Сверхрегенератор: принцип работы, преимущества и недостатки, применение в радиолюбительских конструкциях — Производство и поставка электростанций, Бензиновые и дизельные генераторы от 1 до 100 кВт. Мини ТЭЦ на базе двигателя Стирлинга.

Что такое сверхрегенератор и как он работает. Каковы основные достоинства и недостатки сверхрегенеративных схем. В каких радиолюбительских конструкциях можно использовать сверхрегенератор. Какие особенности имеет сверхрегенеративный усилитель.

Содержание

Принцип работы сверхрегенератора

Сверхрегенератор (также называемый суперрегенератор) — это особый вид усилительного или усилительно-детекторного устройства, обладающий уникальными свойствами. Главная особенность сверхрегенератора — исключительно высокий коэффициент усиления, достигающий 105-106, то есть до миллиона. Это позволяет усиливать входные сигналы с уровнем в доли микровольта до долей вольта.

Как работает сверхрегенератор? В основе его работы лежит принцип периодического изменения обратной связи:

Обратная связь периодически увеличивается до порога генерации
Затем обратная связь уменьшается до срыва колебаний
Этот процесс повторяется с частотой 20-50 кГц (частота суперизации)

Таким образом, в сверхрегенераторе происходят периодические вспышки колебаний, длительность которых зависит от амплитуды входного сигнала. Чем больше входной сигнал, тем быстрее нарастает амплитуда колебаний и тем длиннее вспышка.

Преимущества сверхрегенеративных схем

Каковы основные достоинства сверхрегенераторов?

Очень высокий коэффициент усиления (до 106) в одном каскаде
Исключительная простота схемы
Высокая чувствительность, определяемая уровнем собственных шумов
Возможность работы при низких напряжениях питания (от 1,2 В)
Малое потребление тока (единицы мА)
Возможность приема как AM, так и ЧМ сигналов

Благодаря этим преимуществам, сверхрегенераторы позволяют создавать очень простые и экономичные приемники с высокой чувствительностью.

Недостатки сверхрегенеративных схем

Несмотря на уникальные свойства, сверхрегенераторы имеют и ряд существенных недостатков:

Широкая полоса пропускания (200-300 кГц), что затрудняет селективный прием
Повышенный уровень шумов при отсутствии сигнала
Излучение помех на частоте приема
Нелинейные искажения при приеме АМ сигналов
Чувствительность к изменениям напряжения питания

Из-за этих недостатков сверхрегенераторы были в значительной степени вытеснены супергетеродинными приемниками. Однако в некоторых применениях они до сих пор находят использование.

Применение сверхрегенераторов в радиолюбительских конструкциях

В каких радиолюбительских конструкциях целесообразно использовать сверхрегенераторы?

Простые УКВ ЧМ приемники
Приемники для систем радиоуправления моделями
Приемники охранной сигнализации
Детекторы излучения
Q-умножители для повышения добротности контуров

Сверхрегенераторы особенно подходят для портативных конструкций с батарейным питанием, где важны простота, экономичность и высокая чувствительность.

Схемотехника сверхрегенераторов

Как построить простейший сверхрегенератор? Базовая схема сверхрегенератора включает:

Колебательный контур
Активный элемент (транзистор или лампа)
Цепь положительной обратной связи
RC-цепочку для получения режима прерывистой генерации

Ключевой момент — выбор постоянной времени RC-цепи. Она должна быть больше времени нарастания колебаний, чтобы обеспечить прерывистую генерацию.

Для улучшения характеристик часто добавляют:

Входной усилитель радиочастоты
Фильтр нижних частот на выходе

Многокаскадный УНЧ

Это позволяет снизить уровень шумов и излучение помех.

Особенности настройки сверхрегенеративных приемников

При настройке сверхрегенеративного приемника необходимо обратить внимание на следующие моменты:

Правильный выбор частоты суперизации (обычно 20-50 кГц)
Установка оптимального режима по постоянному току
Подбор оптимальной связи антенны с контуром
Устранение паразитных самовозбуждений в УНЧ
Подавление излучения помех

Важно добиться устойчивой прерывистой генерации во всем диапазоне перестройки приемника. Частоту суперизации желательно подобрать так, чтобы она не создавала помех приему.

Пример простого УКВ ЧМ приемника на сверхрегенераторе

Рассмотрим схему простого УКВ ЧМ приемника с низковольтным питанием на основе сверхрегенератора:

«` Схема УКВ ЧМ приемника на сверхрегенераторе

УНЧ «`

Основные элементы схемы:

Антенна в виде одновитковой рамки
Колебательный контур на катушке L1 и конденсаторе C1
Транзистор VT1 в схеме емкостной трехточки
RC-цепь R1-R3, C4 для получения режима прерывистой генерации
Двухкаскадный УНЧ на транзисторах VT2, VT3
Низкоомные головные телефоны в качестве нагрузки

Приемник питается от батареи 1,5 В и потребляет ток не более 3 мА. Чувствительность составляет единицы микровольт.

Перспективы применения сверхрегенераторов

Каковы перспективы применения сверхрегенераторов в современной радиотехнике? Несмотря на вытеснение более совершенными схемами, сверхрегенераторы сохраняют ряд ниш:

Сверхпростые приемники для чрезвычайных ситуаций
Детекторы излучения в научных приборах
Приемники для систем радиочастотной идентификации (RFID)
Приемные устройства для беспроводных датчиков

Развитие технологий позволяет создавать интегральные сверхрегенераторы с улучшенными характеристиками. Это открывает новые возможности их применения в современных малопотребляющих устройствах.

СВЕРХРЕГЕНЕРАТОР

РАДИО 2001 №11; 2002 №3

Что такое сверхрегенератор, как он работает, каковы его достоинства и недостатки, в каких радиолюбительских конструкциях его можно использовать? Этим вопросам и посвящена предлагаемая вниманию читателей статья.

Сверхрегенератор (его ещё называют суперрегенератор) — это совершенно особый вид усилительного, или усилительно-детекторного устройства, обладающий при исключительной простоте уникальными свойствами, в частности, коэффициентом усиления по напряжению до 10⁵…10⁶, т.е. достигающим миллиона! Это означает, что входные сигналы с уровнем в доли микровольта могут быть усилены до долей вольта. Разумеется, обычным способом такое усиление в одном каскаде получить невозможно, но в сверхрегенераторе используется совершенно другой способ усиления.

Если автору будет позволено немного пофилософствовать, то можно не совсем строго сказать, что сверхрегенеративное усиление происходит в иных физических координатах. Обычное усиление осуществляется непрерывно во времени, а вход и выход усилителя (четырёхполюсника), как правило, разнесены в пространстве. Это не относится к усилителям-двухполюсникам, например, регенератору. Регенеративное усиление происходит в том же колебательном контуре, к которому подводится входной сигнал, но опять-таки непрерывно во времени.

Сверхрегенератор работает с выборками входного сигнала, взятыми в определённые моменты времени. Затем происходит усиление выборки во времени, и через какой-то промежуток снимается выходной усиленный сигнал, часто даже с тех же зажимов или гнёзд, к которым подведён и входной. Пока совершается процесс усиления, сверхрегенератор не реагирует на входные сигналы, а следующая выборка делается только тогда, когда все процессы усиления завершены. Именно такой принцип усиления и позволяет получать огромные коэффициенты, вход и выход не надо развязывать или экранировать — ведь входные и выходные сигналы разнесены во времени, поэтому не могут взаимодействовать.

В сверхрегенеративном способе усиления заложен и принципиальный недостаток. В соответствии с теоремой Котельникова-Найквиста, для неискажённой передачи огибающей сигнала (модулирующих частот) частота выборок должна быть не менее удвоенной наивысшей частоты модуляции. В случае радиовещательного АМ сигнала наивысшая модулирующая частота составляет 10 кГц, ЧМ сигнала — 15 кГц и частота выборок должна быть не менее 20…30 кГц (о стерео речь не идёт). Полоса пропускания сверхрегенератора получается при этом почти на порядок больше, т. е. 200…300 кГц. Этот недостаток неустраним при приёме АМ сигналов и послужил одной из главных причин вытеснения сверхрегенераторов более совершенными, хотя и более сложными супергетеродинными приёмниками, в которых полоса пропускания равна удвоенной наивысшей модулирующей частоте.

