Простой регенеративный приёмник с высокой чувствительностью

EDN 1994, 08, 18

Трёхтранзисторная схема, изображённая на рисунке, обойдётся не дороже 10 долларов, в ней используются доступные компоненты, и потребляемый ею ток не превышает 10 мА от одной 9-вольтной батареи. Если вы намотаете катушку L₁ так, как показано на рисунке, то схема сможет принимать сигналы коротковолнового диапазона от 5 до 15 мГц. Что бы принимать другие частоты необходимо изменить количество витков катушки L₁ или изменить ёмкость конденсатора C₂.

Пояснение к схеме
Транзисторы Q1..Q3 — 2N2222.
Диоды D2..D4 — 1N4148 или любые другие кремниевые диоды.
Катушка намотана на пластиковом каркасе диаметром 25 мм (можно использовать цилиндрическую коробку для фотоплёнки или ёмкость от таблеток) изолированным монтажным проводом 0,8 мм.
Диод D1 — обязательно германиевый, с относительно низким обратным сопротивлением.

Биполярный транзистор Q₁ работает в качестве регенеративного каскада с большим коэффициентом усиления и усиливает сигналы микровольтного уровня, поступающие из антенны до уровня, при котором может работать диодный детектор D₁ (милливольты). Кроме большого коэффициента усиления регенерация так же сильно увеличивает добротность Q (а значит и избирательность) схемы, в которой можно использовать простые катушки, не предъявляющие строгих требований к намотке.

Использование биполярного транзистора с высокой проводимостью в качестве Q₁ вместо лампы или полевого транзистора обеспечивает гораздо большее усиление на микроампер тока. Однако в прежних схемах такого типа с биполярными транзисторами сложно было управлять уровнем регенерации (плавный подход к точке возникновения колебаний был затруднён). В этой же схеме резисторы R₁ и R₂ обеспечивают большую величину отрицательного смещения эмиттера транзистора Q₁, что обеспечивает плавный подход к точке возникновения колебаний. R₂ позволяет управлять регенерацией. Этот потенциометр надо установить в такое положение, что бы регенерация была на пороге возникновения колебаний — где усиление и селективность максимальны.

На транзисторах Q₂ и Q₃ собран двухтранзисторный усилитель, обеспечивающий достаточный выходной уровень сигнала для работы головных телефонов или небольшого громкоговорителя, он усиливает сигнал звуковой частоты, поступающий с выхода детектора D₁. Резистор R₃ можно использовать для регулировки громкости, если заменить его переменным резистором таким же номиналом 2 кОм и соединить подвижный контакт с левым по схеме выводом конденсатора C₃. На резисторе R₄ и конденсаторе C₄ собран фильтр нижних частот, который обеспечивает стабильность работы схемы и улучшает качество звука. На диодах D₂, D₃, и D₄ реализован простой стабилизатор напряжения, поддерживающий напряжение на Q₁ достаточно стабильным и минимизирующий дрейф.

Этот приёмник работает с короткой штыревой антенной, которую можно подключить напрямую к верхнему по схеме выводу настроечного конденсатора C₂, или можно использовать внешнюю антенну для лучшего приёма. При использовании внешней антенны конденсатор C₁ уменьшает связь ёмкости антенны с катушкой индуктивности L₁. Регенеративный каскад на транзисторе Q₁ работает при мощности меньше чем 30 мкВт (50 мкА при 0,6 В). Эта низкая мощность, совместно с малой ёмкостью конденсатора C₁ защищают детектор (если он находится в режиме генерации) от создания помех близлежащим радиоприёмникам. Эта была общая проблема в 1920-1930 годах, когда ламповые регенеративные приёмники такого типа, рассеивающие несколько ватт мощности, создавали помехи друг другу.

Чарльз Китчин

BACK

Схемы регенеративных КВ радиоприемников (5-15МГц, 3-22МГц)

Принципиальные схемы двух самодельных регенеративных радиоприемников КВ диапазона, выполненных на транзисторах. В прежние годы интерес к регенеративным КВ приемникам подогревался радиолюбителями-коротковолновиками, начинавшими свой «путь в эфир» с постройки простейшего приемника такого типа.

Радиолюбителям, конечно, известны поразительные результаты, полученные с простыми регенераторами. Известный полярный радист Э. Т. Кренкель в 30-х гг. установил первую радиосвязь между Арктикой и Антарктикой, используя трехламповый приемник с регенеративным сеточным детектором.

