Supergenerativni sprejemnik: opis, značilnosti, princip delovanja, uporaba

Uporabljen je bil super generativni sprejemnik že več desetletij, zlasti na VHF in UHF, kjer bi lahko nudil preprostost sheme in razmeroma visoko raven produktivnosti. Ta detektor je bil v svoji različici vakuumske cevi priljubljen prvič po sprejemu DVR v poznih petdesetih - zgodnjih 60-ih. Po tem je bil uporabljen v enostavnih tranzistorskih vezjih. Takšna zasnova je bila vzrok za hrupni zvok radijskih postaj CB 27 MHz. Danes superregenerativni radio ni tako priljubljen, čeprav obstaja več aplikacij, ki so bile prej zanimive za sodobnike.

Zgodovina radia

Zgodovino razvoja superregenerativnega sprejemnika lahko zasledimo že od prvih dni njegovega izuma. Leta 1901 je Reginald Fessenden v svojem sprejemniku uporabil nemoduliran sinusni radijski signal pri frekvenčnem odmiku od nosilnega radijskega vala in antene za detektor kristalov za ravnanje.


Kasneje, v letih prve svetovne vojne, so radioamaterji začeli izkoriščati radijske tehnologije, ki so zagotavljale zadostno kakovost in občutljivost prenosa. Inženir Lucien Levy v Franciji, Walter Schottky v Nemčiji in končno človek, pripisan superheterodinski tehniki, Edwin Armstrong je rešil problem selektivnosti in zgradil prvi delovni superregenerativni radio. Izumljen je bil v obdobju, ko je bil radijski inženiring zelo preprost in superregenerativni sprejemnik ni bil dovoljpriložnosti, ki se danes štejejo za samoumevne. Superheterodinski sprejemnik (superheterodin) v svojem popolnem imenu, nadzvojen heterodinski brezžični sprejemnik, je postal pomemben korak na poti naprej v razvoju znanosti in tehnologije, čeprav sprva ni bil široko uporabljen, ker je vseboval veliko ventilov, cevi in ​​drugih obsežnih podrobnosti. In poleg tega je bil takrat radio zelo drag.


Osnove super sprejemnika

Supergenerativni sprejemnik temelji na enostavnem regenerativnem radiju. Uporablja drugo frekvenco oscilacij v ciklu regeneracije, ki prekine ali zavre temeljna nihanja frekvence. Izogibanje nihanjem običajno deluje pri frekvencah nad območjem zvoka, na primer od 25 kHz do 100 kHz. Pri delovanju ima vezje pozitivno povratno informacijo, tako da bo tudi majhna količina hrupa povzročila nihanje sistema. Izhod radiofrekvenčnega ojačevalnika v sprejemniku ima pozitivno povratno informacijo, tj. Del izhodnega signala se vrača nazaj v vhod v fazi. Vsak prisotni signal bo večkrat ojačan in to lahko privede do povečanja nivoja signala tisočkrat ali celo več. Kljub temu, da je ojačitev fiksna, je mogoče s takšnimi povratnimi metodami doseči nivo, ki se približuje neskončnosti, to je vezje s točko nihanja v superregenerativnem sprejemniku na baterijskih radijskih svetilkah. Regeneracija uvaja negativni upor v vezju, kar pomeni, da se splošni pozitivni odpor zmanjša. In, poleg tega, s povečanjem dobičkapovečuje selektivnost sheme. Ko tokokrog deluje s povratno zanko, tako da generator deluje dovolj v območju nihanja, je sekundarno nizkofrekvenčno nihanje. Uničuje frekvenco visokofrekvenčnih nihanj.
Koncept je prvotno odkril Edwin Armstrong, ki je dobil izraz super restavriranje. In ta vrsta radia se imenuje superregenerativni sprejemnik svetilk. Takšna shema je bila uporabljena v vseh oblikah radia od domačih radijskih postaj do televizorjev, visoko natančnih sprejemnikov, profesionalnih radijskih postaj, satelitskih baznih postaj in mnogih drugih. Skoraj vsi radijski sprejemniki, kot tudi televizorji, kratkovalovni sprejemniki in komercialni radijski sprejemniki so kot podlago za delo uporabili princip superheterodine.