Как ни странно, при ЧМ описанный недостаток проявляется в значительно меньшей мере. Демодуляция ЧМ происходит на скате резонансной кривой сверхрегенератора — ЧМ превращается в АМ и затем детектируется. При этом ширина резонансной кривой должна быть не меньше удвоенной девиации частоты (100…150 кГц) и получается гораздо лучшее согласование полосы пропускания с шириной спектра сигнала.

Ранее сверхрегенераторы выполнялись на электронных лампах и получили значительное распространение в середине прошлого века. Тогда на диапазоне УКВ радиостанций было мало, и широкая полоса пропускания не считалась особым недостатком, в ряде случаев даже облегчая настройку и поиск редких станций. Затем появились сверхрегенераторы на транзисторах. Сейчас они используются в системах радиоуправления моделями, охранной сигнализации и лишь изредка в радиоприёмниках.

Схемы сверхрегенераторов мало отличаются от схем регенераторов: если у последнего периодически увеличивать обратную связь до порога генерации, а затем уменьшать её до срыва колебаний, то и получается сверхрегенератор. Вспомогательные гасящие колебания с частотой 20…50 кГц, периодически изменяющие обратную связь, получаются либо от отдельного генератора, либо возникают в самом высокочастотном устройстве (сверхрегенератор с самогашением).

Базовая схема регенератора-сверхрегенератора

Для лучшего уяснения процессов, происходящих в сверхрегенераторе, обратимся к устройству, изображённому на рис. 1, которое, в зависимости от постоянной времени цепочки R1C2, может быть и регенератором, и сверхрегенератором.

Рис. 1

Эта схема была разработана в результате многочисленных экспериментов и, как представляется автору, оптимальна по простоте, лёгкости налаживания и получаемым результатам.

Транзистор VT1 включён по схеме автогенератора — индуктивной трёхточки. Контур генератора образован катушкой L1 и конденсатором С1, отвод катушки сделан ближе к выводу базы. Таким образом осуществляется согласование высокого выходного сопротивления транзистора (цепи коллектора) с меньшим входным сопротивлением (цепи базы).

Схема питания транзистора несколько необычна — постоянное напряжение на его базе равно напряжению коллектора. Транзистор, особенно кремниевый, вполне может работать в таком режиме, ведь открывается он при напряжении на базе (относительно эмиттера) около 0,5 В, а напряжение насыщения коллектор-эмиттер составляет, в зависимости от типа транзистора, 0,2. ..0,4 В. В данной схеме и коллектор, и база по постоянному току соединены с общим проводом, а питание поступает по цепи эмиттера через резистор R1.

При этом напряжение на эмиттере автоматически стабилизируется на уровне 0,5 В — транзистор работает подобно стабилитрону с указанным напряжением стабилизации. Действительно, если напряжение на эмиттере упадет, транзистор закроется, эмиттерный ток уменьшится, а вслед за этим уменьшится и падение напряжения на резисторе, что приведёт к возрастанию эмиттерного напряжения. Если же оно возрастет, транзистор откроется сильнее и увеличившееся падение напряжения на резисторе скомпенсирует это возрастание. Единственное условие правильной работы устройства — напряжение питания должно быть заметно больше — от 1,2 В и выше. Тогда ток транзистора удастся установить подбором резистора R1.

Рассмотрим работу устройства на высокой частоте. Напряжение с нижней (по схеме) части витков катушки L1 приложено к переходу база-эмиттер транзистора VT1 и усиливается им. Конденсатор С2 — блокировочный, для токов высокой частоты он представляет малое сопротивление. Нагрузкой в коллекторной цепи служит резонансное сопротивление контура, несколько уменьшенное из-за трансформации верхней частью обмотки катушки.

При усилении транзистор инвертирует фазу сигнала, затем её инвертирует трансформатор, образованный частями катушки L1 — выполняется баланс фаз.

А баланс амплитуд, необходимый для самовозбуждения, получается при достаточном усилении транзистора. Последнее зависит от тока эмиттера, а его очень легко регулировать, изменяя сопротивление резистора R1, включив, например, вместо него последовательно два резистора, постоянный и переменный.

Устройство обладает рядом достоинств, к которым относятся простота конструкции, лёгкость налаживания и высокая экономичность: транзистор потребляет ровно столько тока, сколько необходимо для достаточного усиления сигнала. Подход к порогу генерации получается весьма плавным, к тому же регулировка происходит в низкочастотной цепи, и регулятор можно отнести от контура в удобное место. Регулировка слабо влияет на частоту настройки контура, поскольку напряжение питания транзистора остается постоянным (0,5 В), а следовательно, почти не изменяются и междуэлектродные ёмкости.

Описанный регенератор способен повышать добротность контуров в любом диапазоне волн, от ДВ до УКВ, причём катушка L1 не обязательно должна быть контурной — допустимо использовать катушку связи с другим контуром (конденсатор С1 в этом случае не нужен). Можно намотать такую катушку на стержень магнитной антенны ДВ-СВ приёмника, причём число витков её должно составить всего 10-20 % от числа витков контурной катушки, Q-умножитель на биполярном транзисторе получается дешевле и проще, чем на полевом.

Регенератор подойдет и для KB диапазона, если связать антенну с контуром L1C1 либо катушкой связи, либо конденсатором малой ёмкости (вплоть до долей пикофарады). Низкочастотный сигнал снимают с эмиттера транзистора VT1 и подают через разделительный конденсатор ёмкостью 0,1…0,5 мкф на усилитель ЗЧ. При приёме AM станций подобный приёмник обеспечивал чувствительность 10…30 мкВ (обратная связь ниже порога генерации), а при приёме телеграфных станций на биениях (обратная связь выше порога) — единицы микровольт.

Процессы нарастания и спада колебаний.

Рис. 2

Но вернемся к сверхрегенератору. Пусть напряжение питания на описанное устройство подается в виде импульса в момент времени t₀, как показано на рис. 2 сверху. Даже, если усиление транзистора и обратная связь достаточны для генерации, колебания в контуре возникнут не сразу, а будут нарастать по экспоненциальному закону некоторое время τ_н. По такому же закону происходит и спад колебаний после выключения питания, время спада обозначено как τ_с.

Рис. 3

В общем виде закон нарастания и спада колебаний выражается формулой U_конт = U₀exp(-rt/2L), где U₀ — напряжение в контуре, с которого начался процесс; r — эквивалентное сопротивление потерь в контуре; L — его индуктивность; t — текущее время. Всё просто в случае спада колебаний, когда r = r_п (сопротивление потерь самого контура, рис. 3). Иначе обстоит дело при нарастании колебаний: транзистор вносит в контур отрицательное сопротивление — r_ос (обратная связь компенсирует потери), и общее эквивалентное сопротивление становится отрицательным. Знак минус в показателе экспоненты исчезает, и закон нарастания запишется:

U_конт= U_сexp(rt/2L), где r = r_ос— r_п

Из приведённой формулы можно найти и время нарастания колебаний, учитывая, что рост начинается с амплитуды сигнала в контуре U_c и продолжается только до амплитуды U₀, далее транзистор входит в режим ограничения, его усиление уменьшается и амплитуда колебаний стабилизируется: τ_н= (2L/r)ln(U₀/U_c). Как видим, время нарастания пропорционально логарифму величины, обратной уровню принимаемого сигнала в контуре. Чем больше сигнал, тем меньше время нарастания.

Если импульсы питания подавать на сверхрегенератор периодически, с частотой суперизации (гашения) 20…50 кГц, то в контуре будут происходить вспышки колебаний (рис. 4), длительность которых зависит от амплитуды сигнала — чем меньше время нарастания, тем больше длительность вспышки. Если вспышки продетектировать, на выходе получится демодулированный сигнал, пропорциональный среднему значению огибающей вспышек.

Рис. 4

Усиление самого транзистора может быть небольшим (единицы, десятки), достаточным лишь для самовозбуждения колебаний, в то время как усиление всего сверхрегенератора, равное отношению амплитуды демодулированного выходного сигнала к амплитуде входного, весьма велико.

Описанный режим работы сверхрегенератора называют нелинейным, или логарифмическим, поскольку выходной сигнал пропорционален логарифму входного. Это вносит некоторые нелинейные искажения, но играет и полезную роль — чувствительность сверхрегенератора к слабым сигналам больше, а к сильным меньше — здесь действует как бы естественная АРУ.