В 50-е гг. большой популярностью пользовался одноконтурный (без УРЧ) регенеративный приемник А. В. Прозоровского, имевший чувствительность порядка единиц микровольт.

Принципиальные схемы двух самодельных регенеративных радиоприемников КВ диапазона, выполненных на транзисторах.Но с конца 60-х гг. были разработаны (опять-таки радиолюбителями) и сразу завоевали огромную популярность транзисторные гетеродинные приемники с прямым преобразованием радиочастоты в звуковую.

Они позволяли принимать как раз то, что нужно коротковолновикам — телеграфные и однополосные сигналы, но совершенно не годились для приема AM сигналов. Но и коротковолновики к этому времени перестали использовать AM как неэффективный вид модуляции. Итак, коротковолновики «вышли из игры», перестав заниматься регенераторами.

Однако осталась еще очень большая армия радионаблюдателей (SWL — Short Wave Listener), интересующихся дальним приемом на КВ радиовещательных станций разных городов и стран мира. Вероятно, для них некоторые радиолюбительские журналы продолжают публикацию описаний простых регенераторов любительской разработки.

КВ приемник на 5-15 МГц

Схема одного из таких приемников показана на рис. 1. Регенеративный каскад, по сути умножитель добротности, собран на биполярном транзисторе VT1 по схеме индуктивной трехточки. Контур образован катушкой L1 и КПЕ С2. Он перестраивается в диапазоне частот примерно 5-15 МГц, перекрывая радиовещательные диапазоны (см. главу 1) от 60 до 19 м.

Связь с антенной емкостная, через конденсатор С1. Обратите внимание на его очень малую емкость! Было бы еще лучше поставить на место С1 переменный или подстроечный конденсатор малой емкости (например, 2-7 пФ), чтобы была возможность регулировать связь с антенной.

Сигнал с отвода катушки контура подается через конденсатор С3, представляющий для токов РЧ короткое замыкание, на эмиттер транзистора. Усиленный сигнал из коллекторной цепи транзистора, включенного по схеме с общей базой (ОБ), поступает обратно в контур.

Собственно, в контур входит еще и блокировочный конденсатор С4, но его емкость столь велика, что он также представляет собой КЗ для токов РЧ. Но для того чтобы это и на самом деле было так, конденсатор С4 должен быть керамическим и располагаться рядом с катушкой и КПЕ.

Катушка L1 содержит 12 витков провода диаметром 0,8 мм на каркасе диаметром 25 мм. Отвод сделан от четвертого витка, считая от «заземленного», нижнего по схеме, вывода.

Напряжение питания регенеративного каскада стабилизировано на уровне 1,5 В цепочкой из трех кремниевых диодов VD2 — VD4.

Конденсатор С5 сглаживает возможные низкочастотные пульсации напряжения питания. Резистор R4 задает ток смещения базы транзистора, а переменный резистор R2, включенный в эмиттерную цепь, изменяет режим транзистора, а следовательно, его усиление и глубину ПОС.

Транзистор VT1 работает в очень легком режиме при напряжении на коллекторном переходе порядка 1 В и менее, а также при токе в несколько десятков микроампер. Он заменяется любым отечественным высокочастотным транзистором.

 

Рис. 1. Принципиальная схема любительского КВ регенератора на диапазон 5-15 МГц.

Детектором служит старинный германиевый диод VD1, имеющий незначительное обратное сопротивление, поэтому и оказалось возможным включить его последовательно с разделительным конденсатором С6.

При использовании более современного диода параллельно ему следует подключить резистор с сопротивлением порядка 1 МОм. Двухкаскадный УЗЧ на транзисторах VT2, ѴТЗ особенностей не имеет, в нем можно использовать любые, в том числе и низкочастотные, транзисторы. УЗЧ нагружен на высокоомные телефоны.

MFJ-8100 — приемник диапазона 3,5 — 22 МГц

Регенераторы не обойдены и вниманием фирм, выпускающих промышленную аппаратуру для радиосвязи и измерительную технику — несколько лет назад американская фирма MFJ вывела на рынок пятидиапазонный КВ регенератор. Этот приемник (модель MFJ-8100), перекрывающий любительские и вещательные диапазоны от 3,5 до 22 МГц, собран на трех полевых транзисторах с р-п переходом и одной микросхеме УЗЧ.

Схема радиочастотной части приемника показана на рис. 2. Транзистор VT1 служит УРЧ. Он собран по схеме с общим затвором, имеющей большое выходное сопротивление и мало нагружающей единственный регенерируемый контур приемника.

