Регенеративный приемник на полевом транзисторе: простая конструкция для КВ диапазона

Основные элементы схемы:

• L1 — катушка связи с антенной
• L2 — контурная катушка
• C1 — конденсатор настройки
• VT1 — полевой транзистор КП307Г
• R3 — регулятор обратной связи
• C2 — разделительный конденсатор

Сигнал с антенны через катушку связи L1 поступает в колебательный контур L2C1. Полевой транзистор VT1 усиливает сигнал, часть которого через конденсатор C2 и резистор R3 возвращается обратно в контур, создавая положительную обратную связь. С выхода транзистора сигнал поступает на усилитель низкой частоты.

Особенности настройки регенеративного приемника

Настройка регенеративного приемника требует некоторого навыка. Основные моменты:

1. Установите регулятор обратной связи R3 в положение минимальной связи
2. Настройтесь на желаемую станцию конденсатором C1
3. Плавно увеличивайте обратную связь регулятором R3 до появления свиста
4. Немного уменьшите обратную связь — приемник будет работать на грани возбуждения
5. При необходимости подстройте частоту конденсатором C1

Правильно настроенный регенеративный приемник обеспечивает высокую чувствительность и избирательность. Однако слишком сильная обратная связь приводит к самовозбуждению и искажениям сигнала.

Изготовление катушек для регенеративного приемника

Важную роль в работе регенеративного приемника играют катушки. Рассмотрим особенности их изготовления:

• Контурная катушка L2 наматывается на каркас диаметром 20-30 мм проводом 0.3-0.5 мм
• Количество витков зависит от диапазона частот, обычно 20-50 витков
• Катушка связи L1 содержит 3-5 витков, наматывается поверх L2
• Для повышения добротности катушки покрывают лаком
• Можно использовать ферритовый или карбонильный сердечник для повышения индуктивности

Экспериментируя с числом витков и расположением катушек, можно добиться оптимальной работы приемника в нужном диапазоне частот.

Применение регенеративного приемника в современной радиолюбительской практике

Несмотря на появление более сложных схем, регенеративные приемники по-прежнему находят применение в радиолюбительской практике:

• Простые портативные приемники для походов и экспедиций
• Учебные конструкции для освоения основ радиоприема
• Экспериментальные приемники для изучения распространения радиоволн
• Аварийные приемники с минимумом деталей
• QRP-трансиверы с регенеративным приемником

Простота конструкции в сочетании с хорошей чувствительностью делают регенеративный приемник привлекательным для радиолюбителей и по сей день.

Сравнение регенеративного приемника с другими типами приемников

Как регенеративный приемник соотносится с другими типами приемников? Рассмотрим основные отличия:

Как видим, регенеративный приемник занимает промежуточное положение, сочетая неплохие характеристики с простотой конструкции.

Советы по улучшению работы регенеративного приемника

Для повышения качества приема на регенеративном приемнике можно применить следующие меры:

1. Используйте качественные компоненты, особенно переменные конденсаторы и резисторы
2. Обеспечьте хорошее экранирование входных цепей
3. Применяйте стабилизацию напряжения питания
4. Экспериментируйте с различными типами антенн
5. Для повышения избирательности добавьте дополнительные контуры
6. Используйте электронную регулировку обратной связи

Применение этих мер позволит значительно улучшить характеристики регенеративного приемника и приблизить их к параметрам более сложных конструкций.

Простой КВ регенеративный приемник на КП307Г.

Продолжаем тему построения предельно простых регенеративных радиоприемников.

Таких приемников, на повторение которых, не нужно тратить много времени. А детали для их сборки всегда есть под рукой.

Схема подобного регенератора попалась на глаза при просмотре интернета (автор схемы не указан):

Как видим, схема этого регенератора предельно проста и понятна. Почему решил повторить именно этот приемник?  Потому что здесь для выделения полезного  НЧ сигнала использован аудио-трансформатор. Интересно было, как будет работать именно такой регенератор.