Для полноты описания надо сказать, что возможен и линейный режим работы сверхрегенератора, если длительность импульса питания (см. рис. 2) будет меньше времени нарастания колебаний. Последние не успеют нарасти до максимальной амплитуды, а транзистор — не будет входить в режим ограничения. Тогда амплитуда вспышки станет прямо пропорциональна амплитуде сигнала. Такой режим, однако, нестабилен — малейшее изменение усиления транзистора или эквивалентного сопротивления контура r приведёт к тому, что либо резко упадет амплитуда вспышек, а следовательно, и усиление сверхрегенератора, либо устройство выйдет на нелинейный режим. По этой причине линейный режим сверхрегенератора используется редко.

Надо также заметить, что совершенно необязательно коммутировать напряжение питания, чтобы получить вспышки колебаний. С равным успехом можно подавать вспомогательное напряжение суперизации на сетку лампы, базу или затвор транзистора, модулируя их усиление, а значит, и обратную связь. Прямоугольная форма гасящих колебаний также неоптимальна, предпочтительнее синусоидальная, а ещё лучше пилообразная с пологим нарастанием и резким спадом. В последнем варианте сверхрегенератор плавно подходит к точке возникновения колебаний, полоса пропускания несколько сужается и появляется усиление за счёт регенерации. Возникшие колебания растут сначала медленно, затем все быстрее. Спад же колебаний получается максимально быстрым.

Наибольшее распространение получили сверхрегенераторы с автосуперизацией, или с самогашением, не имеющие отдельного генератора вспомогательных колебаний. Они работают только в нелинейном режиме. Самогашение, иначе говоря, прерывистую генерацию, легко получить в устройстве, выполненном по схеме рис. 1, надо лишь, чтобы постоянная времени цепочки R1C2 была больше времени нарастания колебаний.

Тогда произойдет следующее: возникшие колебания вызовут увеличение тока через транзистор, но колебания будут некоторое время поддерживаться зарядом конденсатора С2. Когда он израсходуется, напряжение на эмиттере упадет, транзистор закроется и колебания прекратятся. Конденсатор С2 начнёт относительно медленно заряжаться от источника питания через резистор R1 до тех пор, пока не откроется транзистор и возникнет новая вспышка.

Эпюры напряжений в сверхрегенераторе.з>

Осциллограммы напряжений на эмиттере транзистора и в контуре показаны на рис. 4 так, как они обычно видны на экране широкополосного осциллографа. Уровни напряжений 0,5 и 0,4 В показаны совершенно условно — они зависят от типа применённого транзистора и его режима.

Что же произойдет при поступлении в контур внешнего сигнала, ведь длительность вспышки теперь определяется зарядом конденсатора С2 и, следовательно, постоянна? С ростом сигнала, как и прежде, уменьшается время нарастания колебаний, вспышки следуют чаще. Если их продетектировать отдельным детектором, то средний уровень сигнала будет возрастать пропорционально логарифму входного сигнала. Но роль детектора с успехом выполняет и сам транзистор VT1 (см. рис. 1) -средний уровень напряжения на эмиттере падает с ростом сигнала.

Наконец, что же произойдет в отсутствие сигнала? Все то же самое, только рост амплитуды колебаний каждой вспышки будет начинаться от случайного напряжения шумов в контуре сверхрегенератора. Частота вспышек при этом минимальна, но нестабильна — период повторения меняется хаотическим образом. Усиление сверхрегенератора при этом максимально, а в телефонах или громкоговорителе слышен сильный шум. Он резко снижается при настройке на частоту сигнала. Таким образом, чувствительность сверхрегенератора по самому принципу его работы очень высока — она определяется уровнем внутренних шумов. Дополнительные сведения по теории сверхрегенеративного приёма даны в [1,2].

УКВ ЧМ приёмник с низковольтным питанием

А теперь рассмотрим практические схемы сверхрегенераторов. Их в литературе, особенно давних лет, можно найти довольно много. Любопытный пример: описание сверхрегенератора, выполненного всего на одном транзисторе, было опубликовано в журнале «Popular Electronics» № 3 за 1968 г. , его краткий перевод дан в [3]. Сравнительно высокое напряжение питания (9 В) обеспечивает большую амплитуду вспышек колебаний в контуре сверхрегенератора, а следовательно, и большое усиление. Такое решение имеет и существенный недостаток: сверхрегенератор сильно излучает, поскольку антенна связана непосредственно с контуром катушкой связи. Подобный приёмник рекомендуется включать лишь где-нибудь на природе, вдали от населённых мест.

Схема простого УКВ ЧМ приёмника с низковольтным питанием, разработанного автором на основе базовой схемы (см. рис. 1), приведена на рис. 5. Антенной в приёмнике служит сама контурная катушка L1, выполненная в виде одновитковой рамки из толстого медного провода (ПЭЛ 1,5 и выше). Диаметр рамки 90 мм. На частоту сигнала контур настраивают конденсатором переменной ёмкости (КПЕ) С1. Ввиду того, что от рамки сложно сделать отвод, транзистор VT1 включён по схеме ёмкостной трёхточки — напряжение ОС на эмиттер подается с ёмкостного делителя С2С3.

Частота суперизации определяется суммарным сопротивлением резисторов R1-R3 и ёмкостью конденсатора С4. Если её уменьшить до нескольких сотен пикофарад, прерывистая генерация прекращается и устройство становится регенеративным приёмником. При желании можно установить переключатель, а конденсатор С4 составить из двух, например, ёмкостью 470 пф с подключаемым параллельно 0,047 мкф. Тогда приёмник, в зависимости от условий приёма, можно будет использовать в обоих режимах. Регенеративный режим обеспечивает более чистый и качественный приём, с меньшим уровнем шума, но требует значительно большей напряжённости поля. Обратную связь регулируют переменным резистором R2, ручку которого (так же, как и ручку настройки) рекомендуется вывести на переднюю панель корпуса приёмника.

Излучение этого приёмника в сверхрегенеративном режиме ослаблено по следующим причинам: амплитуда вспышек колебаний в контуре невелика, порядка десятой доли вольта, к тому же маленькая рамочная антенна излучает крайне неэффективно, имея низкий КПД в режиме передачи.

Усилитель ЗЧ приёмника двухкаскадный, собран по схеме с непосредственной связью на транзисторах VT2 и VT3 разной структуры. В коллекторную цепь выходного транзистора включёны низкоомные головные телефоны (или один телефон) типов ТМ-2, ТМ-4, ТМ-6 или ТК-67-НТ сопротивлением 50-200 Ом. Подойдут телефоны от плейера.

Рис. 5

Необходимое смещение на базу первого транзистора УЗЧ подается не от источника питания, а через резистор R4 из эмиттерной цепи транзистора VT1, где, как упоминалось, имеется стабильное напряжение около 0,5 В. Конденсатор С5 пропускает к базе транзистора VT2 колебания ЗЧ.

Пульсации гасящей частоты 30…60 кГц на входе УЗЧ не фильтруются, поэтому усилитель работает как бы в импульсном режиме — выходной транзистор закрывается полностью и открывается до насыщения. Ультразвуковая частота вспышек телефонами не воспроизводится, но импульсная последовательность содержит составляющую со звуковыми частотами, которые и слышны. Диод VD1 служит для замыкания экстратока телефонов в момент окончания импульса и закрывания транзистора VT3, он срезает выбросы напряжения, улучшая качество и несколько повышая громкость воспроизведения звука.

Питается приёмник от гальванического элемента напряжением 1,5 В или дискового аккумулятора напряжением 1,2 В. Потребляемый ток не превышает 3 мА, при необходимости его можно установить подбором резистора R4.

Налаживание приёмника начинается с проверки наличия генерации, вращая ручку переменного резистора R2. Она обнаруживается по появлению довольно сильного шума в телефонах, или при наблюдении на экране осциллографа «пилы» в форме напряжения на конденсаторе С4. Частота суперизации подбирается изменением его ёмкости, она зависит и от положения движка переменного резистора R2. Следует избегать близости частоты суперизации к частоте стереоподнесущей 31,25 кГц или к её второй гармонике 62,5 кГц, иначе могут прослушиваться биения, мешающие приёму.

Далее нужно установить диапазон перестройки приёмника, изменяя размеры рамочной антенны — увеличение диаметра понижает частоту настройки. Повысить частоту можно не только уменьшением диаметра самой рамки, но и увеличением диаметра провода, из которого она выполнена. Неплохое решение — использовать оплетку отрезка коаксиального кабеля, свёрнутого в кольцо. Индуктивность понижается и при изготовлении рамки из медной ленты или из двух-трёх параллельных проводов диаметром 1,5-2 мм.

