pdf3.htm Или в селекторе ТВ каналов СКМ-24 http://download.qrz.ru/pub/hamradio/sch … _24_1.djvu Хотя мне не очень понравилось. Полной развязки между катушками не получается и хотя все переключается, но параметры по сравнением с релюшками или переключателем ухудшаются. Я делал на КД510

Наконец то «добил» генератор, путем проб и ошибок, сколько плат перепортил Зато небольшой опыт приобрел Вот маленькая инструкция. Схема генератора не сложная, сама схема взята из книги «Любительская радиосвязь на КВ» страница 21 рис. 2.12. Основные изменения коснулись: 1.Вместо КПЕ используется варикапы. 2.Уменьшено напряжение на транзисторах VT1 и VT2. Варикапы можно использовать разные но Вы должны понимать что это повлияет на «границы диапазона» и соответственно придется изменять максимальное напряжения на варикапах в соответствии их характеристикой. Уменьшение напряжения на вышеупомянутых транзисторах и введению сопротивления R6 равным 10 Ом позволило увеличить «границы диапазона», но из-за уменьшенного напряжения очень сильно влияют на работу посторонние источники помех, поэтому генератор надо экранировать. Каркасы для катушек, L1-L8, взяты из телевизоров и приемников, разделенные на четыре секции, провод ПЭВ-0,31. Провод укладывается равномерно в каждую секцию, например при 50 витков, в каждую секцию наматываете 12,5 витка. Эксперименты показали что можно использовать кольца 100НН, но их обязательно надо ломать пополам, иначе они будут входить в насыщение и частота начнет медленно повышаться. В случае использование колец для получения требуемой частоты придется экспериментально подбирать количество витков. Провода для соединения катушек и переключателя использованы экранированные РК 50-2-11. Провода используемые на ВЧ должны быть одножильные, иначе возникают огромные потери на каждый сантиметр провода. На микросхеме DA1 NE555 и транзисторе VT3 собран простой преобразователь напряжения с 12 Вольт до 30 Вольт. Сердечник L9 взят из блока питания для ПК, он используется в фильтре питания на выходе. Отличительная черта: катушка в изоляции, длинной 3 см. Намотанный на него провод снимается, и наматывается 800 витков провода ПЭВ-0,31. Для исключения потерь на высоких частотах путем уменьшения длины соединения, почти все резисторы и конденсаторы использованы SMD 1206 и 0805 соответственно. Печатная плата с обоих сторон в неиспользуемых местах покрыта медью и используется как общий проводник. Если будете делать собственную плату, то самые основные правила (проверены на собственной шкуре): 1.Использование общей шины в неиспользуемых местах. 2.Все повороты должны быть плавные, никаких углов не должно быть, иначе возникают сильные потери в таких местах. 3.Соединения должны быть как можно короче, провода одножильные , желательно экранированные. Собранное устройство начинает работать сразу, единственной настройкой — укладка частоты, путем вращения сердечников в катушках, а если кольца то — изменение витков. VT6 на высоких частотах заметно нагревается поэтому нужно использовать радиатор (небольшая пластинка из алюминия). Выход надеюсь так переделали?

Иначе там получился каскад с коэффициентом передачи равным 0,1 В нашем случае напряжение на базе транзистора меньше одного вольта и к сожалению емкость при низких напряжениях увеличивается по экспоненте.

Транзисторы для работы при низких напряжениях в даташитах находятся именно по этим параметрам, но там дается параметр емкостей именно при низком напряжении на переходе. Например 1 вольт. Это как раз и говорит, что данный транзистор предназначен для работы при низком напряжении. Как говорится, новое — это обычно хорошо забытое старое. Вот хотя бы взять схему, что здесь рассматривали. Она была в ж. Радио в рубрике «За рубежом» еще в 1979 году.

КВАРЦЕВЫЙ ГЕНЕРАТОР НА «НЕСТАНДАРТНЫХ» ЧАСТОТАХ РадиоМир 2005 №10 http://nice.artip.ru/?id=doc&a=doc83 Обычно в литературе кварцевые генераторы (КГ) рассматриваются работающими либо на основной частоте кварца, либо на его механических гармониках (обычно нечетных). Однако кварц, как и любой другой пьезоэлектрик, будучи твердым телом, может совершать колебания на целом ряде частот, которые зависят от его конфигурации, способа токоподвода, метода крепления, наличия микродефектов и пр. Большинство из таких частот считаются паразитными. Все известные схемы КГ на этих частотах не работают, несмотря на то, что такие частоты четко выявляются даже простейшими методами исследований. С одной стороны, это следует рассматривать как несомненное достоинство таких схем КГ, поскольку есть уверенность, что генератор будет работать либо на первой (основной) гармонике, либо на механической (нечётной). С другой стороны, это значительно ограничивает количество стабильных частот, которые можно получить с помощью данного кварца. Логично предположить, что при работе кварца на так называемых «паразитных частотах» получается примерно такая же стабильность частоты генерируемых колебаний, как и на обычно используемых (стандартных).

Рис.1 Схема кварцевого генератора Рассмотрим в первом приближении реализацию идеи использования «скрытых» возможностей кварцев (рис.1). Если убрать кварц ZQ1 и паразитную ёмкость монтажа Сп из этой схемы, получается известная схема LC-генератора. Барьерный LC-генератор выбран только для того, чтобы амплитуда колебаний на ненагруженном кварце не была бы чрезмерной. Перестройка по частоте производится с помощью КПЕ С1. Перестройка по частоте должна осуществляться на несколько мегагерц выше и ниже частоты, обозначенной на корпусе кварца. Так, например, если на корпусе кварца написано 20 МГц, то диапазон перестройки при отсутствии ZQ1 должен быть 18. .22 МГц. Если подключить к схеме кварц и вновь попробовать перестроить частоту с помощью С1, то с помощью частотомера можно обнаружить резкое возрастание стабильности генерируемых колебаний на некоторых частотах. При этом наблюдается «захват» частоты LC-генератора кварцем, и перестройка С1 (в некоторых пределах) практически не влияет на частоту генерируемых колебаний. Пройдя весь диапазон частот за счёт изменения ёмкости С1, можно наблюдать «захват» на целом ряде частот (где наблюдается «кварцевая» стабильность частоты). Следует отметить, что «захват» частоты происходит на тех частотах, которые при обычном подходе классифицировались бы как паразитные. Например, один кварц импортного производства производил «захват» на частотах 20,168 МГц; 20,374 МГц и других, несмотря на то что на корпусе его было указано значение «20.000 MHz». Интересно, что в «классических» схемах кварцевых генераторов такой кварц работал обычным образом, генерируя на частотах, весьма близких к указанному значению 20,000 МГц. Таким образом, данный кварц в «классических» схемах будет работать только на одной частоте — 20,000 МГц, тогда как предлагаемая схема (рис.1) позволяет ему работать, как минимум, ещё на двух других частотах! http://pro-radio.ru/start/2989/

А мне вот эта нравится в качестве измерительного генератора. До ~30 мгц генерирует с любой катушкой, стабильность хорошая. Т.к. напряжение в контуре маленькое, с варикапом перестройка двольно большая. Усилитель делал по разным схемам. И без отводов. Автор AEN – радиокот. Здесь транзисторы работают в барьерном режиме. Выходное сопротивление большое, выходной сигнал маленький. Амплитуда маленькая, поэтому приёмник не перегружается. Амплитуда маленькая, поэтому варикапом перестройка широкая, а у меня там ещё стоит генератор пилы, которая подаётся на вх.»Х» осцилографа и на варикап, что расширяет возможности при сопряжении контуров. Что бы изменить частоту в генератор можно сунуть любую катушку или даже соединить несколько последовательно или параллельно. Достоинства: Стабильность выходного напряжения в широкой полосе с любыми, практически L и С. Лучше я первоисточник найду. Это схема первого гетеродина любительского приёмника, автор Дроздов, если не ошибаюсь. Да, и ещё. Можно сказать, что здесь на транзисторах сделан «аналог тунельного диода». http://www.radiokot.ru/forum/viewtopic.php?p=25778

Сверхрегенеративный приёмник на основе барьерного генератора В. Артеменко, UT5UDJ, http://www.radioman-portal.ru/pages/1352/index.shtml 01021, г. Киев-21, а/я 16 В работах [1, 2] были рассмотрены практические схемы барьерных генераторов ВЧ. Однако при этом оставалась без внимания еще одна перспективная область применения таких генераторов — использование их в качестве сверхрегенеративных детекторов (приемников). Из теории сверхрегенерации известно, что генератор ВЧ, работающий в режиме прерывистой генерации (и при выполнении также ряда других требований), может служить и в качестве сверхрегенеративного детектора (приемника). Таким образом, используя однотранзисторный барьерный генератор ВЧ, можно построить очень простой сверхрегенеративный приемник. Режим прерывистой генерации с целью получения сверхрегенеративного детектора наиболее просто реализуется с помощью установки интегрирующей RC-цепи по цепи питания барьерного генератора ВЧ. Для этого постоянная времени данной RC-цепи должна быть больше, чем время нарастания амплитуды колебаний ВЧ в схеме генератора. Собственно, такая идея не нова и уже неоднократно реализовывалась. Например, одна их схем сверхрегенеративного приемника, использующая гашение за счет RC-цепи, рассмотрена в [3]. В принципе, для построения сверхрегенеративного приемника можно использовать практически любую схему барьерных генераторов ВЧ из приведенных в [1, 2]. Такое успешное осуществление режима самогашения (прерывистой генерации или автосуперизации) за счет интегрирующей RC-цепи, установленной по цепи питания барьерного генератора ВЧ, в основном оказывается возможным благодаря характерному свойству барьерных генераторов. Так, при относительно низком напряжении на конденсаторе RC-цепи генератор не возбуждается, и при этом он представляет для постоянного тока очень высокое сопротивление. Поэтому «заторможенный» генератор и не мешает заряду (зарядке) конденсатора через сопротивление. При достижении напряжения на конденсаторе некоторого уровня (примерно 0,6 В), барьерный генератор ВЧ начинает генерировать электрические колебания. В этом случае генератор представляет для постоянного тока уже достаточно низкое сопротивление! В этой связи конденсатор RC-цепи достаточно быстро разряжается через работающий барьерный генератор. Напряжение на конденсаторе быстро уменьшается, и в результате чего генератор перестает генерировать и переходит в «заторможенный» режим, где имеет уже снова очень большое сопротивление постоянному току (но, не мешая при этом процессу зарядки конденсатора через резистор). Такой процесс автосуперизации повторяется снова и снова… Особенности осуществления процесса приема в приемнике с самогашением (автосуперизацией) рассмотрены [4]. Таким образом, весьма важным условием возможности осуществления автосуперизации с помощью интегрирующей RC-цепи, установленной по цепи питания барьерного генератора ВЧ, является его большое

сопротивление по постоянному току в «заторможенном» состоянии и относительно низкое сопротивление по постоянному току в режиме генерации. Если бы сопротивление генератора по постоянному току не изменялось бы при переходе генератора от «заторможенного» состояния к генерирующему (или от генерирующего состояния к «заторможенному»), то практически осуществить автосупериэацию (и тем самым фактически превратить генератор в приемник) не удалось бы! Вот почему, например, на германиевых транзисторах, которые характеризуются значительными токами утечки, такой приемник изготовить нельзя (данные экспериментов автора). Другим важным условием, необходимым для возможности осуществления автосуперизации генератора с помощью интегрирующей цепи, установленной по цепи питания генератора, является гистерезис при переходе от «заторможенного» состояния к генерирующему, и, наоборот, — при переходе от генерирующего состояния к «заторможенному». Поскольку это свойство характерно для любых генераторов (а не только для барьерных), это свойство не является все же достаточным для получения (реализации) автосуперизации. Рассмотрим практическую схему такого сверхрегенеративного приемника (рис. 1).

Рис. 1. Схема электрическая принципиальная сверхрегенеративного приемника Собственно, сам сверхрегенеративный детектор выполнен на основе барьерного генератора ВЧ с ОБ [2]. Прерывистая генерация (автосуперизация) в данной схеме реализуется с помощью упомянутой выше интегрирующей RC-цепи, включающей в себя конденсатор С4* и последовательно соединенные резисторы R2 и R3*. Дроссель L2 необходим исключительно для развязки по ВЧ, поскольку непосредственное подключение С4* к эмиттеру транзистора VT1 делает генерацию невозможной. Бескаркасная катушка L1 содержит 11 витков провода диаметром 0,8 мм. Намотка произведена «виток к витку» (для удобства выполнялась на хвостике сверла диаметром 5,5 мм). Использование конденсатора С1 с небольшой емкостью и резистора R1 с сопротивлением, близким к 50 Ом, как и в конструкции [3], позволяет получить входное сопротивление по ВЧ, близкое к 50 Ом. Оптимальный режим работы сверхрегенеративного детектора (в частности, средняя частота автосуперизации) достигается подбором емкости конденсатора С4* и сопротивления резистора R3*. Подбором величины конденсатора С3* регулируют величину ПОС. Величина емкости конденсатора С3* при работе генератора в качестве сверхрегенеративного детектора должна быть значительно больше, чем это необходимо для возникновения устойчивой генерации (как если бы данная схема использовалась просто как генератор). По-видимому, это явление связано с уменьшением сопротивления по постоянному току (при увеличении емкости конденсатора С3*) в режиме генерации и, возможно, с увеличением гистерезисных явлений с ростом этой емкости С3*. Конденсатор С3* следует подбирать при настройке приемника. В целом методика настройки приемника практически не отличается от приведенной в [3].

Чувствительность данного сверхрегенеративного детектора такая же, как и у схемы [3] — примерно 500 мкВ/50 Ом. При номиналах деталей, указанных на рисунке, возможна перестройка приемника в пределах 25…40 МГц (примерные границы перестройки по частоте). Из-за низкой селективности использовать данный приемник на вещательных диапазонах (имеется в виду KB, AM) нерационально. Лучше эксплуатировать его на УКВ (ЧМ), уменьшив число витков катушки L1 в 2…3 раза и соответственно подбирая элементы С1 и С3*. Литература 1. Артеменко В. Барьерные генераторы ВЧ на биполярных транзисторах. — Радиолюбитель, 2001, №7, с. 27. 2. Артеменко В. Барьерный LC-генератор. — Радиолюбитель. КВ и УКВ, 2004, №2, с. 34. 3. Артеменко В. Сверхрегенеративный приемник с барьерным режимом работы транзисторов. Радиолюбитель. KB и УКВ, 2002, №11, с. 36…39. 4. Жеребцов И. П. Радиотехника. — М.: Связьиздат, 1963.

Сверхрегенеративный приемник с барьерным режимом работы транзисторов Использование барьерного режима работы транзисторов [1] позволяет конструировать очень простые устройства. Так, на основе общих принципов работы транзисторов в таком режиме удалось создать принципиально новые схемы LC-генераторов [2]. В статье рассмотрена еще одна перспективная область применения барьерного режима — совершенствование схемотехники простых приемников. http://nice.artip.ru/?id=doc&a=doc57 Автор предлагает сверх регенеративный приемник, вся ВЧ часть которого выполнена на транзисторах, работающих в барьерном режиме. Отдельные узлы такого приемника могут быть независимо использованы и в других схемах подобных ВЧ устройств. Автор иллюстрирует особенности применения барьерного режима работы транзисторов именно в таком приемнике по нескольким причинам. Во-первых, сверх регенераторы являются очень простыми приемниками, изготовить и настроить которые сможет даже начинающий радиолюбитель. Во-вторых, подавляющее большинство схем сверхрегенеративных приемников работают неустойчиво и имеют низкую чувствительность (около половины милливольта, т.е. приблизительно 500 мкВ). Поэтому демонстрация возможностей барьерного режима работы транзисторов для повышения параметров работы этих приемников является весьма впечатляющей. Теоретические основы работы сверхрегенераторов достаточно подробно рассмотрены в [3]. В [4], по сути, анализируются особенности барьерного режима работы транзисторов. Показано, что германиевые (Ge) транзисторы в схемах с барьерным режимом не работают, что подтверждается и опытными данными автора. Несмотря на широкое использование сверхрегенераторов, до настоящего времени в литературе отсутствует концепция принципов работы схем подобных устройств. В этой связи предлагаются общие принципы конструирования сверх регенеративных приемников. 1. Поскольку транзисторный сверхрегенеративный детектор в малогабаритном исполнении практически всегда имеет чувствительность около 500 мкВ, то для получения чувствительности, например, 5 мкВ, нужно использовать достаточно «сильный» УРЧ (+40 дБU или 100 раз по напряжению). 2. Использование, в свою очередь, УРЧ с высоким KU диктует необходимость наличия на входе приемника весьма качественного полосового (входного) фильтра для предотвращения возможности перегрузки УРЧ вне-полосными сигналами. 3. Желательно иметь плавный аттенюатор (0…40дБ или даже 0…60 дБ), включенный между антенной и входным фильтром приемника. 4. В приемнике лучше всего использовать блочную 50-омную схемотехнику, что позволяет легко производить замену одних блоков другими и использовать типовые узлы. При использовании 50-омной схемотехники легко реализуется взаимная экранировка блоков приемника друг от друга, а все межблочные

соединения выполняются 50-омным коаксиальным кабелем. Становится легко производить измерения параметров отдельных блоков и всего приемника в целом. 5. В качестве УРЧ наиболее просто использовать включенные последовательно 50-омные ШПУ с известным КU (например, +10 дБ, +20 дБ…). Отметим, что по мере роста К U для УРЧ предельная чувствительность приемника вначале возрастает, а затем уменьшается. Такая зависимость становится вполне понятной, если учесть, что УРЧ обладает собственными шумами. Поэтому опытным путем следует найти оптимальное значение КU для УРЧ приемника, — ведь и избыток, и недостаток усиления (KU) УРЧ по сравнению с оптимальным значением КU ухудшает работу приемника. Операцию подбора усиления УРЧ необходимо производить только для конкретно изготовленного сверхрегенеративного детектора вследствие возможности сильного взаимного разброса параметров пороговой чувствительности даже однотипных детекторов. Однако применение в качестве УРЧ приемника ШПУ с дискретными значениями КU не является наилучшим вариантом. С точки зрения оптимизации предельной чувствительности приемника значительно удобнее использовать ШПУ с плавной регулировкой величины KU. 6. Для самого сверхрегенеративного детектора (с самогашением) необходимо осуществить 50-омный вход по ВЧ и высококачественную стабилизацию напряжения питания детектора, иметь возможность плавной регулировки режима сверхрегенеративного детектора, и как можно лучше отделить собственно детектор от УНЧ (как по ВЧ, так и по НЧ). Следует также установить буферный каскад между ВЧ входом (50-омным) сверхрегенеративного детектора и выходом УРЧ (также 50-омным) в том случае, если используется УРЧ со слабой развязкой входа и выхода. Такая мера предотвращает уход частоты настройки и срыв работы сверхрегенеративного детектора при изменении параметров антенны (изменение импеданса антенны, например, в случае прикосновения к ней рукой и т.п.). 7. Использование барьерного режима работы транзисторов в сверхрегенеративном детекторе также несколько увеличивает устойчивость работы приемника по сравнению с обычными (классическими) схемами. 8. Желательно в сверхрегенеративном детекторе (как, впрочем, и в других узлах приемника) использовать кремниевые (Si) транзисторы вместо германиевых (Ge) транзисторов, что также повышает устойчивость работы приемника. Данная схема приемника (рис. 1) выполнена с учетом большинства вышеперечисленных требований (см. п.п. 1 …8). Приемник рассчитан на работу в диапазоне 27…30 МГц с AM. Чувствительность приемника составляет около 5 мкВ. Сигнал с таким уровнем отлично разбираем: глубина АМ>30%. Конструктивно приемник состоит из 5 блоков (рис. 1).

Блок 1 Входной (полосовой) фильтр выполнен по классической схеме и в подробном описании не нуждается.