Предварительной селекции нет, и все сигналы с антенны подаются прямо на исток транзистора. Это чревато перекрестными помехами, которые могут быть ослаблены резистором R2 — простейшим входным аттенюатором. Контур регенератора образован переключаемыми катушками L1 — L5 и конденсаторами С2 — С4. Детекторный каскад собран на транзисторе ѴТЗ.

 

Рис. 2. Принципиальная схема радиочастотной части КВ приемника MFJ-8100.

Его режим по постоянному току устанавливается резистором R10 так, чтобы транзистор работал вблизи нижнего изгиба характеристики при напряжении смещения, близком к напряжению отсечки, и при малом токе стока, то есть в нелинейной области, что и обеспечивает хорошее детектирование.

Радиочастотный сигнал с истока транзистора ѴТЗ через регулятор обратной связи R8 подается на исток транзистора ѴТ2, служащего усилителем в цепи ПОС. Его сток так же, как и сток транзистора УРЧ, подключен к контуру, замыкая цепь ОС.

Продетектированный сигнал ЗЧ выделяется на нагрузке детектора R9, фильтруется цепочкой R11C12 — С14 и подается на микросхему УЗЧ типа LM386, не имеющую отечественных аналогов.

В приемнике можно использовать любой УЗЧ, в том числе и из описанных в этой книге. Транзисторы J330 близки по характеристикам к отечественным КП303Е.

Индуктивность катушек имеет следующие значения: L1 — 10 мкГн, L2 — 3,3 мкГн, L3 — 1 мкГн, L4 — 0,47 мкГн. Индуктивность катушки L5 в описании не указана, она имеет 8 витков провода диаметром 0,7 мм при диаметре каркаса 12 мм.

Как видно из схемы, индуктивность катушек при переключении на низкочастотные диапазоны суммируется, поэтому «укладку» диапазонов приемника на нужные частоты (подбором числа витков катушек) надо начинать с самого коротковолнового, последовательно переходя к более длинноволновым. КПЕ снабжен верньером с замедлением 1:6. Рекомендованная антенна — провод длиной 8-10 м.

Источник: Поляков В. Т. — Техника радиоприема, простые приемники АМ сигналов.

#375 Трехтранзисторный коротковолновый приемник

Сборка простого 3-транзисторного регенеративного приемника для КВ коротковолнового диапазона.

Примечания

Я нашел этот дизайн для 3-транзисторного коротковолнового радиоприемника от netZener. Это восстановление и обновление старого Комплект Science Fair #28-110 от Radio Shack.

Регенеративные ресиверы

Регенеративный ресивер вводит положительную обратную связь в схему ВЧ-приемника, что приводит к увеличению коэффициента усиления и избирательности. Он был изобретен Эдвином Армстронгом в 1914.

Одним из недостатков рекуперации является ее склонность к излучению РЧ обратно из антенны, особенно когда регенерация близка к колебанию. Я узнал на Soldersmoke 164 что это представляло особый риск для шпионов во время Второй мировой войны, как объясняется в книге «Ловец шпионов».

В этой схеме управление рекуперацией состоит из транзистора Q1 и его компонентов смещения.

Некоторые другие модели регенерации

• Регенеративные приемники — techlib
• Проект коротковолнового регенеративного приемника — tuberadio
• Простое регенеративное радио для начинающих — QST, сентябрь 2000 г., стр. 61-64

Цепь

Я перерисовал оригинальную схему в EasyEDA для своего исследования, доступную здесь.

Вариации в моей сборке:

• использовал 2,2 кОм для R12 вместо 2,7 кОм (из-за наличия деталей). Работает нормально, возможно увеличивает усиление ЗЧ.
• использовал потенциометр 2 кОм для R2 (из-за наличия деталей). Означает, что контроль регенерации не такой чувствительный, но работоспособный

Запчасти

Кол-во	Товар	Артикул
1	Транзистор NPN (2N3904)	Q1
2	Транзистор ПНП (2N3906)	К2, К3
2	33K Резистор 1/4 Вт 5%	Р1, Р5
1	1K Резистор 1/4 Вт 5%	Р3
1	100K Резистор 1/4Вт 5%	Р4
1	2. 2K Резистор 1/4Вт 5%	Р6
1	2,7K Резистор 1/4 Вт 5%	Р12
1	22K Резистор 1/4 Вт 5%	Р9
1	47K Резистор 1/4 Вт 5%	Р10
1	12K Резистор 1/4 Вт 5%	Р8
1	10K Резистор 1/4 Вт 5%	Р11
2	Дисковый керамический конденсатор емкостью 0,01 мкФ	С1, С8
2	Дисковый керамический конденсатор 47 пФ	С2, С3
1	Дисковый керамический конденсатор 15 пФ	С4
1	Многослойный конденсатор 0,047 мкФ	С8
1	Майларовый конденсатор емкостью 1 мкФ	С9
1	Электролитический конденсатор 10 мкФ	С10
1	Электролитический конденсатор 47 мкФ	С7
1	Потенциометр 500 Ом	Р2
1	Потенциометр 100 кОм	Р7
1	Переменный конденсатор 140 пФ	С5
1	Воздушный змеевик	Л1