Koristi oddajnika

Superheterodinski radio ima več prednosti pred drugimi oblikami radia. Zaradi svojih prednosti super-generira tranzistorski sprejemnik ostaja ena izmed najbolj naprednih metod, ki se uporabljajo v radijski tehnologiji. Kljub dejstvu, da so danes v ospredju tudi druge metode, se supremt sprejemnik še vedno široko uporablja, ob upoštevanju funkcij, ki jih lahko ponudi:
  • Zaprtje selektivnosti. Ena od glavnih prednosti sprejemnika je bližina selektivnosti, ki jo lahko ponudi.
  • S filtri s fiksno frekvenco lahko zagotovi visoko kakovostno zaustavitev sosednjega kanala.
  • Sposobnost sprejemanja več načinov.
  • Zahvaljujoč topologijiTa tehnologija sprejemnika lahko vključuje veliko različnih vrst demodulatorjev, ki jih je mogoče enostavno prilagoditi zahtevam.
  • Sprejemanje zelo visokofrekvenčnih signalov.
  • Dejstvo, da supergenerativni sprejemnik uporablja tehnologijo mešanja na poljskem tranzistorju, pomeni, da se večina obdelave sprejemnika izvaja na nižjih frekvencah, kar omogoča sprejem visokofrekvenčnih signalov. Te in številne druge koristi pomenijo, da je prejemnik potreboval ne le z nastopom radiografije, temveč bo ostal tudi v prihodnjih letih.

    Supergenerativni sprejemnik v poljskem tranzistorju

    Razumimo. Princip superregenerativnega sprejemnika je naslednji. Signal, ki ga oddaja antena, preide v sprejemnik in vstopi v mešalnik. Drug lokalno generiran signal, ki se pogosto imenuje lokalni generator, se vnaša v druga vrata mešalnika in mešata dva signala. Posledično se ustvari nov signal na skupni in različni frekvenci. Izhod se prenaša na tako imenovano vmesno frekvenco, kjer se signal ojača in filtrira. Vsak od transformiranih signalov, ki padejo v trak filtra, poteka skozi filter in se tudi ojača s koraki ojačevalnika. Signali, ki presegajo pasovno širino filtra, bodo zavrnjeni.
    Konfiguracija sprejemnika se izvede preprosto s spremembo frekvence lokalnega generatorja. To spremeni frekvenco vhodnega signala, signali se pretvorijo in lahko preidejo skozi filter.

    Vzpostavitev superregenerativnega sprejemnika

    Čeprav je bolj kompleksna od nekaterih drugih vrst radijskih sprejemnikov, ima prednost v smislu zmogljivosti in selektivnosti. Tako lahko nastavitev odstrani neželene signale učinkoviteje kot druge nastavitve TRF (Tuned Radio Frequency) ali radijskih postaj, ki se uporabljajo v prvih dneh radia.

    Osnovni koncept in teorija, ki je podlaga za superheterodinski radio, vključujejo postopek mešanja. To vam omogoča prenos signalov z ene frekvence na drugo. Vhodna frekvenca se pogosto imenuje RF vhod, medtem ko se lokalno generirani generator imenuje lokalni generator, izhodna frekvenca pa se imenuje vmesna frekvenca, saj je med RF in avdio frekvencami. Blok diagram osnovnega superregenerativnega sprejemnika na enem tranzistorju je naslednji. V mešalniku se pomnoži trenutna amplituda obeh vhodnih signalov (f1 in f2), kar povzroči signale na izhodu frekvenc (f1 + f2) in (f1 - f2). To vam omogoča, da oddajno frekvenco pošljete na fiksno frekvenco, kjer jo lahko učinkovito filtrirate. Spreminjanje frekvence lokalnega generatorja omogoča nastavitev sprejemnika na različne frekvence. Signali na dveh različnih frekvencah se lahko sprejmeta na vmesnih stopnjah. Tuning RF odstrani eno in sprejme drugo. Ko so signali prisotni, lahko povzročijo neželene motnje s prikrivanjem potrebnih signalov, če se pojavijo sočasno v odseku vmesne frekvence. Pogosto se v nizkocenovnih radijskih postajah lahko sledijo harmoniki lokalnega oscilatorja na različnih frekvencah, kiheterodynov vodi do spremembe v tuning sprejemnik.
    Skupni diagram superreheneratyvnoho sprejemnik en tranzistor, ki prikazuje glavne bloke, ki se lahko uporabljajo v sprejemniku. V bolj zapletenih radia na lokaciji blok diagram bo dodana za dodatne demodulatorje. Poleg tega so nekatere sverhheterodynnыe radijske postaje imajo lahko dve ali več konverzijo za zagotavljanje boljše delovanje za izboljšanje delovanja elementov vezja, ki jih lahko uporabite dve ali celo tri konverzijo.
    kjer:
  • kapa iskanje - spremenljivka 15pF;
  • induktor "L" ni nič drugega kot 2-palčni kovinska žica št 20 upognjena v obliki "U".
  • FM-radio (88-108 MHz) potrebujejo več induktivnost in spodnjo polovico traku (približno 109-130 MHz) zahteva manj, saj je višja FM pas.

