Суперрегенеративті қабылдағыш көптеген ондаған жылдар бойы қолданылған, әсіресе VHF және UHF құрылғыларында, ол тізбектің қарапайымдылығы мен салыстырмалы түрде жоғары өнімділік деңгейін ұсына алады. Бұл детектор өзінің вакуумдық түтік нұсқасында алғаш рет 1950 жылдардың аяғы мен 60-шы жылдардың басында VHF қабылдау күндерінде танымал болды. Осыдан кейін ол транзисторлық нұсқаның қарапайым схемаларында қолданылды. Бұл дизайн 27 МГц CB радиостанциялары шығаратын ызылдаған дыбыстың себебі болды. Қазіргі уақытта супер-регенеративті радио бұдан былай танымал емес, дегенмен замандастарды әлі де қызықтыратын бірнеше қолданбалар бар.
Радио тарихы
Суперрегенеративті қабылдағыштың тарихын оның ойлап табылған алғашқы күндерінен бастауға болады. 1901 жылы Реджиналд Фессенден өзінің қабылдағышында түзеткіш кристалды детектор үшін модуляцияланбаған синус толқынын қолданды.тасымалдаушы радиотолқын тасымалдаушысынан және антеннадан жиілік ауытқуындағы радиосигнал.
Кейін бірінші дүниежүзілік соғыс кезінде радиоәуесқойлар жеткілікті тарату сапасы мен сезімталдықты қамтамасыз ететін радиотехнологияны пайдалана бастады. Франциядағы инженер Люсьен Леви, германиялық Уолтер Шоттки және ақырында супергетеродиндік техниканың авторы Эдвин Армстронг селективтілік мәселесін шешіп, бірінші жұмыс істейтін супер-регенеративті радионы құрастырды.
Ол радиотехнология өте қарапайым болған және суперрегенеративті қабылдағыштың бүгінгі күндегідей қабылданатын мүмкіндіктері болмаған дәуірде ойлап табылған. Супергетеродинді радиоқабылдағыш (супергетеродин) өзінің толық атауымен – дыбыстан жоғары гетеродинді сымсыз қабылдағыш, ғылым мен техниканың дамуындағы маңызды қадам болды, бірақ ол бастапқыда кеңінен пайдаланылмады, өйткені оның құрамында көптеген клапандар, құбырлар және басқа да көлемді бөлшектер болды. Оның үстіне ол кезде радио өте қымбат болатын.
Супер қабылдағыш негіздері
Супер-регенеративті қабылдағыш қарапайым регенеративті радиоқабылдағышқа негізделген. Ол регенерация циклінде негізгі жиілік тербелістерін үзетін немесе әлсірететін екінші тербеліс жиілігін пайдаланады. Дірілді өшіру әдетте 25 кГц пен 100 кГц сияқты дыбыс диапазонынан жоғары жиіліктерде жұмыс істейді. Жұмыс кезінде тізбекте оң кері байланыс бар, сондықтан аздаған шудың өзі жүйенің тербелісіне әкеледі.
РЖ күшейткіш шығысықабылдағышта оң кері байланыс бар, яғни. шығыс сигналының бір бөлігі фазадағы кіріске қайтарылады. Кез келген сигнал қайта-қайта күшейтіледі және бұл сигнал күші мың есе немесе одан да көп күшейеді. Артықшылық бекітілгенімен, шексіздікке жақындайтын деңгейлерге өте қалпына келетін батарея түтігі қабылдағышының айналмалы нүкте тізбегі сияқты кері байланыс әдістерін қолдану арқылы қол жеткізуге болады.
Регенерация контурға теріс қарсылық енгізеді және бұл жалпы оң қарсылықтың азайғанын білдіреді. Сонымен қатар, күшейту артуымен тізбектің селективтілігі артады. Тізбекті осциллятор тербеліс аймағында жеткілікті түрде жұмыс істейтіндей кері байланыспен басқарғанда, екінші реттік төмен жиілікті тербеліс пайда болады. Ол жоғары жиілікті тербеліс жиілігін бұзады.
Тұжырымдаманы алғаш рет «супер қалпына келтіру» терминін енгізген Эдвин Армстронг ашқан. Ал радионың бұл түрі суперрегенеративті түтік қабылдағыш деп аталады. Мұндай схема отандық радиохабар станцияларынан бастап теледидарларға, жоғары дәлдіктегі тюнерлерге, кәсіби байланыс радиоларына, спутниктік базалық станцияларға және көптеген басқаларға дейін радионың барлық түрлерінде қолданылды. Іс жүзінде барлық таратылатын радиолар, сондай-ақ теледидарлар, қысқа толқынды қабылдағыштар және коммерциялық радиолар жұмыс үшін негіз ретінде супергетеродин принципін пайдаланды.