Диапазон перестройки достаточно широк, и операцию его установки нетрудно выполнить без приборов, ориентируясь на прослушиваемые станции. В диапазоне УКВ-2 (верхнем) транзистор КТ361 иногда работает неустойчиво — тогда его заменяют на более высокочастотный, например, КТ363. Недостатком приёмника является заметное влияние рук, подносимых к антенне, на частоту настройки. Впрочем, он характерен и для других приёмников, в которых антенна связана непосредственно с колебательным контуром.

Этот недостаток устраняется при использовании усилителя РЧ, как бы «изолирующего» контур сверхрегенератора от антенны. Другое полезное назначение такого усилителя — устранить излучение вспышек колебаний антенной, что практически полностью избавляет от помех соседним приёмникам. Усиление УРЧ должно быть очень небольшим, ведь и усиление, и чувствительность сверхрегенератора достаточно высоки. Этим требованиям в наибольшей степени отвечает транзисторный УРЧ по схеме с общей базой или с общим затвором. Снова обращаясь к иностранным разработкам, упомянем схему сверхрегенератора с УРЧ на полевых транзисторах [4].

Экономичный сверхрегенеративный приёмник

В целях достижения предельной экономичности автором был разработан сверхрегенеративный радиоприёмник (рис. 6), потребляющий ток менее 0,5 мА от батареи напряжением 3 В, причём, если отказаться от УРЧ, ток снижается до 0,16 мА. В то же время чувствительность — около 1 мкВ.

Сигнал от антенны подается на эмиттер транзистора УРЧ VT1, включённого по схеме с общей базой. Поскольку его входное сопротивление невелико, и учитывая сопротивление резистора R1, получаем входное сопротивление приёмника около 75 Ом, что позволяет использовать наружные антенны со снижением из коаксиального кабеля или ленточного УКВ кабеля с ферритовым трансформатором 300/75 Ом. Такая необходимость может возникнуть при удалении от радиостанций более 100 км. Конденсатор С1 небольшой ёмкости служит элементарным ФВЧ, ослабляя KB помехи. В лучших условиях приёма годится любая суррогатная проволочная антенна.

Транзистор УРЧ работает при коллекторном напряжении, равном базовому, — около 0,5 В. Это стабилизирует режим и исключает необходимость налаживания. В коллекторную цепь включёна катушка связи L1, намотанная на одном каркасе с контурной катушкой L2. Катушки содержат 3 витка провода ПЭЛШО 0,25 и 5,75 витка ПЭЛ 0,6 соответственно. Диаметр каркаса — 5,5 мм, расстояние между катушками — 2 мм. Отвод к общему проводу сделан от 2-го витка катушки L2, считая от вывода, соединённого с базой транзистора VT2. Для облегчения настройки каркас полезно оснастить подстроечником с резьбой М4 из магнитодиэлектрика или латуни. Другой вариант, облегчающий настройку, — заменить конденсатор С3 подстроечным, с изменением ёмкости от 6 до 25 или от 8 до 30 пф.

Конденсатор настройки С4 типа КПВ, он содержит одну роторную и две статорные пластины. Сверхрегенеративный каскад собран по уже описанной схеме (см. рис. 1) на транзисторе VT2. Режим работы подбирают подстроечным резистором R4,частота вспышек (суперизации) зависит от ёмкости конденсатора С5. На выходе каскада включён двухзвенный ФНЧ R6C6R7C7, ослабляющий колебания с частотой суперизации на входе УЗЧ, чтобы последний не перегружался ими.

Рис. 6

Использованный сверхрегенеративный каскад отдает небольшое продетектированное напряжение и, как показала практика, требует двух каскадов усиления напряжения 34. В этом же приёмнике транзисторы УЗЧ работают в режиме микротоков (обратите внимание на большие сопротивления нагрузочных резисторов), усиление их меньше, поэтому использовано три каскада усиления напряжения (транзисторы VT3-VT5) с непосредственной связью между ними. Каскады охвачены ООС через резисторы R12, R13, стабилизирующей их режим. По переменному току ООС ослаблена конденсатором С9. Резистор R14 позволяет регулировать в некоторых пределах усиление каскадов.

Выходной каскад собран по схеме двухтактного эмиттерного повторителя на комплементарных германиевых транзисторах VT6, VT7. Они работают без смещения, но искажения типа «ступенька» отсутствуют, во-первых, из-за низкого порогового напряжения германиевых полупроводниковых приборов (0,15 В вместо 0,5 В у кремниевых), а во-вторых, из-за того, что колебания с частотой суперизации все-таки немного проникают через ФНЧ в УЗЧ и как бы «размывают» ступеньку, действуя подобно ВЧ подмагничиванию в магнитофонах.

Достижение высокой экономичности приёмника требует использования высокоомных головных телефонов сопротивлением не менее 1 кОм. Если же задачу получения предельной экономичности не ставить, целесообразно использовать более мощный оконечный УЗЧ.

Налаживание приёмника начинают с УЗЧ. Подбором резистора R13 устанавливают напряжение на базах транзисторов VT6, VT7 равным половине напряжения питания (1,5 В). Убеждаются в отсутствии самовозбуждения при любом положении движка резистора R14 (желательно, с помощью осциллографа). Полезно подать на вход УЗЧ какой либо звуковой сигнал амплитудой не более нескольких милливольт и убедиться в отсутствии искажений и симметричности ограничения при перегрузке.

Подключив сверхрегенеративный каскад, регулировкой резистора R4 добиваются появления шума в телефонах (амплитуда шумового напряжения на выходе — около 0,3 В). Полезно сказать, что, кроме указанных на схеме, в УРЧ и сверхрегенеративном каскаде хорошо работают любые другие кремниевые высокочастотные транзисторы структуры р-n-р. Теперь можно уже попытаться принять радиостанции, связав антенну с контуром через конденсатор связи ёмкостью не более 1 пф или с помощью катушки связи. Далее подсоединяют УРЧ и подгоняют диапазон принимаемых частот, изменяя индуктивность катушки L2 и ёмкость конденсатора С3.

В заключение надо заметить, что подобный приёмник, ввиду его высокой экономичности и чувствительности, может найти применение и в переговорных системах, и в устройствах охранной сигнализации. К сожалению, приём ЧМ на сверхрегенератор получается не самым оптимальным образом: работа на скате резонансной кривой уже гарантирует ухудшение отношения сигнал/шум на 6 дБ. Нелинейный режим сверхрегенератора тоже не слишком способствует высококачественному приёму, тем не менее качество звука получилось неплохим.

ЛИТЕРАТУРА

1. Белкин М. К. Сверхрегенеративный радиоприём. — Киев: Техника, 1968.
2. Хевролин В. Сверхрегенеративный приём.- Радио,1953, № 8,с.37.
3. УКВ ЧМ приёмник на одном транзисторе. — Радио,1970,№ 6,с.59.
4. «Последний из могикан…». — Радио, 1997, № 4,0.20,21

В. ПОЛЯКОВ, г. Москва

Сверхрегенератор . Путеводитель в мир электроники. Книга 2

В 1922 году Армстронг модифицировал регенеративный радиоприемник и открыл новый способ детектирования сигналов, в котором возможно даже при помощи одиночного каскада достигнуть усиления в миллион раз! Чтобы построить сверхрегенератор, нужно очень мало — ввести регенератор в режим возбуждения, то есть создать в нем собственные колебания. «Но позвольте! — воскликнет читатель. — Чуть выше было сказано, что режим генерации собственных колебаний противопоказан для радиоприема». Все правильно — для режима прямого усиления непрерывная генерация действительно противопоказана. А вот если ввести приемник в режим срыва генерации, когда начавшиеся колебания периодически с не слишком высокой частотой будут срываться и возникать снова, можно наблюдать интереснейшие эффекты. Срыв генерации может осуществлять как дополнительный внешний генератор, так и пассивная цепочка, включенная в регенеративный каскад.

Но не будем торопить события, а вновь рассмотрим схему Мейсснера, несколько ее модифицировав (рис. 11.29).

Рис. 11.29. Схема сверхрегенеративного приемника, основанного на генераторе Мейсснера

Мы ввели в схему источник периодического сигнала с частотой, много меньшей частоты принимаемого сигнала и, соответственно, собственной частоты колебательного контура LC. Пусть сначала сигнал, получаемый антенной, отсутствует. Тогда при положительном полупериоде напряжения G1 схема самовозбуждается и колебания начнут нарастать, а при отрицательном полупериоде — спадать, как показано на рис. 11.30.

