De superregeneratieve ontvanger wordt al tientallen jaren gebruikt, vooral op VHF en UHF, waar hij een eenvoudig circuit en een relatief hoog prestatieniveau kon bieden. Deze detector was populair in zijn vacuümbuisversie voor het eerst in de dagen van VHF-ontvangst in de late jaren 1950 en vroege jaren 60. Daarna werd het gebruikt in eenvoudige circuits van de transistorversie. Dit ontwerp was de oorzaak van het sissende geluid van 27 MHz CB-radio's. Tegenwoordig is superregeneratieve radio niet meer zo populair, hoewel er verschillende toepassingen zijn die nog steeds interessant zijn voor tijdgenoten.
Geschiedenis van de radio
De geschiedenis van de superregeneratieve ontvanger gaat terug tot de vroegste dagen van zijn uitvinding. In 1901 gebruikte Reginald Fessenden een ongemoduleerde sinusgolf in zijn ontvanger voor een gelijkrichtende kristaldetector.een radiosignaal met een frequentieverschuiving van de draaggolfdrager en van de antenne.
Later, tijdens de Eerste Wereldoorlog, begonnen radioamateurs te profiteren van radiotechnologie, die voor voldoende transmissiekwaliteit en gevoeligheid zorgde. Ingenieur Lucien Levy in Frankrijk, W alter Schottky in Duitsland, en uiteindelijk Edwin Armstrong, de man die de superheterodyne-techniek heeft gecrediteerd, losten het probleem van selectiviteit op en bouwde de eerste werkende superregeneratieve radio.
Het werd uitgevonden in een tijdperk waarin radiotechnologie heel eenvoudig was en de superregeneratieve ontvanger niet de functies had die tegenwoordig als vanzelfsprekend worden beschouwd. De superheterodyne radio-ontvanger (superheterodyne) in zijn volledige naam - supersonische heterodyne draadloze ontvanger, was een belangrijke stap voorwaarts in de ontwikkeling van wetenschap en technologie, hoewel het aanvankelijk niet veel werd gebruikt, omdat het veel kleppen, pijpen en andere omvangrijke onderdelen bevatte. En bovendien was de radio in die tijd erg duur.
Super Receiver Basics
De superregeneratieve ontvanger is gebaseerd op een eenvoudige regeneratieve radio. Het gebruikt een tweede oscillatiefrequentie in de regeneratiecyclus, die de oscillaties van de hoofdfrequentie onderbreekt of dempt. Trillingsdemping werkt doorgaans bij frequenties boven het audiobereik, zoals 25 kHz tot 100 kHz. Tijdens bedrijf heeft het circuit positieve feedback, dus zelfs een kleine hoeveelheid ruis zal het systeem doen oscilleren.
RF-versterkeruitgangin de ontvanger positieve feedback heeft, d.w.z. een deel van het uitgangssignaal wordt in fase teruggevoerd naar de ingang. Elk aanwezig signaal wordt herhaaldelijk versterkt en dit kan ertoe leiden dat de signaalsterkte met een factor duizend of meer wordt versterkt. Hoewel de versterking vast is, kunnen niveaus die oneindig naderen, worden bereikt met behulp van feedbacktechnieken zoals het zwaaipuntcircuit van een superregeneratieve batterijbuisontvanger.
Regeneratie introduceert negatieve weerstand in het circuit en dit betekent dat de algehele positieve weerstand wordt verminderd. En bovendien neemt met toenemende versterking de selectiviteit van de schakeling toe. Wanneer de schakeling met terugkoppeling wordt bedreven, zodat de oscillator voldoende in het oscillatiegebied werkt, treedt een secundaire laagfrequente oscillatie op. Het vernietigt de frequentie van de hoogfrequente vibratie.
