Den super-regenerative modtager er blevet brugt i mange årtier, især på VHF og UHF, hvor den kunne tilbyde kredsløbsenkelhed og et relativt højt niveau af ydeevne. Denne detektor var populær i sin vakuumrør-version for første gang i dagene med VHF-modtagelse i slutningen af 1950'erne og begyndelsen af 60'erne. Derefter blev det brugt i simple kredsløb af transistorversionen. Dette design var årsagen til den hvæsende lyd produceret af 27 MHz CB-radioer. I disse dage er superregenerativ radio ikke længere så populær, selvom der er adskillige applikationer, der stadig er interessante for samtiden.
Radios historie
Historien om den superregenerative modtager kan spores tilbage til de tidligste dage af dens opfindelse. I 1901 brugte Reginald Fessenden en umoduleret sinusbølge i sin modtager til en ensretter krystaldetektor.et radiosignal med en frekvensforskydning fra bærerradiobølgebæreren og fra antennen.
Senere, under Første Verdenskrig, begyndte radioamatører at drage fordel af radioteknologi, som gav tilstrækkelig transmissionskvalitet og følsomhed. Ingeniøren Lucien Levy i Frankrig, W alter Schottky i Tyskland og endelig manden, der blev krediteret med superheterodyne-teknikken, Edwin Armstrong, løste problemet med selektivitet og byggede den første fungerende super-regenerative radio.
Den blev opfundet i en æra, hvor radioteknologi var meget enkel, og den superregenerative modtager manglede de funktioner, der tages for givet i dag. Superheterodyne radiomodtageren (superheterodyne) i sit fulde navn - supersonisk heterodyne trådløs modtager, var et vigtigt skridt fremad i udviklingen af videnskab og teknologi, selvom den oprindeligt ikke blev meget brugt, fordi den indeholdt mange ventiler, rør og andre omfangsrige dele. Og desuden var radioen meget dyr på det tidspunkt.
Super Receiver Basics
Den super-regenerative modtager er baseret på en simpel regenerativ radio. Den bruger en anden oscillationsfrekvens i regenereringscyklussen, som afbryder eller dæmper hovedfrekvensoscillationerne. Vibrationsdæmpning fungerer typisk ved frekvenser over lydområdet, såsom 25 kHz til 100 kHz. Under drift har kredsløbet positiv feedback, så selv en lille mængde støj vil få systemet til at oscillere.
RF-forstærkerudgangi modtageren har positiv feedback, dvs. en del af udgangssignalet føres tilbage til indgangen i fase. Ethvert tilstedeværende signal vil blive forstærket gentagne gange, og dette kan resultere i, at signalstyrken forstærkes med en faktor på tusind eller mere. Selvom forstærkningen er fast, kan niveauer, der nærmer sig uendeligt, opnås ved hjælp af feedback-teknikker, såsom swing-point-kredsløbet i en superregenerativ batterirørmodtager.
Regenerering introducerer negativ modstand i kredsløbet, og det betyder, at den samlede positive modstand reduceres. Og derudover, med stigende forstærkning, øges kredsløbets selektivitet. Når kredsløbet drives med feedback, således at oscillatoren fungerer tilstrækkeligt i oscillationsområdet, opstår der en sekundær lavfrekvent oscillation. Det ødelægger frekvensen af den højfrekvente vibration.
Konceptet blev oprindeligt opdaget af Edwin Armstrong, som opfandt udtrykket "super recovery". Og denne type radio kaldes en superregenerativ rørmodtager. En sådan ordning er blevet brugt i alle former for radio fra indenlandske radiostationer til fjernsyn, højpræcisionstunere, professionelle kommunikationsradioer, satellitbasestationer og mange andre. Stort set alle broadcast-radioer, såvel som fjernsyn, kortbølgemodtagere og kommercielle radioer, brugte superheterodyne-princippet som basis for driften.
Senderfordele
Superheterodyne radio har en række fordele i forhold til andre former for radio. Som et resultat af deresfordele er den superregenerative transistormodtager forblevet en af de avancerede metoder, der anvendes inden for radioteknologi. Og mens andre metoder kommer frem i forgrunden i dag, er supermodtageren stadig meget udbredt i betragtning af de funktioner, den har at tilbyde:
- Lukkeselektivitet. En af de vigtigste fordele ved en modtager er nærheden til den selektivitet, den har at tilbyde.
- Ved brug af faste frekvensfiltre kan det give en god afskæring af tilstødende kanaler.
- Kan modtage flere tilstande.