Таратқыш артықшылықтары
Супергетеродиндік радионың радионың басқа түрлеріне қарағанда бірқатар артықшылықтары бар. Солардың нәтижесіндеартықшылығы, суперрегенеративті транзисторлық қабылдағыш радиотехнологияда қолданылатын алдыңғы қатарлы әдістердің бірі болып қала берді. Бүгінгі таңда басқа әдістер алға шығып жатқанымен, супер-қабылдағыш ұсынатын мүмкіндіктерді ескере отырып, әлі де кеңінен қолданылады:
- Таңдауды жабу. Ресивердің басты артықшылықтарының бірі - ол ұсынатын таңдау мүмкіндігіне жақындығы.
- Тіркелген жиілік сүзгілерін пайдалану арқылы ол жақсы көршілес арнаның үзілуін қамтамасыз ете алады.
- Бірнеше режимді қабылдай алады.
- Топологияның арқасында бұл қабылдағыш технологиясы талаптарға сай оңай сәйкестендірілетін демодуляторлардың көптеген түрлерін қамтуы мүмкін.
- Өте жоғары жиілікті сигналдарды қабылдайды.
Супер-регенеративті FET қабылдағышының араластыру технологиясын қолдануы қабылдағышты өңдеудің көп бөлігі төменгі жиіліктерде орындалады, бұл өзіне жоғары жиілікті сигналдарды қабылдауға мүмкіндік береді. Осы және басқа да көптеген артықшылықтар ресивердің радио жұмыс істей бастағаннан бері сұранысқа ие болғанын ғана емес, сонымен бірге көптеген жылдар бойы сұранысқа ие болатынын білдіреді.
Супер регенеративті FET қабылдағышы
Оны анықтап көрейік. Супер-регенеративті қабылдағыштың жұмыс істеу принципі келесідей.
Антенна қабылдайтын сигнал қабылдағыш арқылы және араластырғышқа өтеді. Жергілікті осциллятор деп аталатын басқа жергілікті сигнал басқа портқа беріледіараластырғыш және екі сигнал араласады. Нәтижесінде қосынды және айырмашылық жиіліктерінде жаңа сигнал жасалады.
Шығыс сигнал күшейтілетін және сүзілетін аралық жиілікке беріледі. Сүзгінің өткізу жолағына жататын түрлендірілген сигналдардың кез келгені сүзгіден өте алады және олар күшейткіш сатылары арқылы да күшейтіледі. Сүзгі өткізу қабілеттілігінен тыс сигналдар қабылданбайды.
Қабылдағышты реттеу жергілікті осциллятор жиілігін өзгерту арқылы ғана орындалады. Бұл кіріс сигналының жиілігін өзгертеді, сигналдар түрлендіріледі және сүзгіден өте алады.
Супер регенеративті қабылдағышты баптау
Радиолардың кейбір түрлеріне қарағанда күрделірек болғанымен, оның өнімділігі мен таңдау қабілетінің артықшылығы бар. Осылайша, тюнинг қажет емес сигналдарды радионың алғашқы күндерінде пайдаланылған басқа TRF (Radied Radio Frequency) параметрлеріне немесе радиостанцияларға қарағанда тиімдірек жоя алады.
Супергетеродиндік радионың негізгі тұжырымдамасы мен теориясы араластыру процесін қамтиды. Бұл сигналдарды бір жиіліктен екіншісіне жіберуге мүмкіндік береді. Кіріс жиілігі жиі РЖ кірісі деп аталады, ал жергілікті генерацияланған осциллятор сигналы жергілікті осциллятор деп аталады және шығыс жиілігі аралық жиілік деп аталады, себебі ол РЖ мен дыбыс жиіліктерінің арасында орналасқан.
Негізгі бір транзисторлы суперрегенеративті қабылдағыштың құрылымдық схемасы келесідей. ATараластырғышта екі кіріс сигналының (f1 және f2) лездік амплитудасы көбейтіледі, нәтижесінде (f1 + f2) және (f1 - f2) жиіліктердің шығыс сигналдары пайда болады. Бұл кіріс жиілігін бекітілген жиілікке дейін беруге мүмкіндік береді, онда оны тиімді сүзуге болады. Жергілікті осциллятор жиілігін өзгерту қабылдағышты әртүрлі жиіліктерге баптауға мүмкіндік береді. Екі түрлі жиіліктегі сигналдарды аралық кезеңдерге жіберуге болады.
