Den superregenerative mottakeren har blitt brukt i mange tiår, spesielt på VHF og UHF, hvor den kunne tilby enkel krets og et relativt høyt ytelsesnivå. Denne detektoren var populær i sin vakuumrørversjon for første gang i dagene med VHF-mottak på slutten av 1950-tallet og begynnelsen av 60-tallet. Etter det ble den brukt i enkle kretsløp av transistorversjonen. Denne utformingen var årsaken til den hvesende lyden produsert av 27 MHz CB-radioer. I disse dager er ikke superregenerativ radio like populær lenger, selv om det er flere applikasjoner som fortsatt er av interesse for samtidige.
History of Radio
Historien til den superregenerative mottakeren kan spores tilbake til de tidligste dagene av oppfinnelsen. I 1901 brukte Reginald Fessenden en umodulert sinusbølge i mottakeren sin for en rettende krystalldetektor.et radiosignal med en frekvensforskyvning fra bærerradiobølgebæreren og fra antennen.
Senere, under første verdenskrig, begynte radioamatører å dra nytte av radioteknologi, som ga tilstrekkelig overføringskvalitet og følsomhet. Ingeniør Lucien Levy i Frankrike, W alter Schottky i Tyskland, og til slutt mannen som ble kreditert med superheterodyne-teknikken, Edwin Armstrong, løste problemet med selektivitet og bygde den første fungerende superregenerative radioen.
Den ble oppfunnet i en tid da radioteknologi var veldig enkel og den superregenerative mottakeren manglet funksjonene som tas for gitt i dag. Superheterodyne radiomottakeren (superheterodyne) i sitt fulle navn - supersonisk heterodyne trådløs mottaker, var et viktig skritt fremover i utviklingen av vitenskap og teknologi, selv om den i utgangspunktet ikke ble mye brukt, fordi den inneholdt mange ventiler, rør og andre klumpete deler. Og dessuten var radioen veldig dyr på den tiden.
Super Receiver Basics
Den superregenerative mottakeren er basert på en enkel regenerativ radio. Den bruker en andre oscillasjonsfrekvens i regenereringssyklusen, som avbryter eller demper hovedfrekvensoscillasjonene. Vibrasjonsdemping fungerer vanligvis ved frekvenser over lydområdet, for eksempel 25 kHz til 100 kHz. Under drift har kretsen positiv tilbakemelding, så selv en liten mengde støy vil få systemet til å oscillere.
RF-forsterkerutgangi mottakeren har positive tilbakemeldinger, dvs. en del av utgangssignalet føres tilbake til inngangen i fase. Ethvert signal som er tilstede vil bli forsterket gjentatte ganger, og dette kan resultere i at signalstyrken forsterkes med en faktor på tusen eller mer. Selv om forsterkningen er fast, kan nivåer som nærmer seg uendelig oppnås ved å bruke tilbakemeldingsteknikker som svingpunktkretsen til en superregenerativ batterirørmottaker.
Regenerering introduserer negativ motstand i kretsen og dette betyr at den totale positive motstanden reduseres. Og i tillegg, med økende forsterkning, øker selektiviteten til kretsen. Når kretsen drives med tilbakemelding slik at oscillatoren fungerer tilstrekkelig i oscillasjonsområdet, oppstår en sekundær lavfrekvent oscillasjon. Det ødelegger frekvensen til høyfrekvente vibrasjoner.
Konseptet ble opprinnelig oppdaget av Edwin Armstrong, som laget begrepet "super recovery". Og denne typen radio kalles en superregenerativ rørmottaker. Et slikt opplegg har blitt brukt i alle former for radio fra innenlandske radiokringkastingsstasjoner til fjernsyn, høypresisjonstunere, profesjonelle kommunikasjonsradioer, satellittbasestasjoner og mange andre. Så godt som alle kringkastede radioer, samt fjernsyn, kortbølgemottakere og kommersielle radioer, brukte superheterodyne-prinsippet som grunnlag for driften.
senderfordeler
Superheterodyne radio har en rekke fordeler fremfor andre former for radio. Som et resultat av deresfordelene har den superregenerative transistormottakeren forblitt en av de avanserte metodene som brukes innen radioteknologi. Og mens andre metoder kommer i forgrunnen i dag, er supermottakeren fortsatt veldig mye brukt gitt funksjonene den har å tilby:
- Lukkeselektivitet. En av hovedfordelene med en mottaker er nærheten til selektiviteten den har å tilby.
- Ved bruk av filtre med faste frekvenser, kan det gi god avskjæring av tilstøtende kanaler.