Блок 2 и блок 3 Однотипные широкополосные усилители (ШПУ). Совместно эти блоки образуют ШПУ РЧ. Параметры блоков: KU дБ ≈ KP дБ ≈ +20 дБ; RIN = ROUT = 50 Ом Дf = 1…24МГц, где: КU дБ (КP дБ) — коэффициент усиления по напряжению (по мощности) при условии, что сопротивление генератора и нагрузки чисто активные и составляют 50 Ом; RIN (ROUT) — входное (выходное) сопротивление усилителя; Дf — полоса частот, в которой примерно выполняются условия равенства коэффициентов усиления величине +20 дБ, а входное и выходное сопротивления отдельного усилителя близки к величине 50 Ом (полоса частот, в которой усилитель ведет себя, как ШПУ). При последовательном соединении блока 2 и блока 3 получаем ШПУ РЧ с коэффициентом усиления +40 дБ (как по напряжению, так и по мощности). Входное и выходное сопротивления такого ШПУ РЧ также близки к величине 50 Ом. Следует отметить, что на частоте около 24 МГц начинается спад усиления таких усилителей. Характерной особенностью данных усилителей (блок 2 и блок 3) является то, что работают они в барьерном режиме. За их прототип был взят ШПУ с R-OOC [5]. Автор перевел этот усилитель-прототип в барьерный режим работы, значительно упростив при этом его схему. Токопотребление блока 2 определяется сопротивлением резистора R4 и составляет в данном случае около 1 мА, токопотребление блока 3 — соответственно резистором R9, составляет ту же величину. Отметим, что для расчета токопотребления (или тока через транзистор) этих блоков используются соотношения, приведенные в [1]. Автор полагает, что расчетные соотношения для исходного ШПУ прототипа [5] в основном пригодны и для ШПУ, переведенного в барьерный режим. Использование барьерного режима позволяет в данном случае построить простую схему ШПУ с небольшим количеством деталей и практически не нуждающуюся в настройке, получая при этом очень экономичные схемы ШПУ (потребляются малые мощности от источника питания). Вместе с тем динамические характеристики таких усилителей получаются весьма низкими, поэтому они не должны использоваться в аппаратуре с высокой динамикой. Блок 4 — сверхрегенеративный детектор Сам сверхрегенеративный детектор имеет крайне низкие динамические характеристики и избирательность, что, собственно, является характерной чертой таких детекторов любых типов. Поэтому вполне допустимо, как было указано выше, использовать слабодинамичные блоки 2 и 3 при наличии на входе приемника полосового фильтра. Собственно сверхрегенеративный детектор выполнен на основе генератора ВЧ на двух транзисторах (VT3 и VT4), работающих в барьерном режиме и с прерывистой генерацией (сверхрегенеративный детектор с самогашением). Прерывистая генерация в данной схеме реализуется с помощью цепи самогашения L5, С18*, R12, R15*. Дроссель L5 служит для развязки по ВЧ, так как непосредственное подключение конденсатора С18* к эмиттерам транзисторов VT3 и VT4 делает генерацию невозможной. Использование конденсатора С17* достаточно малой емкости и резистора R11 с сопротивлением, близким к 50 Ом, является компромиссным вариантом и позволяет получить 50-омный вход блока 4 по ВЧ. Это дает возможность подключать выход УРЧ (также 50-омный) к входу сверхрегенеративного детектора. Наиболее оптимальный режим работы сверхрегенеративного детектора достигается подбором величины емкости конденсатора С18* (в процессе налаживания приемника) и сопротивления резистора R15* (при его эксплуатации). Подбирая номиналы С18* и R15* опытным путем, можно достичь наибольшей чувствительности приемника. Цепочка блока 4 R13, C21, R14 и конденсатор С25 блока 5 образуют фильтр нижних частот (ФНЧ). С помощью такого ФНЧ из пакетов ВЧ вспышек сверхрегенератора выделяется НЧ составляющая, примерно соответствующая огибающей ВЧ сигнала, поступающего на антенну приемника (как при детектировании AM сигнала с помощью диода). Далее этот НЧ сигнал поступает на вход высокочувствительного малошумящего УНЧ с большим коэффициентом усиления. Более подробно о принципах работы сверхрегенеративного детектора с самогашением можно найти, например, в [6]. Блок 5 — телефонный УНЧ Телефонный УНЧ выполнен на двух биполярных транзисторах VT5 и VT6 с непосредственной связью. Транзистор VT5 работает при малом коллекторном токе и напряжении. При таком режиме работы транзистора VT5 достигается малый уровень шума при большом коэффициенте усиления по напряжению.

Транзистор VT6 работает в оконечной ступени усиления данного усилителя. Конденсаторы С25, С26, С28 и С30 включены для устранения возможности паразитного самовозбуждения усилителя из-за его большого усиления по напряжению и использования в схеме ВЧ транзисторов. Для этой же цели служит цепочка развязки по питанию транзистора VT5 (R18, С26, С28).

КОНСТРУКЦИЯ ПРИЕМНИКА И ЕГО НАСТРОЙКА Приемник выполнен на пяти печатных платах. Отдельные платы блоков помещены в экраны из луженой жести. При этом каждая плата экранируется со всех сторон, кроме ее верха и низа. Только ПФ (блок 1), как исключение, экранируется также и изнутри. Корпус приемника проще всего изготовить из одностороннего фольгированного стеклотекстолита, который рекомендуется предварительно аккуратно облудить. После настройки каждой платы ее экран соединяют с другими экранами уже настроенных ранее плат. Коаксиальные кабели и шины питания находятся сверху плат (со стороны деталей). В итоге получаем компактную сотовую конструкцию, которую после проверки общей работоспособности и окончательной настройки помещаем в корпус из фольгированного стеклотекстолита и припаиваем ко дну этого корпуса. Таким образом, неэкранированным остается только верх сотовой конструкции. Такое оформление за счет взаимной экранировки отдельных узлов и очень хорошей «земли» значительно повышает устойчивость работы изготовленного приемника. Все узлы соединяют между собой 50-омным ВЧ коаксиальным кабелем минимально возможной длины. Допустимо также использовать и кабели с другим волновым сопротивлением (например, 75 или 100 Ом), что не приводит к значительным ухудшениям работы приемника, поскольку длина коаксиального кабеля будет даже в наихудшем случае меньше, чем 0,1 л, самой высокой частоты, используемой в приемнике (диапазон приемника л = 10 м). Провода (шины) питания можно выполнять обычным (неэкранированным) проводом в хорошей изоляции. Расположение деталей на платах и взаимное расположение блоков в авторском варианте конструкции приемника полностью соответствовало принципиальной схеме (рис. 1). Полосовой фильтр (блок 1) настраивают по общепринятой методике [7]. Наименьшее затухание в полосе пропускания фильтра должно иметь величину не более 6 дБ. Широкополосные усилители (блоки 2 и 3) собственно в настройке не нуждаются. Необходимо только убедиться, что токопотребление каждого из этих блоков в отдельности составляет величину около 1 мА (при напряжении источника питания +12 В). Возможно, также следует проконтролировать усилительные свойства этих блоков (как каждого в отдельности, так и соединенных последовательно). Далее соединяем блоки 1, 2 и 3 согласно принципиальной схеме и подаем питание на блоки 2 и 3. Следует убедиться в отсутствии самовозбуждения этой системы из последовательно соединенных блоков. Отметим, что резисторы R1*, R5*, R6* и R10* как раз и выполняют в данной схеме роль антипаразитных элементов, препятствуя возникновению паразитных самовозбуждений. В случае отсутствия самовозбуждения в схеме резисторы R5* и R10* могут не устанавливаться. Если самовозбуждение все же имеет место даже при всех установленных анти паразитных резисторах, необходимо несколько уменьшить номиналы всех этих четырех резисторов. Опытным путем находим такие значения номиналов, при которых самовозбуждение будет отсутствовать. Заметим, что самовозбуждение системы из этих трех блоков должно отсутствовать как при разомкнутом антенном входе приемника, так и при короткозамкнутом входе, а также при подключении 50-омного резистора к этому антенному входу. Отсутствие самовозбуждения контролируется на правой по схеме обкладке конденсатора С16 высокоомным игольчатым ВЧ вольтметром, не подключая при этом соединительный коаксиальный кабель к выходу блока 3. Затем контролируем отсутствие самовозбуждения на концах соединительного кабеля, подключаемого одним своим концом к выходу блока 3, а другим концом — к 50-омному безындукционному резистору. В ходе выполнения этой операции также используется высокоомный игольчатый ВЧ вольтметр. Затем подключаем к блокам 1, 2 и 3 блок 4. Вначале напряжение питания подаем только на блоки 2 и 3. С помощью игольчатого ВЧ вольтметра контролируем отсутствие самовозбуждения на резисторе R11 блока 4 при различных нагрузках на антенном входе приемника. Основная настройка блока 4 производится при окончательном налаживании приемника (см. ниже). Настройка блока 5 сводится к установке режимов обоих транзисторов по постоянному току. С этой целью подбираем номинал резистора R16* до получения напряжения +4…8 В на коллекторе транзистора VT6 (при напряжении питания +12 В). Далее присоединяем к блокам 1…4 блок 5 с помощью соединительного коаксиального кабеля и подаем питание на блоки 2…5 приемника. Перемещая движок резистора R15*, который выводим на переднюю панель приемника в его окончательном варианте, добиваемся появления наибольшей громкости (интенсивности) «суперного» шума сверхрегенератора. Эту операцию обычно производят «на слух». Возможно также попробовать при окончательной настройке (как было указано выше) подобрать опытным путем емкость конденсатора C18* и номинал резистора R15* для достижения наилучшей работы приемника (R15* может быть с максимальным сопротивлением 47 кОм и т. д.). Затем к антенному входу приемника присоединяем сигнальный выход 50омного ГСС. Частота ГСС устанавливается равной той частоте, на которую мы собираемся настроить приемник. Амплитуда выходного напряжения ГСС устанавливается примерно равной 50…100 мкВ. Тип модуляции ГСС — AM с глубиной модуляции 30%. Изменяя емкость конденсатора С20 (настройка приемника), стараемся принять сигнал ГСС с максимальной громкостью. При этом, возможно, будет необходимо подобрать и емкость конденсатора С19* и/или индуктивность L6. Изменение индуктивности L6 можно производить в некоторых пределах, путем сжатия или растяжения этой катушки (в длину). В

процессе настройки приемника необходимо все время регулировать положение движка резистора R15* до получения максимальной громкости принимаемого сигнала. Затем, одновременно подстраивая емкость конденсатора С20 и перемещая движок резистора R15*, добиваемся максимальной громкости приема сигналов ГСС со все меньшей и меньшей амплитудой (при этом постепенно уменьшая уровень выходного сигнала ГСС). Правильно настроенный приемник должен хорошо принимать сигналы с уровнем 5 мкВ и удовлетворительно сигналы с уровнем 2 мкВ (данные приведены для приемника, настроенного на одну из частот в диапазоне 27…30 МГц). При этом также подстраиваем и входной фильтр приемника (на самом конечном этапе настройки). Отметим, что питание приемника +12 В должно быть хорошо стабилизированным. Катушки L1, L2 и L6 — бескаркасные, их наматывают виток к витку проводом диаметром около 0,7 мм в изоляции (например, ПЭЛ). Намотку легко производить, например, на хвостике сверла диаметром 6 мм. Дроссель L5 использован фабричного производства. ШПТ(Л) L3 и L4 наматывают на кольцах К10x6x4 (м = 600…2000 НН). Намотку производят «витой парой», которая изготавливается из двух изолированных проводников диаметром около 0,3 мм, и имеющую четыре скрутки на 1 см длины. На кольцо наматывают 6 витков «витой пары», равномерно распределяя витки по кольцу. Фазировку обмоток ШПТ(Л) выполняют согласно принципиальной схемы. На основе приведенной схемы приемника можно построить радиостанцию, имеющую достаточно большой радиус действия даже при использовании маломощного передатчика. Литература 1. Стасенко В. Барьерный режим работы транзистора. — Радиолюбитель, 1996, №1,с. 15…17. 2. Артеменко В. Барьерные генераторы ВЧ на биполярных транзисторах. — Радиолюбитель, 2001, №7, с. 27. 3. Жеребцов И. П. Радиотехника. — М.: Связьиздат, 1963, с. 587…594. 4. Прохоров И. С. Работа транзистора при малом напряжении питания. — Радиотехника, 1972, №2, с. 80…83. 5. Ред Э. Справочное пособие по высокочастотной схемотехнике. — М.: Мир, 1990. 6. Миль Г Электронное дистанционное управление моделями. — М: ДОСААФ CCCR 1980. 7. Бунин С. Г., Яйленко Л. П. Справочник радиолюбителя- коротковолновика. — Киев, Технiка, 1984. «Радиолюбитель. КВ и УКВ», №11, 2002г.

Совершенствование конструкций и повышение качества работы сверхрегенеративных приемников Наравне с возрастающей сложностью аппаратуры, разрабатываемой радиолюбителями, не утихает интерес и к простым устройствам, таким, например, как описываемый в данной статье сверхрегенеративный приемник. Подобные простые приемники могут быть полезными не только для начинающих радиолюбителей, но и при конструировании, например, линий передачи данных (телеуправления) на малые и средние расстояния не только на KB, но и СВЧ диапазонах. http://nice.artip.ru/?id=doc&a=doc60 Крайняя простота схем сверхрегенеративных радиоприемников, достаточная легкость их настройки, возможность приема как AM, так и ЧМ (широкополосных) сигналов сделала такие приемники весьма популярными среди радиолюбителей. В последнее время существуют отдельные мнения о том, что сверхрегенеративные приемники потеряли свою актуальность и могут быть интересны только начинающим радиолюбителям. Вместе с тем все тонкости работы этих приемников и на сегодняшний день остаются до конца не выясненными. И это, не смотря на то, что основополагающие принципы и основы конструирования сверхрегенеративных приемников исследовались достаточно полно [1,2]. Эта статья посвящена дальнейшему совершенствованию конструкций и повышению качества работы сверхрегенеративных радиоприемников. В работе [3] был рассмотрен сверхрегенеративный приемник, выполненный на основе барьерного LCавтогенератора (см. рис.1). Сам сверхрегенеративный детектор приведен на рис.2. Сигнал НЧ можно снимать с любой из точек 1, 2 или 3. В точках 1 и 2 присутствует НЧ сигнал и напряжение с частотой автогашения, а в точке 3 кроме упомянутых сигналов еще и ВЧ сигнал с частотой LC контура. Поскольку чувствительность схем сверхрегенеративных детекторов небольшая (около половины милливольта), для получения чувствительности в 5 микровольт в схеме [3] присутствовали два УРЧ с суммарным усилением 40 дБ (100 раз по напряжению). Можно значительно увеличить чувствительность такого сверхрегенеративного детектора, если вместо схемы контура, приведенной на рис.3, применить контур “на

повышение напряжения” (см. рис.4). Даже такая простая доработка контура без изменения печатной платы приемника [3] дает поразительный результат: чувствительность собственно сверхрегенеративного детектора повышается примерно в 500 (!) раз. Таким образом, если надо получить чувствительность сверхрегенеративного приемника 1…5 микровольт, можно вполне отказаться от двух УРЧ. Заметим, что дальнейшее повышение чувствительности с помощью УРЧ особых результатов не дает, что вполне согласуется и с выводами работы [4]. Это обстоятельство еще раз демонстрирует впечатляющие возможности согласования по ВЧ. Отметим, что схема, приведенная на рис.4, требует подключения 50омной антенны через буфер (эмиттерный повторитель), в противном случае частота настройки такого приемника будет в значительной степени определяться антенной и расположением различных внешних объектов.

Следует помнить, что вначале сверхрегенеративные приемники конструировали на радиолампах, и только позднее их начали выполнять на биполярных транзисторах. И те радиолюбители, кто экспериментировал как с ламповыми, так и с транзисторными сверхрегенераторами, всегда отмечают более устойчивую работу именно ламповых сверхрегенераторов. При этом их чувствительность значительно превосходит чувствительность сверхрегенераторов, выполненных на биполярных транзисторах. И если на первых этапах использования транзисторов такое превосходство ламповых схем объясняли “несовершенством” транзисторов, то в настоящее время об этом говорить уже нет смысла. Причины низкого качества транзисторных сверхрегенераторов, по-видимому, следует искать в другом. Одна из возможных причин, по мнению автора, заключается в том, что лампы, как известно, обладают достаточно большими входными/выходными сопротивлениями, а биполярные транзисторы — сопротивлениями низкими. В этой связи можно предположить, что, перенеся практически без изменения схемотехнику ламповых сверхрегенераторов на транзисторную базу, получили в результате значительное ухудшение работы транзисторных сверхрегенераторов по сравнению с их ламповыми прототипами. Однако, применяя, где это необходимо, согласование с помощью частичного включения контуров и широко используя эмиттерные повторители, можно получить и для сверхрегенераторов на биполярных транзисторах высокую чувствительность при достаточной стабильности в работе. Реализация этой идеи показана на рис.5. Как видно такой приемник уже не содержит двух каскадов широкополосных барьерных УРЧ при той же чувствительности, что и конструкция [3]. Эмиттерный повторитель на VT1 и VT2 стоящий на входе

приемника, достаточно сильно изолирует антенну от контура сверхрегенератора. По этой причине параметры 50-омной антенны, а также окружающие предметы перестают влиять на частоту настройки приемника Для лучшей стабильности работы сверхрегенеративного детектора на VT3, VT4 сигналы НЧ снимаются с него также через эмиттерный повторитель на VT5, VT6. Собственно фильтрация по НЧ (с помощью простейшего ФНЧ L3, C22) осуществляется не по входу сверхрегенеративного детектора, а по выходу эмиттерного повторителя. Это разгружает сверхрегенеративный детектор, способствуя его более устойчивой работе. Резистор R16 служит для регулировки громкости приемника, Конструкция УНЧ на VT7, VT8, а также данные по L1 такие же, как и в [3]. Схему на рис.5 можно модернизировать, применяя, например, современные полевые транзисторы в истоковых повторителях или операционные усилители для ФНЧ и УНЧ, а также выполняя “эмиттерные” повторители по другим, более оптимальным схемам, что позволит значительно снизить токопотребление и габариты конструкции. В процессе эксплуатации было замечено, что в отсутствии сигнала сверхрегенеративный приемник [3] сильно шипит (четко слышен характерный суперный шум). Как видно из рис.2, при включении напряжения питания конденсатор С3* разряжен и генератор на VT1, VT2 не работает. Через некоторое время после включения питания С3* через сопротивления R1* и R2 заряжается до напряжения питания, при котором генератор запустится. При запуске генератора ток через него возрастает, и С3* через работающий генератор быстро разряжается. Этот процесс повторяется снова и снова (при надлежащем выборе значений R1*, R2 и С3*). Таким образом, реализуется режим прерывистой генерации, а на С3* (точка 2) или R2 (точка 1) будет наблюдаться переменное напряжение с частотой автогашения (близкое по форме к пилообразному). Однако при таком ходе процесса суперный шум не должен наблюдаться, т.к. генератор будет запускаться (затормаживаться) через определенные промежутки времени строго периодически! И тем не менее сверхрегенеративный приемник в отсутствие принимаемого сигнала продолжает шипеть… Для объяснения наличия подобного шума можно опираться на флуктуационную теорию, согласно которой следует рассматривать уточненные эквивалентные схемы катушки индуктивности и конденсатора. Так, согласно этой теории, катушка индуктивности обладает сопротивлением активных потерь R L, а конденсатор — соответственно сопротивлением активных потерь RС (см. рис.6). При этом принимается, что реактивные элементы в “идеале” активными потерями (сопротивлениями) не обладают, т.е. не “шипят”. При учете R L и RС, которые, в свою очередь, являются источниками (генераторами) теплового шума (например, тепловых ЭДС и тока), уже можно допустить, что в какой-то момент времени генератор запускается (затормаживается) чуть позже, чем это было бы возможно при полном отсутствии тепловых шумов! Вследствие процесса случайности тепловых шумов и получается некоторая неопределенность во времени запуска (затормаживания) генератора, чем можно уже объяснить возникновение шумов на НЧ выходе сверхрегенеративного детектора в отсутствии принимаемого сигнала. Сам сверхрегенератор (когда он “шипит”) усиливает по амплитуде такой случайный шум (напряжение шумов, например, на активных сопротивлениях потерь в LC контуре). Заметим, что в процессе усиления тепловых шумов LC контура в сверхрегенераторе происходит частотная (фазовая) модуляция несущей его генератора, но никак не AM (несущую “шипящего” сверхрегенератора нельзя обнаружить даже с помощью CW/SSB приемника). Возможное объяснение наличия суперного шума в сверхрегенеративном приемнике позволит лучше понять тонкий механизм его работы, что может быть полезным при дальнейших модернизациях приемника.

