Der superregenerative Empfänger wird seit vielen Jahrzehnten verwendet, insbesondere auf VHF und UHF, wo er einfache Sch altungen und ein relativ hohes Leistungsniveau bieten konnte. Dieser Detektor war in seiner Vakuumröhrenversion erstmals in der Zeit des UKW-Empfangs in den späten 1950er und frühen 60er Jahren populär. Danach wurde es in einfachen Sch altungen der Transistorversion verwendet. Dieses Design war die Ursache für das Zischen von 27-MHz-CB-Funkgeräten. Heutzutage ist superregeneratives Radio nicht mehr so beliebt, obwohl es einige Anwendungen gibt, die für Zeitgenossen immer noch interessant sind.
Radiogeschichte
Die Geschichte des superregenerativen Empfängers lässt sich bis in die frühesten Tage seiner Erfindung zurückverfolgen. 1901 verwendete Reginald Fessenden eine unmodulierte Sinuswelle in seinem Empfänger für einen gleichrichtenden Kristalldetektor.ein Funksignal mit einem Frequenzversatz vom Träger Funkwellenträger und von der Antenne.
Später, während des Ersten Weltkriegs, begannen Funkamateure, sich die Funktechnik zunutze zu machen, die eine ausreichende Übertragungsqualität und Empfindlichkeit bot. Der Ingenieur Lucien Levy in Frankreich, W alter Schottky in Deutschland und schließlich der Mann, dem die Superheterodyn-Technik zugeschrieben wird, Edwin Armstrong, lösten das Problem der Selektivität und bauten das erste funktionierende superregenerative Radio.
Es wurde in einer Zeit erfunden, als die Funktechnologie noch sehr einfach war und dem superregenerativen Empfänger die Eigenschaften fehlten, die heute selbstverständlich sind. Der Superheterodyn-Funkempfänger (Superheterodyne) in seinem vollständigen Namen - Überschall-Überlagerungs-Funkempfänger - war ein wichtiger Schritt in der Entwicklung von Wissenschaft und Technologie, obwohl er anfangs nicht weit verbreitet war, da er viele Ventile, Rohre und andere sperrige Teile enthielt. Außerdem war das Radio damals sehr teuer.
Grundlagen des Super Receivers
Der superregenerative Empfänger basiert auf einem einfachen regenerativen Radio. Es verwendet eine zweite Schwingungsfrequenz im Regenerationszyklus, die die Hauptfrequenzschwingungen unterbricht oder dämpft. Die Vibrationsdämpfung arbeitet typischerweise bei Frequenzen oberhalb des Audiobereichs, wie z. B. 25 kHz bis 100 kHz. Während des Betriebs hat die Sch altung eine positive Rückkopplung, sodass bereits ein geringes Rauschen das System zum Schwingen bringt.
HF-Verstärkerausgangim Empfänger hat eine positive Rückkopplung, d.h. ein Teil des Ausgangssignals wird phasengleich auf den Eingang zurückgeführt. Jedes vorhandene Signal wird wiederholt verstärkt, was dazu führen kann, dass die Signalstärke um den Faktor Tausend oder mehr verstärkt wird. Obwohl die Verstärkung fest ist, können mit Rückkopplungstechniken wie der Swing-Point-Sch altung eines superregenerativen Batterieröhrenempfängers Pegel nahe unendlich erreicht werden.
Regeneration führt einen negativen Widerstand in den Stromkreis ein und dies bedeutet, dass der positive Gesamtwiderstand reduziert wird. Außerdem steigt mit zunehmender Verstärkung die Selektivität der Sch altung. Wenn die Sch altung mit Rückkopplung betrieben wird, so dass der Oszillator ausreichend im Oszillationsbereich arbeitet, tritt eine sekundäre niederfrequente Oszillation auf. Es zerstört die Frequenz der Hochfrequenzschwingung.
Das Konzept wurde ursprünglich von Edwin Armstrong entdeckt, der den Begriff „Super Recovery“prägte. Und diese Art von Radio wird als superregenerativer Röhrenempfänger bezeichnet. Ein solches Schema wurde in allen Formen von Radio verwendet, von inländischen Radiorundfunkstationen bis hin zu Fernsehern, Hochpräzisionstunern, professionellen Kommunikationsradios, Satellitenbasisstationen und vielen anderen. Nahezu alle Rundfunkgeräte, aber auch Fernsehgeräte, Kurzwellenempfänger und kommerzielle Radios nutzten das Überlagerungsprinzip als Betriebsgrundlage.