- På grund af topologien kan denne modtagerteknologi omfatte mange forskellige typer demodulatorer, der nemt kan matches, så de passer til kravene.
- Modtag meget højfrekvente signaler.
Det faktum, at den superregenerative FET-modtager bruger blandingsteknologi, betyder, at det meste af modtagerbehandlingen udføres ved lavere frekvenser, hvilket tillader sig selv at modtage højfrekvente signaler. Disse og mange andre fordele betyder, at modtageren ikke kun har været efterspurgt siden starten af radiodrift, men vil forblive det i mange år fremover.
Super Regenerative FET-modtager
Lad os finde ud af det. Funktionsprincippet for den superregenerative modtager er som følger.
Det signal, der opfanges af antennen, går gennem modtageren og ind i mixeren. Et andet lok alt genereret signal, ofte omt alt som en lokal oscillator, føres ind i en anden portmixer og de to signaler blandes. Som et resultat genereres et nyt signal ved sum- og differensfrekvenserne.
Udgangen overføres til den såkaldte mellemfrekvens, hvor signalet forstærkes og filtreres. Ethvert af de konverterede signaler, der falder inden for filterets pasbånd, kan passere gennem filteret, og de vil også blive forstærket af forstærkertrinene. Signaler, der falder uden for filterbåndbredden, vil blive afvist.
Tuning af modtageren udføres blot ved at ændre frekvensen på den lokale oscillator. Dette ændrer frekvensen af det indgående signal, signalerne konverteres og kan passere gennem filteret.
Super Regenerative Receiver Tuning
Selv om den er mere kompleks end nogle andre typer radioer, har den fordelen ved ydeevne og selektivitet. Tuning er således i stand til at fjerne uønskede signaler mere effektivt end andre TRF-indstillinger (Tuned Radio Frequency) eller radiostationer, der blev brugt i radioens tidlige dage.
Det grundlæggende koncept og teorien bag superheterodyne radio involverer blandingsprocessen. Dette gør det muligt at transmittere signaler fra en frekvens til en anden. Indgangsfrekvensen kaldes ofte RF-indgangen, mens det lok alt genererede oscillatorsignal kaldes lokaloscillatoren, og udgangsfrekvensen kaldes mellemfrekvensen, fordi den ligger mellem RF- og lydfrekvenserne.
Blokdiagrammet for en grundlæggende enkelt-transistor superregenerativ modtager er som følger. PÅmixer, multipliceres den øjeblikkelige amplitude af de to indgangssignaler (f1 og f2), hvilket resulterer i udgangssignaler med frekvenser (f1 + f2) og (f1 - f2). Dette gør det muligt at transmittere den indgående frekvens op til en fast frekvens, hvor den effektivt kan filtreres. Ændring af lokaloscillatorens frekvens giver dig mulighed for at indstille modtageren til forskellige frekvenser. Signaler på to forskellige frekvenser kan sendes til mellemtrin.
RF-tuning fjerner en og tager en anden. Når signaler er til stede, kan de forårsage uønsket interferens ved at maskere de ønskede signaler, hvis de optræder samtidigt i mellemfrekvenssektionen. Ofte i billige radioer kan lokaloscillatorens harmoniske spore ved forskellige frekvenser, hvilket resulterer i en ændring i lokaloscillatorerne, når modtageren indstilles.
Det overordnede blokdiagram for en enkelt transistor super-regenerativ modtager viser de hovedblokke, der kan bruges i modtageren. Mere komplekse radioer vil tilføje yderligere demodulatorer til det grundlæggende blokdiagram.
Desuden kan nogle ultraheterodyne radioer have to eller flere konverteringer for at give øget ydeevne, to eller endda tre konverteringer kan bruges til at forbedre kredsløbselementernes funktion.
Hvor:
- tuning cap er variabel 15pF;
- "L"-spolen er intet mere end en 2-tommers 20 met altråd bøjet til en "U"-form.
FM-radiostationer (88-108 MHz) har brug for mereinduktans, og den nederste halvdel af båndet (ca. 109-130 MHz) vil kræve mindre, da det er over FM-båndet.
27MHz Auto Gain Control
Den superregenerative 27 MHz-modtager menes at være vokset ud af et behov i krigstid for en meget enkel engangsenhed med høj positiv feedbackforstærkning. Løsningen på dette var at tillade oscillationer af den indstillede frekvens alternativt at vokse og undertrykkes under kontrol af en anden (quenching) oscillator, der arbejder ved en lavere radiofrekvens. Positiv feedback blev introduceret af et variabelt potentiometer, som blev brugt som følger.