РФ баптау біреуін жояды және екіншісін қабылдайды. Сигналдар болған кезде, олар аралық жиілік бөлімінде бір уақытта пайда болса, қажетті сигналдарды бүркемелеу арқылы қажетсіз кедергілерді тудыруы мүмкін. Көбінесе қымбат емес радиостанцияларда жергілікті осциллятордың гармоникасы әртүрлі жиіліктерде бақыланады, нәтижесінде ресиверді баптау кезінде жергілікті осцилляторлар өзгереді.
Бір транзисторлы суперрегенеративті қабылдағыштың жалпы құрылымдық схемасы қабылдағышта пайдалануға болатын негізгі блоктарды көрсетеді. Күрделі радиостанциялар негізгі блок диаграммасына қосымша демодуляторлар қосады.
Сонымен қатар, кейбір ультрагетеродинді радиостанцияларда жоғары өнімділікті қамтамасыз ету үшін екі немесе одан да көп түрлендіру болуы мүмкін, тізбек элементтерінің жұмысын жақсарту үшін екі немесе тіпті үш түрлендіруді пайдалануға болады.
Мұнда:
- баптау қақпағы айнымалы 15pF;
- "L" индукторы "U" пішініне иілген 2 дюймдік 20 металл сымнан басқа ештеңе емес.
FM радиостанциялары (88-108 МГц) көбірек қажетиндуктивтілік және жолақтың төменгі жартысы (шамамен 109-130 МГц) FM диапазонынан жоғары болғандықтан азырақ қажет болады.
27МГц автоматты күшейтуді басқару
Суперрегенеративті 27 МГц қабылдағышы жоғары оң кері байланысы бар өте қарапайым бір реттік құрылғыға соғыс уақытындағы қажеттіліктен шыққан деп есептеледі. Бұл мәселені шешу реттелген жиіліктің тербелістерінің баламалы түрде өсуіне және төменгі радиожиілікте жұмыс істейтін екінші (сөндіргіш) осциллятордың басқаруымен басылуына мүмкіндік беру болды. Оң пікір келесідей пайдаланылған айнымалы потенциометр арқылы енгізілді.
РЖ күшейткіші тербеле бастағанша сигналдың дыбыс деңгейі артады. Идеясы тербеліс тоқтағанша бақылауды тоқтату болды. Дегенмен, әдетте позиция мен әсер арасында айтарлықтай гистерезис болды. Еңбек өнімділігінің артуына тек шеберлік пен шыдамдылықты қажет ететін кідіріс басталғанға дейін прогресті тоқтатқанда ғана қол жеткізуге болады.
Бұл құрылғыда реттелетін күшейткіш осциллятор толқын пішінінің жарты циклі кезінде тербеле бастайды. Босату циклінің «қосу» бөлігінде реттелетін күшейткіштің тербелісі тізбек шуынан экспоненциалды түрде көтеріледі. Бұл тербелістердің толық амплитудаға жетуіне кететін уақыт бапталған контурдың Q мәніне пропорционал. Демек, демпферлік генератордың жиілігіне байланысты сигнал жиілігінің ауытқуы толық амплитудаға (логарифмдік режим) жетуі немесе құлауы мүмкін.(сызық режимі).
Модельдерді радиомен басқару үшін 27 МГц суперрегенеративті қабылдағыштың үш негізгі түрі пайдаланылды: қатты клапан қабылдағыш, жұмсақ клапан қабылдағыш және транзистор негізіндегі қабылдағыш.
Типтік қатты клапан қабылдағыш тізбегі суретте көрсетілген.
25-150 МГц диапазонына арналған радио тізбегі
Бұл схемада 25-150 МГц диапазонындағы суперрегенеративті қабылдағыш MFJ-8100 схемасына ұқсас.
Бірінші кезең жалпы қақпа конфигурациясына қосылған FET транзисторына негізделген. РЖ күшейткіш сатысы екі тізбектегі де антеннадан РЖ сәулеленуіне жол бермейді. Супер регенеративті детектор жалпы қақпа конфигурациясына қосылған транзисторға негізделген. Кескіндеме кері байланыстың күшеюін потенциометр біркелкі регенерацияны басқаруды қамтамасыз ететіндей етіп реттейді.