Рис. 11.30. Процессы, происходящие в сверхрегенераторе при отсутствии сигнала в антенне

Мы получили пачки импульсов, заполненных колебаниями с частотой, равной собственной частоте контура.

Теперь подадим на антенный вход сигнал. Если входной сигнал будет промодулирован, то начнется изменение анодного тока по закону модуляции, как показано на рис. 11.31.

Рис. 11.31. Изменение анодного тока в сверхрегенераторе под действием внешнего модулированного колебания

Чем больше амплитуда модулированного колебания в данный момент, тем дольше нарастание собственных колебаний. Осталось только сгладить острые пики и получить исходный сигнал.

Интересно отметить, что с помощью сверхрегенеративного каскада можно детектировать не только АМ-колебания, но и колебания ЧМ, немного расстроив входной контур относительно несущей. Тогда ЧМ-колебание на одном из скатов резонансной кривой контура будет преобразовываться в АМ — разные частоты передаются с разной амплитудой. При совпадении частоты настройки контура со средней частотой ЧМ-колебания (при отсутствии модулирующего сигнала) звука на выходе не будет — в окрестности центральной частоты характеристика контура слишком полога.

Сверхрегенераторы сегодня встречаются намного чаще регенеративных схем. Например, любят использовать эту схему авиамоделисты — приемники радиоуправляемых моделей строятся в основном с применением сверхрегенераторов. Также можно увидеть сверхрегенераторы в канале автомобильной сигнализации. Почему они прижились лучше регенераторов? Во-первых, сверхрегенератор не имеет органов управления степенью регенерации — его настраивают один раз: при первоначальной регулировке. Во-вторых, сверхрегенератор чрезвычайно прост. В-третьих, он может отлично принимать цифровые данные, очень напоминающие телеграфный код.

А есть ли недостатки? Их тоже вполне достаточно для того, чтобы в технике радиовещательного приема сверхрегенерация стала лишь теоретически интересной возможностью преобразования радиочастот в звук. Во-первых, сверхрегенератор обладает широкой полосой пропускания, определяющейся добротностью контура, не охваченного обратной связью, — в сверхрегенераторе не работает закон умножения добротности. Из-за этого сверхрегенератор невозможно использовать в диапазоне КВ, так как плотность радиовещательных станций в нем высока. Во-вторых, в отсутствие внешнего сигнала в сверхрегенераторе слышен характерный шипящий «примусный» звук, вызванный тепловым движением электронов. В-третьих, сверхрегенератор сам излучает в окружающее пространство электромагнитные волны и становится источником помех — ведь он генерирует колебания! В-четвертых, качество звука на выходе сверхрегенератора очень низкое, имеет «хрипяще-шипящий» характер, что не позволяет использовать его для высококачественного радиоприема. Но сверхрегенератор с успехом находит применение в технике портативной связи, где не нужно заботиться о качестве звука, важно лишь, чтобы слова были разборчивы. В-пятых, сверхрегенератор очень чувствителен к стабильности напряжения питания.

Если вы не слишком разочаровались в сверхрегенераторе после этих слов, мы предлагаем попробовать сверхрегенеративную схему на практике. Надо сказать, что многие радиолюбители оценивают качество звука сверхрегенеративного приемника как вполне удовлетворительное и достаточное для прослушивания не только речевых, но и музыкальных передач.

Схема первого — простейшего — сверхрегенеративного приемника, рассчитанного на прием станций УКВ-диапазона, приведена на рис. 11.32.

Рис. 11.32. Схема простого сверхрегенератора УКВ диапазона

Антенна WA1 в данном случае может представлять собой отрезок медного провода длиной 0,5…1 м. Чувствительности схемы вполне хватит для приема УКВ-станций на расстоянии до 50…70 км. Антенна с помощью катушки L1.1 индуктивно связана с селективным контуром L1.2—С1. Конденсатор С1 желательно выбрать с воздушным диэлектриком, например 1КПВМ-1, так как керамический вариант прослужит меньше. В крайнем случае допустимо использовать подстроечный керамический конденсатор типа КПК-1, КПК-М, КТ4-23, припаяв к винту настройки медную трубочку подходящего диаметра, как показано на рис. 11.33.

Рис. 11.33. Вариант доработки подстроенного керамического конденсатора

На конец трубочки необходимо насадить диэлектрическую ручку или обернуть ее несколькими слоями изоленты для исключения влияния емкости тела на схему. Конденсатор С2, устанавливающий режим возбуждения сверхрегенератора, можно использовать любого типа и без доработки.

Намоточные данные катушек: L1.1 содержит 9 витков, L1.2–6 витков провода типа ПЭВ-2, ПЭТВ диаметром 0,5 мм, L2 — 25 витков того же провода диаметром 0,2…0,25 мм. Внешний диаметр каркаса катушек составляет 6,5 мм. Телефонный капсюль В1 должен иметь сопротивление порядка 1…2 кОм.

Приемник смонтирован на плате из фольгированного стеклотекстолита (гетинакса). Печатная плата приемника показана на рис. 11.34, сборочный чертеж — на рис. 11.35.

Рис. 11.34. Печатная плата

Рис. 11.35. Сборочный чертеж и внешний вид монтажа

Настройка его сводится к установке границ диапазона (64…110 МГц) растяжением и сжатием витков катушки L1.2, а также к установке режима самовозбуждения с помощью конденсатора С2. При правильной настройке в телефоне В1 должен быть слышен равномерный шум в промежутках между станциями. Границы диапазона удобно устанавливать по промышленному радиоприемнику, одновременно прослушивая радиопередачу в том и в другом приемниках. Качество звука можно улучшить, подобрав в небольших пределах сопротивление резистора R1.

Схема второго сверхрегенеративного приемника, приведенная на рис. 11.36, разработана радиолюбителем Ч. Китчиным (позывной в любительском эфире N1TEV) и имеет высокие показатели чувствительности, качества звука.

Рис. 11.36. Сверхрегенератор для приема УКВ ЧМ радиопередач (схема Ч. Китчина)

Приемник используется для приема радиовещательных станций в УКВ диапазоне, но на него можно принимать и узкополосные станции радиолюбителей, работающих в диапазоне 144 МГц. Детектирование осуществляется на одном из скатов резонансной характеристики входного контура. Настроить этот приемник также несложно.

Входной каскад, построенный на основе полевого транзистора с управляющим р-n-переходом VT1, выполнен по схеме с общим затвором. Как мы знаем, такое включение обеспечивает усиление сигнала только по напряжению, имеет низкое входное сопротивление, согласующее каскад с антенной. Высокое выходное сопротивление минимально нагружает контур, в котором осуществляется сверхрегенерация, и способствует повышению его добротности. Катушка индуктивности L1 служит нагрузкой входного усилителя. В данной схеме ее индуктивность составляет 15 мкГн, но номинал может отличаться от указанного в 2–3 раза, так как резонансный эффект здесь не используется.

Сверхрегенеративный детектор собран на транзисторе VT2. Сигнал на него поступает через конденсатор малой емкости — С2. Если не удастся найти такой конденсатор, можно изготовить его самостоятельно, скрутив между собой два проводника диаметром 0,15…0,33 мм из провода ПЭВ-2, ПЭТВ. Длина проводников должна быть порядка 25 мм. Конденсаторы С4, С5 и катушка L2 образуют колебательный контур, настраиваемый конденсатором С4 в резонанс с принимаемым сигналом. Высокочастотная составляющая сигнала резонансного контура замыкается через конденсатор С7. Конденсатор С6 — элемент положительной обратной связи (ПОС). Элементы С8, С9, R2, R4, R5 — цепь автоматического гашения колебаний сверхрегенеративного каскада. Частота гашения устанавливается элементами С8, R4, R5 и может быть подрегулирована резистором R5 при настройке для получения наилучшего качества звука. Элементы R2, С9 обеспечивают форму гасящих импульсов, близкую к синусоидальной (рис. 11.37).

Рис. 11.37. Форма гасящих импульсов в сверхгенераторе Ч. Китчина

Как показывают результаты экспериментов, проведенных разработчиком этой схемы, такая форма импульсов повышает селективные свойства и вносит минимальные искажения в звуковой сигнал. Форму гасящих импульсов нужно устанавливать резистором R2 «на слух». Дроссель L3 не позволяет проникать высокочастотной составляющей генерации на выход детектора. Его величина индуктивности также некритична и в описываемой схеме составляет 15 мкГн.