- Kunne motta flere moduser.
- På grunn av topologien kan denne mottakerteknologien inkludere mange forskjellige typer demodulatorer som enkelt kan tilpasses etter behov.
- Motta svært høyfrekvente signaler.
Det faktum at den superregenerative FET-mottakeren bruker mikseteknologi betyr at det meste av mottakerbehandlingen gjøres ved lavere frekvenser, slik at de kan motta høyfrekvente signaler. Disse og mange andre fordeler gjør at mottakeren har vært etterspurt ikke bare siden starten av radiodriften, men vil forbli det i mange år fremover.
Super Regenerative FET-mottaker
La oss finne ut av det. Prinsippet for drift av den superregenerative mottakeren er som følger.
Signalet som fanges opp av antennen går gjennom mottakeren og inn i mikseren. Et annet lok alt generert signal, ofte referert til som en lokal oscillator, mates inn i en annen portmikser og de to signalene blandes. Som et resultat genereres et nytt signal ved sum- og differansefrekvensene.
Utgangen overføres til den såk alte mellomfrekvensen, hvor signalet forsterkes og filtreres. Alle de konverterte signalene som faller innenfor passbåndet til filteret kan passere gjennom filteret og de vil også bli forsterket av forsterkertrinnene. Signaler som faller utenfor filterbåndbredden vil bli avvist.
Tuning av mottakeren gjøres ganske enkelt ved å endre frekvensen til den lokale oscillatoren. Dette endrer frekvensen til det innkommende signalet, signalene konverteres og kan passere gjennom filteret.
Super Regenerative Receiver Tuning
Selv om den er mer kompleks enn noen andre typer radioer, har den fordelen av ytelse og selektivitet. Dermed er tuning i stand til å fjerne uønskede signaler mer effektivt enn andre TRF (Tuned Radio Frequency)-innstillinger eller radiostasjoner som ble brukt i radioens tidlige dager.
Det grunnleggende konseptet og teorien bak superheterodyne radio involverer mikseprosessen. Dette gjør at signaler kan overføres fra en frekvens til en annen. Inngangsfrekvensen kalles ofte RF-inngangen, mens det lok alt genererte oscillatorsignalet kalles lokaloscillatoren og utgangsfrekvensen kalles mellomfrekvensen fordi den ligger mellom RF- og lydfrekvensene.
Blokkdiagrammet for en grunnleggende enkelttransistor superregenerativ mottaker er som følger. PÅmikser, multipliseres den øyeblikkelige amplituden til de to inngangssignalene (f1 og f2), noe som resulterer i utgangssignaler med frekvenser (f1 + f2) og (f1 - f2). Dette gjør at den innkommende frekvensen kan overføres opp til en fast frekvens, hvor den effektivt kan filtreres. Ved å endre frekvensen til den lokale oscillatoren kan du stille inn mottakeren til forskjellige frekvenser. Signaler på to forskjellige frekvenser kan sendes til mellomtrinn.
RF-innstilling fjerner en og tar en annen. Når signaler er tilstede, kan de forårsake uønsket interferens ved å maskere de ønskede signalene hvis de vises samtidig i mellomfrekvensdelen. Ofte i rimelige radioer kan harmonikene til den lokale oscillatoren spore ved forskjellige frekvenser, noe som resulterer i en endring i de lokale oscillatorene når du stiller inn mottakeren.
Det overordnede blokkskjemaet for en enkelt transistor superregenerativ mottaker viser hovedblokkene som kan brukes i mottakeren. Mer komplekse radioer vil legge til flere demodulatorer til det grunnleggende blokkskjemaet.
I tillegg kan noen ultraheterodyne radioer ha to eller flere konverteringer for å gi økt ytelse, to eller til og med tre konverteringer kan brukes for å forbedre funksjonen til kretselementer.
Hvor:
- tuning cap er variabel 15pF;
- "L"-induktoren er ikke noe mer enn en 2-tommers 20 metalltråd bøyd til en "U"-form.
FM-radiostasjoner (88–108 MHz) trenger merinduktans, og den nedre halvdelen av båndet (ca. 109-130 MHz) vil kreve mindre siden det er over FM-båndet.
27MHz Auto Gain Control
Den superregenerative 27 MHz-mottakeren antas å ha vokst ut av et behov i krigstid for en veldig enkel engangsenhet med høy positiv tilbakemeldingsforsterkning. Løsningen på dette var å la oscillasjoner av den innstilte frekvensen alternativt vokse og undertrykkes under kontroll av en andre (quenching) oscillator som opererer ved en lavere radiofrekvens. Positiv tilbakemelding ble introdusert av et variabelt potensiometer, som ble brukt som følger.