Далее рассмотрим особенности работы различных схем, созданных на базе барьерного автогенератора. Для того, чтобы меньше влиять на схему сверхрегенеративного детектора (рис.2), воспользуемся эмиттерными повторителями. В этом случае схема одноконтурного сверхрегенеративного детектора будет соответствовать схеме, приведенной на рис. 7.

Автором исследовались два варианта такой схемы (вариант “А” и “В”), отличающиеся друг от друга только местом снятия сигнала со схемы сверхрегенеративного детектора. Подключая на выход схемы через аттенюатор CW или SSB связной приемник с S-метром, работающий в диапазоне от 1 до 50 МГц, можно получить спектрограмму, приведенную на рис.8. Как видно из рис.8, ограничились начальным уровнем шума S, равным 46 дБмкВ (начало шкалы S графика). При измерениях было слышно, что шумы свёрхрегенеративного приемника концентрируются только вблизи отдельных частот. При этом спектр таких шумов имел “колоколообразный” характер (по видимому, именно за счет “колоколообразной” АЧХ LC контура, т.е. приемного контура L1, C2 сверхрегенеративного детектора).

Заметим, что перед началом измерений к выходу схемы (см. рис.7) подключали высокоомный наушник и регулировкой потенциометра R2* добивались наиболее громкого (и в то же время устойчивого) суперного шума. Только убедившись, что сверхрегенератор работает устойчиво и ничего не принимает прямо на контурную катушку (для чего схема была полностью экранирована), подключали к 50-омному выходу схемы связной приемник и производили снятие данных, по которым в дальнейшем и строился спектр. Естественно, для снятия данных можно пользоваться и спектроанализатором, что дает наглядность получаемых опытных данных, но, тем не менее, не дает возможности непосредственно прослушивать “звучание” составляющих спектра. В этой связи наиболее оптимально вначале визуально на спектроанализаторе изучить общую спектральную картину, а затем дополнительно “прослушать” составляющие спектра на SSB/CW приемнике. В статье описываются исследования спектра только с помощью приемника прямого преобразования, в качестве гетеродина которого использован ГСС (полоса пропускания приемника составляет 6 кГц). Измерения проводились от 1 до 50 МГц только на “целых” частотах (1, 2, 3, и т.д. до 50 МГц). Полученные в результате измерений точки на графике соединялись отрезками прямой (см. рис.8). Как видно из полученного графика, самый большой “шумовой” пик

наблюдается на частотах 14… 15 МГц. Логично предположить, что он соответствует собственной частоте контура L1, C2, т.е. частоте, на которую настроен сверхрегенератор. При прямом опыте это подтвердилось, сверхрегенератор действительно принимал на частоте 14,25 МГц. Таким образом, самый большой пик на рис.8 (вариант схемы “А”) соответствует частоте настройки сверхрегенератора. Пики на частотах 28…30 МГц где-то на 15 дБ меньше, а на частоте 43 МГц уже на 20 дБ меньше чем на частотах 14. ..15 МГц. Повышенный уровень шумов был обнаружен и на частотах 1, 2 и 5 МГц. Если это гармоники частоты автогашения, то в таком случае мы должны были бы иметь пики шумов и на частотах 3 и 4 МГц. Ответ на такое несоответствие могло бы дать разложение импульсов пилообразной формы в ряд Фурье, однако такое исследование уже выходит за рамки изучаемых явлений. Как видно из рис.8 схема по варианту “В” также демонстрирует наличие подобных шумов на частотах около 14, 28…30 и 43 МГц. При этом, по сравнению с вариантом “А”, амплитуды их изменились немного — менее чем на 10 дБмкВ. Таким образом, подтверждается, что спектр данного сверхрегенератора имеет дискретный характер, а вместо несущих наблюдаются лишь узкие шумовые зоны, как если бы с помощью НЧ шума осуществлялась узкополосная ЧМ (такой передатчик, по-видимому, также дает ряд “шумовых” зон на “гармониках” несущей). Анализ графиков показывает, что в спектре сверхрегенератора наиболее выражены шумовые пики, соответствующие приему на первой, второй, и третьей гармониках частоты настройки приемного контура сверхрегенератора. При этом наибольшую амплитуду имеет пик на первой гармонике (частоте настройки приемника). Однако исходную схему барьерного LC-автогенератора можно дать и в ином, более симметричном виде (рис.9). В этом случае между контактами 1 и 2 автогенератора ставится перемычка, а параллельный LC контур включается между контактами 3 и 4. Вследствие большой симметричности этой схемы перемычку и LC контур можно поменять местами. При этом, в принципе, ничего не должно изменяться (считая, что VT1 и VT2 идентичны). Можно попробовать между контактами 1 и 2 включить один LC контур, а между 3 и 4-другой. Реализация этой идеи (двухконтурный барьерный автогенератор) представлена на рис. 10.

Контуры при этом могут быть как идентичными (L1=L2, С3=С4), так и различными (L1≠L2, С3≠С4). Если ωL1C3=ωL2C4 происходит синхронизация, и тогда получаем одночастотные колебания с частотой, близкой к ωL1C3 (ωL2C4). При ωL1C3>>ωL2C4 (ωL1C3fs, где fs — граничная частота по крутизне. Входная индуктивность транзистора Lвх определяется по следующей приближенной формуле: Lвх≈ rэ/(2пfs) = rб/(2пfт), где rэ — сопротивление эмиттерного перехода, rб — сопротивление базы, fт — частота единичного усиления. На частоте последовательного резонанса Lвх и активной составляющей емкости коллекторного перехода Ск1 напряжение на эмиттерно-базовом переходе транзистора возрастает, чем объясняется резкое уменьшение порога детектирования. При это входное сопротивление транзисторного детектора уменьшается с величины, определяемой в основном сопротивлением R1, до нескольких десятков Ом, определяемом сопротивлением последовательного резонансного контура LвхCк1. Так как частота fт зависит от типа транзистора и тока коллектора, то частота последовательного резонанса и минимальное напряжение детектирования зависят от величины входного напряжения и типа транзистора. Таким образом, транзисторный амплитудный детектор

без источника питания обладает ярко выраженной активной частотной селекцией по минимальному напряжению детектирования. Недостатком простейшего транзисторного амплитудного детектора является повышенные нелинейные искажения огибающей амплитудно-модулированного сигнала при больших амплитудах входных сигналов. Этот недостаток может быть устранен некоторым изменением схемы детектора. На рис.4 приведена схема амплитудного детектора с пониженным уровнем нелинейных искажений.

В этой схеме, в отличии от детектора рис.1, между базой и коллектором транзистора включен конденсатор большой емкости С2, напряжение на котором почти не изменяется за период частоты модуляции. Этот конденсатор заряжается разницей напряжений на коллекторе и базе транзистора до величины 0,3…0,4 В. В момент действия отрицательной полуволны огибающей амплитудно-модулированного сигнала при отсутствии конденсатора С2 произошла бы отсечка этой полуволны огибающей за счет достижения порога детектирования и запирания базоэмиттерного перехода транзистора. Это привело бы к отсечке базового тока и значительным нелинейным искажениям. При наличии конденсатора С2 при отрицательных полуволнах огибающей снижается отрицательный потенциал на коллекторе транзистора за счет его подзапирания и уменьшения падения напряжения на нагрузочном резисторе R3. В результате накопленное напряжение на конденсаторе С2 приоткрывает транзистор (т.к. напряжение на конденсаторе С2 прикладывается в положительной полярности между общей шиной и базой транзистора.). Это приводит как бы к смещению характеристик передачи транзистора вправо и к предотвращению отсечки, а следовательно, и к уменьшению нелинейных искажений. Таким образом, транзистор в схеме рис.4 можно рассматривать как каскад со 100%-ой отрицательной обратной связью по огибающей входного амплитудно-модулированного сигнала (причем отрицательная обратная связь осуществляется через конденсатор С2). Данная параллельная ООС по выходу уменьшает выходное сопротивление детектора, что положительно сказывается на нагрузочной способности детектора. В частности, в нем не возникают нелинейные искажения за счет разности нагрузок по постоянному и переменному току.

Еще более улучшить основные параметры амплитудного детектора без источника питания

позволяет введение в схему второго транзистора другой структуры. Схема такого детектора, впервые предложенного в [1], приведена на рис.5. Такой детектор работает следующим образом. Входной АМ сигнал через разделительный конденсатор С1 поступает на эмиттеры транзисторов VT1 и VT2 разной структуры. При положительной полуволне входного сигнала открывается первый транзистор VT1, а при отрицательной – VT2. Для малых входных сигналов, соответствующих началу отпирания p-n переходов транзисторов, транзистор VT1 можно считать включенным по схеме диода, т.к. его коллектор соединен с общей шиной через резистор R1, имеющий небольшое сопротивление ( в принципе он может отсутствовать), а база соединена с общей шиной через последовательно соединенные резисторы R2 и R4. Положительная полуволна входного сигнала открывает транзистор VT1 и заряжает входной разделительный конденсатор С1 до напряжения, несколько меньшего своего амплитудного значения. При отрицательной полуволне входного сигнала напряжение на входном разделительном конденсаторе суммируется с входным напряжением и открывает базо-эмиттерный переход транзистора VT2. На базе транзистора VT2 выделяется напряжение огибающей входного АМ сигнала, т.е. происходит детектирование. При этом транзистор VT1 и базо-эмиттерный переход транзистора VT2 совместно с входным конденсатором С1 и RC-фильтром нагрузки R4C4 образуют детектор по схеме удвоения напряжения. Аналогичный амплитудный детектор на диодах обладает повышенным коэффициентом передачи, однако имеет высокий порог детектирования, низкое входное сопротивление и значительные нелинейные искажения при больших глубинах модуляции. Эти недостатки в значительной степени уменьшены благодаря включению вместо диодов транзисторов. Несмотря на то, что на транзисторы VT1 и VT2 не подается напряжение питания, оба транзистора в определенные моменты действия входного сигнала работают в активном режиме, т.е. обладают усилительными свойствами. В рассматриваемой схеме детектора уменьшен порог детектирования по сравнению со схемой детектора рис.4 за счет связи коллектора транзистора VT2 с базой транзистора VT1 через фильтр нижних частот R2C2. В момент действия отрицательных полуволн входного высокочастотного напряжения на конденсаторе С4 фильтра нагрузки возникает отрицательный потенциал напряжения, который через резистор R2 фильтра нижних частот заряжает конденсатор С2 этого фильтра (емкость этого конденсатора выбирают из тех же условий, что и конденсатора RC фильтра нагрузки С4) до отрицательного напряжения, которое для транзистора VT1 является отпирающим. В результате уменьшается пороговое напряжение транзистора VT1 при действии на входе положительных полуволн входного сигнала и заряде конденсатора С1. Это приводит к снижению порога линейного детектирования с 0,6 В до 0,32 В при применении кремниевых транзисторов, что, в свою очередь, дополнительно уменьшает нелинейные искажения при детектировании малых сигналов. Применение в схеме конденсатора С3, образующего параллельную ООС по частоте модуляции как и в схеме рис.4, приводит к уменьшению нелинейных искажений при больших глубинах модуляции. При больших амплитудах входного сигнала увеличивается отрицательное напряжение на базе транзистора VT1, поэтому он может оказаться в режиме насыщения. Падение напряжения на резисторе R1, включенном в коллекторную цепь VT1, приближает напряжение на коллекторе VT1 к напряжению на его базе и препятствует его насыщению, что уменьшает нелинейные искажения при больших входных сигналах. Кроме того, включение резистора R1 служит для увеличения входного сопротивления детектора. Следует заметить, что в отличие от схемы детектора рис.4, где входное сопротивление во многом определяется резистором в эмиттерной цепи транзистора, в схеме рис.5 такой резистор отсутствует, поэтому входное сопротивление существенно выше. Для иллюстрации изложенного на рис.6 приведены зависимости выходного постоянного напряжения Uвых=, тока нагрузки Iн и выходного напряжения модулирующего сигнала от входного высокочастотного напряжения детектора, выполненного по схеме рис.5 на транзисторах КТ343Б и КТ342В.

Из приведенных графиков видно, что по сравнению с однотранзисторным детектором в схеме рис.5 порог детектирования уменьшен с 0,55 до 0,3 В, а постоянное выпрямленное напряжение увеличено примерно в 2 раза. Кроме того, выходное напряжение модулирующего сигнала достигает удвоенной величины входного высокочастотного напряжения при нелинейных искажениях не более 1…2%. При этом уменьшение нелинейных искажений, повышение коэффициента передачи и улучшение нагрузочной способности достигается без использования источников питания, что упрощает, удешевляет, повышает экономичность и надежность детектора. На рис.7 приведены зависимости выходного постоянного напряжения и минимального напряжения детектирования от частоты входного сигнала для детектора, выполненного на транзисторах КТ3126, КТ368. Сравнение графиков рис.7 и рис.3 показывает, что детектор по схеме рис.5 также обладает активной частотной селекцией по минимальному порогу детектирования. Поэтому все рассуждения, приведенные для схемы рис.1 справедливы и для двухтранзисторного детектора.

В следующей части статьи будет рассмотрена схема транзисторного детектора ЧМ сигналов (выполненная без источника питания). [1] Уточкин Г.В., Гончаренко И.В. Амплитудный детектор. Авт. св. СССР №1672552., опубл. 23.08.91. Бюл. №31

Экономичные транзисторные детекторы АМ и ЧМ сигналов без источников питания. (продолжение) к.т.н., доцент УТОЧКИН Геннадий Васильевич

к.т.н. РОЗОВ Андрей Валентинович Рассматриваемые детекторы выполнены на транзисторах без подключения к ним источников питания постоянного тока. Несмотря на это, за с чет входных сигналов высокой частоты транзисторы в определенные моменты времени открываются и работают в активном режиме, т.е. способны усиливать сигналы полезной модуляции или постоянной составляющей, возникающих в результате детектирования. II. Детектор частотно-модулированных сигналов. Принципиальная схема такого детектора приведена на рис.1.

Как и амплитудный детектор без источника питания, частотный детектор представляет собой транзисторный каскад с общей базой, на эмиттер которого подается входной высокочастотный сигнал через разделительный конденсатор С1. В эмиттерную цепь включены резистор смещения R1 и ограничительный диод VD (можно установить два параллельно встречно включенных диода). В базовую цепь транзистора включен параллельный колебательный контур L1C3, настроенный на частоту входного высокочастотного сигнала, а в коллекторную цепь — резистор нагрузки R3 и фильтрующий высокочастотный сигнал конденсатор С5. Смещение на базе транзистора осуществляется с помощью резистора R2 и параллельно включенного ему конденсатора С4. Цепочка R2C4 может быть подключена к коллектору, как показано на рис.1 или к общей шине. Однако в первом случае осуществляется отрицательная обратная связь по постоянному току и огибающей ЧМ-сигнала, что уменьшает нелинейные искажения и увеличивает стабильность детекторной характеристики. При действии на входе детектора высокочастотного сигнала часть его, через емкость эмиттерно-базового перехода выделяется на колебательном контуре L1C3. Из-за высокой добротности контура напряжение на нем на резонансной частоте может быть больше величины входного сигнала, поэтому эмиттерно-базовый переход в определенные моменты может открываться при входном напряжении 200-300 мВ (т.е. порог детектирования может быть значительно меньше порогового напряжения базо-эмиттерного перехода кремниевого транзистора). Для уменьшения порога детектирования между базой и эмиттером может быть включен дополнительный конденсатор небольшой емкости (С2 на рис.1).

Таким образом, на эмиттере и базе транзистора детектора действуют два высокочастотных сигнала, причем в зависимости от расстройки частот сигнала и резонансной частоты контура L1C3 фазы этих сигналов оказываются различными согласно фазо-частотной характеристики колебательного контура. Детектирование этих сигналов приводит к возникновению в коллекторной цепи транзистора тока, зависящего от расстройки на характерной кривой детекторной характеристики с нулевым значением на резонансной частоте, отрицательным значением при частоте сигнала, меньшей резонансной частоты контура и положительном — при большей частоте. Следует отметить, что эта характеристика реализуется при отсутствии источника питания транзисторного ЧМ-детектора. Экспериментально измеренные детекторные характеристики ЧМ-детектора (рис.1), выполненного на транзисторе КТ368А при различных напряжениях входного сигнала и резонансной частоте контура 20 МГц, приведены на рис.2. Из графиков на рис.2 видно, что при небольшой величине входного напряжения до 0,5 В детекторные характеристики симметричны, линейны и проходят через нулевое значение выходного напряжения при резонансной частоте, что важно в системах автоматической подстройки частоты. Минимальное значение входного напряжения составляет 150-200 мВ. При больших значениях входного сигнала детекторная характеристика искажается и смещается влево. Это связано с насыщением транзистора при отрицательных расстройках и больших амплитудах входных сигналов. Для исключения такого режима работы детектора необходим ограничитель входных сигналов до уровня 0,5…0,7В. Протяженность линейного участка детекторной характеристики и его крутизна зависят от величины входного сигнала, а также от добротности колебательного контура. С увеличение5м амплитуды входного сигнала крутизна и протяженность линейного участка детекторной характеристики увеличиваются, что особенно заметно при небольших амплитудах входного сигнала. В случае необходимости увеличить длину линейного участка детекторной характеристики можно, подключив к колебательному контуру шунтирующий резистор. Однако при этом уменьшится крутизна характеристики и увеличится значение порогового напряжения детектирования.

На рис. 3 приведена зависимость выходного напряжения модулирующего сигнала от входного высокочастотного напряжения с центральной частотой 20 МГц и девиацией частоты 50 кГц при минимальных нелинейных искажениях. Из графика рис.3 видно, что с помощью рассматриваемого детектора возможно качественное детектирование ЧМ сигнала с минимальным напряжением 150 мВ без использования источника питания. [1] Уточкин Г.В., Гончаренко И.В. Амплитудный детектор. Авт. св. СССР №1672552., опубл. 23.08.91. Бюл. №31

Частотный детектор на двухзатворном полевом транзисторе http://datagor.ru/practice/diy-tech/2383-chastotnyy-detektor-dvuhzatvornom-polevomtranzistore.html Для демодуляции частотно-модулированных (далее – ЧМ) сигналов традиционно используют дробовый детектор и детектор отношений [1]. Недостатком указанных детекторов есть низкий коэффициент передачи за напряжением и сложность настройки. Более надежным и простым в налаживании есть фазовый ЧМ детектор на однозатворном полевом транзисторе, описанный в [2],[3]. Схема работает в пассивном режиме и поэтому как и традиционные ЧМ детекторы имеет низкий коэффициент передачи за напряжением. Лучшие характеристики имеет двухзатворный полевой транзистор. Предлагается схема фазового ЧМ детектора на двухзатворном полевом транзисторе в активном

режиме (рис. 1). ЧМ сигнал подводится ко второму затвору, а опорный сигнал, который наводится в колебательном контуре С3L1 через конденсатор С2 подводится к первому затвору транзистора. При изменении знака девиации частоты входного сигнала относительно резонансной частоты fo опорной резонансной цепи С3L1 изменяется соотношение фаз опорного и входного сигнала. Это приводит к появлению на выходе детектора усиленного НЧ сигнала. На графике (рис. 2) показано амплитудно-частотные характеристики собранного ЧМ детектора при использовании в качестве опорной резонансной цепи колебательного контура С3L1 (кривая 1, fo=10,7 МГц) и кварцевого резонатора Z1 типа РК-169 отечественного производства от переносных УКВ радиостанций (кривая 2, fo=10,7 МГц).

Как видно из графика использование кварцевого резонатора позволяет получить большую крутизну функции преобразования ЧМ детектора на высоких частотах. Такой детектор можно применить в средствах связи при малых девиациях сигналах (5 – 15 кГц). При подаче на вход детектора с LС контуром ЧМ сигнала напряжением 100 мВ с девиацией 60 кГц на выходе получен низкочастотный сигнал напряжением 175 мВ. На базе ЧМ детектора был собран экспериментальный УКВ ЧМ приемник без использования усилителя промежуточной частоты (рис. 3).