К слову, автор привел схему намотки катушек индуктивности, а также данные элементов колебательного контура на разные частоты.

К сожалению, данные трансформатора Т1 отсутствуют, кроме, разве, указания, что первичная обмотка должна иметь сопротивление не менее  одного килоома.

Транзистор MPF102, на котором собран регенератор, в моих загашниках отсутствовал, и искать его никто не собирался.   Вместо него использовал полевой транзистор КП307Г-попался первым под руку.

В первом варианте приемник был собран аналогично  авторской схеме, единственное, был добавлен  оконечный усилитель НЧ на микросхеме TDA2003.

Этот вариант оказался крайне неудачным. Приемник работал, станции принимал. Но, оказался очень склонен к самовозбуждению. Причем, как оказалось, самовозбуждался на низких частотах регенеративный каскад на транзисторе VT1. Это проявлялось в том, что при увеличении амплитуды колебаний регулятором регенерации, возникала паразитная генерация на частоте около 1 кГц, которая модулировала высокочастотные колебания генератора. Это хорошо было видно на осциллограмме. Было очень трудно выбирать уровень регенерации для приема станций.

Перебробовал уйму вариантов как победить самовозбуд. Уже плюнул было, так как ничего не получалось… Но, решение лежало на поверхности, как оказалось.

Изменил немного схему включения транзистора регенеративного каскада, и все как рукой сняло. Изменения были минимальны-просто убрал резистор и конденсатор в цепи затвора, и подключил затвор транзистора непосредственно к контурной катушке.

Вот так выглядит финальная,  успешно проверенная в работе схема регенератора на КП307Г:

Кратко о работе приемника.

Сигнал с антенны через аттенюатор на резисторе R13 ( установлен вне печатной платы) поступает на катушку связи L1. На полевом транзисторе VT1 типа КП307Г ( или подобный) собран регенеративный каскад. Диапазон частот, генерируемых этим каскадом, определяется элементами L2C1C2C3C4, и может выбираться на усмотрение пользователя. Настройка на радиостанции осуществляется переменным конденсатором  С2. В моем варианте, приемник работает в SSB участке диапазона 80 м.

Уровень регенерации ( читай-уровень ВЧ колебаний) определяется положением движка переменного резистора R3.  В ходе наладки пришлось изменить номиналы некоторых элементов. Так, номинал резистора R2 увеличен до 3,3 кОм. . Иначе не получалось добиться плавного подхода к генерации.

Выделенный на первичной обмотке трансформатора Т1 сигнал звуковой частоты снимается со вторичной  обмотки этого же трансформатора  и подается на предварительный каскад на транзисторе  VT2. Оконечный усилитель НЧ собран на микросхеме TDA2003 по типовой схеме.

Если нет необходимости в громкоговорящем приеме, оконечный усилитель ЗЧ можно собрать на LM386, как в оригинальной конструкции, причем, можно даже исключить каскад на транзисторе  VT2.

О деталях.

Катушка колебательного контура намотана на кольце Amidon Т50-2 согласно эскиза автора (см. оригинальную схему выше). Конденсатор переменной емкости применен с воздушным диэлектриком. В качестве транзистора VT1 можно применить  КП303Д, Е, Г, КП307 , или импортные-BF245, J310 и прочие.

В оригинальной статье касательно трансформатора Т1 было указано, что можно применить любой НЧ трансформатор с сопротивлением первичной обмотки не менее 1 кОм.  Первая мысль была использовать  малогабаритный выходной или согласующий трансформатор от старого транзисторного приемника. Но они показались великоватыми. Поэтому рискнул использовать  попавшийся под руку унифицированный НЧ трансформатор типа ТОТ12. Сопротивление его первичной обмотки между выводами 1 и 3 составляет около 2,8 кОм.

Конструктивно, радиоприемник собран на печатной плате, на которой размещены все элементы схемы, за исключением аттенюатора.