Сборка

Полумодульная уродливая конструкция:

• Усилитель ЗЧ смонтирован на медной печатной плате, уродливый стиль
Детектор
• и настройка смонтированы на односторонней макетной плате со стойками М3

Почти готово. Пара последних изменений:

• Я закончил пайку (я еще не припаял аудиовыход, когда делал снимки выше)
• Переставил конденсатор связи С8: на картинках выше он подключен напрямую к R5, С6. Но впоследствии я пошел по короткому пути: напрямую с L1/C5 на стеклоочиститель R7.

Настройка схемы настройки!

В исходной документации были даны следующие рекомендации по индуктору воздушной катушки:

Частота	Рекомендуемые витки катушки
4,5–7 МГц	46
6–10 МГц	25
9–14 МГц	15
13–20 МГц	8
19–28 МГц	5
26–50 МГц	2

Первый тест, ~16 м

Отличные результаты для некоторых станций длиной около 16 м с 12-витковой катушкой диаметром около 15 мм и длиной 43 мм. Диапазон настройки от 12350 кГц (25м) до 22830кГц (15м).

Вот испытанная установка:

Среди прочего два очень сильных сигнала для:

• Всеиндийское радио, передающее на частоте 17895 кГц с 10:00 до 11:00 UTC мощностью 500 кВт с Бангалор
• Радио Свободная Азия вещает на частоте 17685 кГц мощностью 250 кВт из Тиниан Айленд

Вот краткая запись того, как я настраиваюсь на Радио Свободная Азия, 17685 кГц. Я использую Tecsun PL-660 для перекрестной проверки и проверки:

А вот краткая демонстрация настройки на Всеиндийское радио, 17895 кГц:

Настройка ниже 12 МГц

Я намотал пару катушек для большей длины волны, стремясь уловить очень сильный сигнал BBC World Service на частоте 9740 кГц.

Настроившись на излучаемый сигнал на Tecsun PL-660, я могу проверить диапазон настройки от 7 МГц до 12 МГц. Однако я не могу приручить реген: я могу получить очень слабый сигнал на 9740 кГц, но подавляется колебанием или шумом (в зависимости от управления регенерацией).

.. время для дальнейшего изучения, чтобы узнать, как я могу взять это под контроль!

Кредиты и ссылки

• 3 Транзисторный коротковолновый радиоприемник — оригинальная статья netZener
• Instructables — обновленный пост от netZener
• Регенеративная цепь —
Википедия
• Регенеративный приемник — электроника-примечания
• Калькулятор индуктивности индуктора с воздушным сердечником
• Калькулятор резонанса LC
• Настройка регенеративного приемника — ARRL
• 2N3904 техпаспорт
• 2N3906 техпаспорт

Регенеративные приемники

Регенеративные приемники обеспечивают удивительный уровень производительности всего за несколько компоненты. Они преуспевают в приеме амплитудно-модулированных сигналов ниже уровня AM. диапазон вещания до более высоких коротковолновых диапазонов, выше которых сверхрегенеративный детектор становится лучшим выбором. Доступно множество конструкций регенеративных приемников. и большинство будет делать прекрасную работу. Регенерация представляет собой схему генератора с коэффициентом усиления. элемент управления, который позволяет пользователю настроить обратную связь до точки чуть ниже колебаний или, довольно часто чуть выше критического уровня, так что присутствуют небольшие колебания. Типичная рекуперация использует катушку с ответвлениями или дополнительные обмотки для подключения к настроечный бак и настроечный конденсатор обеспечивают общую емкость бака. Преимущество этого подхода в том, что диапазон настройки максимален, так как нет фиксированных конденсаторы, вносящие вклад в бак. Недостатком является то, что используются специальные, изготовленные вручную катушки. необходимый. Показанные ниже регенерации используют емкостные отводы для достижения требуемой обратной связи и, как и следовало ожидать, диапазон настройки ограничен примерно двумя к одному. Например, Диапазон вещания AM потребует двух катушек индуктивности для настройки, возможно, от 500 кГц до 1 МГц и 9от 00 кГц до 1,8 МГц.