Во входной части использован УКВ блок типа УКВ-2-1С от магнитолы «VEF-260», что позволило принимать сигналы в диапазоне 65 – 73 МГц. Принципиальные схемы УКВ блока и УНЧ не приводятся для упрощения схемы приемника. В качестве опорного контура С3L1 на 10,7 МГц использован контур (С21L4 – нумерация производителя) полосового УКВ фильтра от блока ВЧ-ПЧ той же магнитолы. Приемник принимает все местные УКВ ЧМ радиостанции в условиях города на антенну длиной 100 см.

Использованная литература: 1. Радиоприемные устройства: учебник для вузов / Н.Н. Гуга, А.И. Фалько, Н.И. Чистяков. – М.: Радио и связь, 1986. – 320 с. 2. В.В. Поляков. ЧМ детектор на полевом транзисторе // Радио. – 1978. — №6 3. Патент Франции №20792 от 15.07.1965. Петр Ватаманюк (UT0YA) Василий Мельничук (UR5YW) 2.

Малошумящий усилитель наносекундных импульсов с активной коррекцией к.т.н., доцент УТОЧКИН Геннадий Васильевич к.т.н. РОЗОВ Андрей Валентинович Создание усилителей наносекундных импульсов (например, входных усилителей для наших любимых осциллографов) с низким коэффициентом шума представляет достаточно сложную задачу. Это связано с низким коэффициентом усиления на каскад (6-8 дБ), что приводит к многокаскадным устройствам с увеличенными собственными шумами из-за влияния шумов последующих каскадов. Кроме того, в таких каскадах необходимы сложные схемы коррекции амплитудно-частотных характеристик (АЧХ), причем часто не удается избежать применения индуктивных корректирующих элементов, затрудняющих в дальнейшем интегральное исполнение усилителей. Многокаскадные усилители с количеством каскадов 6-8 конструктивно сложны и в них трудно избавиться от паразитн6ых связей каскадов через цепи питания и от значительного запаздывания сигнала.

Рис. 1 Принципиальная схема усилителя На рис. 1 приведена схема усилителя, свободная от перечисленных выше недостатков. Усилитель выполнен на транзисторах VT1 и VT2, включенных по дифференциальной схеме, и транзисторе VT3, образующем активную нагрузку дифференциального каскада. В отличии от распространенной схемы дифференциального каскада с активной нагрузкой на транзисторе противоположной структуры в представленной схеме в качестве активной нагрузки использован транзистор той же структуры, включенный по схеме с ОК. Такая схема не только упрощает интегральное исполнение усилителя благодаря применению транзисторов одной структуры, но и увеличивает широкополосность в связи с исключением транзисторов p-n-p-типа с пониженной граничной частотой. Кроме этого, в данной схеме значительно проще устанавливается режим по постоянному току транзистора VT3 с помощью резистора R2 без дополнительного диода для стабилизации его коллекторного тока, который всегда равен току транзисторов дифференциального каскада. Изменение резистора R2 в широких пределах не влияет на токи коллекторов, а только изменяет напряжение коллектора транзистора VT3. Схема, приведенная на рис.1 позволяет уменьшить разбаланс токов транзистора VT1 и VT2 из-за незначительной разницы их коллекторных потенциалов, в связи с чем данный усилитель обладает высокой температурной стабильностью. Широкополосность усилителя обеспечивается внутренней высокочастотной коррекцией за счет индуктивной составляющей выходного импеданса транзистора VT3 и емкостной составляющей транзистора VT2. Кроме того, на высоких частотах при определенном значении сопротивления резистора R5 в выходном импедансе схемы появляется отрицательная составляющая, которая приводит к значительному подъему АЧХ в области высоких частот. Подобный тип коррекции, названной активной и отличающийся высокой эффективностью, не требует использования дополнительных индуктивных и емкостных элементов. На рис.2 приведены экспериментальные АЧХ усилителя, собранного по схеме рис.1 на транзисторах КТ391А-2 при различных сопротивлениях резистора R5.

Чувствительный амплитудный детектор http://amfan.ru/ekonomichnye-priemniki/chuvstvitelnyj-amplitudnyj-detektor/ Способ детектирования, примененный в описанных выше приемниках, хорошо себя зарекомендовал и навел на мысль о разработке более чувствительного амплитудного детектора для других конструкций. Известно, что диодные и транзисторные амплитудные детекторы, используемые в радиовещательных приемниках AM сигналов, обладают невысокой чувствительностью. Их коэффициент передачи быстро уменьшается при уровнях сигнала ниже 100 мВ. Связано это с квадратичностью характеристики при малых сигналах: амплитуда продетектированного сигнала пропорциональна квадрату амплитуды входного сигнала РЧ. Гораздо большую чувствительность и больший динамический диапазон имеют активные детекторы, собранные на операционных усилителях (ОУ). Они получили некоторое распространение в измерительной технике, но так и не стали применяться в радиоприемниках, вероятно, из-за сложности, дороговизны и ограниченного частотного диапазона. Используя высокочастотный транзистор и диоды, удалось разработать амплитудный детектор с высокой чувствительностью, содержащий минимум деталей. Схема детектора показана на рис. 4.17. Он представляет собой обычный резистивный усилительный каскад, в котором в цепи смещения базы транзистора VT1 вместо резистора установлен кремниевый диод VD1. Цепочка R2C2 фильтрует сигнал ЗЧ на выходе детектора от радиочастотных пульсаций. В отсутствие сигнала напряжение на коллекторе транзистора автоматически устанавливается около 1-1,1 В: оно равно сумме напряжений открывания диода и перехода база — эмиттер транзистора. Ток транзистора определяется напряжением питания и сопротивлением резистора нагрузки R1, Io = (Uп — 1,1 В) / R1. При номинале резистора, указанном на схеме, и напряжении питания 3 В ток составляет около 0,5 мА, но его можно сделать и значительно меньше, увеличив сопротивление резистора. Ток базы транзистора составляет не более нескольких микроампер, он протекает через диод в прямом направлении, устанавливая его на пороге открывания, на участке с максимальной кривизной вольтамперной характеристики, что и требуется для хорошего детектирования. Динамическое сопротивление диода составляет в этой точке десятки килоом — оно незначительно снижает усиление транзисторного каскада. При поступлении на вход детектора AM сигнала положительные полуволны, выделяющиеся на нагрузке R1, выпрямляются диодом и увеличивают потенциал базы, открывая транзистор. Емкость разделительного конденсатора С1 должна быть значительно больше емкости обычных разделительных конденсаторов радиочастотных каскадов, чтобы он не успевал разряжаться током базы за период колебаний. Коллекторный ток открывающегося транзистора возрастает, а его коллекторное напряжение уменьшается. Максимумы положительных полуволн коллекторного напряжения оказываются как бы «привязанными» к

уровню +1 В, в то время как огибающая отрицательных полуволн промодулирована удвоенной амплитудой напряжения ЗЧ. Осциллограмма коллекторного напряжения точно такая же, как на рис. 4.11. Отфильтрованное цепочкой R2C2 среднее напряжение, соответствующее закону модуляции, поступает на выход. Его максимальный размах составляет 0,5 В, далее наступает ограничение. Параметры детектора таковы: при входном сигнале 3 мВ с глубиной модуляции 80% выходное напряжение ЗЧ составляет 180 мВ. Искажения огибающей визуально почти незаметны, к тому же они резко уменьшаются с понижением глубины модуляции. Входное сопротивление детектора невелико и составляет сотни ом, поэтому сигнал на него лучше подавать от эмиттерного (истокового) повторителя, но можно и от обычного апериодического каскада с резистором нагрузки не более 1-2 кОм. Выходное сопротивление детектора определяется суммарным сопротивлением резисторов R1 и R2, поэтому желательно, чтобы входное сопротивление УЗЧ, подключенного к выходу детектора, составляло не менее 20 кОм. Коэффициент передачи детектора и его выходное напряжение ЗЧ можно повысить вдвое, установив еще один диод, как показано на рис. 4.18. Резистор нагрузки детектора R2 присоединен к проводу питания, обеспечивая небольшой начальный ток через дополнительный диод VD2, чтобы вывести его на участок с максимальной кривизной характеристики. Этот диод выпрямляет отрицательные полуволны коллекторного напряжения, и потенциал верхней по схеме обкладки фильтрующего конденсатора С2 повторяет их огибающую. Этот детектор вносит несколько большие нелинейные искажения, но развивает то же напряжение ЗЧ (180 мВ) при входном сигнале 1,5 мВ, а начинает детектировать при входных сигналах в сотни микровольт. Для сравнения была измерена чувствительность апериодического УРЧ (на том же транзисторе с тем же сопротивлением нагрузки 3,9 кОм), нагруженного на диодный детектор по схеме удвоения напряжения — она получилась втрое хуже, хотя схема получается сложнее и содержит больше элементов. Постоянную составляющую продетектированного сигнала можно использовать в системе автоматической регулировки усиления (АРУ), учитывая, что в детекторе по схеме рис. 4.17 она изменяется по мере увеличения уровня сигнала от 1,1 до 0,55 В, а в детекторе по схеме на рис. 4.18 — от 1,65 до 0,55 В. Это позволяет управлять смещением кремниевых транзисторов УРЧ или УПЧ непосредственно с выхода детектора. При отсутствии сигнала смещение максимально, а при наличии сигнала уменьшается, снижая усиление каскадов. Дополнительная польза такого решения в том, что напряжение смещения будет мало зависеть от напряжения питания, поскольку детектор выступит в роли его стабилизатора. Максимальная частота сигнала для обоих детекторов составляет около 3 МГц, поэтому их можно использовать в ДСВ приемниках прямого усиления и в супергетеродинах со стандартным значением ПЧ 450-470 кГц. Представляется интересным объединить этот детектор с описанным ранее истоковым повторителем для магнитной антенны, схема которого дана на рис. 4.6. Должен получиться довольно чувствительный приемник без усилителей напряжения РЧ. Поляков. Радио №7 1994

Амплитудный детектор. (Радио №4, 1984)

Основное достоинство этого детектора — высокая чувствительность. Он обеспечивает линейное детектирование слабых сигналов с глубиной модуляции до 80…85%. Первый каскад (VT1) — обычный усилитель входного сигнала, второй (VT2) — эмиттерный повторитель. Из-за большого сопротивления резистора R5 транзистор VT2 работает при малом коллекторном токе. Детектирование происходит на нижнем сгибе характеристики. Высокая линейность детектирования обеспечивается 100%-ной отрицательной обратной связью в эмиттерном повторителе.

Далее http://www.cqham.ru/forum/showthread.php?t=23376

Входной формирователь частотмера Шестакова, работает очень хорошо, по крайней мере 100-120 Мгц, выше, просто нечего было мне мерить. (Радиолюбитель 12/1996) Кстати в основе лежит статья Буденного «Регенеративный параллельно-балансный каскад» Радио 2/1991 (в теме про самогонный аппарат про Буденного вспоминали, а он вот в неожиданном месте возник)

Пикосекундный усилитель постоянного тока Скачать статью в одном файле (WinWord, ZIP, 37 кб) http://www.qrz.ru/schemes/contribute/amplifiers/picosecond/

Титов Александр Анатольевич 634050, Россия, Томск, пр. Ленина, 46, кв. 28. Тел. 51-65-05 E-mail: titov_aa (at) rk.tusur.ru

Описан пикосекундный усилитель постоянного тока, в котором реализован принцип неискаженного усиления импульсных сигналов многоканальными структурами с частотным разделением каналов. Технические характеристики усилителя:      

коэффициент усиления 26 дБ; полоса рабочих частот 0-5,6 ГГц; неравномерность амплитудно-частотной характеристики ± 1,5 дБ; амплитуда выходного напряжения ± 2 В; время нарастания переходной характеристики 70 пс; длительность усиливаемых импульсов не ограничена.

Создание современных радиотехнических систем и устройств связано, в ряде случаев, с необходимостью применения в них усилителей сложных, в частности импульсных, сигналов со спектром, лежащим в полосе частот от нуля либо единиц герц до единиц гигагерц [1]. Построение усилителей с указанной полосой рабочих частот на мощных транзисторах оказывается невозможным ввиду высоких добротностей входных импедансов мощных транзисторов и большой величины «паразитных» параметров пассивных элементов, применяемых при построении усилителей, что приводит к появлению неконтролируемых резонансов внутри полосы пропускания разрабатываемых усилителей и искажению формы их амплитудно-частотной и переходной характеристик [1, 2, 3]. Этого недостатка лишены усилители, построенные на основе многоканальных структур с частотным разделением каналов [3]. Такая реализация позволяет применять канальные усилители, созданные с использованием достоинств схемных решений построения усилителей заданного частотного диапазона. На рис. 1 приведена функциональная схема двухканального варианта пикосекундного усилителя, состоящего из аттенюатора, усилителя верхних частот (УВЧ), усилителя нижних частот (УНЧ), частотноразделительных цепей.

Рис.1 Функциональная схема пикосекундного усилителя Аттенюатор (рис. 2) реализован на основе двух полевых транзисторов типа АП326А, выходные емкости которых включены в фильтр нижних частот.

Рис.2. Принципиальная схема аттюнеатора Регулировка затухания аттенюатора осуществляется с помощью потенциометра R1. Транзисторы аттенюатора используются в режиме с управляемым сопротивлением канала при нулевом смещении истоксток и подаче управляющего напряжения на затвор [1]. Такое включение позволяет реализовать диапазон регулировки усиления 8 дБ при сохранении коэффициента стоячей волны напряжения по входу не более 1,8. УВЧ пикосекундного усилителя (рис. 3) состоит из трех идентичных модулей на полевых транзисторах АП602А и выходного каскада на биполярном транзисторе КТ963А, разработанных на основе схемных решений описанных в [1, 2, 4, 5].

Рис.3. УВЧ пикосекундного усилителя (щелкните мышью для получения большого изображения) Токи покоя транзисторов модулей равны 160 мА. Стабилизация токов покоя осуществляется с помощью схемы активной стоковой термостабилизации на транзисторах КТ361А [6]. В выходном каскаде использована эмиттерная термостабилизация (резистор R4) и его ток покоя выбран равным 120 мА. Режимы работы транзисторов УВЧ устанавливались исходя из обеспечения минимального времени нарастания переходной характеристики. Полоса рабочих частот УВЧ равна 50 кГц – 5,6 ГГц. Выравнивание амплитудно-частотных характеристик модулей осуществляется с помощью цепей отрицательной обратной связи по напряжению (резистор R2) во входных каскадах модулей, использования резистивных нагрузок (резистор R3), включения емкостных составляющих выходных и входных импедансов транзисторов модулей в фильтры нижних частот. УНЧ пикосекундного усилителя (рис. 4) состоит из дифференциального каскада на транзисторах КТ315А, развязывающих эмиттерных повторителей и двухтактного выходного каскада на транзисторах КТ629А и КТ625А, и разработан на основе схемного решения описанного в [7].

Рис.4. УНЧ пикосекундного усилителя Токи покоя транзисторов выходного каскада равны 80 мА, токи покоя остальных транзисторов УНЧ выбраны равными 20 мА. Настройка УНЧ по постоянному току сводится к подбору резисторов R5, R8, R9. Резистор R10 служит для выравнивания токов покоя транзисторов двухтактного каскада. Полоса рабочих частот УНЧ равна 0 – 5 МГц. Для выравнивания коэффициентов усиления высокочастотного и низкочастотного каналов пикосекундного усилителя, уменьшения дрейфа нуля и повышения стабильности работы, УНЧ охвачен общей отрицательной обратной связью (резисторы R6, R7). Частотно-разделительные цепи пикосекундного усилителя, с частотой стыковки 100 кГц, реализованы на основе схемного решения описанного в [3, 8]. Настройка пикосекундного усилителя заключается в следующем. Вначале производится поэтапная настройка модулей УВЧ, описанная в [2, 5], и настройка УНЧ, описанная в [7]. После выравнивания канальных коэффициентов усиления, на входе и выходе пикосекундного усилителя устанавливаются частотно-разделительные цепи. Варьируя величиной элементов R11, L1, C1 (рис. 1), минимизируются искажения формы импульсной характеристики усилителя, обусловленные использованием частотноразделительных цепей. Технические характеристики пикосекундного усилителя постоянного тока: : коэффициент усиления 26 дБ; полоса рабочих частот 0-5,6 ГГц; неравномерность амплитудно-частотной характеристики ± 1,5 дБ; амплитуда выходного напряжения ± 2 В; время нарастания переходной характеристики 70 пс; длительность усиливаемых импульсов не ограничена; выброс переднего фронта импульса не более 10 %; искажения плоской вершины импульса не более 10 %; сопротивление генератора и нагрузки 50 Ом; диапазон регулировки усиления 8 дБ; напряжения источников питания ± 5 В и ± 12 В; потребляемая мощность 10 Вт; габаритные размеры корпуса усилителя 86х80х32 мм.

Литература 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8.

Пикосекундная импульсная техника / В.Н. Ильюшенко, Б.И. Авдоченко, В.Ю. Баранов и др.; Под ред. В.Н. Ильюшенко. – М.: Энергоатомиздат, 1993. – 368 с. Авдоченко Б.И., Ильюшенко В.Н., Гибридно-интегральные импульсные усилители // Приборы и техника эксперимента. – 1990. — № 6. – С. 102 – 104. Ильюшенко В.Н., Титов А.А. Многоканальные импульсные устройства с частотным разделением каналов // Радиотехника. – 1991. — № 1. – С. 22 – 24. Авдоченко Б.И., Ильюшенко В.Н. Пикосекундные усилительные модули с повышенным выходным напряжением // Приборы и техника эксперимента. – 1987. — № 2. – С. 126 – 129. Авдоченко Б.И., Ильюшенко В.Н., Донских Л.П. Пикосекундные усилительные модули на транзисторах с затвором Шотки // Приборы и техника эксперимента. – 1986. — № 5. – С. 119 – 122. Титов А.А., Ильюшенко В.Н., Авдоченко Б.И., Обихвостов В.Д. Широкополосный усилитель мощности для работы на несогласованную нагрузку // Приборы и техника эксперимента. – 1996. — №2. – С. 68 – 69. Титов А.А. Мощный широкополосный усилитель постоянного тока // Приборы и техника эксперимента. — 1989. № 3. – С. 120 – 121. А.с. 1653128 СССР, H 03 F 1/42. Широкополосный усилитель / Ильюшенко В.Н., Титов А.А. – Опубл. Б.И., 1991, № 20.

Практическая схема сверхрегенератора

Практическая схема сверхрегенератора приведена на рис.4. Это типичная схема транзисторного сверхрегенератора с самогашением, проверенная временем и трудами многих радиолюбителей. Любое ее «усовершенствование», как правило, ведет к ухудшению работы приемника.

Схема работает следующим образом. С помощью резисторов R1 и R2 подбирается оптимальный режим работы. Значение их некритично и может достигать 10-200 кОм. При вращении резистора R2 должно наблюдаться сначала плавное увеличение громкости шума, затем некоторая зона стабилизации громкости шума — чем она больше, тем лучше, т.к. именно в этой зоне и наблюдается режим максимального усиления. Она должна занимать минимум 1/5-1/4 от длины регулировочной линии резистора. Затем, при дальнейшем поворачивании ручки, должен наблюдаться срыв генерации, часто сопровождаемый коротким или непрерывным свистом. Регулировка сверхрегенератора имеет гистерезисную зависимость, т.е. для того, чтобы восстановить прежний режим работы, необходимо полностью убрать генерацию, т.е. повернуть ручку R2 обратно в максимальное положение и затем снова плавно ее поворачивать до получения приемлемого режима работы. Здесь очень удобно иметь на ручке переменного резистора R2 калиброванный лимб, который давал бы возможность нахождения оптимального режима, в случае срыва работы сверхрегенератора.

В качественно собранном сверхрегенераторе зона устойчивой работы имеет большой интервал, что дает возможность в качестве R2 использовать постоянный резистор. Но следует это делать только в случае крайней необходимости, т.к. сам по себе оптимальный режим неустойчив и может быть сорван сильным сигналом, разрядом или перезарядом батарей питания, рассогласованием антенны и т.д.