Внешний вид собранного регенератора на  КП307Г:

Расположение основных элементов.

Настройка приемника на КП307Г несложна.

В первую очередь проверяют работоспособность усилителя НЧ, который при исправных деталях работает сразу.

Затем убеждаются в работоспособности генератора на транзисторе VT1. Генерация должна возникать примерно при среднем положении движка переменного резистора R5. При необходимости, подбирают номинал резистора цепи обратной связи R2. Генерация должна возникать плавно, без скачков, и не иметь гистерезиса.

Затем производится укладка необходимого диапазона частот путем изменения номиналов растягивающих  конденсаторов С1С4.

Уже при наладке приемника отметил, что он очень чувствительный-присоединение кусочка провода к антенному входу уже позволяло принимать станции, хоть и негромко.

Испытание приемника производилось с применением полноразмерной антенны Inv V диапазона 3,5 МГц.

Как и ожидалось, благодаря высокой чувствительности, этот регенератор принимает практически все станции, в том числе и самые слабые. Как недостаток отмечу, что приходится довольно часто пользоваться аттенюатором, но это присуще всем регенераторам.

Короткое видео о работе приемника на диапазоне 80 м. Прохождение было отвратительное, поэтому станций мало, и они слышны не очень громко:

Три схемы регенеративных приемников СВ диапазона

На средних волнах не имеет смысла делать коэффициент регенерации М очень большим, потому что полоса пропускания контура становится слишком узкой. Тем не менее можно решить две практические задачи: увеличить добротность магнитной антенны, если она недостаточна, и сузить полосу пропускания на высокочастотном краю диапазона, где в вечернее время прослушивается много дальних станций. Одновременно возрастет и чувствительность приемника Если же М невелик, то можно и отказаться от регулировки ОС, установив ее небольшой и фиксированной. Именно так сделано в регенеративном СВ приемнике, схема которого показана на рис. 1.

Регенеративный каскад собран на полевом транзисторе VT1 по схеме с индуктивной ОС, чтобы была возможность регулировать ее передвижением катушки обратной связи по стержню магнитной антенны. Контур приемника образован катушкой магнитной антенны L1 и КПЕ C1. Через «гридлик» C2R1 колебания подаются на затвор транзистора VT1. Катушка ОС L2 включена в цепь истока. Постоянная составляющая тока транзистора проходит через резистор R3, обеспечивая необходимое смещение на затворе относительно истока, а переменная — через конденсатор СЗ в катушку связи.

Цепочку R3 — СЗ можно было бы и не устанавливать, подключив катушку связи прямо к истоку. Тогда транзистор работал бы в режиме детектирования и сигнал ЗЧ можно было бы снять со стока.

Рис.1. СВ регенератор с индуктивной ОС.

Но практика показала, что в этом случае больше потребляемый ток, а сам каскад работает хуже. Поэтому сигнал РЧ снимается с нагрузки R2 и подается на отдельный детектор, собранный на транзисторе VT2 по необычной схеме: собственно детектором служит переход коллектор — база транзистора, а в эмиттерную цепь подается очень небольшой ток смещения через резистор R6. Это линеаризует характеристику детектора и повышает его чувствительность. С выхода детектора через фильтрующую цепочку R5C5 сигнал подается на УЗЧ любого типа с входным сопротивлением не ниже 30-50 кОм.

Катушка магнитной антенны L1 содержит 90-110 витков провода ПЭЛШО 0,25 на стержне длиной 160-200 мм из феррита 400НН или 600НН. Намотка ведется на бумажном пропарафинированном каркасе в один слой. Катушка связи L2 имеет всего 3-4 витка такого же провода. Она наматывается на отдельном таком же каркасе, надеваемом на стержень со стороны заземленного вывода контурной катушки, чтобы регулировка ОС меньше влияла на настройку. Обратите внимание на полярность включения катушек: переключение выводов (или переворот надеваемой на стержень катушки связи) превращает ПОС в ООС, добротность контура при этом понижается. Остальные детали недефицитны и допускают широкий ассортимент замен. Этот радиочастотный тракт приемника очень экономичен: потребляемый ток не превосходит 0,15 мА. Несмотря на отсутствие УРЧ, приемник хорошо принимал местные станции, а в вечернее время прослушивались даже дальние.

