Il ricevitore super rigenerativo è stato utilizzato per molti decenni, specialmente su VHF e UHF, dove poteva offrire semplicità di circuito e un livello di prestazioni relativamente alto. Questo rivelatore era popolare nella sua versione a tubo sottovuoto per la prima volta ai tempi della ricezione VHF tra la fine degli anni '50 e l'inizio degli anni '60. Successivamente, è stato utilizzato nei circuiti semplici della versione a transistor. Questo design è stato la causa del sibilo prodotto dalle radio CB a 27 MHz. Al giorno d'oggi, la radio super rigenerativa non è più così popolare, anche se ci sono diverse applicazioni che interessano ancora i contemporanei.
Storia della radio
La storia del ricevitore super rigenerativo può essere fatta risalire ai primi giorni della sua invenzione. Nel 1901, Reginald Fessenden utilizzò un'onda sinusoidale non modulata nel suo ricevitore per un rivelatore di cristalli raddrizzatori.un segnale radio a una frequenza sfalsata dalla portante dell'onda radio e dall'antenna.
Più tardi, durante la prima guerra mondiale, i radioamatori iniziarono a sfruttare la tecnologia radio, che forniva una qualità e una sensibilità di trasmissione sufficienti. L'ingegnere Lucien Levy in Francia, W alter Schottky in Germania e infine l'uomo a cui è stata attribuita la tecnica della supereterodina, Edwin Armstrong, risolsero il problema della selettività e costruirono la prima radio super rigenerativa funzionante.
È stato inventato in un'era in cui la tecnologia radio era molto semplice e il ricevitore super rigenerativo mancava delle caratteristiche che oggi sono date per scontate. Il ricevitore radio supereterodina (supereterodina) nel suo nome completo - ricevitore wireless eterodina supersonico, è stato un importante passo avanti nello sviluppo della scienza e della tecnologia, sebbene inizialmente non fosse ampiamente utilizzato, perché conteneva molte valvole, tubi e altre parti ingombranti. E inoltre, a quel tempo la radio era molto costosa.
Nozioni di base sui super ricevitori
Il ricevitore super rigenerativo si basa su una semplice radio rigenerativa. Utilizza una seconda frequenza di oscillazione nel ciclo di rigenerazione, che interrompe o smorza le oscillazioni di frequenza principali. Lo smorzamento delle vibrazioni funziona in genere a frequenze al di sopra della gamma audio, ad esempio da 25 kHz a 100 kHz. Durante il funzionamento, il circuito ha un feedback positivo, quindi anche una piccola quantità di rumore farà oscillare il sistema.
Uscita dell'amplificatore RFnel ricevitore ha un feedback positivo, ad es. parte del segnale di uscita viene ricondotta all'ingresso in fase. Qualsiasi segnale presente verrà amplificato ripetutamente e ciò può comportare un aumento della potenza del segnale di un fattore pari o superiore a mille. Sebbene il guadagno sia fisso, livelli prossimi all'infinito possono essere raggiunti utilizzando tecniche di feedback come il circuito swing-point di un ricevitore a tubo di batteria super rigenerativo.
La rigenerazione introduce una resistenza negativa nel circuito e questo significa che la resistenza positiva complessiva viene ridotta. Inoltre, all'aumentare del guadagno, aumenta la selettività del circuito. Quando il circuito viene fatto funzionare con feedback in modo che l'oscillatore operi sufficientemente nella regione di oscillazione, si verifica un'oscillazione secondaria a bassa frequenza. Distrugge la frequenza della vibrazione ad alta frequenza.
Il concetto è stato originariamente scoperto da Edwin Armstrong, che ha coniato il termine "super guarigione". E questo tipo di radio è chiamato ricevitore a tubo super rigenerativo. Tale schema è stato utilizzato in tutte le forme di radio, dalle stazioni radio nazionali ai televisori, sintonizzatori ad alta precisione, radio per comunicazioni professionali, stazioni base satellitari e molti altri. Praticamente tutte le trasmissioni radiofoniche, così come i televisori, i ricevitori a onde corte e le radio commerciali, utilizzavano il principio della supereterodina come base per il funzionamento.