Цепочка R6, С13 — простейший фильтр низких частот (ФНЧ), выделяющий звуковой сигнал. Резистор R8 — регулятор громкости. На микросхеме DA1 построен УНЧ. Эту схему вы уже встречали по ходу чтения книги. Каких-либо особенностей она не имеет. При желании настроить подходящий уровень громкости в верхнем (по схеме) положении движка резистора R8 нужно подобрать величину R10. Увеличение этого резистора увеличивает общий коэффициент усиления микросхемы.

Очень важный каскад выполнен на, элементах VT3, R3, R7, С10, С11, С12. Как вы помните, степень регенерации в значительной степени зависит от напряжения питания регенеративного каскада. В качественном сверхрегенеративном приемнике необходимо подстраивать степень регенерации, поскольку детектирование осуществляется на одном из скатов резонансной кривой. Чем «круче» будет скат, тем большую громкость звука удастся получить. Однако слишком большая крутизна ската внесет искажения — проявится ее нелинейный характер. Учитывая это, в приемник была введена регулировка регенерации, построенная на основе управляемого источника напряжения на транзисторе VT3. Резистор R7 желательно использовать многооборотный для плавности настройки. Транзистор VT3 включен эмиттерным повторителем.

Особое внимание читателя хочется обратить на катушку L2 (рис. 11.38).

Рис. 11.38. Конструкция катушки L2

Она выполняется без сердечника, способом намотки на оправке диаметром 6 мм. Количество витков провода ПЭВ-2 или ПЭТВ диаметром 0,5 мм — 3,5. После намотки катушку следует растянуть так, чтобы ее длина между крайними выводами составила порядка 25 мм. Середину катушки необходимо зачистить от, лака и припаять к этой точке конденсатор С6. Длину свободных крайних выводов рекомендуется оставить 18 мм. В качестве катушек L1 и L3 можно использовать дроссели серии ДМ или ДПМ, а также импортные аналоги (индуктивностью 10…20 мкГн),

Монтаж приемника лучше всего осуществлять на двухсторонней печатной плате, у которой одна сторона сохранена полностью, а другая — содержит «пятачки» для пайки элементов. Естественно, должны быть просверлены отверстия для «общего проводника», которым выступает полностью сохраненная сторона.

Печатная плата приемника показана на рис. 11.39, сборочный чертеж — на рис. 11.40.

Рис. 11.39. Печатная плата

Рис. 11.40. Сборочный чертеж и внешний вид монтажа

Настраивать приемник нужно, предварительно подобрав величину конденсатора С5 до установки границ диапазона УКВ при перестройке конденсатором С4. Звук в этот момент может быть каким угодно. Затем, отрегулировав максимально возможное качество звука резистором R7, резисторами R2 и R5, добиться улучшения качества звука. Приемник настроен. Его можно поместить в подходящий корпус, вывести на переднюю панель оси С4, R7, R8. Катушку L2 желательно максимально удалить от металлических предметов, так как любой металлический предмет влияет на резонансную частоту контура.

Сверхрегенеративный контур Армстронга (1922 г.

) Сверхрегенеративный контур Армстронга (1922 г.)

Радиопередача , сентябрь 1922 г., страницы 426-432:
Суперрегенеративный контур Армстронга
Обсуждение его преимуществ, ограничений и некоторых из его
Вариации с точки зрения сборки и операции
Пол Ф. ГОДЛИ
Автор этой всеобъемлющей статьи очень кратко рассказывает о том, что он узнал о новой цепи, которая, после того как она будет несколько усовершенствована, вероятно, произведет революцию в нашей системе восприятия. Мистер Годли использовал различные формы этой цепи в течение нескольких месяцев, и его наблюдения должны очень помочь экспериментаторам в поиске правильного пути. — РЕДАКТОР.

ЧТО такое сверхрегенерация? Это удивительно умная комбинация электрических явлений, которая будет безжалостно захватывать мысли и воображение радиолюбителей во всем мире. В этом нет никаких сомнений. В то время, когда это написано, прошло несколько дней после раскрытия Армстронгом нового метода радиоприема, но буквально десятки тысяч людей борются с суперрегенеративной схемой, пытаясь освоить ее и изучить ее ограничения.

Ах да, у него есть ограничения. Но каких больших шагов вперед не надо?
Горожанину — человеку, который со всех сторон окружен сталью и камнем, или человеку, которого преследует молниеносно застенчивый, сверхрегенерация окажется благом. Для радиолюбителей с экспериментальными наклонностями это будет подарок небес, поскольку комбинации схем, которые можно использовать, чрезвычайно многочисленны, и в них заключено бесконечное очарование. Но, кажется, есть некоторые сомнения в том, что эта схема имеет большое преимущество для тех, кто может установить антенну, или для тех, кто находится на расстоянии более 75 миль от радиовещательной станции. Только коммерческое приложение может полностью показать свою полезность.
ДЕЙСТВИЕ СЛОЖНО Действия внутри сверхрегенеративного контура разнообразны, и, учитывая готовность оборудования к работе, большой процент тех, кто попытается использовать его в экспериментальной форме, наверняка столкнется с трудностями при переводе контура в надлежащее функционирование, и многие оказываются совершенно обескураженными таинственным свистом, шипением и воплем.

Но каждый неприятный звук имеет значение, и очень интересное. Зная кое-что об их языке, они хорошо служат проводником к успешной работе.
Сверхрегенеративный приемник основан на регенеративном приемнике, показанном на рисунке 1, в то время как работа обоих зависит от свойства аудиона — трехэлементной вакуумной лампы, — которое позволяет ему очень точно воспроизводить в сильно усиленной форме. любой слабый импульс электрической энергии, который подается в него. Таким образом, если в сеточной цепи индуцируется электрический импульс (см. рис. 1), он появится в сильно усиленной форме в пластинчатой цепи. Колебательный импульс в цепи сетки очень быстро затухнет, пытаясь преодолеть сопротивление цепи сетки. Точно так же и усиленный колебательный импульс в пластинчатой цепи по тем же причинам.
УСИЛЕНИЕ ОГРАНИЧИВАЕТСЯ ТОЛЬКО ЕМКОСТЬЮ ЛАМП И БАТАРЕИ НО, если пластинчатая цепь «подключена» к цепи сетки таким образом, что ее увеличенная энергия усиливает затухающий импульс цепи сетки, влияние сопротивления цепей на импульс может быть частично или полностью компенсировано.

То есть начальный импульс может распространяться в течение короткого времени или в течение бесконечного периода времени. Батареи обеспечивают энергию, необходимую для этого действия. Если регенеративное действие цепи пластины на цепь сетки меньше, чем достаточно, чтобы компенсировать набеги, которые оказывает на нее сопротивление цепи, смерть импульса энергии лишь откладывается. Если регенеративного действия пластинчатой цепи на сетку более чем достаточно, чтобы компенсировать потерю сопротивления, импульс быстро становится все больше и больше из-за увеличительных характеристик вакуумной трубки. Это усиливающее действие ограничивается только пропускной способностью трубки и способностью аккумуляторов поставлять энергию. При достижении мощности того или другого рост импульса прекращается, но он продолжает свое непрекращающееся колебательное движение по цепям.
Предположим, что наша схема настроена таким образом, чтобы импульс энергии возрастал, когда он периодически проходит через трубку.

Импульс воздействует на трубку, очень быстро увеличиваясь в размерах, пока не заполнит полную емкость трубки, , и продолжается, таким образом, бесконечно, не оставляя возможности для последующих входящих импульсов энергии каким-либо образом повлиять на работу цепей. В этом состоянии каналы не имеют значения для приема. Они должны воздействовать на каждый из длинной цепочки импульсов точно таким же образом, чтобы быть полезными.
«КОНСЕРВАТИВНЫЙ» ПРИЕМНИК ТО, ЧТО мы ранее использовали и назвали регенеративным приемником, строго говоря, не является регенеративным по своему действию. Он является всего лишь консервативным, и теперь его лучше было бы назвать «консервативным приемником», поскольку для того, чтобы иметь ценность, простое рекуперативное действие может быть доведено только до той точки, где энергия, возвращаемая обратно в сетевую цепь пластинчатой цепью, несколько меньше. чем потери из-за потери сопротивления цепи. Необходимо дать первому импульсу затухнуть, чтобы дорожка могла быть очищена для следующего за ним, и так далее, и тому подобное.