Het concept werd oorspronkelijk ontdekt door Edwin Armstrong, die de term 'superherstel' bedacht. En dit type radio wordt een superregeneratieve buisontvanger genoemd. Een dergelijk schema is gebruikt in alle vormen van radio, van binnenlandse radiozenders tot televisies, zeer nauwkeurige tuners, professionele communicatieradio's, satellietbasisstations en vele andere. Vrijwel alle omroepradio's, evenals televisies, kortegolfontvangers en commerciële radio's, gebruikten het superheterodyne-principe als basis voor de werking.
Zender voordelen
Superheterodyne-radio heeft een aantal voordelen ten opzichte van andere vormen van radio. Als gevolg van hunvoordelen, is de superregeneratieve transistorontvanger een van de geavanceerde methoden gebleven die in de radiotechnologie worden gebruikt. En hoewel andere methoden tegenwoordig op de voorgrond treden, wordt de superontvanger nog steeds veel gebruikt, gezien de functies die het te bieden heeft:
- Sluiten van selectiviteit. Een van de belangrijkste voordelen van een ontvanger is de nabijheid van de selectiviteit die hij te bieden heeft.
- Door gebruik te maken van filters met vaste frequentie, kan het een goede afsluiting van aangrenzende kanalen bieden.
- Kan meerdere modi ontvangen.
- Vanwege de topologie kan deze ontvangertechnologie veel verschillende soorten demodulatoren bevatten die gemakkelijk kunnen worden aangepast aan de vereisten.
- Ontvang zeer hoge frequentiesignalen.
Het feit dat de superregeneratieve FET-ontvanger mengtechnologie gebruikt, betekent dat het grootste deel van de verwerking van de ontvanger op lagere frequenties plaatsvindt, waardoor het zelf signalen met een hoge frequentie kan ontvangen. Deze en vele andere voordelen betekenen dat er niet alleen vraag is naar de ontvanger sinds het begin van de radiowerking, maar dat dit nog vele jaren zo zal blijven.
Super regeneratieve FET-ontvanger
Laten we het uitzoeken. Het werkingsprincipe van de superregeneratieve ontvanger is als volgt.
Het signaal dat door de antenne wordt opgevangen, gaat door de ontvanger en in de mixer. Een ander lokaal gegenereerd signaal, vaak een lokale oscillator genoemd, wordt naar een andere poort gevoerdmixer en de twee signalen worden gemengd. Als resultaat wordt een nieuw signaal gegenereerd bij de som- en verschilfrequenties.
De output wordt overgebracht naar de zogenaamde middenfrequentie, waar het signaal wordt versterkt en gefilterd. Alle geconverteerde signalen die binnen de doorlaatband van het filter vallen, kunnen door het filter gaan en ze worden ook versterkt door de versterkertrappen. Signalen die buiten de filterbandbreedte vallen, worden afgewezen.
Het afstemmen van de ontvanger gebeurt eenvoudig door de frequentie van de lokale oscillator te wijzigen. Dit verandert de frequentie van het inkomende signaal, de signalen worden omgezet en kunnen door het filter gaan.
Super regeneratieve ontvanger tuning
Hoewel het complexer is dan sommige andere soorten radio's, heeft het het voordeel van prestaties en selectiviteit. Afstemmen kan dus ongewenste signalen effectiever verwijderen dan andere TRF-instellingen (Tuned Radio Frequency) of radiostations die in de begindagen van de radio werden gebruikt.
Het basisconcept en de theorie achter superheterodyne-radio betreft het mixproces. Hierdoor kunnen signalen van de ene frequentie naar de andere worden verzonden. De ingangsfrequentie wordt vaak de RF-ingang genoemd, terwijl het lokaal gegenereerde oscillatorsignaal de lokale oscillator wordt genoemd en de uitgangsfrequentie de middenfrequentie omdat deze tussen de RF- en audiofrequenties ligt.