Конденсатор С1 заземляет базу VT1 по высокой частоте. Он может быть емкостью 1000-10000 пФ и иметь малые потери на ВЧ. Конденсатор С2 заземляет базу по частоте гашения и делает подход к сверхрегенерации плавным. Он может иметь емкость от 2 до 50 мкФ. Конденсатор СЗ служит для настройки контура. Для оптимальной работы его емкость не должна быть выше 50 пФ и он должен быть обязательно воздушным. Конденсатор С4 служит для выбора оптимального режима генерации. Желательно, чтобы он был воздушным, но в крайнем случае может быть и керамическим. Его можно подобрать из постоянных конденсаторов. Конденсатор С4 должен обеспечивать плавный режим генерации во всем диапазоне частот работы сверхрегенератора. Дроссель Др1 некритичен, он может содержать 60-150 витков повода ПЭЛ-0,1 на резисторе типа МЛТ-0,5, МЛТ-0,25. Но, в целях достижения стабильности частоты он должен быть выполнен качественно. С помощью резистора R3 и конденсатора С5 задается частота гашения. Для оптимальной частоты гашения в 20-40 кГц R3 должен быть в пределах 3,9-8,2 кОм, а С5 — в пределах 2200-8200 пФ. Если есть возможность поварьировать их величины, можно несколько оптимизировать режим работы сверхрегенератора для конкретного случая его исполнения. Сопротивление R4 должно быть выше сопротивления R3 не менее чем в полтора раза; величина емкости С6 должна быть не менее чем С5 и не более 3-10 ее номиналов. При меньшем R4 и большей С6 может происходить срыв частоты гашения при работе сверхрегенератора.

Цепочка R4C6 представляет собой фильтр нижних частот, который фильтрует частоту гашения 40 кГц, но пропускает звуковые частоты. Вместо R4 можно включить и дроссель, представляющий собой 300-600 витков на кольце проницаемостью 1000-2000 и диаметром не менее 10 мм. Хорошо работают также высокоомная обмотка согласующего трансформатора и фильтр низкой частоты Д-3, 4, используемый в различных промышленных радиостанциях. Конденсатор С5 должен иметь малые потери на ВЧ (к конденсатору С6 это не относится).

Очень многое зависит от связи контура сверхрегенератора с антенной. Слишком сильная связь срывает генерацию, слабая — не дает полностью реализовать его чувствительность. Лучшая связь с согласованной хорошей антенной — индуктивная. Катушка, состоящая из 1-2 витков (но не более одной четверти от числа витков основной катушки) располагается около нее по максимальной чувствительности приемника, и в то же время так, чтобы антенна при своем включении не срывала генерацию. Лучшая связь с короткой штыревой антенной — через конденсатор емкостью 1-10 пФ, который подбирается по максимальной чувствительности приемника с этой антенной.

В сверхрегенераторах хорошо работают германиевые транзисторы П401 …П403, ГТ313.

Кремниевые транзисторы работают несколько хуже. В сверхрегенераторе можно порекомендовать попробовать несколько транзисторов одного типа и выбрать лучший из них. По моим экспериментальным данным, из 10 германиевых транзисторов 1-2 совершенно не подходят для работы в сверхрегенераторе, а из кремниевых — уже 2-3.

Хорошо налаженный сверхрегенератор с подходящим транзистором и оптимальной связью с антенной должен обеспечивать мягкий подход к генерации, без свистов и резких шумов.

Даже при приеме сигналов на предельном уровне чувствительности приемника выходное НЧ напряжение может лежать в пределах 10…30 мВ, поэтому вполне достаточно простого одно- или двухтранзисторного УНЧ.

Приемник с питанием 1.5 вольта. Простое радио своими руками. Изготовление трансформатора преобразователя напряжения

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

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.

Среди радиолюбителей и профессионалов цифровые мультиметры имеют большую популярность благодаря их многофункциональности. Для их питания применена, как правило, девяти вольтова батарея «Крона», имеющая заметную саморазрядку, небольшую емкость и более высокую цену в сравнении с другими элементами.
Предлагаемое устройство питания цифрового мультиметра от одного элемента АА напряжением 1,5 вольта, позволит избежать указанных недостатков в работе и упростить эксплуатацию прибора.

В интернете предлагается много различных схем для преобразования напряжения 1,5 в 9 вольт. Каждая имеет свои плюсы и минусы. Данное устройство изготовлено на базе схемы А. Чаплыгина, опубликованной в журнале «Радио» (11.2001г., стр.42) .
Отличием данного варианта исполнения преобразователя, является расположение элемента питания и преобразователя напряжения, в крышке футляра мультиметра, вместо создания компактного блока питания устанавливаемого вместо батареи «Крона». Это позволяет в любой момент, без разборки прибора, заменить элемент АА, а при необходимости отключить преобразователь (разъем Джек 3,5) с автоматическим включением резервной батареи «Крона» расположенной в своем отсеке. Кроме того, при изготовлении преобразователя напряжения, нет необходимости в миниатюризации изделия. Быстрее и проще намотать трансформатор на кольце большего диаметра, лучше теплоотвод, свободнее монтажная плата. Такое расположение узлов в крышке футляра не мешает работе с мультиметром.
Данный преобразователь может быть выполнен в любом подходящем корпусе и использоваться в самых разнообразных устройствах, где требуется питание от девятивольтовой батареи «Крона». Это мультиметры, часы, электронные весы и игрушки, медицинские приборы.

Схема генератора преобразователя напряжения

Предлагается повышающий инвертор постоянного напряжения, имеющий хорошие выходные данные с минимумом входящих элементов. Схема представлена на рисунке.


На транзисторах VT1 и VT2 собран двухтактный генератор импульсов. Ток положительной обратной связи протекает через вторичные обмотки трансформатора Т1 и нагрузку, подключенную между цепью + 9 В и общим проводом. За счет пропорционального токового управления транзисторами существенно уменьшены потери на их переключение и повышен КПД преобразователя до 80… 85 % .
Вместо выпрямителя высокочастотного напряжения используются база-эмиттерные переходы транзисторов самого генератора. При этом величина тока базы становится пропорциональной величине тока в нагрузке, что делает преобразователь весьма экономичным.
Другой особенностью схемы является срыв колебаний в отсутствие нагрузки, что автоматически может решить проблему управления питанием. Ток от батареи, при отсутствии нагрузки, практически не потребляется. Преобразователь, будет сам включаться тогда, когда от него потребуется что-нибудь запитать и выключаться, когда нагрузка будет отключена.
Но так как в большинстве современных мультиметров введена функция автоматического отключения питания, для исключения доработки схемы мультиметра, проще установить выключатель питания преобразователя.

Изготовление трансформатора преобразователя напряжения

Основой генератора импульсов является трансформатор Т1.
Магнитопроводом трансформатора Т1 служит кольцо К20х6х4 или К10х6х4,5 из феррита 2000НМ. Можно взять кольцо из старой материнской платы.

Порядок намотки трансформатора.
1. Вначале нужно подготовить ферритовое кольцо.
Для того чтобы провод не прорезал изоляционную прокладку и не повредил свою изоляцию, желательно притупить острые кромки ферритового кольца мелкозернистой шкуркой или надфилем.
Намотать изоляционную прокладку на кольцевой сердечник для исключения повреждения изоляции провода. Для изоляции кольца можно использовать лакоткань, изоленту, трансформаторную бумагу, кальку, лавсановую или фторопластовую ленту.

2. Намотка обмоток трансформатора с коэффициентом трансформации 1/7: первичная обмотка – 2х4 витка, вторичная обмотка – 2х28 витков изолированного провода ПЭВ -0,25.
Каждую пару обмоток наматывают одновременно в два провода. Складываем пополам провод отмеренной длины и сложенным проводом начинаем плотно наматывать на кольцо нужное количество витков.

Для исключения повреждения изоляции провода при эксплуатации, по возможности, применить провод МГТФ или другой изолированный провод диаметром 0,2-0,35 мм. Это несколько увеличит габариты трансформатора, приведет к образованию второго слоя обмотки, но гарантирует бесперебойную работу преобразователя напряжения.
Вначале мотаются вторичные обмотки lll и lV (2х28 витков) цепи баз транзисторов (см. схему преобразователя).
Затем на свободном месте кольца, так же в два провода, мотаются первичные обмотки l и ll (2х4 витка) цепи коллекторов транзисторов.
В итоге, после разрезки петли начала обмотки, у каждой из обмоток будет 4 провода — по два с каждой стороны обмотки. Берём провод конца одной половины обмотки(l) и провод начала второй половины обмотки (ll) и соединяем их вместе. Аналогично поступаем со второй обмоткой (lll и lV). Должно получиться примерно следующее: (красный вывод – середина нижней обмотки (+), черный вывод – середина верхней обмотки (общий провод)).

При намотке обмоток, витки можно закрепить клеем «БФ», «88» или цветной изолентой обозначающей разным цветом начало и конец обмотки, что в дальнейшем поможет правильно собрать обмотки трансформатора.
При намотке всех катушек нужно строго соблюдать одно направление обмотки, а также отмечать начало и конец обмоток. Начало каждой обмотки помечено на схеме точкой у вывода. При несоблюдении фазировки обмоток генератор не запустится, так как в этом случае нарушатся условия необходимые для генерации. Для этой же цели, как вариант, возможно использовать два разноцветных провода от сетевого кабеля.

Сборка преобразователя напряжения

Для работы в преобразователях небольшой мощности, как в нашем случае, подойдут транзисторы А562, КТ208, КТ209, КТ501, МП20, МП21. Возможно придётся подобрать количество витков вторичной обмотки трансформатора. Это связано с разной величиной падения напряжения на p-n переходах у различных типов транзисторов.
Транзисторы следует выбирать, ориентируясь на допустимые значения тока базы (он не должен быть меньше тока нагрузки) и обратного напряжения эмиттер-база. То есть, максимально-допустимое напряжение база-эмиттер должно превышать необходимое выходное напряжение преобразователя.
С целью уменьшения помех и стабилизации выходного напряжения преобразователь дополнен узлом из двух электролитических конденсаторов (для сглаживания пульсаций напряжения) и интегрального стабилизатора 7809 (с напряжением стабилизации 9 вольт) по схеме:


Преобразователь собираем согласно схеме и паяем все входящие элементы на текстолитовой плате вырезанной из универсальной монтажной платы, продающейся в радиотоварах, методом навесного монтажа. Размеры платы выбираются в зависимости от размеров выбранных транзисторов, получившегося трансформатора и места установки преобразователя. Вход, выход и общая шина преобразователя выведены гибким многожильным проводом. Выходные провода, с напряжением +9в, заканчиваются разъемом Джек 3,5 для подключения к мультиметру. Входные провода подключены к кассете с установленной батареей 1,5 вольта.

Проверяем правильность сборки преобразователя, подключаем батарею и проверяем прибором наличие и величину напряжения на выходе преобразователя (+9в).
Если генерация не возникает и напряжения на выходе отсутствует, проверьте правильность подключения всех катушек. Точками на схеме преобразователя отмечено начало каждой обмотки. Попробуйте поменять местами концы одной из обмоток (входной или выходной).
Преобразователь способен работать и при уменьшении входного напряжения до 0,8 – 1,0 вольта и получить напряжение 9 вольт от одного гальванического элемента напряжением 1, 5 В.

Доработка мультиметра

Для подключения преобразователя к мультиметру, необходимо найти внутри прибора свободное место и установить там гнездо для штекера Джек 3,5 или аналогичного имеющегося разъема. В моем мультиметре M890D свободное место нашлось в углу, слева от отсека для батареи «Крона».
В качестве футляра для мультиметра используется футляр от электробритвы.

Подготовил: Смирнов И.К.

Пролог.

У меня есть два мультиметра, и оба имеют один и тот же недостаток – питание от батареи напряжением 9-ть Вольт типа «Крона».

Всегда старался иметь в запасе свежую 9-тивольтовую батарею, но, почему-то, когда требовалось что-то измерить с точностью выше, чем у стрелочного прибора, «Крона» оказывалась либо неработоспособной, либо её хватало всего на несколько часов работы.

Порядок намотки импульсного трансформатора.

Намотать прокладку на кольцевой сердечник столь малых размеров очень сложно, а мотать провод на голый сердечник неудобно и опасно. Изоляция провода может повредиться об острые грани кольца. Чтобы предотвратить повреждение изоляции, притупите острые кромки магнитопровода, как описано .

Чтобы во время укладки провода, витки не «разбегались», полезно, покрыть сердечник тонким слоем клея «88Н» и просушить до намотки.


Вначале мотаются вторичные обмотки III и IV (см. схему преобразователя). Их нужно намотать сразу в два провода. Витки можно закрепить клеем, например, «БФ-2» или «БФ-4».

У меня не нашлось подходящего провода, и я вместо провода расчётного диаметра 0,16мм использовал провод диаметром 0,18мм, что привело к образованию второго слоя в несколько витков.

Затем, так же в два провода, мотаются первичные обмотки I и II. Витки первичных обмоток также можно закрепить клеем.

Преобразователь я собрал методом навесного монтажа, предварительно связав х/б нитью транзисторы, конденсаторы и трансформатор.

Вход, выход и общую шину преобразователя вывел гибким многожильным проводом.


Настройка преобразователя.

Настройка может потребоваться для установки необходимого уровня выходного напряжения.

Я так подобрал количество витков, чтобы при напряжении на аккумуляторе 1,0 Вольт, на выходе преобразователя было около 7 Вольт. При этом напряжении, в мультиметре зажигается индикатор разряда батареи. Таким образом, можно предотвратить слишком глубокий разряд аккумулятора.

Если вместо предложенных транзисторов КТ209К будут использованы другие, тогда придётся подобрать количество витков вторичной обмотки трансформатора. Это связано с разной величиной падения напряжения на p-n переходах у различных типов транзисторов.

Я испытывал эту схему на транзисторах КТ502 при неизменных параметрах трансформатора. Выходное напряжение при этом снизилось на вольт или около того.

Также нужно иметь в виду, что база-эмиттерные переходы транзисторов одновременно являются выпрямителями выходного напряжения. Поэтому, при выборе транзисторов, нужно обратить внимание на этот параметр. То есть, максимально-допустимое напряжение база-эмиттер должно превышать необходимое выходное напряжение преобразователя.


Если генерация не возникает, проверьте фазировку всех катушек. Точками на схеме преобразователя (см. выше) отмечено начало каждой обмотки.

Чтобы не возникало путаницы при фазировке катушек кольцевого магнитопровода, примите за начало всех обмоток, например , все выводы выходящие снизу, а за конец всех обмоток, все выводы выходящие сверху.


Окончательная сборка импульсного преобразователя напряжения.

Перед окончательной сборкой, все элементы схемы были соединены многожильным проводом, и была проверена способность схемы принимать и отдавать энергию.

Для предотвращения замыкания, импульсный преобразователь напряжения был со стороны контактов заизолирован силиконовым герметиком.


Затем все элементы конструкции были размещены в корпусе от «Кроны». Для того, чтобы передняя крышка с разъёмом не утапливалась внутрь, между передней и задней стенками была вставлена пластинка из целлулоида. После чего, задняя крышка была закреплена клеем «88Н».


Для зарядки модернизированной «Кроны» пришлось изготовить дополнительный кабель со штекером типа Джек 3,5мм на одном из концов. На другом конце кабеля, для снижения вероятности короткого замыкания, были установлены стандартные приборные гнёзда, вместо аналогичных штекеров.

Доработка мультиметра.

Мультиметр DT-830B сразу же заработал от модернизированной «Кроны». А вот тестер M890C+ пришлось немного доработать.

Дело в том, что в большинстве современных мультиметров задействована функция автоматического отключения питания. На картинке показана часть панели управления мультиметра, где обозначена данная функция.


Схема автоотключения (Auto Power Off) работает следующим образом. При подключении батареи, заряжется конденсатор С10. При включении питания, пока конденсатор C10 разряжается через резистор R36, на выходе компаратора IC1 удерживается высокий потенциал, что приводит к отпиранию транзисторов VT2 и VT3. Через открытый транзистор VT3 напряжение питания и попадает в схему мультиметра.

Как видите, для нормальной работы схемы, нужно подать питание на С10 ещё до того, как включится основная нагрузка, что невозможно, так как наша модернизированная «Крона», напротив, включится только тогда, когда появится нагрузка.

В общем, вся доработка заключалась в установке дополнительной перемычки. Для неё я выбрал место, где это было сделать удобнее всего.

К сожалению, обозначения элементов на электрической схеме не совпали с обозначениями на печатной плате моего мультиметра, поэтому точки для установки перемычки нашёл так. Прозвонкой выявил нужный вывод выключателя, а шину питания +9V определил по 8-ой ножке операционного усилителя IC1 (L358).


Мелкие подробности.

Сложно было приобрести всего один аккумулятор. Их в основном продают, либо парами, либо по четыре штуки. Однако некоторые комплекты, например, «Varta», поставляются по пять аккумуляторов в блистере. Если Вам повезёт так же, как и мне, то Вы сможете разделить с кем-нибудь такой комплект. Аккумулятор я купил всего за 3,3$, тогда как одна «Крона» стоит от 1$ до 3,75$. Есть, правда, ещё «Кроны» и по 0,5$, но те и вовсе мёртворождённые.

БП, для питания 6-ти вольтового (4 пальчиковых батарейки) радиоприемника от одной батарейки напряжением 1,5 вольта.

Предлагаемый блок питания (БП) радиоприемника изготовлен на базе низковольтного преобразователя напряжения 1,5 … 6,0 вольт и предназначен для питания маломощных бытовых устройств (в частности, радиоприемника) от одной пальчиковой батарейкинапряжением 1,5 вольта.

Инвертор имеет хорошие выходные данные с минимумом входящих элементов.

Фото 2 Внешний вид кассеты питания радиоприемника до доработки.

Инструмент

Фото 3 Инструмент

Схема преобразователя напряжения

Фото 4 Схема преобразователя напряжения 1,5в – 6,0в

На транзисторах VT1 и VT2 собран двухтактный высокочастотный генератор импульсов (блок А1) на базе схемы А.Чаплыгина, «Радио 11.2001г., стр.42». Ток положительной обратной связи протекает через вторичные обмотки трансформатора Т1 и нагрузку, подключенную между цепью +6в и общим проводом. За генератором импульсов следуют узлы стабилизации, регулировки и фильтрации выходного напряжения.

Преимущества устройства

    Вместо выпрямителя ВЧ напряжения используются база-эмиттерные переходы транзисторов самого генератора, что позволяет исключить блок выпрямителя устройства.

    Величина тока базы пропорциональна величине тока в нагрузке, что делает преобразователь весьма экономичным.

    За счет пропорционального токового управления транзисторами уменьшены потери на их переключение и повышен КПД преобразователя до 80% .

    При уменьшении нагрузки до нуля происходит срыв колебаний генератора, что автоматически может решить проблему управления питанием.

    Ток от батареи, при отсутствии нагрузки, практически не потребляется. Преобразователь, будет сам включаться тогда, когда от него потребуется что-то запитать и выключаться, когда нагрузка будет отключена.

Изготовление трансформатора для генератора импульсов преобразователя

Магнитопроводом трансформатора Т1 генератора импульсов, служит кольцо К10х5х2 из феррита 2000НМ (Фото 5). Можно взять кольцо из старой материнской платы.

Шаг 1. Перед намоткой трансформатора подготовить ферритовое кольцо. Для того чтобы намоточный провод не повредил свою изоляцию, притупить острые кромки кольца мелкозернистой шкуркой или надфилем.

Фото 5 Кольцо ферритовое и лента фторопластовая

Шаг 2. Намотать изоляционную прокладку на кольцо для исключения повреждения изоляции провода (Фото 6). Для этого можно использовать кальку, лавсановую или фторопластовую ленту.

Фото 6 Изоляция кольца

Шаг 3. Намотать обмотки трансформатора: первичные обмотки (I и II) – 2 х 4 витка, вторичные обмотки (III и IV) – 2 х 25 витков изолированного провода марок ПЭВ, ПЭТВ, диаметром 0,15-0,30 мм. Также можно применить провод марок ПЭЛШО, МГТФ (Фото 7,9) или другой изолированный провод. Это приведет к образованию второго слоя обмотки, но обеспечит надежную работу преобразователя напряжения.

Каждую пару обмоток наматывают сложенным вдвое проводом (Фото 7).

Фото 7 Намотка трансформатора

Вначале мотаются вторичные обмотки lll и lV (2 х 25 витков) — (Фото 8).

Фото 8 Вид вторичных обмоток трансформатора III и IV

Затем, так же в два провода, мотаются первичные обмотки l и ll (2 х 4 витка).

В итоге, у каждой из двойных обмоток будет 4 провода — по два с каждой стороны обмотки (Фото 9).