Sendervorteile
Superheterodyne-Radio hat eine Reihe von Vorteilen gegenüber anderen Radioformen. Als Ergebnis ihrerVorteilen ist der superregenerative Transistorempfänger eines der fortschrittlichsten Verfahren in der Funktechnik geblieben. Und während heute andere Methoden in den Vordergrund rücken, ist der Superempfänger angesichts der Funktionen, die er zu bieten hat, immer noch sehr weit verbreitet:
- Schließende Selektivität. Einer der Hauptvorteile eines Empfängers ist die Nähe zur Selektivität, die er zu bieten hat.
- Durch die Verwendung von Festfrequenzfiltern kann eine gute Grenzfrequenz für benachbarte Kanäle erzielt werden.
- Können mehrere Modi empfangen.
- Aufgrund der Topologie kann diese Empfängertechnologie viele verschiedene Arten von Demodulatoren enth alten, die leicht an die Anforderungen angepasst werden können.
- Sehr hochfrequente Signale empfangen.
Die Tatsache, dass der superregenerative FET-Empfänger Mischtechnologie verwendet, bedeutet, dass der größte Teil der Empfängerverarbeitung bei niedrigeren Frequenzen erfolgt, wodurch er selbst Hochfrequenzsignale empfangen kann. Diese und viele weitere Vorteile führen dazu, dass der Empfänger nicht nur seit Beginn des Funkbetriebs gefragt ist, sondern es noch viele Jahre bleiben wird.
Super regenerativer FET-Empfänger
Lass es uns herausfinden. Das Funktionsprinzip des superregenerativen Empfängers ist wie folgt.
Das Signal, das von der Antenne aufgenommen wird, geht durch den Empfänger und in das Mischpult. Ein anderes lokal erzeugtes Signal, oft als lokaler Oszillator bezeichnet, wird in einen anderen Port eingespeistMixer und die beiden Signale werden gemischt. Als Ergebnis wird bei der Summen- und Differenzfrequenz ein neues Signal erzeugt.
Der Ausgang wird auf die sogenannte Zwischenfrequenz übertragen, wo das Signal verstärkt und gefiltert wird. Alle umgewandelten Signale, die in den Durchlassbereich des Filters fallen, können den Filter passieren und werden auch von den Verstärkerstufen verstärkt. Signale, die außerhalb der Filterbandbreite liegen, werden zurückgewiesen.
Die Abstimmung des Empfängers erfolgt einfach durch Änderung der Frequenz des lokalen Oszillators. Dadurch verändert sich die Frequenz des eingehenden Signals, die Signale werden gewandelt und können den Filter passieren.
Super Regenerative Receiver Tuning
Obwohl es komplexer als einige andere Arten von Funkgeräten ist, hat es den Vorteil der Leistung und Selektivität. Somit ist Tuning in der Lage, unerwünschte Signale effektiver zu entfernen als andere TRF-Einstellungen (Tuned Radio Frequency) oder Radiosender, die in den frühen Tagen des Radios verwendet wurden.
Das grundlegende Konzept und die Theorie hinter dem Superheterodyne-Radio beinh alten den Mischprozess. Dadurch können Signale von einer Frequenz zur anderen übertragen werden. Die Eingangsfrequenz wird oft als HF-Eingang bezeichnet, während das lokal erzeugte Oszillatorsignal als lokaler Oszillator und die Ausgangsfrequenz als Zwischenfrequenz bezeichnet wird, da sie zwischen der HF- und der Audiofrequenz liegt.
Das Blockdiagramm eines einfachen superregenerativen Einzeltransistor-Empfängers sieht wie folgt aus. BEIMischer wird die momentane Amplitude der beiden Eingangssignale (f1 und f2) multipliziert, was zu Ausgangssignalen mit den Frequenzen (f1 + f2) und (f1 - f2) führt. Dadurch kann die eingehende Frequenz bis zu einer festen Frequenz übertragen werden, wo sie effektiv gefiltert werden kann. Das Ändern der Frequenz des lokalen Oszillators ermöglicht es Ihnen, den Empfänger auf verschiedene Frequenzen abzustimmen. Signale auf zwei unterschiedlichen Frequenzen können an Zwischenstufen gesendet werden.