Het blokschema van een eenvoudige superregeneratieve ontvanger met enkele transistor is als volgt. BIJmixer, wordt de momentane amplitude van de twee ingangssignalen (f1 en f2) vermenigvuldigd, wat resulteert in uitgangssignalen van frequenties (f1 + f2) en (f1 - f2). Hierdoor kan de inkomende frequentie worden verzonden tot een vaste frequentie, waar deze effectief kan worden gefilterd. Door de frequentie van de lokale oscillator te wijzigen, kunt u de ontvanger afstemmen op verschillende frequenties. Signalen op twee verschillende frequenties kunnen naar tussentrappen worden gestuurd.
RF-tuning verwijdert een en neemt een andere. Wanneer signalen aanwezig zijn, kunnen ze ongewenste interferentie veroorzaken door de gewenste signalen te maskeren als ze gelijktijdig in het middenfrequente gedeelte verschijnen. Vaak kunnen in goedkope radio's de harmonischen van de lokale oscillator op verschillende frequenties worden gevolgd, wat resulteert in een verandering in de lokale oscillatoren bij het afstemmen van de ontvanger.
Het algemene blokschema van een superregeneratieve ontvanger met een enkele transistor toont de hoofdblokken die in de ontvanger kunnen worden gebruikt. Complexere radio's voegen extra demodulators toe aan het basisblokschema.
Bovendien kunnen sommige ultraheterodyne radio's twee of meer conversies hebben om betere prestaties te leveren, twee of zelfs drie conversies kunnen worden gebruikt om de werking van circuitelementen te verbeteren.
Waar:
- tuning cap is variabel 15pF;
- De "L" inductor is niets meer dan een 2-inch 20 metalen draad gebogen in een "U"-vorm.
FM-radiostations (88-108 MHz) hebben meer nodiginductantie, en de onderste helft van de band (ongeveer 109-130 MHz) zal minder nodig hebben omdat deze zich boven de FM-band bevindt.
27MHz automatische versterkingsregeling
Er wordt aangenomen dat de superregeneratieve 27 MHz-ontvanger is voortgekomen uit een behoefte in oorlogstijd aan een zeer eenvoudig eenmalig apparaat met een hoge positieve feedbackversterking. De oplossing hiervoor was om oscillaties van de afgestemde frequentie afwisselend te laten groeien en te onderdrukken onder besturing van een tweede (uitdovende) oscillator die op een lagere radiofrequentie werkt. Positieve feedback werd geïntroduceerd door een variabele potentiometer, die als volgt werd gebruikt.
Het signaal zal in volume toenemen totdat de RF-versterker begint te oscilleren. Het idee was om de controle te annuleren totdat het wiebelen stopte. Er was echter meestal een significante hysterese tussen positie en effect. De productiviteitsverhoging kon alleen worden bereikt als de vooruitgang kort voordat de aarzeling begon, werd stopgezet, wat vaardigheid en geduld vereiste.
In dit apparaat begint de afgestemde versterker te oscilleren tijdens de halve cyclus van de golfvorm van de oscillator. Tijdens het "aan"-gedeelte van de onderdrukkingscyclus stijgt de oscillatie van de afgestemde versterker exponentieel door circuitruis. De tijd die deze oscillaties nodig hebben om de volledige amplitude te bereiken, is evenredig met de Q-waarde van de afgestemde kring. Daarom kunnen, afhankelijk van de frequentie van de dempingsgenerator, de signaalfrequentiefluctuaties de volledige amplitude bereiken (logaritmische modus) of worden samengevouwen(lijnmodus).
Er werden drie hoofdtypen 27 MHz superregeneratieve ontvangers gebruikt voor de radiobesturing van de modellen: ontvanger met harde klep, ontvanger met zachte klep en ontvanger op basis van transistors.
Een typisch rigide klepontvangercircuit wordt getoond in de afbeelding.
Radiocircuit voor 25-150 MHz-band
In dit circuit is de superregeneratieve ontvanger op de 25-150 MHz-band vergelijkbaar met het schakelschema van de MFJ-8100.