Другой приемник, обладая экономичностью первого (потребляемый ток около 0,3 мА), имеет большую чувствительность. В нем использована оригинальная схема ОС, позволившая отказаться от катушки обратной связи и регулировать ОС резистором (рис. 2). Два каскада УРЧ на таких же транзисторах, что и в предыдущем приемнике, собраны по схеме с непосредственной связью по постоянному току. Ток стока первого транзистора служит током смещения базы второго. А коллекторный ток второго, проходя через резистор нагрузки R3, создает падение напряжения, которое, поступая на исток первого транзистора, является для него напряжением смещения. Стопроцентная ООС по постоянному току стабилизирует режим работы транзисторов.

ПОС по переменному току отсутствует, когда движок переменного резистора регулировки ОС находится в верхнем по схеме положении и конденсатор С1 замыкает исток транзистора VT1 на общий провод. Перемещая движок вниз, мы образуем делитель из резисторов R1 и R2, тогда часть выходного напряжения с нагрузки УРЧ R3 поступает на исток VT1. Заметим, что оно имеет такую же фазу, как и напряжение на затворе, поскольку транзисторы дважды инвертируют сигнал. Небольшой междуэлектродной емкости исток -затвор вполне достаточно, чтобы энергия сигнала поступала обратно в контур, снижая его потери.

Регулируя R1, можно очень близко подойти к порогу генерации, что заметно по усилению слабых сигналов и шума, поступающих на вход. Если же перейти за порог генерации, характер шума резко меняется — он становится ровнее, с преобладанием верхних частот. Несущие станций при этом вызывают биения — свист меняющегося при настройке тона. Детектор в этом приемнике можно выполнить так же, как и в предыдущем, а можно использовать и обычный диодный детектор, подобный используемому во многих приемниках предыдущей главы.

Третий приемник, разработанный В. Михайловым, интересен тем, что в нем использованы недефицитные германиевые биполярные транзисторы типа ГТ322, имеющие небольшую проходную емкость и специально предназначенные для трактов РЧ и ПЧ (рис. 3).

Рис.2. СВ регенератор с регулировкой ОС.

Он работает в диапазоне волн 300-1500 м. В двухкаскадном УРЧ удалось получить усиление более 60 дБ (1000 раз по напряжению) и чувствительность всего приемника по напряженности поля около 2 мВ/м. Первый каскад УРЧ собран на составном транзисторе VT1, VT2, имеющем повышенное входное сопротивление, и связан с магнитной антенной катушкой L2.

Рис.3. Тракт РЧ приемника прямого усиления.

Второй каскад собран по обычной схеме на транзисторе ѴТЗ. Сигнал с его нагрузки R5 подается на транзисторный эмит-терный детектор на транзисторе ѴТ4, вносящий малые искажения. Кроме того, с выхода УРЧ сигнал через цепочку R1C3 с очень высоким полным сопротивлением подается обратно в контур, создавая ПОС. С выхода детектора сигнал ЗЧ подается на любой УЗЧ или телефоны.

Магнитная антенна намотана на плоском стержне длиной 100 и толщиной 4 мм из феррита 400НМ. Катушка L1 содержит 230 витков провода ПЭВ-2 0,25, L2 — 22 витка такого же провода, и размещена поверх L1. Настройка приемника сводится к подбору резисторов R2 и R4 по максимуму усиления и минимуму искажений при отключенной цепи ПОС. Глубину последней подбирают емкостью СЗ на высокочастотном краю диапазона. Как сообщается, в разных районах России отмечался уверенный прием ближних и дальних радиостанций при хорошей селективности.