Signalet vil stige i lydstyrke, indtil RF-forstærkeren begynder at svinge. Tanken var at annullere kontrollen, indtil slingren stoppede. Der var dog norm alt en betydelig hysterese mellem position og effekt. Forøgelsen af produktiviteten kunne kun opnås, hvis fremskridtet blev standset kort før tøven begyndte, hvilket krævede dygtighed og tålmodighed.
I denne enhed begynder den indstillede forstærker at oscillere under den halve cyklus af oscillatorbølgeformen. Under "on"-delen af blanking-cyklussen stiger oscillationen af den indstillede forstærker eksponentielt fra kredsløbsstøj. Den tid, det tager for disse oscillationer at nå fuld amplitude, er proportional med Q-værdien af det indstillede kredsløb. Derfor, afhængigt af frekvensen af dæmpningsgeneratoren, kan signalfrekvensudsvingene nå fuld amplitude (logaritmisk tilstand) eller blive kollapset(linjetilstand).
Tre hovedtyper af 27 MHz superregenerative modtagere blev brugt til radiostyring af modellerne: hårdventilmodtager, blødventilmodtager og transistorbaseret modtager.
Et typisk stivt ventilmodtagerkredsløb er vist på figuren.
Radiokredsløb for 25-150 MHz-bånd
I dette kredsløb ligner den superregenerative modtager på 25-150 MHz-båndet kredsløbsdiagrammet for MFJ-8100.
Det første trin er baseret på FET-transistoren forbundet til den fælles gate-konfiguration. RF-forstærkertrinnet forhindrer RF-stråling fra antennen i begge kredsløb. Den super regenerative detektor er baseret på en transistor forbundet med en fælles gate-konfiguration. Trimmen justerer feedbackforstærkningen til det punkt, hvor potentiometeret giver jævn regenereringskontrol.
Frekvensområdet for denne modtager er fra 100 MHz til 150 MHz. Dens følsomhed er mindre end 1 µV. Spolerne er viklet på en aftagelig ramme med en diameter på 12 mm. Selvfølgelig er regeneratorer og superregeneratorer ikke fremtiden for radioamatører, men de har stadig en plads i solen.
315MHz transmissionsenhed
Her er en moderne 315 RF supergendannelsessender + modtagermodul.
Det giver en meget omkostningseffektiv trådløs løsning med maksimale dataoverførselshastighederop til 4 Kbps. Og kan bruges som fjernbetjening, elektriske døre, lukkerdøre, vinduer, fjernbetjeningsstik, LED fjernbetjening, stereo fjernbetjening og alarmsystemer.
Funktioner:
- transmissionsområde> 500m;
- følsomhed -103dB, i åbne områder, fordi det fungerer med amplitudemodulationsmetoden, er støjfølsomheden højere;
- arbejdsfrekvens: 315,92 MHz;
- arbejdstemperatur: -10 grader til +70 grader;
- transmissionseffekt: 25mW;
- Modtagerstørrelse: 30147mm Senderstørrelse: 1919mm.
433 MHz rør ISM
Super regenerativ rørmodtager forbruger mindre end 1mW og fungerer på et berøringsfrit 433MHz industrielt, videnskabeligt og medicinsk netværk. I sin enkleste form indeholder en superregenerativ modtager en RF-oscillator, der med jævne mellemrum tænder og slukker for et "blankt signal" eller lavfrekvent signal. Når dæmpningssignalet skiftes til oscillatoren, begynder svingningerne at bygge sig op med en eksponentielt voksende kappe. Brugen af et eksternt signal ved generatorens nominelle frekvens accelererer væksten af disse svingningers indhyllingskurve. Duty cycle for den dæmpede oscillatoramplitude varierer således i forhold til amplituden af det tilførte radiosignal.
I en superregenerativ detektor starter ankomsten af et signal RF-oscillationer tidligere, end når der ikke er noget signal. Super Regenerative Detector kan modtage AM-signaler og er velegnet tilOOK (til/fra-tastet) registrering af datasignal. Den superregenerative detektor er et kompromitteret datasystem, dvs. hver periode tæller og forstærker RF-signalet. For nøjagtigt at genoprette den oprindelige modulering skal afvisningsgeneratoren fungere ved en frekvens, der er lidt højere end den højeste frekvens i det originale modulerende signal. Tilføjelse af en konvolutdetektor efterfulgt af et lavpasfilter forbedrer AM-demodulation.