HF-Tuning entfernt einen und nimmt einen anderen. Wenn Signale vorhanden sind, können sie unerwünschte Störungen verursachen, indem sie die gewünschten Signale maskieren, wenn sie gleichzeitig im Zwischenfrequenzteil auftreten. Bei preiswerten Radios können die Oberwellen des lokalen Oszillators häufig auf verschiedenen Frequenzen nachlaufen, was zu einer Änderung der lokalen Oszillatoren beim Abstimmen des Empfängers führt.
Das Gesamtblockdiagramm eines superregenerativen Einzeltransistor-Empfängers zeigt die Hauptblöcke, die im Empfänger verwendet werden können. Komplexere Funkgeräte fügen dem grundlegenden Blockdiagramm zusätzliche Demodulatoren hinzu.
Außerdem können einige Ultraheterodyne-Funkgeräte zwei oder mehr Umwandlungen haben, um eine höhere Leistung zu bieten, zwei oder sogar drei Umwandlungen können verwendet werden, um die Funktion von Sch altungselementen zu verbessern.
Wo:
- Abstimmkappe ist variabel 15pF;
- Der "L"-Induktor ist nichts anderes als ein 2-Zoll-Metalldraht Nr. 20, der in eine "U"-Form gebogen ist.
UKW-Radiosender (88-108 MHz) brauchen mehrInduktivität, und die untere Hälfte des Bandes (ca. 109–130 MHz) benötigt weniger, da sie über dem FM-Band liegt.
Automatische 27-MHz-Verstärkungssteuerung
Es wird angenommen, dass der superregenerative 27-MHz-Empfänger aus der Notwendigkeit eines sehr einfachen, einmaligen Geräts mit hoher positiver Rückkopplungsverstärkung während des Krieges entstanden ist. Die Lösung hierfür bestand darin, zuzulassen, dass Schwingungen der abgestimmten Frequenz unter der Steuerung eines zweiten (löschenden) Oszillators, der bei einer niedrigeren Hochfrequenz arbeitet, abwechselnd wachsen und unterdrückt werden. Positives Feedback wurde durch ein variables Potentiometer eingeführt, das wie folgt verwendet wurde.
Das Signal wird lauter, bis der HF-Verstärker zu schwingen beginnt. Die Idee war, die Kontrolle abzubrechen, bis das Wackeln aufhörte. Es gab jedoch normalerweise eine signifikante Hysterese zwischen Position und Wirkung. Die Produktivitätssteigerung konnte nur erreicht werden, wenn der Fortschritt kurz vor Beginn des Zögerns gestoppt wurde, was Geschick und Geduld erforderte.
In diesem Gerät beginnt der abgestimmte Verstärker während der Halbwelle der Oszillatorwellenform zu schwingen. Während des "Ein"-Teils des Austastzyklus steigt die Schwingung des abgestimmten Verstärkers aufgrund des Sch altungsrauschens exponentiell an. Die Zeit, die diese Schwingungen benötigen, um ihre volle Amplitude zu erreichen, ist proportional zum Q-Wert des Schwingkreises. Abhängig von der Frequenz des Dämpfungsgenerators können daher die Signalfrequenzschwankungen die volle Amplitude erreichen (logarithmischer Modus) oder zusammenbrechen(Leitungsmodus).
Drei Haupttypen von superregenerativen 27-MHz-Empfängern wurden für die Funksteuerung der Modelle verwendet: Empfänger mit harter Röhre, Empfänger mit weicher Röhre und Empfänger auf Transistorbasis.
Eine typische Sch altung eines starren Ventilempfängers ist in der Abbildung dargestellt.
Funkstrecke für das 25-150-MHz-Band
In dieser Sch altung ähnelt der superregenerative Empfänger im 25-150-MHz-Band dem Sch altplan des MFJ-8100.
Die erste Stufe basiert auf dem FET-Transistor, der mit der gemeinsamen Gate-Konfiguration verbunden ist. Die HF-Verstärkerstufe verhindert die HF-Strahlung der Antenne in beiden Kreisen. Der superregenerative Detektor basiert auf einem Transistor, der mit einer gemeinsamen Gate-Konfiguration verbunden ist. Die Trimmung stellt die Rückkopplungsverstärkung auf den Punkt ein, an dem das Potentiometer eine sanfte Regenerationssteuerung bietet.