Signalet vil øke i volum til RF-forsterkeren begynner å svinge. Tanken var å avbryte kontrollen til vinglingen stoppet. Imidlertid var det vanligvis en betydelig hysterese mellom posisjon og effekt. Økningen i produktivitet kunne bare oppnås hvis fremgangen ble stoppet kort tid før nølingen begynte, noe som krevde dyktighet og tålmodighet.
I denne enheten begynner den innstilte forsterkeren å oscillere i løpet av halvsyklusen til oscillatorens bølgeform. Under "på"-delen av blankingssyklusen, stiger oscillasjonen til den innstilte forsterkeren eksponentielt fra kretsstøy. Tiden det tar for disse oscillasjonene å nå full amplitude er proporsjonal med Q-verdien til den innstilte kretsen. Derfor, avhengig av frekvensen til dempegeneratoren, kan signalfrekvensfluktuasjonene nå full amplitude (logaritmisk modus) eller bli kollapset(linjemodus).
Tre hovedtyper av 27 MHz superregenerativ mottaker ble brukt til radiostyring av modellene: hardventilmottaker, mykventilmottaker og transistorbasert mottaker.
En typisk stiv ventilmottakerkrets er vist på figuren.
Radiokrets for 25-150 MHz-bånd
I denne kretsen ligner den superregenerative mottakeren på 25-150 MHz-båndet kretsskjemaet til MFJ-8100.
Det første trinnet er basert på FET-transistoren koblet til den felles portkonfigurasjonen. RF-forsterkertrinnet forhindrer RF-stråling fra antennen i begge kretsene. Den superregenerative detektoren er basert på en transistor koblet til en felles portkonfigurasjon. Trimmen justerer tilbakekoblingsforsterkningen til punktet hvor potensiometeret gir jevn regenereringskontroll.
Frekvensområdet til denne mottakeren er fra 100 MHz til 150 MHz. Dens følsomhet er mindre enn 1 µV. Spolene er viklet på en avtagbar ramme med en diameter på 12 mm. Selvfølgelig er ikke regeneratorer og superregeneratorer fremtiden for radioamatører, men de har fortsatt en plass i solen.
315MHz overføringsenhet
Her er en moderne 315 RF supergjenopprettingssender + mottakermodul.
Det gir en svært kostnadseffektiv trådløs løsning med maksimale dataoverføringshastigheteropptil 4 Kbps. Og kan brukes som fjernkontroll, elektriske dører, lukkedører, vinduer, fjernkontrolluttak, LED-fjernkontroll, stereofjernkontroll og alarmsystemer.
Funksjoner:
- overføringsområde> 500m;
- sensitivitet -103dB, i åpne områder fordi den fungerer med amplitudemodulasjonsmetoden, er støyfølsomheten høyere;
- arbeidsfrekvens: 315,92 MHz;
- arbeidstemperatur: -10 grader til +70 grader;
- overføringseffekt: 25mW;
- Mottakerstørrelse: 30147mm Senderstørrelse: 1919mm.
433 MHz rør ISM
Super regenerativ rørmottaker bruker mindre enn 1mW og opererer på et berøringsfritt 433MHz industrielt, vitenskapelig og medisinsk nettverk. I sin enkleste form inneholder en superregenerativ mottaker en RF-oscillator som med jevne mellomrom slår på og av et "blankt signal" eller lavfrekvent signal. Når dempningssignalet byttes til oscillatoren, begynner svingningene å bygge seg opp med en eksponentielt voksende kappe. Bruken av et eksternt signal ved den nominelle frekvensen til generatoren akselererer veksten av konvolutten til disse oscillasjonene. Dermed varierer driftssyklusen til den dempede oscillatoramplituden proporsjon alt med amplituden til det tilførte radiosignalet.
I en superregenerativ detektor starter ankomsten av et signal RF-oscillasjoner tidligere enn når det ikke er noe signal. Super Regenerative Detector kan motta AM-signaler og er godt egnet forOOK (på/av-tastet) datasignaldeteksjon. Den superregenerative detektoren er et kompromittert datasystem, det vil si at hver periode teller og forsterker RF-signalet. For å gjenopprette den opprinnelige modulasjonen nøyaktig, må avvisningsgeneratoren operere med en frekvens som er litt høyere enn den høyeste frekvensen i det originale modulasjonssignalet. Å legge til en konvoluttdetektor etterfulgt av et lavpassfilter forbedrer AM-demodulering.