Этот недостаток на самом деле не так важен, когда один считает преимущество возможности использовать литые катушки индуктивности заводского изготовления! Если построен многодиапазонный приемник, будет еще пара положений переключателя диапазонов. На самом деле, более низкий диапазон настройки немного упрощает тонкую настройку, что очень важно для достижения максимальной производительности.

Базовый приемник показан ниже. Компоненты не являются критическими, и значения были в значительной степени первые найденные на скамейке, которые были близки к «правильному» значению так что не стесняйтесь экспериментировать. Транзистор может быть практически любым слабосигнальным NPN. в том числе 2Н4401, 2Н3904, 2N2222 и др. Аудиовыход довольно слабый и будет нужен усилитель для наушников или динамика. Смотрите страницу аудиоусилителя для подходящие усилители.

Ствольная коробка изготовлена ​​из окрашенного МДФ (средней плотности). ДВП). Этот материал отлично подходит для таких небольших проектов, как этот, и его легко доступны в магазинах товаров для дома. Ищите древесину с тускло-белой грунтовкой и очень мелкое «зерно». Соединения для пайки были выполнены с помощью наконечников для пайки. закреплены шурупами 1/2 дюйма (см. крупный план). Предварительное сверление отверстий для шурупов рекомендуемые.

Катушка индуктивности является самым высоким компонентом на крупном плане и подключается к крошечные розетки для экспериментов. Этот индуктор может быть выбран с двухполюсным многопозиционный переключатель для многодиапазонного приемника. 220uHy настроит нижнюю часть Диапазон AM примерно от 570 кГц до 1,15 МГц, 5,6uHy будет настраиваться примерно от 3,5 МГц до 7,5 МГц. а 2,2 мкГн будет настраиваться от 5,6 МГц до 11,6 МГц. Для расчета катушек индуктивности эффективная подстроечная емкость составляет примерно от 85 пФ до 370 пФ.

Другой приемник был построен с однокаскадным усилителем звука. подходит для вождения чувствительных наушников или наушников с кристаллами:

Регулятор регенерации устанавливался с помощью обычного углового кронштейна из того же дома магазин улучшений. Просто просверлите одно из отверстий, чтобы вместить горшок. Аудио усилитель. не показывает конденсатор на входе, потому что он уже есть на входе приемника выход. В этом усилителе нет ничего особенного, и многие заменители подходят.

Когда регулятор регенерации установлен слишком высоко, будет много визга и свиста как радио настроено. При слишком низком значении чувствительности не будет. Здесь нет замена опыту! После того, как желаемая станция найдена, управление регенерацией может быть тщательно продвинутый наряду с тщательной тонкой настройкой, чтобы получить наилучшие результаты. Регенерация фактически колеблется в этом режиме, но синхронизируется с сигналом. На самом деле, с тщательная настройка, с коллектора генератора может быть извлечена синусоида транзистор, синхронизированный с частотой радиопередатчика. я смог получить о Стабильность 0.1ppm от wwv и от местных радиостанций! Когда частота этого бедняги стандартная блокировка срывается, динамик пищит предупреждающе!

Карен из Великобритании построила произведение искусства:

Карен говорит:

Вот несколько фотографий моего законченного регенеративного радиоприемника!

На что обратить внимание:

1. Подключаемые катушки с помощью разъемов DIN.
2. Зажимы проводов динамиков для соединения антенны/земли.
3. «Основные» радиочастотные компоненты, построенные вокруг гнезда для катушки (максимальная стабильность).
4. «Подвесная» плата с нерадиочастотными и высокочастотными компонентами.

Также обратите внимание, что, хотя статоры подстроечного конденсатора заземляются через вал/втулку/шасси, я еще подключил пайку. если вы не при этом вы услышите шум из-за плохого контакта латунь-латунь.

Я использовал более высокий бета-транзистор для аудиоусилителя (BC549C). придает немного больше объема. Я также положил наушники с высоким импедансом в качестве коллекторная нагрузка. Пришлось поднять резисторы 470к до 1М (что тогда означало 1 мкФ между ними должен был снизиться до 470 н), чтобы снизить ток коллектора. я также поместите 10n на выход для наушников, иначе некоторые RF могут вернуть его кажется.

Вот некоторые улучшения от Майка:

Спасибо за ваши замечательные веб-страницы TechLib!

Я собрал ваш приемник регенерации и остался доволен его работой.