Источник: Поляков В. Т. — Техника радиоприема, простые приемники АМ сигналов.

ДВА ПРИЕМНИКА РЕГЕНЕРАЦИИ Гарри Литхолл

Я по-прежнему считаю, что простой приемник является очень важной частью QRP-станции. В 30-х и 40-х годах большой популярностью пользовались регенеративные радиоприемники; они просты в сборке и дают очень хорошие результаты, даже для работы CW и SSB. Здесь я представляю две идентичные схемы, одна из которых использует полевые транзисторы, а другая — вентили. Оба приемника используют одинаковые катушки.

Полевые транзисторы для версии FET могут быть почти любыми JFET, такими как BC256, J310 или MPF102. Клапаны могут быть DF91, DF92, DF96, DF97, 1T4, 1L4 или 1AN5. Обратите внимание, что в некоторых лампах (например, DF91 и 1T4) сетка подавителя (G3) внутренне соединена с катодом/филламентом. Например, для DF97 требуется внешнее подключение G3.

T1 может оказаться проблемой. Я использовал ламповый межкаскадный звуковой преобразователь, украденный из старого лампового радиоприемника.

Дроссель на 2,2 мГн можно изготовить, намотав 34 витка провода на ферритовое кольцо диаметром 1/2 дюйма (внешний диаметр). Если вы можете получить более 34 витков, тем лучше, минимум 2,2 мГн.

На принципиальных схемах также указана правильная фазировка катушек L1 и L2. L3 представляет собой 2-витковую катушку диаметром около 2 дюймов, установленную вокруг штекерного разъема катушки и являющуюся постоянным креплением к шасси приемника. Катушка в сборе может быть установлена ​​на заглушке OCTAL и вставлена ​​в основание клапана OCTAL на ресивере. Я разбил пару октальных вентилей, чтобы использовать бакелитовые основания в качестве формирователей. Трубочки можно снять с основы, прокипятив их в воде (с крышкой на кастрюле) в течение 15 минут, затем скрутив из размягчившегося клея.

L2 раньше называлась обмоткой «щекотки», и эта катушка намотана близко и расположена на расстоянии 1/4 дюйма от заземляющего конца L1. Обратная связь изменяется с помощью переменного конденсатора емкостью 100 пф, подключенного к тиккеру. L1 является основной настроечной обмоткой и раньше называлась ВТОРИЧНОЙ!! Все катушки намотаны на диаметре 1,25 дюйма. формирователь и используйте эмалированную проволоку 26-SWG. Обмотка щекотки намотана ворсом шириной 1/4 дюйма. Все вторичные (настроенные) обмотки разнесены на один дюйм в ширину.

Регенерация очень проста и плавна на всех диапазонах, но вам, возможно, придется немного изменить количество витков на обмотке щекотка. С настроечным конденсатором 100p и полосой пропускания 15p приемник был очень удобен на 10-метровом диапазоне, но я обнаружил, что металлический корпус был необходим из-за ручной емкости, подтягивающей частоту RX. Как и в случае любого регенеративного типа приемника, он должен быть построен «как кирпичный туалет», а все катушки должны быть хорошо отлакированы.

Установите управление регенерацией так, чтобы генерация только начиналась, и вы могли затем разрешать CW и SSB. При регенерации, установленной под точкой колебания, вы можете копировать станции AM и FM.

Веселись, де ГАРРИ, Лунда, Швеция.

Самодельные регенеративные приемники на полевых транзисторах

Основываясь на своем опыте работы с некоторыми репликами RIM Trabant KM , я предпринял различные попытки решить специфические проблемы схем регенеративного приемника с биполярным транзистором. Однако эти аранжировки стали гораздо более сложными и менее воспроизводимыми, не привнеся при этом каких-либо существенных улучшений. Например, я пытался с умеренным успехом уменьшить демпфирование резонансного контура, используя схему Дарлингтона, или свести к минимуму эффекты синхронизации, используя отдельные транзисторы для демодуляции и регенерации. Но потом попробовал полевые транзисторы и очень удивился успеху. Достигнутые результаты были очень близки к результатам ламповых схем.