De eerste trap is gebaseerd op de FET-transistor die is aangesloten op de configuratie van de gemeenschappelijke poort. De RF-versterkertrap voorkomt RF-straling van de antenne in beide circuits. De super regeneratieve detector is gebaseerd op een transistor die is aangesloten op een gemeenschappelijke poortconfiguratie. De trim past de feedbackversterking aan tot het punt waarop de potentiometer een soepele regeneratieregeling biedt.
Het frequentiebereik van deze ontvanger is van 100 MHz tot 150 MHz. De gevoeligheid is minder dan 1 µV. De spoelen zijn gewikkeld op een afneembaar frame met een diameter van 12 mm. Natuurlijk zijn regeneratoren en superregeneratoren niet de toekomst van radioamateurs, maar ze hebben nog steeds een plekje in de zon.
315MHz transmissieapparaat
Hier is een moderne 315 RF super recovery zender + ontvangermodule.
Het biedt een zeer kosteneffectieve draadloze oplossing met maximale gegevensoverdrachtsnelhedentot 4 Kbps. En kan worden gebruikt als afstandsbediening, elektrische deuren, rolluikdeuren, ramen, afstandsbedieningsaansluiting, LED-afstandsbediening, stereo-afstandsbediening en alarmsystemen.
Kenmerken:
- transmissiebereik> 500m;
- gevoeligheid -103dB, in open gebieden omdat het werkt met de amplitudemodulatiemethode, is de ruisgevoeligheid hoger;
- werkfrequentie: 315,92 MHz;
- werktemperatuur: -10 graden tot +70 graden;
- zendvermogen: 25mW;
- Ontvanger maat: 30147mm Zender maat: 1919mm.
433 MHz buis ISM
Super regeneratieve buisontvanger verbruikt minder dan 1mW en werkt op een contactloos 433MHz industrieel, wetenschappelijk en medisch netwerk. In zijn eenvoudigste vorm bevat een superregeneratieve ontvanger een RF-oscillator die periodiek een "leeg signaal" of laagfrequent signaal in- en uitschakelt. Wanneer het dempingssignaal naar de oscillator wordt geschakeld, beginnen de oscillaties zich op te bouwen met een exponentieel groeiende mantel. Het gebruik van een extern signaal op de nominale frequentie van de generator versnelt de groei van de omhullende van deze oscillaties. De werkcyclus van de gedempte oscillatoramplitude varieert dus evenredig met de amplitude van het toegepaste radiosignaal.
In een superregeneratieve detector begint de aankomst van een signaal RF-oscillaties eerder dan wanneer er geen signaal is. De Super Regeneratieve Detector kan AM-signalen ontvangen en is zeer geschikt voor:OOK (aan/uit) datasignaaldetectie. De superregeneratieve detector is een gecompromitteerd datasysteem, d.w.z. elke periode telt en versterkt het RF-signaal. Om de oorspronkelijke modulatie nauwkeurig te herstellen, moet de afwijzingsgenerator werken op een frequentie die iets hoger is dan de hoogste frequentie in het oorspronkelijke modulerende signaal. Het toevoegen van een envelopdetector gevolgd door een laagdoorlaatfilter verbetert de AM-demodulatie.
Het hart van de ontvanger bevat een conventionele LC-oscillator geconfigureerd door Colpitts, die werkt op een frequentie die wordt bepaald door de seriële resonantie van L1, L2, C1, C2 en C3. Wanneer het apparaat is uitgeschakeld, dooft de biasstroom Q1 de generator. De gecascadeerde transistoren Q2 en Q3 vormen een antenneversterker die het ruisgetal van de ontvanger verbetert en enige RF-isolatie tussen de oscillator en de antenne biedt. Om energie te besparen, werkt de versterker alleen als de oscillatie toeneemt.
Schema van ultra-regeneratieve VHF
De ontvanger bestaat uit een 2N2369-transistor omringd door vijftien componenten die samen het hoogfrequente deel vormen. Dit geheel is het hart van de ontvanger. Het biedt zowel HF-versterking als demodulatie. Met een geconfigureerd circuit dat in de collector van de transistor is geïnstalleerd, kunt u de frequentie selecteren.