Der Frequenzbereich dieses Empfängers reicht von 100 MHz bis 150 MHz. Seine Empfindlichkeit liegt unter 1 µV. Die Spulen sind auf einem abnehmbaren Rahmen mit einem Durchmesser von 12 mm gewickelt. Natürlich sind Regeneratoren und Superregeneratoren nicht die Zukunft der Funkamateure, aber sie haben immer noch einen Platz an der Sonne.
315MHz Übertragungsgerät
Hier ist ein moderner 315 RF Super Recovery Sender + Empfängermodul.
Es bietet eine sehr kostengünstige drahtlose Lösung mit maximalen Datenübertragungsratenbis zu 4 kbit/s. Und kann als Fernbedienung, elektrische Türen, Rolltore, Fenster, Funksteckdose, LED-Fernbedienung, Stereo-Fernbedienung und Alarmanlage verwendet werden.
Eigenschaften:
- Übertragungsreichweite> 500m;
- Empfindlichkeit -103dB, in offenen Bereichen, da es mit dem Amplitudenmodulationsverfahren arbeitet, ist die Geräuschempfindlichkeit höher;
- Arbeitsfrequenz: 315,92 MHz;
- Arbeitstemperatur: -10 Grad bis +70 Grad;
- Sendeleistung: 25mW;
- Empfängergröße: 30147mm Sendergröße: 1919mm.
433 MHz Röhre ISM
Super regenerativer Röhrenempfänger verbraucht weniger als 1mW und arbeitet in einem berührungslosen 433MHz Industrie-, Wissenschafts- und Medizinnetzwerk. In seiner einfachsten Form enthält ein superregenerativer Empfänger einen HF-Oszillator, der periodisch ein "Leersignal" oder ein Niederfrequenzsignal ein- und aussch altet. Wird das Dämpfungssignal auf den Oszillator gesch altet, beginnen sich die Schwingungen mit einer exponentiell wachsenden Hülle aufzubauen. Die Verwendung eines externen Signals bei der Nennfrequenz des Generators beschleunigt das Wachstum der Hüllkurve dieser Schwingungen. Somit variiert das Tastverhältnis der Amplitude des gedämpften Oszillators proportional zur Amplitude des angelegten Funksignals.
In einem superregenerativen Detektor beginnt das Eintreffen eines Signals früher mit HF-Oszillationen als wenn kein Signal vorhanden ist. Der Super Regenerative Detector kann AM-Signale empfangen und ist dafür gut geeignetOOK (on/off-keyed) Datensignalerkennung. Der superregenerative Detektor ist ein kompromittiertes Datensystem, d. h. jede Periode zählt und verstärkt das HF-Signal. Um die ursprüngliche Modulation genau wiederherzustellen, muss der Unterdrückungsgenerator bei einer Frequenz arbeiten, die geringfügig höher ist als die höchste Frequenz im ursprünglichen Modulationssignal. Das Hinzufügen eines Hüllkurvendetektors gefolgt von einem Tiefpassfilter verbessert die AM-Demodulation.
Das Herz des Empfängers enthält einen konventionellen LC-Oszillator, der von Colpitts konfiguriert wurde und mit einer Frequenz arbeitet, die durch die serielle Resonanz von L1, L2, C1, C2 und C3 bestimmt wird. Wenn das Gerät ausgesch altet wird, löscht der Vorspannungsstrom Q1 den Generator. Die kaskadierten Transistoren Q2 und Q3 bilden einen Antennenverstärker, der die Rauschzahl des Empfängers verbessert und eine gewisse HF-Isolierung zwischen dem Oszillator und der Antenne bereitstellt. Um Energie zu sparen, arbeitet der Verstärker nur, wenn die Schwingung ansteigt.
Ultraregeneratives UKW-Schema
Der Empfänger besteht aus einem 2N2369-Transistor, der von fünfzehn Komponenten umgeben ist, die zusammen den Hochfrequenzteil bilden. Diese Baugruppe ist das Herzstück des Empfängers. Es bietet sowohl HF-Verstärkung als auch Demodulation. Eine konfigurierte Sch altung, die im Kollektor des Transistors installiert ist, ermöglicht die Auswahl der Frequenz.