Поскольку мне всегда было интересно найти самый простой вариант для различных типов схем, я пришел к решению с регенеративным детектором на полевом транзисторе, за которым следует каскад усиления звука, как показано на этой схеме. Схема с полевым транзистором предлагала гораздо больший коэффициент усиления и меньше явлений перегрузки, в то же время лучшую селективность. Эффекты синхронизации возникали только при очень сильном сигнале. Следовательно, даже с однокаскадным транзисторным усилителем можно было добиться достаточно громкого приема в наушники любительских радиостанций.

Соорудил такой прибор, выполненный в виде однодиапазонного приемника на диапазон 80м, в пластиковом корпусе. Чтобы включить прием динамиков, я позже заменил однокаскадный аудиоусилитель схемой с LM386. Несмотря на очень простую схему, устройство обеспечивало очень удобный прием радиолюбительских передач в режимах работы SSB и CW. Осцилляции обратной связи имели мягкое начало, так что всегда можно было без усилий найти наилучшую настройку.

С помощью резистора, включенного последовательно с конденсатором 10 мкФ, можно определить усиление аудиосигнала. Для максимального коэффициента усиления около 200 его значение также может быть равным нулю Ом. В этом случае между выводом 1 и выводом 8 подключается только электролитический конденсатор. В зависимости от разводки, при таком высоком усилении, особенно при более высоких настройках громкости, приемник может генерировать низкочастотные собственные колебания. Это будет заметно по сильным мешающим шумам, таким как жужжание или скрип. При использовании громкоговорителя с особенно хорошим КПД комбинация RC или конденсатор 10 мкФ также могут быть полностью исключены. В этом случае усиление звука падает примерно до 20, благодаря чему гарантируется особенно стабильная работа. Усиление также можно было отрегулировать с помощью подстроечного резистора на 1 кОм.

Устройство, построенное таким образом, обеспечивало очень полезный прием любительских радиопередач в режимах работы SSB и CW, несмотря на чрезвычайно простую схему. Обратная связь регенерации начиналась мягко, так что наилучшие настройки всегда можно было найти без каких-либо усилий. Воодушевленный этими хорошими результатами приема, я продолжил эксперименты и придумал схему очень хорошо работающего приемника с обратной связью, в котором полевой транзистор служит только демодулятором. Усиление, необходимое для обратной связи или устранения затухания, обеспечивается дополнительным биполярным транзистором (BJT). В результате такого расположения катушка резонансного контура, как и у RIM Trabant KM , не требует ни отводов, ни катушек связи. Но по сравнению с этим приемные свойства при таком расположении значительно лучше. Для повышения стабильности частоты приемник получил стабилизацию по напряжению с помощью стабилитрона.

Вставные катушки, которые изначально использовались для переключения диапазонов, позже были заменены набором катушек с поворотным переключателем. Большое значение емкости конденсатора между истоком полевого транзистора и эмиттером биполярного транзистора привело к тому, что схема могла генерировать колебания даже в длинноволновом диапазоне. Диапазон непрерывного приема от 160 кГц до 30 МГц может быть покрыт пятью переключаемыми диапазонами волн. Чтобы иметь возможность тонкой настройки SSB и телеграфных станций, я подключил емкостной диод, подстраивающий параллельно переменному конденсатору. Одновременно эта точная настройка позже использовалась для настройки дополнительного УКВ-приемника с микросхемой TDA7000. Тонкая настройка радиочастотного контура также позволила достаточно точно настроить верхний диапазон частот, чтобы иметь возможность демодулировать 10-метровые любительские радиостанции и станции CB на фланге, использующие узкополосную частотную модуляцию.