Фото 9 Вид трансформатора после намотки

При намотке всех катушек нужно строго соблюдать одно направление обмотки и отмечать начало и конец обмоток. При несоблюдении этих условий генератор не запустится.

Начало каждой обмотки помечено на схеме точкой у вывода. Чтобы не возникало путаницы, можно принять за начало всех обмоток провода выходящие снизу, а за конец всех обмоток — выводы сверху.

Шаг 4. Соединяем пайкой провод конца обмотки (III) и провод начала обмотки (IV). Получается вторичная катушка трансформатора Т1 с центральным выводом. Аналогично поступаем с обмотками l и ll первичной катушки.

Сборка преобразователя напряжения

Для работы в преобразователях небольшой мощности, как в нашем случае, подойдут транзисторы ВС548В, А562, КТ208, КТ209, КТ501, МП20, МП21.

Транзисторы следует выбирать, ориентируясь на допустимые значения тока базы транзистора (он должен превышать ток нагрузки) и обратного напряжения эмиттер-база (оно должно превышать выходное напряжение преобразователя).

Преобразователь собираем согласно схеме, на универсальной монтажной плате (Фото 10). Вход, выход и общая шина преобразователя выведены гибким многожильным проводом.

Фото 10 Преобразователь 1,5 – 6,0 вольт.

Фото 11 Преобразователь (вид сбоку)

Средневолновый регенеративный радиоприемник. Сверхгенеративные транзисторные УКВ приемники с низковольтным питанием (1,5В) Приемник с питанием 1.5 вольта

Среди радиолюбителей и профессионалов цифровые мультиметры имеют большую популярность благодаря их многофункциональности. Для их питания применена, как правило, девяти вольтова батарея «Крона», имеющая заметную саморазрядку, небольшую емкость и более высокую цену в сравнении с другими элементами.
Предлагаемое устройство питания цифрового мультиметра от одного элемента АА напряжением 1,5 вольта, позволит избежать указанных недостатков в работе и упростить эксплуатацию прибора.

В интернете предлагается много различных схем для преобразования напряжения 1,5 в 9 вольт. Каждая имеет свои плюсы и минусы. Данное устройство изготовлено на базе схемы А. Чаплыгина, опубликованной в журнале «Радио» (11.2001г., стр.42) .
Отличием данного варианта исполнения преобразователя, является расположение элемента питания и преобразователя напряжения, в крышке футляра мультиметра, вместо создания компактного блока питания устанавливаемого вместо батареи «Крона». Это позволяет в любой момент, без разборки прибора, заменить элемент АА, а при необходимости отключить преобразователь (разъем Джек 3,5) с автоматическим включением резервной батареи «Крона» расположенной в своем отсеке. Кроме того, при изготовлении преобразователя напряжения, нет необходимости в миниатюризации изделия. Быстрее и проще намотать трансформатор на кольце большего диаметра, лучше теплоотвод, свободнее монтажная плата. Такое расположение узлов в крышке футляра не мешает работе с мультиметром.
Данный преобразователь может быть выполнен в любом подходящем корпусе и использоваться в самых разнообразных устройствах, где требуется питание от девятивольтовой батареи «Крона». Это мультиметры, часы, электронные весы и игрушки, медицинские приборы.

Схема генератора преобразователя напряжения

Предлагается повышающий инвертор постоянного напряжения, имеющий хорошие выходные данные с минимумом входящих элементов. Схема представлена на рисунке.


На транзисторах VT1 и VT2 собран двухтактный генератор импульсов. Ток положительной обратной связи протекает через вторичные обмотки трансформатора Т1 и нагрузку, подключенную между цепью + 9 В и общим проводом. За счет пропорционального токового управления транзисторами существенно уменьшены потери на их переключение и повышен КПД преобразователя до 80… 85 % .
Вместо выпрямителя высокочастотного напряжения используются база-эмиттерные переходы транзисторов самого генератора. При этом величина тока базы становится пропорциональной величине тока в нагрузке, что делает преобразователь весьма экономичным.
Другой особенностью схемы является срыв колебаний в отсутствие нагрузки, что автоматически может решить проблему управления питанием. Ток от батареи, при отсутствии нагрузки, практически не потребляется. Преобразователь, будет сам включаться тогда, когда от него потребуется что-нибудь запитать и выключаться, когда нагрузка будет отключена.
Но так как в большинстве современных мультиметров введена функция автоматического отключения питания, для исключения доработки схемы мультиметра, проще установить выключатель питания преобразователя.

Изготовление трансформатора преобразователя напряжения

Основой генератора импульсов является трансформатор Т1.
Магнитопроводом трансформатора Т1 служит кольцо К20х6х4 или К10х6х4,5 из феррита 2000НМ. Можно взять кольцо из старой материнской платы.

Порядок намотки трансформатора.
1. Вначале нужно подготовить ферритовое кольцо.
Для того чтобы провод не прорезал изоляционную прокладку и не повредил свою изоляцию, желательно притупить острые кромки ферритового кольца мелкозернистой шкуркой или надфилем.
Намотать изоляционную прокладку на кольцевой сердечник для исключения повреждения изоляции провода. Для изоляции кольца можно использовать лакоткань, изоленту, трансформаторную бумагу, кальку, лавсановую или фторопластовую ленту.

2. Намотка обмоток трансформатора с коэффициентом трансформации 1/7: первичная обмотка – 2х4 витка, вторичная обмотка – 2х28 витков изолированного провода ПЭВ -0,25.
Каждую пару обмоток наматывают одновременно в два провода. Складываем пополам провод отмеренной длины и сложенным проводом начинаем плотно наматывать на кольцо нужное количество витков.

Для исключения повреждения изоляции провода при эксплуатации, по возможности, применить провод МГТФ или другой изолированный провод диаметром 0,2-0,35 мм. Это несколько увеличит габариты трансформатора, приведет к образованию второго слоя обмотки, но гарантирует бесперебойную работу преобразователя напряжения.
Вначале мотаются вторичные обмотки lll и lV (2х28 витков) цепи баз транзисторов (см. схему преобразователя).
Затем на свободном месте кольца, так же в два провода, мотаются первичные обмотки l и ll (2х4 витка) цепи коллекторов транзисторов.
В итоге, после разрезки петли начала обмотки, у каждой из обмоток будет 4 провода — по два с каждой стороны обмотки. Берём провод конца одной половины обмотки(l) и провод начала второй половины обмотки (ll) и соединяем их вместе. Аналогично поступаем со второй обмоткой (lll и lV). Должно получиться примерно следующее: (красный вывод – середина нижней обмотки (+), черный вывод – середина верхней обмотки (общий провод)).

При намотке обмоток, витки можно закрепить клеем «БФ», «88» или цветной изолентой обозначающей разным цветом начало и конец обмотки, что в дальнейшем поможет правильно собрать обмотки трансформатора.
При намотке всех катушек нужно строго соблюдать одно направление обмотки, а также отмечать начало и конец обмоток. Начало каждой обмотки помечено на схеме точкой у вывода. При несоблюдении фазировки обмоток генератор не запустится, так как в этом случае нарушатся условия необходимые для генерации. Для этой же цели, как вариант, возможно использовать два разноцветных провода от сетевого кабеля.

Сборка преобразователя напряжения

Для работы в преобразователях небольшой мощности, как в нашем случае, подойдут транзисторы А562, КТ208, КТ209, КТ501, МП20, МП21. Возможно придётся подобрать количество витков вторичной обмотки трансформатора. Это связано с разной величиной падения напряжения на p-n переходах у различных типов транзисторов.
Транзисторы следует выбирать, ориентируясь на допустимые значения тока базы (он не должен быть меньше тока нагрузки) и обратного напряжения эмиттер-база. То есть, максимально-допустимое напряжение база-эмиттер должно превышать необходимое выходное напряжение преобразователя.
С целью уменьшения помех и стабилизации выходного напряжения преобразователь дополнен узлом из двух электролитических конденсаторов (для сглаживания пульсаций напряжения) и интегрального стабилизатора 7809 (с напряжением стабилизации 9 вольт) по схеме:


Преобразователь собираем согласно схеме и паяем все входящие элементы на текстолитовой плате вырезанной из универсальной монтажной платы, продающейся в радиотоварах, методом навесного монтажа. Размеры платы выбираются в зависимости от размеров выбранных транзисторов, получившегося трансформатора и места установки преобразователя. Вход, выход и общая шина преобразователя выведены гибким многожильным проводом. Выходные провода, с напряжением +9в, заканчиваются разъемом Джек 3,5 для подключения к мультиметру. Входные провода подключены к кассете с установленной батареей 1,5 вольта.

Проверяем правильность сборки преобразователя, подключаем батарею и проверяем прибором наличие и величину напряжения на выходе преобразователя (+9в).
Если генерация не возникает и напряжения на выходе отсутствует, проверьте правильность подключения всех катушек. Точками на схеме преобразователя отмечено начало каждой обмотки. Попробуйте поменять местами концы одной из обмоток (входной или выходной).
Преобразователь способен работать и при уменьшении входного напряжения до 0,8 – 1,0 вольта и получить напряжение 9 вольт от одного гальванического элемента напряжением 1, 5 В.

Доработка мультиметра

Для подключения преобразователя к мультиметру, необходимо найти внутри прибора свободное место и установить там гнездо для штекера Джек 3,5 или аналогичного имеющегося разъема. В моем мультиметре M890D свободное место нашлось в углу, слева от отсека для батареи «Крона».
В качестве футляра для мультиметра используется футляр от электробритвы.

Подготовил: Смирнов И.К.

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

Для питания цифрового мультиметра от 1 батарейки АА вместо «кроны» 9 В собрал недавно этот преобразователь. Хотя от него можно запитать что угодно, не обязательно тестеры. В отличии от специализированных , тут всего пару транзисторов и катушка. Монтаж навесной, прямо на разъеме от батареи. В случае чего можно будет легко отсоединить и вернуть «крону».

Самый энергоемкий режим в мультиметре — прозвонка. Если напряжение питания сильно падает при замыкании щупов, то нужно увеличить диаметр провода L2 (остановился на 0,3 мм ПЭВ-2). Диаметр провода L1 не критичен, я использовал 0,18 мм и только из соображений «живучести», так как более тонкие можно нечаянно оторвать. В итоге собрал эту схему с кольцом D=12 d=7 h=5 мм на VT1 2SC3420 — без нагрузки качает 100 В, он оказался лучше всех (R1 = 130 Ом). Также удачно испытаны КТ315А (слабоват, R1 = 1 кОм), КТ863 (качает хорошо).

Отладка схемы

Отсоединяем ZD1, вместо R1 ставим подстроечное сопротивление 4,7кОм; в качестве нагрузки- R= 1кОм. Добиваемся максимального напряжения на нагрузке, изменяя сопротивление R1. Без нагрузки эта схема легко выдает 100 вольт и более, так что при отладке ставьте C2 на напряжение не менее 200V и не забывайте его разряжать.

Важное дополнение. Кольцо здесь применять необязательно! Берем готовый дроссель на 330 мГн и выше, поверх его обмотки мотаем любым проводом 20-25 витков L1, фиксируем термоусадкой. И ВСЕ! Качает даже лучше, чем кольцо.

Проверено мной с VT1 2SC3420 и IRL3705 (R1 = 130 Ом, VD1 — HER108). Полевой транзистор IRL3705 отлично работает, но ему нужно напряжение питания хотя бы 1 В и между затвором и массой резистор несколько килоом и стабилитрон на 6-10 В. Если не работает, то меняем местами концы одной из обмоток. При экспериментах преобразователь действительно работал начиная даже от 0,8 В!

На входе Pin=Iin*Uin=0.053A*0.763V=0.04043W

На выходе Pout=Uout*Uout/Rout =6.2V*6.2V/980=0.039224W (Ватт).

КПД = Pout/Pin= 0,969 или 96.9% — прекрасный результат!

Пусть даже 90% будет — тоже не слабо. Откровенно говоря, эта схемка с кольцом давно известна, я лишь добавил обратную связь по Uout на полевом транзисторе и догадался домотать и использовать готовый дроссель, ибо на кольцах мотать неудобно, да и лень, пусть даже и 20 витков. И габариты у кольца побольше. Автор статьи — Evgeny:)

Обсудить статью ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ 1,5 — 9 ВОЛЬТ

БП, для питания 6-ти вольтового (4 пальчиковых батарейки) радиоприемника от одной батарейки напряжением 1,5 вольта.

Предлагаемый блок питания (БП) радиоприемника изготовлен на базе низковольтного преобразователя напряжения 1,5 … 6,0 вольт и предназначен для питания маломощных бытовых устройств (в частности, радиоприемника) от одной пальчиковой батарейкинапряжением 1,5 вольта.

Инвертор имеет хорошие выходные данные с минимумом входящих элементов.

Фото 2 Внешний вид кассеты питания радиоприемника до доработки.

Инструмент

Фото 3 Инструмент

Схема преобразователя напряжения

Фото 4 Схема преобразователя напряжения 1,5в – 6,0в

На транзисторах VT1 и VT2 собран двухтактный высокочастотный генератор импульсов (блок А1) на базе схемы А.Чаплыгина, «Радио 11.2001г., стр.42». Ток положительной обратной связи протекает через вторичные обмотки трансформатора Т1 и нагрузку, подключенную между цепью +6в и общим проводом. За генератором импульсов следуют узлы стабилизации, регулировки и фильтрации выходного напряжения.

Преимущества устройства

    Вместо выпрямителя ВЧ напряжения используются база-эмиттерные переходы транзисторов самого генератора, что позволяет исключить блок выпрямителя устройства.

    Величина тока базы пропорциональна величине тока в нагрузке, что делает преобразователь весьма экономичным.

    За счет пропорционального токового управления транзисторами уменьшены потери на их переключение и повышен КПД преобразователя до 80% .

    При уменьшении нагрузки до нуля происходит срыв колебаний генератора, что автоматически может решить проблему управления питанием.

    Ток от батареи, при отсутствии нагрузки, практически не потребляется. Преобразователь, будет сам включаться тогда, когда от него потребуется что-то запитать и выключаться, когда нагрузка будет отключена.

Изготовление трансформатора для генератора импульсов преобразователя

Магнитопроводом трансформатора Т1 генератора импульсов, служит кольцо К10х5х2 из феррита 2000НМ (Фото 5). Можно взять кольцо из старой материнской платы.

Шаг 1. Перед намоткой трансформатора подготовить ферритовое кольцо. Для того чтобы намоточный провод не повредил свою изоляцию, притупить острые кромки кольца мелкозернистой шкуркой или надфилем.

Фото 5 Кольцо ферритовое и лента фторопластовая

Шаг 2. Намотать изоляционную прокладку на кольцо для исключения повреждения изоляции провода (Фото 6). Для этого можно использовать кальку, лавсановую или фторопластовую ленту.

Фото 6 Изоляция кольца

Шаг 3. Намотать обмотки трансформатора: первичные обмотки (I и II) – 2 х 4 витка, вторичные обмотки (III и IV) – 2 х 25 витков изолированного провода марок ПЭВ, ПЭТВ, диаметром 0,15-0,30 мм. Также можно применить провод марок ПЭЛШО, МГТФ (Фото 7,9) или другой изолированный провод. Это приведет к образованию второго слоя обмотки, но обеспечит надежную работу преобразователя напряжения.

Каждую пару обмоток наматывают сложенным вдвое проводом (Фото 7).

Фото 7 Намотка трансформатора

Вначале мотаются вторичные обмотки lll и lV (2 х 25 витков) — (Фото 8).

Фото 8 Вид вторичных обмоток трансформатора III и IV

Затем, так же в два провода, мотаются первичные обмотки l и ll (2 х 4 витка).

В итоге, у каждой из двойных обмоток будет 4 провода — по два с каждой стороны обмотки (Фото 9).

Фото 9 Вид трансформатора после намотки

При намотке всех катушек нужно строго соблюдать одно направление обмотки и отмечать начало и конец обмоток. При несоблюдении этих условий генератор не запустится.

Начало каждой обмотки помечено на схеме точкой у вывода. Чтобы не возникало путаницы, можно принять за начало всех обмоток провода выходящие снизу, а за конец всех обмоток — выводы сверху.

Шаг 4. Соединяем пайкой провод конца обмотки (III) и провод начала обмотки (IV). Получается вторичная катушка трансформатора Т1 с центральным выводом. Аналогично поступаем с обмотками l и ll первичной катушки.

Сборка преобразователя напряжения

Для работы в преобразователях небольшой мощности, как в нашем случае, подойдут транзисторы ВС548В, А562, КТ208, КТ209, КТ501, МП20, МП21.

Транзисторы следует выбирать, ориентируясь на допустимые значения тока базы транзистора (он должен превышать ток нагрузки) и обратного напряжения эмиттер-база (оно должно превышать выходное напряжение преобразователя).

Преобразователь собираем согласно схеме, на универсальной монтажной плате (Фото 10). Вход, выход и общая шина преобразователя выведены гибким многожильным проводом.

Фото 10 Преобразователь 1,5 – 6,0 вольт.

Фото 11 Преобразователь (вид сбоку)

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.

Лаборатория Алана Йейтса — Еще один сверхрегенеративный УКВ-приемник

10 мая 2003 г.

Подобно другому моему суперрегенеративному приемнику VHF, эта конструкция во многом заимствована из различных опубликованных разработок Charles Kitchen N1TEV. Звуковая сцена — это моя собственная разработка, и я потратил много времени на настройку значений компонентов для диапазона FM-вещания.

Три катушки индуктивности установлены ортогонально по отношению друг к другу, чтобы свести к минимуму перекрестную связь. Это не идеально, все они находятся в ближнем поле друг друга и не совпадают (очевидно!), так что есть некоторое взаимодействие, но оно значительно меньше по сравнению с установкой их параллельно, прямо рядом друг с другом.Важно свести к минимуму утечку гетеродина обратно в антенну, но, поскольку вся плата не экранирована, усилия на самом деле могут оказаться бесполезными.

Источник тока с низким импедансом для регенеративной ступени повышает производительность по сравнению с обычным управлением регенерацией на 5 кОм. Это также снижает потребление тока всей цепи примерно на 2 мА, рекуперативная ступень потребляет менее 3 мА макс. Для сравнения, каскад ВЧ-изоляции потребляет 3-4 мА. Схема хорошо колеблется до 5 или 6 В, что намного лучше, чем у предыдущего приемника, у которого были проблемы с достижением сверхрегенерации при питании 9 В.

С небольшой тщательной настройкой триммера расширения полосы и катушки основного генератора я смог добиться покрытия 87-109 МГц. Он хорошо распределяется по 180-градусному диапазону настроечного конденсатора, предназначенного для линейной настройки в коммерческих AM-радиостанциях. Основная настроечная катушка представляет собой семь витков неизолированного медного провода диаметром 1 мм от сетевого кабеля. Внутренний диаметр около 10 мм, я намотал его на рукоятку из алюминиевого стержня моего хобби-ножа.

Две другие катушки намотаны на соломинку с содовой с помощью 0.провод 4мм. Толстые прозрачные соломинки для газировки от Subway, которые имеют внешний диаметр около 8 мм, отлично подходят для формирования катушек для легкой намотки проволоки. КЧХ цепи стока буферного усилителя 30 витков, катушки в истоке детектора 25 витков. Ни один из них не является особенно критичным, но с детектором может потребоваться некоторое экспериментирование для достижения наилучшего подавления сверхрегенерации. Однако важно, чтобы их собственная резонансная частота была значительно выше рабочей частоты.

Выходной аудиокаскад довольно сырой. Конструкция может, по крайней мере теоретически, страдать от теплового разгона. Добавление сопротивления в несколько десятков Ом в эмиттерных цепях предотвратило бы это. Однако я не нашел в этом необходимости, и усилитель, кажется, работает просто отлично с минимальным перекрестным искажением для такой простой конструкции. Диоды мягко смещают ток покоя на несколько мА, т. е. работают в классе AB, но нет самонастройки, поэтому положительное амплитудное искажение может стать проблемой при высоких выходных мощностях.При всем при этом в наушниках с сопротивлением 32 Ом качество звука казалось довольно хорошим. Достаточно хорошо по сравнению с качеством звука, восстановленного при обнаружении наклона FM таким простым детектором.