Здесь нет настоящей регенерации; только сохранение — хотя сохраняемая энергия действительно довольно велика и приводит к сигналам в 100-200 раз больше, чем это было возможно ранее.
Чтобы достичь емкости трубки и питающей батареи, средняя энергия слабого сигнала должна завершить цепь через трубку примерно пятьдесят раз. Если бы в конце этого времени можно было погасить колебание, то усиление было бы осуществлено и путь для последующих импульсов был бы свободен. На широковещательных волнах (400 метров) примерно за одну шестнадцатитысячную долю секунды происходит пятьдесят колебаний. Тогда было бы необходимо останавливать усиливающее действие приблизительно шестнадцать тысяч раз в секунду. Действие можно остановить, включив в цепь высокое сопротивление.
Армстронг делает это, набрасывая положительные заряды на сетку трубки — примерно по одному заряду каждые шестнадцать тысячных секунды. Инструмент для выполнения этого замечательного трюка включает в себя вторую регенеративную ламповую схему, которая постоянно колеблется с частотой, скажем, 16 000 циклов (что эквивалентно длине волны примерно 20 000 метров) и которая должным образом связана с сеткой или соединена с ней.

приемная трубка, которая, таким образом, получает попеременно по 16 000 положительных и отрицательных зарядов в секунду (рис. 2). Пока отрицательный заряд находится на сетке трубки приемника, он будет функционировать. Пока положительный заряд существует, он не может функционировать. В то время как лампа генератора находится в отрицательной половине своего цикла, лампа приемника (регенеративная) усиливает. Пока лампа генератора находится в положительной половине своего цикла, регенеративная лампа практически ничего не делает.
Больше всего будет интересен анализ и детали, касающиеся наиболее вероятного из нескольких методов, разработанных Армстронгом для достижения сверхрегенерации.
НАИБОЛЕЕ ПОДХОДЯЩАЯ ЦЕПЬ РИСУНОК 3 показывает схематическое расположение двух трубок. Действие в этой схеме заключается в следующем: пусть лампа генератора проходит отрицательную половину своего цикла (длительность примерно одна тридцатитысячная доля секунды).

антенну, а на длине волны примерно 400 метров сигнальный импульс совершил бы примерно 25 проходов туда и обратно через трубку регенератора. Предполагая, что каждое прохождение через трубку приводило к увеличению в 2 раза, становится очевидным, что общее усиление огромно и равно двадцать пятой степени числа 2. Во время положительной половины цикла генератора сетка генератора трубка заряжена положительно. Это верно, токи будут течь за счет проводимости от нити накала лампы генератора к сетке. Таким образом, энергия фактически снимается с выводов индуктивности регенератора L 1 трубкой O, путь этого тока проводимости лежит от L 1 к нити накала, к сетке, через C ₃ и обратно к L 1. Эффект от этого действия такой же, как если бы в цепи регенератора было помещено значительное сопротивление, при этом рассеивается достаточно энергии, чтобы остановить действие регенератора. Таким образом, схема очень эффективна. На рис. 4 показано расположение схемы на рис. 3 таким образом, что требуется только один набор батарей.

Путем перекомпоновки схемы генератора и добавления дросселя с воздушным сердечником для надлежащего удержания регенерируемых сигнальных токов осуществляется подготовка к дальнейшему совершенствованию. Однако все еще используется тот же метод управления работой регенератора.
Список материалов, необходимых для запуска этой цепи, выглядит следующим образом:

1	Варио-муфта специальной конструкции (см. рис. 5 и текст). Эта муфта состоит из L1 и L2.
1	Рамочная антенна с 12 витками по 3½ фута на каждой стороне.
1	6-вольтовая аккумуляторная батарея.
4	до 6 22½-вольтовых блоков батареи «B».
2	1500-витковые сотовые катушки. (L3 и L4.)
1	дроссель с воздушным сердечником (L5). Может быть изготовлен путем намотки 300 витков изолированного магнитного провода #28 на форму диаметром 4 дюйма.
3	Переменные воздушные конденсаторы с максимальной производительностью не менее 0,001 MF. (C1, C3 и C4.)
1	Фиксированный конденсатор, емкость 0,005 MF (C2).
2	Реостаты тока накала.
2	Гнезда для вакуумных трубок.
1	Сопряжение телефонов.
2	Am	Пульсирующие вакуумные трубки. Эти трубки должны быть твердого сорта. Мягкие или газосодержащие трубки не будут работать удовлетворительно. Лампа регенератора может быть лампой Moorehead, Radiotron UV-202 или любой из ламп Western Electric, например, типов E, J, V или L. Лампа генератора предпочтительно должна быть одной из последних, хотя либо Radiotron UV-202, либо Можно использовать UV-203, предпочтение отдается последнему.

Индуктивная муфта, показанная на рис. 5, может быть изготовлена по этому эскизу. Следует обратить внимание на то, чтобы обмотки «катушки индуктивности регенератора» проходили в том же направлении, что и обмотки неподвижной катушки щекотка, если устройство должно быть включено в цепь, как показано на схеме. Если этого не сделать, клеммы щекотка могут быть перевернуты.
Ссылаясь на рис. 4, видно, что конденсатор C ₄ подключен через индуктивность L ₅ к сетке трубки регенератора с одной стороны, а через батарею «В» к цепи накала этой же трубки с другой.

Индуктивность L ₅ вставлена в эту цепь для дросселирования высокочастотных токов рекуперативной цепи. Без этого эти токи проходили бы через конденсатор C ₄ и очень эффективно препятствовали бы работе.
Действие, происходящее в этой цепи, уже было объяснено. Однако из работы схемы, показанной на рис. 4, видно, что вторая лампа не только действует как генератор, но и производит некоторое усиление, и это вполне возможно. Полное преимущество этой возможности должно быть использовано в более позднем цикле.
КАК УПРАВЛЯТЬ ЭТОЙ ЦЕПЬЮ ЧТОБЫ ВКЛЮЧИТЬ эту схему в действие, вставьте пару телефонных трубок между батареей «В» и индуктивностью L ₄ . После зажигания лампы генератора установите конденсатор C ₃ в точку, близкую к его полному значению. Затем регулируйте ток накала, пластинчатую батарею и конденсатор C ₄ до тех пор, пока в телефоне не раздастся высокий тональный звук. Если этого не произойдет, просмотрите соединения.

Если он приближается, трубка колеблется со слышимой частотой. Это так и должно быть. Снимите телефоны с пластинчатой цепи лампы генератора и замкните цепь. Колебания продолжатся. Самый простой способ сделать это — использовать телефонную розетку и вилку, которая образует полную цепь, даже если вилка вынута.
Для окончательной настройки теперь необходимо зажечь трубку регенератора. Ток накала и пластинчатая батарея этой трубки также регулируются таким образом, чтобы при перемещении щекотливого элемента от минимального значения к максимальному значению можно было запустить колебания. Наличие колебаний можно определить, поместив палец на сетку трубки регенератора. Если слышен отчетливо выраженный щелчок, как при прикосновении пальца к клемме сетки, так и при отрыве от нее, значит, происходят колебания.
Если имеется волномер, он пригодится в это время тем, кто не знаком с цепью. Установите его на длину волны, на которой должен осуществляться прием, и включите зуммер.

Конденсатор C ₁ затем можно отрегулировать для приблизительного надлежащего значения, а для усиления включить щекотку. Если нет волномера, то данная станция может быть не так легко поймана. Достаточно сказать, что когда конденсатор установлен примерно на половину его значения, цепи будут настроены примерно на 350 метров, при условии соблюдения указаний относительно конструкции. Обращает на себя внимание тот факт, что для регенеративного действия надлежащего вида с этой схемой требуется гораздо более тесная связь между пластинчатой и сетчатой цепями лампы, чем при использовании простой регенеративной схемы. При перемещении щекотка от минимума к максимуму будет достигнута точка, где в телефонах будет слышно сильное шипение. В этот момент начинается регенеративное действие. Продолжить продвижение щекотка. Шипящие звуки прекратятся или почти прекратятся, и именно в это время щекотливое соединение будет настроено примерно на правильное значение. Если иметь это в виду, то петлевой контур можно варьировать в довольно широких пределах по длине волны и в то же время поддерживать контуры в достаточно чувствительном состоянии.