    Avtomatski nadzor 27MHts povečal

    Zato je menila, da superheneratyvnyy sprejemnik 27 MHz zrasla iz potreb vojne v zelo preprostih posameznih napravah z visoko dobiček pozitivne povratne informacije. Odločitev, ki je nastavljen tako, da se omogoči frekvenca nihanja izmenično narašča in zatreti pod nadzorom drugega (izrezovanje) generatorja obdelovalne na nižji radijske frekvence. Pozitivne povratne informacije uvedli variabilno potenciometer, ki se uporablja, kot sledi. Signal bo povečala obseg dokler radijsko frekvenco ojačevalnik, da začne nihati. Ideja je bila, da se preklic delovanja do nihanja ne ustavi.Vendar pa je med situacijo in učinkom navadno prišlo do histereze. Povečanje produktivnosti bi bilo mogoče doseči le, če bi se promocija ustavila tik pred nihanjem, kar bi zahtevalo veščine in potrpežljivost. V tej napravi se nastavljivi ojačevalnik začne nihati med polovično valovno obliko oscilatorja. Ko je vklopljen "del" dela cikla gašenja, nihanje nastavljenega ojačevalca raste eksponentno od hrupa vezja. Čas za dosego teh nihanj do polne amplitude je sorazmeren z vrednostjo Q konfiguriranega vezja. Zato lahko, odvisno od frekvence generatorja za gašenje, nihanja frekvenc signalov dosežejo polno amplitudo (logaritemski način) ali pa se zavrtijo (linearni način). Za modele radijskega upravljanja so bili uporabljeni trije glavni tipi superregenerativnih sprejemnikov s 27 MHz: sprejemnik togega ventila, sprejemnik mehkega ventila in sprejemnik na osnovi tranzistorja. Tipična vezna shema sprejemnika togega ventila je prikazana na sliki.

    Krog za območje 25-150 MHz

    V tej shemi je supergenerativni sprejemnik v pasu 25150 MHz podoben načelu MFJ-8100.
    Prva faza temelji na FET tranzistorju, priključenem na konfiguracijo skupnih vrat. Faza ojačevalnika radijske frekvence preprečuje radiofrekvenčno sevanje antene v obeh tokokrogih. Superregenerativni detektor temelji na tranzistorju, vključenem v celotno konfiguracijo vrat. Z uporabo obrezovalnika dobite povratno informacijo otočka, kjer potenciometer zagotavlja gladko kontrolo regeneracije. Frekvenčno območje tega sprejemnika je od 100 MHz do 150 MHz. Njegova občutljivost je manjša od 1 μV. Koluti so naviti na odstranljiv okvir s premerom 12 mm. Seveda regeneratorji in super regeneratorji niso prihodnost radioamaterjev, vendar imajo še vedno prostor pod soncem.

    oddajnik 315MHz

    Tukaj je sodoben oddajnik + sprejemnik 315 RF Super Recovery Module. Zagotavlja zelo ekonomično brezžično rešitev z največjo hitrostjo prenosa podatkov do 4 Kbit /s. . Značilnosti:
  • obseg prenosa & gt; 500 m;
  • občutljivost -103 dB na odprtih območjih, saj deluje z metodo amplitudne modulacije, občutljivost na hrup je višja;
  • delovna frekvenca: 31592 MHz;
  • delovna temperatura: od -10 ° do +70 °;
  • prenosna moč: 25 mW;
  • velikost sprejemnika: 30 * 14 * 7 mm Velikost oddajnika: 19 * 19 mm.
  • Svetilka ISM 433 MHz

    Sprejemnik s super generirano cev porabi manj kot 1 MW in deluje v brezkontaktnem industrijskem, znanstvenem in medicinskem omrežju 433 MHz. V najenostavnejši obliki superregenerativni sprejemnik vsebuje generator radijskih frekvenc, ki periodično vklopi in izklopi "signal gašenja" ali nizkofrekvenčni signal. Ko se signal za gašenje preklopi naGenerator z naraščajočo lupino eksponencialno narašča. Uporaba zunanjega signala na nazivni frekvenci generatorja pospešuje rast obkrožanja teh nihanj. Tako se operativni cikel amplitude ugasnjenega oscilatorja spreminja sorazmerno z amplitudo uporabljenega radijskega signala. Pri superregenerativnem detektorju prihaja signal pred začetkom radiofrekvenčnih nihanj prej kot v odsotnosti signala. Superregenerativni detektor lahko sprejema signale AM ​​in je primeren za zaznavanje OOK podatkov (on /off-keyed). Superregenerativni detektor je sistem diskreditiranih podatkov, kar pomeni, da vsako obdobje izračuna in ojača radiofrekvenčni signal. Da bi natančno obnovili izhodno modulacijo, mora generator za dušenje delovati s frekvenco, ki je nekoliko višja od najvišje frekvence v izhodnem modulacijskem signalu. Dodajanje detektorja ovojnic, ki mu sledi nizkopasovni filter, izboljša demodulacijo AM.
    Srce sprejemnika vsebuje navaden LC generator, ki ga je konfiguriral Colpitts, ki deluje na frekvenci, ki jo določa serijska resonanca L1 L2 C1 C2 in C3. Ko je naprava izklopljena, generator zavira trenutni prednapetost Q1. Kaskadni tranzistor Q2 in Q3 tvori antenski ojačevalnik, ki izboljša sliko hrupa sprejemnika in zagotavlja nekaj radijske frekvenčne razlike med generatorjem in anteno. Za varčevanje z energijo ojačevalnik deluje le z naraščajočimi nihanji.