Потенциометр регулятора громкости можно было бы поместить в качестве нагрузки коллектора аудиопредусилителя, сэкономив конденсатор, но я хотел, чтобы одна его сторона была заземлена, чтобы я мог припаять его к плате, как потенциометр регенерации и конденсатор настройки. Того же самого можно было добиться, используя PNP-устройство в предусилителе, но я не думал об этом в то время.:-)

Самая большая проблема при использовании этого ресивера для прослушивания FM-радиовещания – это биение частоты подавления высокочастотными компонентами стереосигнала. Откровенно говоря, это звучит ужасно и затрудняет прослушивание музыкальных стереотрансляций в течение длительного времени. Я не вижу простого способа исправить это. Увеличение частоты гашения так, чтобы она была выше боковых полос LR и любых поднесущих SCA, значительно снижает избирательность и усиление детектора, и все еще остаются проблемы со микшированием: процесс сверхрегенерации очень нелинейный, а интермодуляционные искажения довольно плохие. , накладывая боковые полосы в слышимый диапазон.

Возможно, поможет блокировка гашения на 38 кГц отдельным кварцевым генератором? Любая небольшая разница частот должна быть ниже звуковых частот. Охлаждающая фильтрация могла бы быть лучше. Это общая проблема всех суперрегенеративных проектов, которые я нашел в сети. Однополюсный RC-фильтр работает «достаточно хорошо», особенно когда на выходе LM386 и для потребления человеком. Однако выходной каскад, который я использую, работает со многими сотнями кГц, поэтому индуктивность и механический отклик майларовых динамиков зависят от оставшегося сигнала подавления утечки.Подача выходного сигнала этой схемы на звуковую карту или магнитофон может вызвать проблемы с частотой дискретизации или генератором смещения.

2 комментария.

Вложения

(PDF) От регенерации до УКВ FM

34 Практическая беспроводная связь Март 2018 г.

Valve & Vintage

Родился FM. Это было практическое открытие — только впоследствии Карсон

и другие смогли показать, что оно может быть подтверждено теоретическим анализом.Здесь

был методом модуляции, который идеально подходил для широко открытых частот выше

30 МГц, которые стали доступными

с улучшенными термоэмиссионными клапанами. Однажды

снова радиолюбители сыграли ключевую роль в

внедрении новой технологии, когда

Армстронг провел историческую демонстрацию

системы перед IRE

5 ноября 1935 года. Для этого теста Пол Годли 2ZE

использовал приемник в аудитории в

Нью-Йорк, в то время как Рэнди Раньон W2AG

использовал свой любительский FM-передатчик на частоте

110 МГц в Йонкерсе, в 17 милях отсюда.Все присутствующие согласились с тем, что по сравнению с

обычным АМ качество приема значительно улучшилось.

RCA

Сарнофф и Армстронг были

энтузиастами-радиолюбителями и были

хорошими друзьями на протяжении почти 25 лет.

холодным январским вечером 1914 года они сидели вместе

в продуваемой сквозняками лачуге в Белмаре,

разделяя острые ощущения от копирования DX из Хо-

нолулу с помощью первого регенеративного приемника.

Поскольку Сарнофф часто поощрял

Армстронга к изобретению «маленького черного ящика», который

устранит проблему статических помех AM

, можно было ожидать, что

он будет в восторге от успеха

FM технология. Вместо этого это должно было привести к долгой, дорогостоящей и ожесточенной конфронтации

, кульминацией которой стала безвременная кончина Армстронга

. Ибо RCA теперь была самой могущественной радиокорпорацией в США и имела

огромное количество заинтересованных лиц в поддержании

существующей сети AM и подавлении

новой системы.Сарнофф был открыт для

изобретений, но не для революции!

С мая 1934 года Армстронг очень успешно проводил

испытания FM с использованием передатчика мощностью 2 кВт

44 МГц на 85-м этаже

Empire State Building. В октябре 1935 года RCA вежливо выселила его, и ему пришлось продать большую часть своих акций, чтобы собрать 300 000 долларов

и открыть свою собственную новую станцию ​​в Альпайне,

Нью-Джерси, высоко над рекой Гудзон.

Пока там строились передатчик мощностью 50 кВт 42,8 МГц и

уникальная трехрычажная 130-метровая (425 футов) антенна

,

W2AG продолжал демонстрировать FM с

своей маломощной любительской станцией в Йоне-

90 . Его самодельный передатчик

на частоте 110 МГц стал прототипом широкополосной ретрансляционной станции

, которая объединит в сеть другие

FM-станции, потенциально угрожая монополии AT&T на проводные сети.

В середине 1938 года альпийская станция Армстронга

вышла в эфир на полную мощность под позывным W2XMN,

, который сегодня является позывным Arm-

Strong Memorial Radio Club. В 1940 году он улучшил характеристики, изобретя предыскажения, а к 1941 году популярность FM быстро росла, система

была принята многими операторами мобильной радиосвязи, и FCC даже объявила

.

, что он должен использоваться для телевизионного звука.

Но в том же году Армстронг совершил, пожалуй,

свою самую большую ошибку, когда отказался принять

лицензионное соглашение с RCA, превратив

Сарноффа в могущественного противника. В течение

следующего десятилетия корпорация и

ее союзники использовали все разрешенное оружие в суде и

вне судов, чтобы противостоять Армстронгу,

постепенно доводя его до истощения и отчаяния.

В 1945 году RCA успешно лоббировала

FCC, чтобы все FM-передачи были вытеснены

из диапазона 42–50 МГц, устаревшие

одним махом из 50 передатчиков и

500 000 приемников, которые уже использовались.

Затем FCC ограничила мощность

существующих FM-передатчиков (мощность W2XMN была сокращена

с 50 кВт до 1,2 кВт), значительно ограничив

их радиус действия и вынудив их нанимать широкополосные

стационарные телефоны AT&T, поскольку некоторые из

FM-радиорелейные станции тогда были слишком маломощными для связи друг с другом.

В июле 1948 года Армстронг

возбудил последний отчаянный судебный процесс против RCA

и его лицензиатов, который закончился только его жизнью.Чтобы защитить свои патенты

по новому законодательству, он был обязан

свидетельствовать на досудебных слушаниях по «раскрытию», которые

тянулись месяц за месяцем, год за

годом, поскольку юристы RCA задавали сотни

вопросов отложить разбирательство до истечения срока действия его

патентов. Во время этого марафона были выдвинуты все мыслимые доводы, чтобы

разрушить его изобретение. Это было непрактично

и не имело технической ценности.Или на самом деле

был ценным, но RCA изобрел его

раньше. Или никто на самом деле не изобрел его

, потому что это была очевидная модификация

известного беспроводного искусства!

В отличие от де Фореста, Сарнофф поначалу

испытывал небольшую личную неприязнь к Армстронгу. Но

поскольку слушания тянулись более пяти

лет, а Сарнофф упрямо отказывался

от любого внесудебного урегулирования, которое включало

выплату роялти, юридический конфликт

перерос в беспрецедентный окончание вражды.Как

промышленный магнат, он был безжалостен в

защите и расширении империи RCA,

и без соглашения с Армстронгом

он чувствовал себя обязанным бороться с ним всей мощью этой

корпорации, пока не было найдено единственное изобретение-

физические и финансовые ресурсы

исчерпаны. Когда Сарноффу принесли

известие о самоубийстве Армстронга, он какое-то время

молчал, а затем, как бы обвиняемый

посланником, заявил: «Я не убивал

Армстронга!».

Эпилог

Беспроводные технологии достигли необычайного

прогресса со времен открытий Arm-

Strong, и многие талантливые

люди внесли свой вклад в искусство.

Но каждый, кто использует УКВ FM-радио,

супергетеродин, усилитель с обратной связью или даже

просто осциллятор, в некоторой степени обязан

практическому гению, который первоначально задумал

эти ключевые изобретения и видение

и упорство в борьбе за них.В

мае 1955 года имя Армстронга было добавлено

в пантеон великих изобретателей Международного союза электросвязи

,

наряду с именами Фарадея, Морса, Белла,

Теслы, Герца, Кельвина и Маркони. В письме

, опубликованном в январском выпуске

журнала Wireless World за 1954 год, незадолго до своей смерти

тихий человек, трижды за свою жизнь

революционизировавший радио, заключил

цитату из Гамлета:

вещей на небе и земле, Горацио, чем

грезится в нашей философии».Едва ли он мог бы

привести более красноречивое вдохновение для всех сегодняшних любителей технических

изобретений и экспериментов.

Макет FM-возбудителя Эмпайр Стейт

Построение передатчика в начале 1934 года.

Составная семитурникетная УКВ-антенна на

W2XMN была подвешена между двумя верхними

траверсами альпийской башни.

сверхрегенерация

 

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. То 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. То 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

Произошла ошибка при настройке пользовательского файла cookie

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности. Если ваш браузер не принимает файлы cookie, вы не можете просматривать этот сайт.


Настройка браузера для приема файлов cookie

Существует множество причин, по которым файл cookie не может быть установлен правильно. Ниже приведены наиболее распространенные причины:

  • В вашем браузере отключены файлы cookie.Вам необходимо сбросить настройки браузера, чтобы принять файлы cookie, или спросить вас, хотите ли вы принимать файлы cookie.
  • Ваш браузер спрашивает, хотите ли вы принимать файлы cookie, и вы отказались. Чтобы принять файлы cookie с этого сайта, нажмите кнопку «Назад» и примите файл cookie.
  • Ваш браузер не поддерживает файлы cookie. Попробуйте другой браузер, если вы подозреваете это.
  • Дата на вашем компьютере в прошлом. Если часы вашего компьютера показывают дату до 1 января 1970 г., браузер автоматически забудет файл cookie.Чтобы это исправить, установите правильное время и дату на своем компьютере.
  • Вы установили приложение, которое отслеживает или блокирует установку файлов cookie. Вы должны отключить приложение при входе в систему или проконсультироваться с системным администратором.

Почему этому сайту требуются файлы cookie?

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности, запоминая, что вы вошли в систему, когда переходите со страницы на страницу. Предоставить доступ без файлов cookie потребует от сайта создания нового сеанса для каждой посещаемой вами страницы, что замедляет работу системы до неприемлемого уровня.


Что сохраняется в файле cookie?

Этот сайт не хранит ничего, кроме автоматически сгенерированного идентификатора сеанса в файле cookie; никакая другая информация не фиксируется.

Как правило, в файле cookie может храниться только та информация, которую вы предоставляете, или выбор, который вы делаете при посещении веб-сайта. Например, сайт не может определить ваше имя электронной почты, если вы не решите ввести его. Разрешение веб-сайту создавать файлы cookie не дает этому или любому другому сайту доступ к остальной части вашего компьютера, и только сайт, создавший файл cookie, может его прочитать.

Все, что касается беспроводной и высокой печати: новый взгляд на Regenerodyne.

В связи с тем, что в феврале этого года состоится обзор оборудования для новичков, я подумал, что могу рассмотреть схему, которую разработал в конце 1980-х и начале 1990-х годов. То, что стало известно как Regenerodyne, началось с моей попытки придумать небольшой дорожный приемник, который можно было бы взять с собой в дорогу. Я путешествовал, чтобы зарабатывать на жизнь, и таскать с собой Drake или Q5’er было просто нецелесообразно. Мне нужно было что-то, что я мог бы бросить на ночной столик в отеле, прикрепить антенну к перилам кровати или оконному экрану и обеспечить достаточную чувствительность и избирательность, чтобы их можно было использовать.Он должен был быть стабильным.

Сначала я начал собирать приемник прямого преобразования на 80 м и два преобразователя. Звуковой усилитель имел около 100 дБ в отделе усиления, и план состоял в том, чтобы использовать цепочку из тороидов 88 мГн с конденсаторами 1 мкФ, шунтированными и шунтированными вокруг этих избыточных тороидов. Я такие уже ставил, нормально было. Я действительно ненавидел огромное усиление звука, необходимое для этих установок, и я ненавидел отсутствие избирательности, родную широкополосную природу, которую воплощают эти ресиверы. Все эти недостатки можно компенсировать, но в итоге мы имеем не самый простой «простой приемник».И у меня все еще было то, что я считал раздражающим усилителем с высоким коэффициентом усиления.

Но мне понравилась идея конвертировать высокие частоты в более низкие частоты, где естественно большее усиление и избирательность. Радиосхемы просто лучше ведут себя на более низких частотах, чем ниже, тем лучше. Это старая концепция, восходящая к заре супергетеродинного приемника.

Уже соорудив рекуператор для 80 м CW, который был построен как VFO, я просто взял свои понижающие преобразователи 3n211/2n2222a xtal и соединил их с сеткой регенеративного генератора.

Вот это да. У меня были 40 и 20 метров, настраивались и вели себя как 80 — 160 метров. Это означает лучшую стабильность, селективность и общее усиление, чем когда-либо, когда я использовал реген в качестве TRF на этих диапазонах. Поскольку выход этих микшеров не был настроен, я мог настроить почти все 40 и 20 метров с одинаковой производительностью от начала до конца. Избирательности и коэффициента усиления регенеративного тюнера было достаточно для выбора промежуточной частоты с выхода смесителя. Это сделано для очень простого трансформатора ПЧ.

К 1990 году я заменил полупроводниковые модульные преобразователи стандартным ламповым смесителем с катодной инжекцией, включающим пентод 6J7 и триодный генератор Xtal 6C5. Сам регенеративный детектор был настроен на перестройку с 3,0 до 2,5 мкс. Это позволило мне использовать 10-мегапиксельный xtal для получения настраиваемого диапазона от 7,0 до 7,5 мкс. Преобразователь и тюнер были построены на одном шасси как единое целое.

Это имело несколько преимуществ, не последним из которых была мгновенная смена диапазона.10,0, 13,0 и 17,0 xtals давали мне 40, 30 и 20 м соответственно, и циферблат никогда не приходилось перекалибровать для каждого диапазона. У меня был преобразователь, стоящий между регенеративным детектором и антенной, так что РЧ утечки практически НЕТ, а изображения не были даже намеком на проблему. С лицевой панели этот ресивер выглядел как любой другой реген. Но в работе эти более высокие КВ-диапазоны настраивались примерно на 140 метров, что означало большую избирательность, большой коэффициент усиления, а регулятор регенерации практически не нужно было трогать каждые 100 кГц или около того, если он работал на критическом пороге.

Он стал «прирученным регенеративным ресивером», хотя технически это супергетеродин.

Итак, теперь у вас есть основы Regenerodyne и история его концепции дизайна. Что меня удивило, так это то, что, когда я провел исследование, чтобы узнать, что другие люди делали в прошлом в этом направлении, я обнаружил, что за более чем 50 лет опубликованных статей я не мог найти никого, кто делал бы то же самое. В одном письме редактору описывается использование внешнего преобразователя на 10 метров, питающего рекуператор на 160 метров в 1938 году.Это было об этом. Казалось бы, ничего не написано о сборке и детектора, и преобразователя xtal на одном шасси! Вероятно, потому, что к 1938 году достоинства детектора с фиксированной настройкой позволили использовать новые технологии, такие как фильтрация одиночного сигнала. Все регенеративное стало технологическим тупиком.

Фрэнк Джонс разработал то, что он назвал «Супергейнер», который представлял собой преобразователь с переменной настройкой, питающий регенеративный детектор с фиксированной настройкой на частоте 100 кГц. С 1936 года до Второй мировой войны существовало несколько вариантов этой установки.Мне нужно было название, чтобы не спутать мою схему с Super Gainer, потому что моя схема была противоположностью «Gainer». У меня был преобразователь с фиксированной настройкой, питающий регенеративный детектор с переменной настройкой. Я придумал название Regenerodyne .

Я поделился Regenerodyne с Дэйвом Ингрэмом на Atlanta Hamfest, где он предложил мне послать статью в журнал CQ. Хотя этого так и не произошло, в начале 1990-х я открыл веб-страницу с этой схемой.

Примерно в это же время я встретил Арнальдо Корро из Radio Habana «DX International» на рефлекторе Glowbugs Group, и мы обменялись мнениями.Оказывается, он работал над той же самой идеей, и самым удивительным было название, которое он выбрал для этого нахлеста: Регенеродино!!


Я построил три прототипа Regenerodyne, первый показан на начальном фото. Последний, который я построил, — это миниатюрная версия, предназначенная для специального использования на 20 м. Этот у меня до сих пор хранится, остальные со временем были проданы.

Давайте посмотрим на саму схему Regenerodyne:
Вы должны быть в состоянии нажать на схему, чтобы увеличить ее.Это классический регенеродин. Единственными вариантами, которые я когда-либо делал, были передняя часть с двойной настройкой и, возможно, аудиоусилитель мощности. А ведь это сердце и душа «Р-Дайн».

С антенны нужный сигнал настраивается и подается непосредственно на сетку пентода 6Ж7, а на катод инжектируется генератором 6С5 xtal. Выход смесителя не настроен, поэтому на L3 присутствуют четыре сигнала: частота генератора, входная частота от антенны, разностная частота и суммарная частота.

Катушка решетки регенеративного детектора L4, которая также является тюнером, имеет чрезвычайно высокую собственную добротность, которая более чем достаточна для выбора желаемой частоты, которая, конечно же, является разностной частотой. Он не только улавливает разницу, но и поддерживает эту разницу по мере настройки детектора. Таким образом, ПЧ, что касается Regenerodyne, представляет собой не одну фиксированную частоту, а скорее «окно» или континуум частот. Я называю это «IF Window». В обсуждаемой схеме это окно имеет ширину около 300-400 кгц.

Форма катушки, которая поддерживает L3, L4 и катушку обратной связи L5, представляет собой ампулу с таблетками или пластиковую канистру из 35-мм пленки. Вы можете использовать практически любую форму. RFC — это первичные компоненты от старой звуковой пластины до трансформаторов звуковой катушки. Обратите внимание на конденсатор на дросселе аудиовыхода: он обеспечивает достаточную фильтрацию в сочетании со значением дросселя . . . что бы это ни было. . . чтобы выбить звук или высокие звуковые частоты.

Заметили, что все части датируются концом 1930-х годов? Я намеревался использовать старинные радиодетали как можно чаще.Миссия выполнена. Я также хотел не зависеть от изготовленных трансформаторов ПЧ. В Regenerodyne вы наматываете этот трансформатор. Фактически, Regenerodyne сравнивается со стандартным регенеративным приемником 1-v-1 по общему количеству деталей, сложности схемы и стоимости сборки.

Управлять R-dyne весело. Лично мне нравится идея регенеративного контроля. Я чувствую, что у меня больше контроля над принимаемым сигналом, чем с любым другим приемником. На частоте 2,5 мс скорость настройки почти соответствует гораздо более сложному супергетеродину, и, хотя вам нужно подправить инжекцию регенерации во время настройки, на этих более низких частотах объем настройки намного меньше, чем при работе с регенерацией на 40 или 80. метров.

Вот образец Regenerodyne в действии. Обратите внимание, что я все еще использую оконную раму и зажим для антенны.

Следующее видео — тот же Regenerodyne в игре, несколько недель спустя. Группа была, к сожалению, довольно мертва. Но это было единственное время, когда я мог подготовиться к съемке. Звук в каждом из этих видеороликов подавался на внешний аудиоусилитель, чтобы дешевый микрофон на камере мог его уловить. Все в всех, это были не плохие videos парочки.



А теперь немного фото «Покажи и расскажи». Мой первый Regenerodyne был построен в большом корпусе BUD с использованием верньерной фурнитуры National, знаменитого циферблата HRO и механизма PW, который, я думаю, необходим для любого ресивера, если он у вас есть. Всякий раз, когда я нахожу их, я покупаю их, если могу. Если вы занимаетесь сборкой ресиверов, поверьте мне, это инвестиции в удовольствие от вашего приемника! Маленькая «Eaves Dropper», показанная в видео, использует National Velvet от SW-3 и встроена в корпус National SRR.
Это фото первого Regenerodyne, вынутого из шкафа. Да, черная морщинистая отделка. Есть ли другой, правда? Вид сверху, показывающий редуктор PW, настроечный колпачок 75 пФ и калибровочный колпачок. Слева 6J7, а за ним 6C5 LO. Верхний центр — 6SN7. Далее идет аудиозаглушка. На заднем фартуке вы найдете разъемы питания и xtal, определяющий диапазон. Я не подключал переключатель диапазонов, хотя легко мог бы это сделать. У меня не было проблем, я просто подключил xtal, который мне был нужен, когда мне это было нужно.Это конкретное радио работало на 40, 30 и 20 м. Окно ПЧ было от 3,0 до 2,5 кгс.