КОГДА ПОЛУЧАЕТСЯ СИГНАЛ КОГДА слышен сигнал, наилучшие доступные настройки силы должны быть сделаны в C ₁ и с помощью щекотка. После этого все настройки должны пройти. Варьируйте яркость нити накала двух ламп для максимальной силы сигнала. Аналогичным образом найдите наилучшее значение батареи пластин для каждой трубки и поверните петлю в то положение, где сигнал самый громкий. Следует помнить, что петля лучше всего принимает только те сигналы, которые распространяются в направлении, параллельном ее плоскости. Однако не ждите от петли слишком большой направленности. Сами провода и катушки в цепях, установленные на столе, будут поглощать некоторую энергию. Энергия, полученная цепями на столе, обычно не добавляется к энергии, полученной в петле. Использование схемы скоро укажет на этот факт. Когда это принимается во внимание, петлю всегда можно повернуть по дуге на 180 градусов, чтобы определить, в каком положении должен быть максимальный сигнал.
Ссылаясь далее на рисунок 4, этот вариопару можно собрать, установив вариометр стандартной конструкции рядом и довольно близко к катушке, аналогичной катушке индуктивности регенератора на рисунке.

Для стандартного вариометра, вероятно, потребуется использовать 5-дюймовую трубку. В этом случае будет достаточно около двадцати восьми витков провода.
БОЛЕЕ СЛОЖНАЯ ЦЕПЬ РИСУНОК 6 показывает еще один шаг к повышению эффективности схемы. Он заключается в выводе сигнала из цепи генератора вместо регенеративной цепи. В дополнение к своим предыдущим функциям лампа генератора теперь действует как выпрямитель и усилитель. Потенциалы, генерируемые на клеммах индуктивности L 1, модулируют равнодействующую колебаний лампы генератора. Это выпрямляется, регенеративно усиливается ламповыми цепями генератора и снова выпрямляется со значительным дополнительным усилением в результате.
Трудности с этой схемой несколько больше, главная из них заключается в том, что, если не будет сделана тщательная настройка, возникают биения между гармониками цепей генератора и теми энергиями, которые существуют в регенеративных цепях. Кроме того, поскольку телефоны находятся в цепи генератора, звуковой сигнал генератора слышен все время.

Первый, пожалуй, самый неприятный из двух с точки зрения экспериментатора, потому что, если высота тона частоты генератора достаточно высока, ухо скоро притупится к нему. Но с точки зрения хорошего качества тона там, где должен приниматься голос или музыка, последнее гораздо более нежелательно, особенно там, где третья трубка добавлена для добавления громкоговорящего телефона.
Если в цепи генератора используется неслышимая частота, усиление будет меньше, ибо чем ниже частота этого колебания, тем больше усиление. Поэтому необходимо найти компромисс между усилением и качеством, когда желательно принимать программы вещания. Этот компромисс несколько компенсируется использованием системы фильтров, которая помещается между схемой генератора и телефонами или усилительной трубкой и сконструирована и настроена таким образом, чтобы блокировать все тона выше 3000 циклов, что является верхним пределом частот тона голоса. и музыкальных инструментов.
Сооружение такого фильтра нелегко для среднего экспериментатора, хотя необходимые для этого детали можно купить без особого труда.

Сопротивления R ₁ и R ₂ должны быть неиндуктивными и иметь значение от 10 000 до 15 000 Ом. Индуктивность выполнена с железным сердечником и имеет значение примерно 1 генри. Переменный конденсатор имеет максимальное значение 0,005 MF. Цепь, состоящая из переменного конденсатора и индуктивности фильтра, настраивается на минимум тона генератора в телефоне или громкоговорителе.
КОМПРОМИСС ДЛЯ ЛУЧШЕГО КАЧЕСТВА ЗВУКА РИСУНОК 7 показывает компоновку трех ламп, которая является компромиссом, при этом лампа усилителя звуковой частоты подключена к регенеративному контуру. Эта схема окажется более простой в эксплуатации и без больших трудностей, встречающихся в схеме на рис. 6, даст хороший объем и качество.
ЧЕТЫРЕ ФУНКЦИИ С ОДНОЙ ТРУБКОЙ ВНИМАНИЕ обращается на смещающие батареи в цепях сетки ламп на последних упомянутых рисунках. Эта батарея должна изменяться с шагом 1½ вольта и иметь диапазон до 6 вольт.

Использование этих батарей дает значительную дополнительную стабильность цепям и, таким образом, позволяет увеличить усиление. На рис. 8 показано чрезвычайно интересное применение схемы. Здесь одна лампа выполняет все функции: регенерацию, усиление, колебание, выпрямление. Здесь один тюбик используется с очень большой эффективностью. Схемы не особенно просты в настройке, но рекомендуются для пробы тем, кто счел возможным освоить предыдущие схемы.
Внимательное изучение действий, происходящих в сверхрегенеративном контуре, и немного терпения будут вознаграждены. Комбинации схемы, которые будут предложены тем, кто понимает принципы действия, безграничны. Здесь было указано лишь несколько, и следует ожидать, что в ближайшие месяцы будет много слышно о том, что было сделано бесчисленными любителями с помощью этого нового метода.

США Ранняя история радио > Расширенное развитие аудионов и электронных ламп > Суперрегенеративный приемник

Страница ошибки | eBay

См. Все — См. Все сделки с трендом

См. Все

Lenovo IdeaPad 3 14 «FHD Laptop Intel Core I7-1165G7 8GB RAM 512GB SSD
$ 439.99
40185
$ 439,99
40185
долл. 799,99 $ Скидка 45%
Lenovo IdeaPad 3 14-дюймовый ноутбук FHD Intel Core i5-1135G7 8 ГБ ОЗУ 512 ГБ SSD
369,99 $
~~699,99 $~~ | Скидка 47% — Предыдущая цена: $699,99 Скидка 47%
Компрессионные носки Чулки Женские Мужские Гольфы Медицинские 20–30 мм рт. 14,0 «IPS Low Blue Light, VPRO®
$ 1 099,99
~~$ 3 519,00~~ | 69% скидка — Предыдущая цена: $ 3519.00 69%. Размеры
19,99 $
Эфирные масла — 30 мл (1 унция) — 100% чистое масло терапевтического класса — более 60 вариантов!
5,95 $
Наушники-вкладыши AKG N5005 Reference с настраиваемым звуком, черные
199,99 $
~~999,95 $~~ | Скидка 80% — Предыдущая цена: $999,95 Скидка 80%
$4. 00
$2.50/Mo Red Pocket Prepaid Plan: 200 Talk 1000 Text 200MB
$30.00
600W LED Solar Flood Light Security Motion Sensor Outdoor Yard Street Wall Lamp
$7.99
h21 LED Headlight Bulb Error Free Canbus Decoder Warning Canceller Anti Flicker
19,99 $
Club de Nuit Intense by Armaf одеколон для мужчин EDT 3,6 унции Новое в коробке
26,94 $
~~89,99 $~~ | Скидка 70% — Предыдущая цена: $89,99 Скидка 70%
Коробки 10 x 8 x 6 дюймов – черный логотип
$39.90
~~$54.99~~ | 27% off — Previous price: $54.99 27% off
adidas Ultraboost 22 GORE-TEX Running Shoes Men’s
$115. 00
6.5” x 925-дюймовый мягкий контейнер с пузырьками — цветной логотип
34,93 $
Аккумуляторный пылесос Dyson V8 Motorhead | Синий | Восстановленный
199,99 $
~~379,99 $~~ | 47% off — Previous price: $379.99 47% off
Lenovo ThinkPad T14s Gen 2 Intel Laptop, 14.0″ FHD IPS Touch LED Backlight
$754.99
~~$2,789.00~~ | 73% off — Previous price: $2789,00 Скидка 73%
Коробки 8″ x 6″ x 4″ — черный логотип
28,12 $
10″ x 12,5″ Polymailer (без набивки) — цветной логотип
29,36 $
9016 Рулон 700 футов x 12 дюймов в ширину Perf 12 дюймов 700 футов
36,85 $
Консоль PlayStation 5 God of War Ragnarok Bundle
559,99 $
~~599,99 $~~
| Скидка 7% — Предыдущая цена: $599,99 Скидка 7%0185
29,53 $
~~95,98 $~~ | Скидка 69% — Предыдущая цена: $95,98 Скидка 69% Скидка 15% — Предыдущая цена: 329,99 $ Скидка 15% Скидка 67% на — Предыдущая цена: 119 долларов США.