    Shema superregenerativnega VHF

    Sprejemnik je sestavljen iz tranzistorja 2N2369, ki ga obdaja petnajst komponent, ki so skupajvisokofrekvenčni del. Ta zbirka je srce sprejemnika. Zagotavlja tako HF dobiček kot demodulacijo. Konfigurirano vezje nameščeno v kolektorju tranzistorja, ki vam omogoča izbiro frekvence. Reakcijski komplet je bil uporabljen zelo zgodaj v kratkem valu z radarjem cevi. Nato so ga našli v slavnih "treh tranzistorjih" v pogovoru 60-ih. Številni daljinski upravljalniki 433 MHz ga še vedno uporabljajo. Obe stopnji BC337 sta nizkofrekvenčni ojačevalnik, ki zagotavlja moč za slušalke ali majhen zvočnik. Regulirani upor 22 kΩ uravnava polarizacijo tranzistorja 2N2369, da dobimo najboljšo reakcijsko točko, ki združuje občutljivost in majhno popačenje, pri tem pa se izogiba nihanjem, ki blokirajo njegovo delovanje.
    Avdio frekvenca se vrne skozi upor 47 kΩ in nato preide skozi nizkoprepustni filter, kar odpravlja visokofrekvenčno preklapljanje reakcije. Prvi tranzistor BC337 zagotavlja prednapenjanje BF. Kondenzator 47 nF, ki se nahaja med zbiralcem in njegovim podnožjem, deluje kot nizkopasovni filter, razen visokofrekvenčnega ravnovesja in omejevanja maksimumov. Upor 10 kΩ uravnava ojačanje zadnjega koraka in posledično volumna.

    Zbiranje radia z lastnimi rokami

    Pri super-regenerativnem sprejemniku 315 MHz morajo biti vse komponente nameščene na tiskano vezje in poti se izvajajo z rezalnikom. Široka ozemljitev je nujna za (električno) stabilnost montaže. Za lažje kopiranjebakra, natisne fotografijo sheme, jo postavi na ploščo in z navedbo točke zabeleži konce poti na listu. Po preverjanju izolacije tirov na ohmmetru se ožičenje izvaja po urniku. Sestavni deli sheme je enostavno kupiti v radijskih trgovinah ali na spletu. Potrebujete zvočnik 50 ali 100 ohmov. Uporabite lahko tudi 8-palčni zvočnik tako, da postavite transformator z nižjim uporom, nameščen na večini starejših tranzistorskih postaj ali priključite zvočnik z 8 zvočniki, vendar bo raven zvoka nižja. Sklop mora ostati kompakten z dobro ozemljitveno ploščo. Ne smemo pozabiti, da imajo žice in povezave učinek samo-delovanja pri visokih frekvencah. Navojna tuljava ima 5 zavojev žice 08 mm (žično telefonsko ožičenje). Povezave kondenzatorja so izvedene zaporedno z anteno pri drugem obratu od zgoraj. Antena je sestavljena iz enega kosa trde žice (15 mm2) dolžine približno dvajset centimetrov. Ni potrebe, da naredite več, "četrtina val" bo prekinila reakcijo. Potrebujete postaviti kondenzator 1 nF ločevanja. Dušilna tuljava (visokofrekvenčni blok) je tipa VK200. Če ga radioamater ne najde, lahko naredite tri ali štiri obrate žice majhno feritno cevko. Konkretna montažna shema se lahko izbere po vašem okusu in v skladu z namestitveno shemo.

    Pravilna vključitev tokokroga

    Postopek za namestitev super-regenerativnih sprejemnikov VHF:
  • Vključite tokokrog. Napajalni tok je približno trideset miliamperjev.
  • Popolnoma nastavite desni nastavljivi upor (glasnost)v nasprotni smeri urinega kazalca.
  • Nato morate slišati zvok v slušalkah ali dinamiko. V nasprotnem primeru nastavite upor, dokler se ne prikaže zvok.
  • Izboljšati nastavitev povprečnih emisij, da dobimo dobro občutljivost z minimalnim popačenjem.
  • Če želite odstraniti hrup, morate zmanjšati anteno.
  • Shema superregenerativnega sprejemnika pri 144 MHz.
    Previdnostni ukrepi: Ker namestitev oddaja motnje, je ni treba uporabljati v bližini drugega sprejemnika.

    Sorodne publikacije