Бұл қабылдағыштың жиілік диапазоны 100 МГц пен 150 МГц аралығында. Оның сезімталдығы 1 мкВ-тан төмен. Орамдар диаметрі 12 мм болатын алынбалы жақтауға оралған. Әрине, регенераторлар мен суперрегенераторлар радиоәуесқойлардың болашағы емес, бірақ олардың әлі күнге дейін күн сәулесінде алатын орны бар.
315МГц тарату құрылғысы
Міне заманауи 315 РЖ суперқалпына келтіру таратқышы + қабылдағыш модулі.
Бұл деректерді тасымалдаудың максималды жылдамдығымен өте үнемді сымсыз шешімді ұсынады4 Кбит/с дейін. Сондай-ақ қашықтан басқару пульті, электрлік есіктер, жапқыш есіктер, терезелер, қашықтан басқару пультінің ұясы, диодты қашықтан басқару пульті, стерео қашықтан басқару пульті және дабыл жүйесі ретінде пайдалануға болады.
Мүмкіндіктер:
- беру диапазоны> 500м;
- сезімталдық -103дБ, ашық жерлерде амплитудалық модуляция әдісімен жұмыс істейтіндіктен, шу сезімталдығы жоғары;
- жұмыс жиілігі: 315,92 МГц;
- жұмыс температурасы: -10 градустан +70 градусқа дейін;
- беру қуаты: 25мВт;
- Қабылдағыш өлшемі: 30147 мм Таратқыш өлшемі: 1919 мм.
433 МГц түтігі ISM
Супер регенеративті түтік қабылдағышы 1 мВт-тан аз тұтынады және байланыссыз 433 МГц өндірістік, ғылыми және медициналық желіде жұмыс істейді. Қарапайым түрде суперрегенеративті қабылдағышта «бос сигналды» немесе төмен жиілікті сигналды мезгіл-мезгіл қосатын және өшіретін РЖ осцилляторы бар. Демпферлік сигнал осцилляторға ауысқанда, тербелістер экспоненциалды түрде өсіп келе жатқан қабықпен бірге жинала бастайды. Генератордың номиналды жиілігінде сыртқы сигналды пайдалану осы тербелістердің конвертінің өсуін тездетеді. Осылайша, өшірілген осциллятор амплитудасының жұмыс циклі қолданылатын радиосигнал амплитудасына пропорционалды түрде өзгереді.
Суперрегенеративті детекторда сигналдың келуі сигнал жоқ кездегі жиілік тербелістерін ертерек бастайды. Super Regenerative Detector AM сигналдарын қабылдай алады және ол үшін өте қолайлыOOK (қосу/өшіру пернелері) деректер сигналын анықтау. Суперрегенеративті детектор бұзылған деректер жүйесі болып табылады, яғни әрбір кезең РЖ сигналын санайды және күшейтеді. Бастапқы модуляцияны дәл қалпына келтіру үшін бас тарту генераторы бастапқы модуляция сигналындағы ең жоғары жиіліктен сәл жоғары жиілікте жұмыс істеуі керек. Конверт детекторын және одан кейін төмен жиілікті сүзгіні қосу AM демодуляциясын жақсартады.
Қабылдағыштың жүрегінде Colpitts конфигурациялаған, L1, L2, C1, C2 және C3 сериялық резонансымен анықталған жиілікте жұмыс істейтін кәдімгі LC осцилляторы бар. Құрылғы өшірілгенде, ығысу ток Q1 генераторды сөндіреді. Каскадты транзисторлар Q2 және Q3 антенна күшейткішті құрайды, ол қабылдағыштың шу көрсеткішін жақсартады және осциллятор мен антенна арасында кейбір РЖ оқшаулауын қамтамасыз етеді. Қуатты үнемдеу үшін күшейткіш тербеліс артқанда ғана жұмыс істейді.
Ультра регенеративті VHF схемасы
Қабылдағыш жоғары жиілікті бөлікті құрайтын он бес құрамдас бөліктермен қоршалған 2N2369 транзистордан тұрады. Бұл жинақ қабылдағыштың жүрегі болып табылады. Ол ЖЖ күшейтуді де, демодуляцияны да қамтамасыз етеді. Транзистордың коллекторында орнатылған конфигурацияланған схема жиілікті таңдауға мүмкіндік береді.