De reactieset werd heel vroeg in de kortegolf gebruikt door buisradars. Het werd toen gevonden in de beroemde "drie transistors" gesprekstijd van de jaren '60. Veel 433 MHz afstandsbedieningsontvangers gebruiken nog steedszijn. Beide trappen op de BC337 zijn laagfrequente versterkers, de laatste levert stroom voor een koptelefoon of een kleine luidspreker. De instelbare weerstand van 22 kΩ past de polarisatie van de 2N2369-transistor aan om het beste responspunt te verkrijgen, waarbij gevoeligheid en lage vervorming worden gecombineerd, terwijl oscillatie wordt vermeden die de werking ervan blokkeert.
De audiofrequentie wordt hersteld via een weerstand van 4,7 kΩ en vervolgens door een laagdoorlaatfilter geleid om de schakelrespons bij hoge frequenties te elimineren. De eerste transistor BC337 zorgt voor BF-voorversterking. Een condensator van 4,7 nF die tussen de collector en de basis is geplaatst, fungeert als een laagdoorlaatfilter, waardoor het hoogfrequente residu wordt geëlimineerd en de hoge tonen worden beperkt. De weerstand van 10 kΩ regelt de versterking van de laatste trap en dus het volume.
DIY radiomontage
Voor een doe-het-zelf 315MHz Super Regenerative Receiver moeten alle componenten op de PCB worden geïnstalleerd en moeten de sporen met een snijplotter worden gemaakt. Voor de (elektrische) stabiliteit van het geheel is een brede plattegrond onmisbaar. Om het kopiëren op koper te vergemakkelijken, wordt een foto van de schakeling afgedrukt, op een plaat geplaatst en met een punt de uiteinden van de sporen op het vel gemarkeerd. Na controle van de isolatie van de sporen op de ohmmeter, wordt de bedrading uitgevoerd in overeenstemming met het schema.
Circuitcomponenten zijn eenvoudig te kopen bij radiowinkels of online. Je hebt een speaker van 50 of 100 ohm nodig. Je kan ookgebruik een 8 ohm luidspreker door een step-down transformator te plaatsen die u in de meeste oude transistorstations vindt, of sluit een 8 ohm luidspreker aan, maar het geluidsniveau zal lager zijn. Het geheel moet compact blijven met een goede plattegrond. Vergeet niet dat draden en aansluitingen een zelfwerkend effect hebben bij hoge frequenties. De akkoordspoel heeft 5 windingen van 0,8 mm draad (telefoonlijnbedrading). De condensator is in serie geschakeld met de antenne bij de tweede winding van boven.
De antenne bestaat uit één stuk harde draad (1,5 mm2) van ongeveer twintig centimeter lang. Meer hoef je niet te doen, "kwartgolf" verstoort de reactie. Een ontkoppelcondensator van 1 nF is vereist. De smoorspoel (hoogfrequente blokkering) is van het type VK200. Als de radioamateur het niet kan vinden, kun je drie of vier windingen maken in een klein ferrietbuisje. En u kunt een specifiek montageschema naar wens en in overeenstemming met het bedradingsschema kiezen.
Correcte opname van het circuit
VHF Super Regeneratieve Ontvanger Installatievolgorde:
- Zet het circuit aan. De voedingsstroom is ongeveer dertig milliampère.
- Draai de rechts instelbare weerstand (volume) volledig tegen de klok in.
- Vervolgens moet je het geluid in de koptelefoon of luidspreker horen. Als dit niet het geval is, draait u aan de instelbare weerstand totdat u geluid hoort.
- Verbeter de mid-emission tuning om een goede gevoeligheid te krijgen met minimale vervorming.
- Naarom hoge ruis te verwijderen, moet u de antenne verminderen.
144 MHz ultra-regeneratieve ontvangercircuit.
Voorzorgsmaatregelen: aangezien het apparaat storing veroorzaakt, mag het niet in de buurt van een andere ontvanger worden gebruikt.