Hjertet til mottakeren inneholder en konvensjonell LC-oscillator konfigurert av Colpitts, som opererer ved en frekvens som bestemmes av serieresonansen til L1, L2, C1, C2 og C3. Når enheten er slått av, slukker forspenningsstrømmen Q1 generatoren. Kaskadetransistorene Q2 og Q3 danner en antenneforsterker som forbedrer støytallet til mottakeren og gir noe RF-isolasjon mellom oscillatoren og antennen. For å spare energi fungerer forsterkeren bare når svingningen øker.
Opplegg med ultraregenerativ VHF
Mottakeren består av en 2N2369 transistor omgitt av femten komponenter som til sammen utgjør høyfrekvensdelen. Denne enheten er hjertet til mottakeren. Den gir både HF-forsterkning og demodulering. En konfigurert krets installert i kollektoren til transistoren lar deg velge frekvensen.
Reaksjonssettet ble brukt veldig tidlig på kortbølgen av rørradarer. Den ble da funnet i den berømte "tre transistorer"-taletiden på 60-tallet. Mange 433MHz fjernkontrollmottakere bruker fortsatthans. Begge trinnene på BC337 er lavfrekvente forsterkere, sistnevnte gir strøm til hodetelefoner eller en liten høyttaler. Den justerbare motstanden på 22 kΩ justerer polarisasjonen til 2N2369-transistoren for å oppnå det beste responspunktet, og kombinerer følsomhet og lav forvrengning, samtidig som man unngår oscillasjon som blokkerer driften.
Lydfrekvensen gjenopprettes gjennom en 4,7kΩ motstand, deretter ført gjennom et lavpassfilter for å eliminere høyfrekvent svitsjerespons. Den første transistoren BC337 gir BF-forforsterkning. En 4,7nF kondensator plassert mellom kollektoren og basen fungerer som et lavpassfilter, og eliminerer høyfrekvente rester og begrenser høydene. 10 kΩ motstanden kontrollerer forsterkningen av det siste trinnet og dermed volumet.
DIY-radiomontering
For en DIY 315MHz Super Regenerative Receiver, må alle komponenter installeres på PCB-en og spores med en kutter. En bred grunnplan er uunnværlig for den (elektriske) stabiliteten til monteringen. For å lette kopiering på kobber, skrives et fotografi av kretsen ut, legges på en plate og, med en prikk, markere endene av sporene på arket. Etter å ha kontrollert isolasjonen til sporene på ohmmeteret, utføres ledningen i henhold til diagrammet.
Kretskomponenter er enkle å kjøpe fra radiobutikker eller på nett. Du trenger en 50 eller 100 ohm høyttaler. Du kan ogsåbruk en 8 ohm høyttaler ved å plassere en nedtrappingstransformator som finnes i de fleste gamle transistorstasjoner, eller koble til en 8 ohm høyttaler, men lydnivået vil være lavere. Monteringen skal forbli kompakt med en god grunnplan. Det bør ikke glemmes at ledninger og koblinger har en selvvirkende effekt ved høye frekvenser. Akkordspolen har 5 vindinger med 0,8 mm ledning (telefonlinjekabling). Kondensatoren er koblet i serie med antennen ved andre sving fra toppen.
Antennen består av ett stykke hard ledning (1,5 mm2) omtrent tjue centimeter lang. Du trenger ikke å gjøre mer, "kvartbølge" vil forstyrre reaksjonen. En 1 nF avkoblingskondensator er nødvendig. Chokespolen (høyfrekvent blokkering) er av typen VK200. Hvis radioamatøren ikke finner den, kan du gjøre tre eller fire omdreininger med ledning i et lite ferrittrør. Og du kan velge et spesifikt monteringsskjema etter din smak og i samsvar med koblingsskjemaet.
Riktig inkludering av kretsen
VHF Super Regenerative Receiver Installasjonsordre:
- Slå på kretsen. Tilførselsstrømmen er omtrent tretti milliampere.
- Drei den høyre justerbare motstanden (volum) helt mot klokken.
- Deretter må du høre støyen i hodetelefonene eller høyttaleren. Hvis ikke, vri den justerbare motstanden til du hører lyd.
- Forbedre tuning mellom emisjoner for å få god følsomhet med minimal forvrengning.
- Tilfor å fjerne høy støy må du redusere antennen.
144 MHz ultra-regenerativ mottakerkrets.
Forholdsregler: Siden enheten sender ut forstyrrelser, må den ikke brukes i nærheten av en annen mottaker.