Das Reaktionsset wurde sehr früh in der Kurzwelle von Röhrenradaren verwendet. Es fand sich dann in der berühmten „Drei-Transistoren“-Gesprächszeit der 60er Jahre wieder. Viele 433-MHz-Fernbedienungsempfänger werden immer noch verwendetseine. Beide Stufen des BC337 sind Niederfrequenzverstärker, letztere liefern Strom für Kopfhörer oder einen kleinen Lautsprecher. Der einstellbare 22-kΩ-Widerstand passt die Polarisation des 2N2369-Transistors an, um den besten Ansprechpunkt zu erzielen, indem er Empfindlichkeit und geringe Verzerrung kombiniert und gleichzeitig Schwingungen vermeidet, die seinen Betrieb blockieren.
Die Audiofrequenz wird durch einen 4,7-kΩ-Widerstand zurückgewonnen und dann durch einen Tiefpassfilter geleitet, um die Hochfrequenz-Sch altreaktion zu eliminieren. Der erste Transistor BC337 liefert eine BF-Vorverstärkung. Ein 4,7-nF-Kondensator zwischen seinem Kollektor und seiner Basis fungiert als Tiefpassfilter, der den Hochfrequenzrest eliminiert und die Höhen begrenzt. Der 10-kΩ-Widerstand regelt die Verstärkung der letzten Stufe und damit die Lautstärke.
DIY-Radiomontage
Für einen DIY 315MHz Super Regenerative Receiver müssen alle Komponenten auf der Platine installiert und Spuren mit einem Cutter erstellt werden. Für die (elektrische) Stabilität der Baugruppe ist ein breiter Grundriss unabdingbar. Um das Kopieren auf Kupfer zu erleichtern, wird ein Foto der Sch altung gedruckt, auf eine Platte gelegt und mit einem Punkt die Enden der Leiterbahnen auf dem Blatt markiert. Nach Überprüfung der Isolation der Leiterbahnen am Ohmmeter erfolgt die Verdrahtung gemäß Schema.
Sch altungskomponenten sind einfach in Radiogeschäften oder online zu erwerben. Sie benötigen einen Lautsprecher mit 50 oder 100 Ohm. Du kannst auchVerwenden Sie einen 8-Ohm-Lautsprecher, indem Sie einen Abwärtstransformator einsetzen, der in den meisten alten Transistorstationen zu finden ist, oder schließen Sie einen 8-Ohm-Lautsprecher an, aber der Schallpegel wird niedriger sein. Die Montage muss kompakt bleiben mit einem guten Grundriss. Es sollte nicht vergessen werden, dass Drähte und Verbindungen bei hohen Frequenzen einen selbsttätigen Effekt haben. Die Akkordspule hat 5 Windungen aus 0,8-mm-Draht (Telefonleitungsverdrahtung). Der Kondensator ist bei der zweiten Windung von oben in Reihe mit der Antenne gesch altet.
Die Antenne besteht aus einem etwa zwanzig Zentimeter langen Stück Hartdraht (1,5 mm2). Keine Notwendigkeit, mehr zu tun, "Viertelwelle" wird die Reaktion stören. Ein 1 nF Entkopplungskondensator ist erforderlich. Die Drosselspule (Hochfrequenzsperre) ist vom Typ VK200. Wenn der Funkamateur es nicht finden kann, können Sie drei oder vier Drahtwindungen in einem kleinen Ferritrohr machen. Und Sie können ein bestimmtes Montageschema nach Ihren Wünschen und in Übereinstimmung mit dem Sch altplan wählen.
Korrekte Aufnahme der Sch altung
VHF Super Regenerative Receiver Installationsreihenfolge:
- Sch alte den Stromkreis ein. Der Versorgungsstrom beträgt etwa dreißig Milliampere.
- Drehen Sie den rechten einstellbaren Widerstand (Lautstärke) ganz nach links.
- Als nächstes müssen Sie das Geräusch im Kopfhörer oder Lautsprecher hören. Wenn nicht, drehen Sie den einstellbaren Widerstand, bis ein Ton zu hören ist.
- Verbessern Sie die Mittenabstimmung, um eine gute Empfindlichkeit mit minimaler Verzerrung zu erh alten.
- AnUm starkes Rauschen zu entfernen, müssen Sie die Antenne verkleinern.
144 MHz ultraregenerativer Empfängersch altkreis.
Vorsichtsmaßnahmen: Da das Gerät Störungen aussendet, verwenden Sie es nicht in der Nähe eines anderen Empfängers.