На нижней деке показан двойной входной тюнер. У этого радиоприемника был двойной ВЧ-вход для микшера, и обе катушки намотаны на одну и ту же форму без попытки экранировать одну от другой. Получилось неплохо, правда. Это был своего рода настраиваемый фильтр Баттерворта. Катушка в центре справа — катушка детектора. Катушка смесителя намотана непосредственно на катушку настройки детектора, что соответствует количеству витков. Между двумя катушками у меня около 1/16 дюйма изоляции, которая представляет собой толстую вспененную двухстороннюю ленту.Кажется, она называлась «Тигровая лента». Подойдет несколько слоев изоленты или даже малярной ленты.

Вот установка, работающая в полевых условиях. Обратите внимание, что источник питания является отдельным, с использованием двух встречных накальных трансформаторов для выработки рабочего тока 100 В постоянного тока B+. Выключатель режима ожидания является одним из источников питания. Гарнитуры подключены сзади, на заднем фартуке.

Это мой нынешний Regenerodyne, единственный, который я сохранил. Как упоминалось ранее, он получил прозвище «Eaves Dropper» из-за своего миниатюрного размера.Это специальный 20-метровый приемник, охватывающий 14.000 — 14.250. Когда я беру этого парня на Hamfests и использую его на своем столе подкачки, я всегда привлекаю к ​​нему толпу. Все OTers думают, что это обычный регенеративный приемник TRF, и когда я говорю им, что это 20-метровый приемник, они все хотят его услышать. Когда они занимаются настройкой и управлением регенерацией, они поражаются. Я говорю им, что это замаскированный супергетеродин, они смотрят на три трубки и почти ничего не считают, катушки с ручной намоткой, и они всегда уходят в изумлении.Я отклонил множество предложений на этот маленький rx, и да, он все еще не продается. Это последний из моих прототипов.

Вот вид через откидную верхнюю крышку. Слева внизу находится детектор/звуковой каскад 6SN7, над ним катушка детектора. Над ней катушка настройки диапазона, справа от нее пентодный микшер 6J7, а в центре справа металлический 6C5 LO. В правом верхнем углу вы можете увидеть xtal. Аудио дроссель находится в правом нижнем углу.

Другой вид на верхнюю деку и настроечный колпачок на 35 пФ.На этой установке нет калибровочного колпачка, я просто правильно намотал катушку детектора. . . удача. Видите малярную ленту на катушке детектора? Это твой трансформатор ПЧ, банда! Детекторная катушка намотана так же, как и любая другая схема катушки для любого другого типичного регенеративного приемника «Новичка», но затем на эту катушку накладывается пара слоев ленты. Затем катушка смесителя, не настроенная, наматывается прямо на нее, совпадая с количеством витков и направлением. Я позаимствовал эту технику у Bearcat Model 3B 1929 года. Это на самом деле помогает связи, потому что согласуется относительный импеданс.Более менее. Здесь нет ничего точного.

Под палубой. Здесь я использовал RFC 2,5 мГн вместо первичных звуковых дросселей, в основном из-за недостатка места. Я не могу сказать разницу. Вы можете увидеть настройку группы / пиковую кепку. Регенерация контролируется 50-тысячным котлом Cardwell Milsurp. Боже, только глянь, там почти ничего нет. Да, это суперхит. Вы бы поверили, просто глядя на это??

Ни одно шоу «Покажи и расскажи» с Regenerodyne не обходится без демонстрации версии Кена Лоттса.Мне нравится его техника строительства! Он прислал мне их незадолго до того, как расстался с ними. Ага, продал. Кен использовал качественные запчасти и качественно выполнил свою работу.



Еще несколько кадров, прежде чем я закрою этот сегмент. Интересно, у кого сейчас есть этот ресивер? Кроме того, мне интересно, есть ли у человека, который купил мой оригинальный регенеродин, тот, что показан в начале этого выпуска? И если они продали его, знает ли новый владелец, что у него есть самый первый Regenerodyne с таким названием? Хм .. . .

Ну вот и все на сегодня. Надеюсь, это была веселая, может быть, познавательная небольшая экскурсия. Попробуйте построить Regenerodyne! Не тратьте деньги, их трудно превзойти, и они являются настоящим коммуникационным устройством!

Для тех, кто хочет просмотреть исходную статью и фотографии, нажмите здесь или скопируйте и вставьте:

http://www.gjohanson.com/Homesite/TEXTS/REGENf~1.HTM

-гари // wd4nka


ДОПОЛНЕНИЕ  ( 31 марта 2015 г. ):

В конце второй недели февраля пришел и ушел обзор буровой установки для новичков.Это был ошеломляющий успех с большим количеством участников. Я подумал, что мог бы поделиться своей установкой, в основном потому, что Regenerodyne сыграл важную роль в WD4NKA.

Regenerodyne, показанный в видео выше, был основным приемником, используемым на моей станции для NRR. Я добавил передний тюнер на 40 м и заменил 13mc xtal в LO на 10mc xtal. Xtal отклонялся примерно на 8 кГц, из-за чего моя настройка отставала на этой частоте, но это было легко компенсировать на циферблате.(Очевидно, мой 13mc xtal был больше похож на 12,920 mc.)

Теперь, когда я соединил R-dyne с передатчиком, который я буду использовать с ним, появилась пара интересных экспонентов, двухламповый MOPA, состоящий из генератора 6AG7 xtal, и Финал 6V6G, работает около 10 Вт. вход, к 33-футовой вертикальной установке, установленной на моей крыше, с использованием четырехпроводной системы заземления. Один экспонент был второстепенным. Какое-то время это обеспечивал мой Hammarlund HQ-170, но мне приходилось настраиваться на каждую частоту. Я обнаружил, что через некоторое время я привык слышать «блокировку» приемника во время передачи, и в этом заблокированном состоянии я мог слышать небольшую пульсацию от источника питания.Недостаточно, чтобы на самом деле модулировать несущую CW — она ​​посылает чистую ноту постоянного тока. Но когда передатчик припаркован прямо рядом с регенеративным детектором, вы можете услышать малейший гул. Иногда более чем легкий, но в моем случае этого было достаточно, чтобы использовать его в качестве побочного тона. Поэтому я перестал использовать ‘170 для этой цели.

Другим показателем было использование моей передачи xtal для определения моей частоты передачи. Очевидно, мой детектор регенерации был полностью заблокирован на несколько кГц. Итак, я встроил небольшой генератор 2n2222a xtal в маленькую мини-коробку и установил его рядом с приемником.Это сработало отлично! Но я заметил кое-что, что я попытаюсь описать:

Я мог контролировать количество несущей от этого маленького блока осциллятора по его близости от приемника. Чем ближе, тем сильнее и т. д. В какой-то момент «впрыск» несущей был примерно равен собственной автодинной регенеративной обратной связи приемника. Настроив обратную связь ниже порога, я обнаружил, что могу отчетливо слышать демодулированные сигналы так же легко, как и приемник в своем собственном регенеративном режиме обнаружения.

То, что у меня было, было, по сути, действием по обнаружению прямого преобразования. Но не только это! Дальнейшая настройка обратной связи увеличила добротность по сравнению с тем, что было бы без включенного осциллятора и детектора, зависящего от его собственного действия автодинного обнаружения. На самом деле обратная связь была ниже нормального порога, самой чувствительной точки любого регенеративного детектора. Но поскольку аудиопродукцию производил внешний носитель, непрерывные сигналы все же можно было услышать, причем достаточно громко.Но затем я настраивал детектор, чтобы убедиться, что я настроен на центр «введенного носителя». Я заметил, что определенные сигналы, слышимые в пределах этой ширины несущей, ослабевают или усиливаются в зависимости от того, насколько близко я настроен к любому из «краевых краев» несущей.

То, что я наблюдал, было чем-то вроде действия одиночного сигнала. Я бы назвал это «уменьшенной фильтрацией боковой полосы», а не полным подавлением, как в обычном приемнике с фильтрацией одного сигнала. Но было заметное снижение сигнала на другой «стороне» инжектируемого сигнала.

Итак. . .

Мой Regenerodyne работал в двух режимах для NRR. Режим регенерации и расширенный режим прямого преобразования (EDC, если использовать аббревиатуру). Одна приятная особенность EDC заключалась в том, что, как и в обычном приемнике постоянного тока, здесь нет влияния антенны. Теперь Regenerodyne не страдает от влияния антенны, в отличие от стандартного твинплекса. EDC может быть идеей для стабилизации детектора регенерации TRF, хотя наиболее практичным способом подачи внешнего сигнала на детектор регенерации является использование генератора xtal, что потребует перенастройки приемника на несущую каждого канала.«Канальная операция». Но тогда, если вы работаете с передатчиком, управляемым xtal, это может быть практично. Регенеративное прямое преобразование (RDC — вот и снова!) будет более селективным, чем его стандартный твердотельный аналог, и потребует гораздо меньшего усиления звука!

Пища для размышлений.

Ниже показана станция домашнего пивоварения, используемая для NRR:


Передатчик встроен в корпус несуществующего ВТВМ. Использовались ключи J36 (показан) и прямой ключ на 8 ампер от Королевских ВВС.Не показан блок питания. . .вы можете просто увидеть переднюю часть в крайнем правом углу.

Я также использовал свою комбинацию Gonset GSB-100 и HQ-170 во время NRR. Я бы сказал, что около половины контактов были сделаны с помощью установки, показанной выше. Gonset имеет выходную мощность около шестидесяти ватт. MOPA работает около шести ватт. Моя общая сумма между моим MOPA на 5-6 Вт и Gonset на 60 Вт составила 350 баллов. Неплохой показатель для рекуператора с тремя клапанами!

Это снимок реального рабочего положения во время NRR.Слева направо: источник питания, ACR (на самом деле переключатель), мини-бокс Spot Oscillator сверху, MOPA и Regenerodyne. Вот мой 8-амперный ключ RAF со всеми моими xtals, установленными на той же плате, что и ключ. Военные наушники с низким Z примерно 1952 года. Это журнал, который я вел для NRR. Я серьезно рассматриваю возможность разработки и печати «Журналов учета NRR», специально предназначенных для использования в NRR следующего года. Категории включают потребляемую мощность, тип установки, управляемой VFO или Xtal, QRP или QRO.Также могут быть предложены NRR QSL. Высокая печать, конечно! И посмотрите, что пришло по почте в понедельник! Мой сертификат NRR! Ну вот! Так что никогда не скажите, что регенеративный приемник не подходит для серьезной связи! Нет ничего более далекого от правды. Это просто . . . не дело «подключи и работай».

Итак, пока все. Следите за дальнейшими выпусками, где так или иначе Wireless встречается с Letterpress (в данном случае — с Certificate!)

-gary // wd4nka.

некоторые заметки проф. Arnie Coro CO2KK и кое-что еще от Kostas SV3ORA

(фото из:

_________________

Следующие записи Regen Receiver сделаны известным экспертом Ham, Arnie Coro CO2KK.

Заметки свободно перепечатаны с ресивера Regen Yaooh Group (Regenrx):

и из электронного письма Арни: Radio Havana Cuba DX Unlimited:

_____________________________________________________________________

Уважаемый друзья:
После многих лет экспериментов с электронными лампами приемники вот какие-то
моих находки…

6АК5/ 6ZHE1P/5654 мой постоянный выбор для пентода или заземленной сетки Усилительный каскад RF
до диапазона 50 МГц

Та же трубка прекрасно работает как кварцевый генератор для передней секции
мои приемники Regenerodyne… Диапазон частот до 12 МГц или так
прямых колебаний и до 50 МГц с использованием третьего обертона кристаллы.

Та же трубка работает как очень простая передняя часть микшер… Вы подаете ВЧ на
сетку от каскада ВЧ-усилителя а затем подать гетеродин частоты
либо на экранной сетки, либо к катоду… Выход микшера
проходит через низкоимпедансная связь с контуром бака сетки рекуперативного генератора
детектор, работающий как переменная частота ПЧ… Детектор
что мне больше всего нравится, так это Hartley с регенерацией напряжения экранной сетки
контроля…. который обеспечивает шелковистую гладкую регенерацию во время работы
с напряжением пластины не выше 50 вольт. Я обычно запускаю
их от 36 до 48 вольт с использованием хорошо регулируемого постоянного тока… Детектор питается мой универсальный аудиовыход
для SWL и AM диапазона Dxing, используя 6AU6 и
6AQ5, работающие от 120-вольтовой шины питания. поставка….

Ваш регенеродин превзойдет даже самые лучшие регенеративный ресивер,
с использованием следующей компоновки

ОПТИМИЗИРОВАННЫЙ настроить:

Двойной полосовой входной фильтр с верхней связью для решетка 6AK5… плита
6AK5 решетка смесителя корма через небольшой конденсатор… Вы можете легко управлять усилением RF
с помощью классического катодный потенциометр правильно зашунтирован….

Миксер 6AK5 …. табличка на 120 вольт, экран на 50 вольт… сигнал в сетку
, инжекция гетеродина на катод… Вывод не настроен, через
ВЧ-дроссель, соединенный с небольшим конденсатором с сетью Схема
регенеративного извещателя 6АК5 с использованием классического Схема Хартли с напряжением экранной сетки
(регулируемое) контроль регенерации….

Подача звука в хвостовую часть модуль, 6AU6, а затем 6AK5 с 120 вольт
к плиты….

Вы также можете использовать 6AK5 в качестве первого аудио для в конечном итоге с радио, которое
требует всего два типа ламп… У меня есть еще предстоит протестировать 6AK5 в качестве выходного каскада аудио
, возможно, с использованием два параллельно… Причина этого теста?
Наличие сотни 6АК5-х 5654-х от усилителя ПЧ
цепи из СВЧ-радиорелейные площадки в настоящее время демонтированы….

Вы будете нужен двойной переменный конденсатор для переднего конца фильтр
тюнинг.

Вам понадобятся две разнесенные переменные конденсаторы, один для
основной настройки и другой для распространения, но если вам повезет, как
я был тогда Частотомер гетеродинный ВС221 или ЧА4-М конденсаторы переменные
и превосходный механический механизм шкалы сделают ваш приемник
выдающийся исполнитель, а также очень красивый косметический

элементы управления настройкой

1.Настройка полосового входного фильтра

2. Регулятор усиления ВЧ

3. Основная шкала настройки и полоса

4. Регулятор уровня звука

Позже можно заменить аудио модуль для более сложной версии
, которая включает в себя два аудио фильтры, один для CW с пиком около 700 Гц
и полосовой фильтр от 300 до 3000 Гц для голоса или цифрового сигнала.

НЕТ редко части, многие из которых получены в результате переработки, но, пожалуйста, следуйте моему совету
и проверьте их перед пайкой, чтобы избежать головной боли во время начните
вверх !!!

Металлообработка для Regenerodyne следует практика регенеративного строительства ZL1JJ Новой Зеландии
относительно экранирования и прохождения…

73 и DX

Арни Коро CO2KK
______


Вот теперь наш раздел технических тем шоу, придуманное по просьбе нескольких слушателей, которые эксперименты с самодельными коротковолновыми приемниками, один из самых чем 90 способов, которыми вы и я наслаждаемся этим замечательным хобби….
Мой личное предпочтение регенеративных радиоприемников исходит из увлекательный факт их выдающейся работы, когда скважина
построена и крайняя простота схемы.Одна вакуумная трубка или полевой транзистор, блок питания от батареек и несколько деталей при правильно собранный в схему регенеративного приемника обеспечит потрясающие результаты

В настоящее время есть возможность сварить в домашних условиях классические вакуумные лампы регенеративные, один построен с использованием биполярного транзисторы или радиоприемник
на полевом эффекте транзисторы.

Из упомянутых трех вариантов я все энтузиаст приемника регенеративных электронных ламп… на самом деле, после тестирования множества различных твердотельных регенеративных наборов, мой сигнал большого пальца идет к более сложному и сложному пылесосу конструкции ламп, особенно не плюс ультра из них, ZL2JJ дизайн, который я модифицировал, чтобы использовать более современные типы вакуумных ламп чем типы 1930-х и 40-х годов, используемые в оригинале задавать.

Регенеративные приемники требуют очень прочного механическая конструкция, если вы действительно хотите достичь высшего уровня представление.

Время, потраченное на сборку очень прочного шасси, правильное размещение компонентов и тщательная сборка электронные схемы — это разница между посредственным набором и одним который показывает действительно высокую производительность. Вот как ресивер Zl2JJ был спроектирован и построен ….

Более современные конструкции с использованием каскодная схема, которую экспериментировали голландские радиолюбители и позже опубликован журналом British Radio
Communications, при правильном построении достигают удивительной чувствительности и резкости бритвы селективность.Кубинский радиолюбитель CO3BN, Бернардо из Артемиса провинция западной Кубы недавно сообщила мне, что его самогон Производительность приемника каскода была просто потрясающей… отличная селективность и стабильность частоты, а также очень простое идет полосовой тюнинг.

Важно сохранить питание рекуперативных радиостанций, построенных на отдельном шасси, и подключите его к радио с помощью хорошо экранированных многожильных проводов. кабель. Некоторые строители предпочитают использовать радиоприемники с напряжением 6 или 12 вольт. аккумулятор для нитей накала и набор последовательно соединенных батареек для линии B плюс.Но это может оказаться очень дорогим, особенно когда приходит время заменить высоковольтную батарею.

Мой классические упрощенные регенеративные электронные лампы радио питаются от твердого государственный блок питания, который обеспечивает регулируемое постоянное напряжение 6,3 вольта для нитей накала и от 50 до 75 вольт также регулируется для высокое напряжение.

В недавнем электронном письме, которое я получил от слушатель Норберт из Генуи, Италия, он спросил, почему он не может найти регенеративный ресивер с одной вакуумной трубкой
заводского изготовления, после поиск в нескольких радиожурналах по хобби.

Колодец амиго Норберта, схемы регенеративного приемника, построенные с использованием электронных ламп или твердотельные устройства, не поддаются массовому производству
. Каждое радио является единственным в своем роде, в соответствии с тем, что практически опыт их постройки показывает достаточно ясно.

Но это именно это делает регенеративные детекторы такими захватывающими… Даже самое простое на одном активном радиоустройстве, будь то электронная лампа или твердотельный компонент, требует некоторых экспериментов, прежде чем могут быть достигнуты наилучшие возможные результаты, и этот amigo Luigi находится там, где веселье выходит!!!
 

У меня есть три или четыре очень хорошо спроектированных и проверенные на практике регенеративные приемники, охватывающие с самого диапазоны низких частот примерно до тридцати мегагерц, и все они доступны, просто отправив электронное письмо на адрес [email protected]куб.

_______________________________________________________


Но нам есть что показать и отметить.

В основном эксперимент Костаса привел его к очень простому, но эффективному полупроводниковому Regen RX, способному удивить домашнего пивовара.

Прямая ссылка ведет на очень интересную страницу для чтения и изучения, а после этого нам остается только сделать это и протестировать.

Заголовки Костаса следующие:

«….а отраженный регенеративный приемник, который сам по себе прост, но способен удивительно хорошей производительности, лучше, чем все, что я построил так далеко.Высокочувствительный, способный принимать один сигнал, вседиапазонный приемник, может быть легко построен в одном днем, и он способен принимать любую частоту на КВ (1-30 МГц) просто заменив кварц на эту частоту. Нет других компонентов нуждается в замене или масштабировании, кроме самого кристалла…»

Костас потратил довольно много времени на поиск правильного способа, чтобы этот приемник работал должным образом, и теперь вы можете найти очень простой и минимальный, но эффективный приемник, способный быть портативным, помимо QRP TX, который можно получить от Страницы Костаса повсюду.

Я хочу подчеркнуть намерение Костаса получить хорошую производительность с помощью простых схем, совсем не коммерческих, но хорошо спроектированных и протестированных настоящим радиолюбителем, который любит радио и электронику и показывает результаты своей любви.

_______________________________________________________________________________

Мы надеемся, что этот первый пост будет полезен как источник возможных идей и планов.
Пожалуйста, поделитесь с нами своими предложениями и отзывами, они будут приветствоваться.
Best 73 и желаю вам веселого самогоноварения.








В чем разница между тем, как распространяются радиоволны HF и VHF/UHF?