Hjertet af modtageren indeholder en konventionel LC-oscillator, der er konfigureret af Colpitts, og som fungerer ved en frekvens, der bestemmes af den serielle resonans af L1, L2, C1, C2 og C3. Når enheden er slukket, slukker forspændingsstrømmen Q1 generatoren. Kaskadetransistorerne Q2 og Q3 danner en antenneforstærker, som forbedrer modtagerens støjtal og giver en vis RF-isolation mellem oscillatoren og antennen. For at spare energi fungerer forstærkeren kun, når oscillationen stiger.
Skema med ultra-regenerativ VHF
Modtageren består af en 2N2369 transistor omgivet af femten komponenter, der tilsammen udgør højfrekvensdelen. Denne samling er modtagerens hjerte. Det giver både HF-forstærkning og demodulation. Et konfigureret kredsløb installeret i transistorens kollektor giver dig mulighed for at vælge frekvensen.
Reaktionssættet blev brugt meget tidligt på kortbølgen af rørradarer. Det blev dengang fundet i den berømte "tre transistorer" taletid i 60'erne. Mange 433MHz fjernbetjeningsmodtagere bruger stadighans. Begge trin på BC337 er lavfrekvente forstærkere, hvor sidstnævnte giver strøm til hovedtelefoner eller en lille højttaler. Den justerbare modstand på 22 kΩ justerer polariseringen af 2N2369 transistoren for at opnå det bedste responspunkt, kombinerer følsomhed og lav forvrængning, samtidig med at man undgår oscillation, der blokerer dens drift.
Lydfrekvensen gendannes gennem en 4,7kΩ-modstand og føres derefter gennem et lavpasfilter for at eliminere højfrekvent switching-respons. Den første transistor BC337 giver BF forforstærkning. En 4,7 nF kondensator placeret mellem dens opsamler og dens base fungerer som et lavpasfilter, der eliminerer højfrekvente rester og begrænser højderne. 10 kΩ modstanden styrer forstærkningen af det sidste trin og dermed lydstyrken.
DIY-radiosamling
For en gør-det-selv 315MHz Super Regenerative Receiver skal alle komponenter installeres på printkortet og spores med en skærer. En bred grundplan er uundværlig for samlingens (elektriske) stabilitet. For at lette kopiering på kobber udskrives et fotografi af kredsløbet, placeres på en plade og markeres med en prik enderne af sporene på arket. Efter at have kontrolleret isoleringen af sporene på ohmmeteret, udføres ledningsføringen i overensstemmelse med diagrammet.
Kretskomponenter er nemme at købe fra radiobutikker eller online. Du skal bruge en 50 eller 100 ohm højttaler. Du kan ogsåbrug en 8 ohm højttaler ved at placere en step down transformer, der findes i de fleste gamle transistorstationer, eller tilslut en 8 ohm højttaler, men lydniveauet vil være lavere. Samlingen skal forblive kompakt med en god grundplan. Det skal ikke glemmes, at ledninger og forbindelser har en selvvirkende effekt ved høje frekvenser. Akkordspolen har 5 vindinger af 0,8 mm ledning (telefonlinjeledninger). Kondensatoren er forbundet i serie med antennen ved anden drejning fra toppen.
Antennen består af et stykke hård ledning (1,5 mm2) omkring tyve centimeter lang. Ingen grund til at gøre mere, "kvart bølge" vil forstyrre reaktionen. En 1 nF afkoblingskondensator er påkrævet. Drosspolen (højfrekvent blokering) er af typen VK200. Hvis radioamatøren ikke kan finde den, kan du lave tre eller fire ledninger i et lille ferritrør. Og du kan vælge et specifikt montageskema efter din smag og i overensstemmelse med ledningsdiagrammet.
Korrekt medtagelse af kredsløbet
VHF Super Regenerative Receiver Installationsordre:
- Tænd for kredsløbet. Forsyningsstrømmen er omkring tredive milliampere.
- Drej den højre justerbare modstand (volumen) helt mod uret.
- Næste skal du høre støjen i hovedtelefonerne eller højttaleren. Hvis ikke, drej den justerbare modstand, indtil der høres lyd.
- Forbedre tuning mellem emissioner for at få god følsomhed med minimal forvrængning.
- Tilfor at fjerne høj støj skal du reducere antennen.
144 MHz ultra-regenerativt modtagerkredsløb.
Forholdsregler: Da enheden udsender interferens, må den ikke bruges i nærheden af en anden modtager.