Реакция жинағы қысқа толқында түтік радарларымен өте ерте қолданылған. Содан кейін ол 60-шы жылдардағы әйгілі «үш транзисторлы» сөйлесу уақытында табылды. Көптеген 433 МГц қашықтан басқару пульті қабылдағыштар әлі де қолданыладыоның. BC337-дегі екі кезең де төмен жиілікті күшейткіштер болып табылады, соңғысы құлаққаптар немесе шағын динамик үшін қуат береді. Реттелетін 22 кОм кедергі 2N2369 транзисторының поляризациясын реттеп, оның жұмысын блоктайтын тербелістерді болдырмай, ең жақсы жауап нүктесін алу үшін сезімталдық пен төмен бұрмалауды біріктіреді.
Дыбыс жиілігі 4,7 кОм резистор арқылы қалпына келтіріледі, содан кейін жоғары жиілікті коммутация реакциясын жою үшін төмен жиіліктегі сүзгіден өтеді. Бірінші транзистор BC337 BF алдын ала күшейтуді қамтамасыз етеді. Коллектор мен оның негізі арасына қойылған 4,7нФ конденсатор төмен жиілікті сүзгі рөлін атқарады, жоғары жиілікті қалдықты жояды және жоғары деңгейлерді шектейді. 10 кОм резистор соңғы кезеңдегі күшейтуді, демек дыбыс деңгейін басқарады.
DIY радио жинағы
DIY 315 МГц супер регенеративті қабылдағыш үшін барлық құрамдас бөліктер ПХД-ға орнатылып, кескішпен іздер жасалуы керек. Жинақтың (электрлік) тұрақтылығы үшін кең жер жоспары қажет. Мысқа көшіруді жеңілдету үшін схеманың фотосуреті басып шығарылады, пластинаға орналастырылады және нүктемен парақтағы жолдардың ұштарын белгілейді. Омметрдегі жолдардың оқшаулануын тексергеннен кейін сымдарды қосу схемаға сәйкес жүзеге асырылады.
Сұлба құрамдастарын радио дүкендерінен немесе интернеттен оңай сатып алуға болады. Сізге 50 немесе 100 Ом динамик қажет. Сіз де аласызескі транзисторлық станциялардың көпшілігінде кездесетін төмендеткіш трансформаторды қою арқылы 8 Ом динамикті пайдаланыңыз немесе 8 Ом динамикті қосыңыз, бірақ дыбыс деңгейі төменірек болады. Жинау жақсы жер жоспарымен жинақы болуы керек. Сымдар мен қосылыстардың жоғары жиілікте өздігінен әрекет ететін әсері бар екенін ұмытпау керек. Аккорд орамында 0,8 мм сымның 5 айналымы бар (телефон желісінің сымдары). Конденсатор антеннаға жоғарыдан екінші бұрылыста тізбектей қосылған.
Антенна ұзындығы шамамен жиырма сантиметр болатын қатты сымның бір бөлігінен (1,5 мм2) тұрады. Артық жұмыс істеудің қажеті жоқ, «ширек толқын» реакцияны бұзады. 1 нФ ажырататын конденсатор қажет. Дроссель катушкасы (жоғары жиілікті блоктау) VK200 типті. Радиоәуесқой оны таба алмаса, кішкене ферритті түтікте сымның үш немесе төрт бұрылысын жасауға болады. Ал сіз өз қалауыңыз бойынша және электр схемасына сәйкес арнайы құрастыру схемасын таңдай аласыз.
Тізбекті дұрыс қосу
VHF супер регенеративті қабылдағышты орнату тәртібі:
- Тізбекті қосыңыз. Қоректендіру тогы шамамен отыз миллиампер.
- Оң жақ реттелетін резисторды (дыбыс деңгейін) сағат тіліне қарсы толығымен бұраңыз.
- Одан кейін құлаққаптағы немесе динамиктегі шуды есту керек. Олай болмаса, дыбыс естілгенше реттелетін кедергіні бұраңыз.
- Аз бұрмаланумен жақсы сезімталдық алу үшін орташа сәулеленуді реттеуді жақсартыңыз.
- Кімгежоғары шуды жою үшін антеннаны азайту керек.
144 МГц ультра регенеративті қабылдағыш тізбегі.
Сақтық шаралары: Құрылғы кедергі шығаратындықтан, оны басқа ресивердің жанында пайдаланбаңыз.