Vantaggi del trasmettitore
La radio supereterodina ha una serie di vantaggi rispetto ad altre forme di radio. Come risultato del lorovantaggi, il ricevitore a transistor super rigenerativo è rimasto uno dei metodi avanzati utilizzati nella tecnologia radio. E mentre altri metodi stanno emergendo oggi, il super-ricevitore è ancora molto utilizzato date le caratteristiche che ha da offrire:
- Selettività di chiusura. Uno dei principali vantaggi di un ricevitore è la vicinanza alla selettività che ha da offrire.
- Utilizzando filtri a frequenza fissa, può fornire un buon taglio del canale adiacente.
- In grado di ricevere più modalità.
- A causa della topologia, questa tecnologia del ricevitore può includere molti diversi tipi di demodulatori che possono essere facilmente abbinati per soddisfare i requisiti.
- Ricevi segnali ad altissima frequenza.
Il fatto che il ricevitore FET super rigenerativo utilizzi la tecnologia di missaggio significa che la maggior parte dell'elaborazione del ricevitore viene eseguita a frequenze più basse, consentendo a se stesso di ricevere segnali ad alta frequenza. Questi e molti altri vantaggi significano che il ricevitore è stato richiesto non solo dall'inizio del funzionamento radio, ma rimarrà tale per molti anni a venire.
Ricevitore FET super rigenerativo
Capiamolo. Il principio di funzionamento del ricevitore super rigenerativo è il seguente.
Il segnale che viene captato dall'antenna passa attraverso il ricevitore e nel mixer. Un altro segnale generato localmente, spesso indicato come oscillatore locale, viene inviato a una porta diversamixer e i due segnali vengono miscelati. Di conseguenza, viene generato un nuovo segnale alle frequenze somma e differenza.
L'uscita viene trasferita alla cosiddetta frequenza intermedia, dove il segnale viene amplificato e filtrato. Tutti i segnali convertiti che rientrano nella banda passante del filtro possono passare attraverso il filtro e saranno anche amplificati dagli stadi dell'amplificatore. I segnali che non rientrano nella larghezza di banda del filtro verranno rifiutati.
L'accordatura del ricevitore avviene semplicemente cambiando la frequenza dell'oscillatore locale. Questo cambia la frequenza del segnale in ingresso, i segnali vengono convertiti e possono passare attraverso il filtro.
Sintonizzazione del ricevitore super rigenerativo
Sebbene sia più complesso di altri tipi di radio, ha il vantaggio di prestazioni e selettività. Pertanto, la sintonizzazione è in grado di rimuovere i segnali indesiderati in modo più efficace rispetto ad altre impostazioni TRF (Tuned Radio Frequency) o stazioni radio utilizzate nei primi giorni della radio.
Il concetto di base e la teoria alla base della radio supereterodina riguardano il processo di missaggio. Ciò consente la trasmissione di segnali da una frequenza all' altra. La frequenza di ingresso è spesso chiamata ingresso RF, mentre il segnale dell'oscillatore generato localmente è chiamato oscillatore locale e la frequenza di uscita è chiamata frequenza intermedia perché si trova tra le frequenze RF e audio.
Lo schema a blocchi di un ricevitore super rigenerativo a transistor singolo è il seguente. Amixer, si moltiplica l'ampiezza istantanea dei due segnali di ingresso (f1 e f2), ottenendo segnali di uscita di frequenza (f1 + f2) e (f1 - f2). Ciò consente di trasmettere la frequenza in ingresso fino a una frequenza fissa, dove può essere efficacemente filtrata. La modifica della frequenza dell'oscillatore locale consente di sintonizzare il ricevitore su frequenze diverse. I segnali su due frequenze differenti possono essere inviati agli stadi intermedi.
L'ottimizzazione RF ne rimuove uno e ne prende un altro. Quando sono presenti segnali, possono causare interferenze indesiderate mascherando i segnali desiderati se compaiono contemporaneamente nella sezione di frequenza intermedia. Spesso nelle radio economiche, le armoniche dell'oscillatore locale possono essere tracciate a frequenze diverse, determinando un cambiamento negli oscillatori locali durante la sintonizzazione del ricevitore.
Lo schema a blocchi complessivo di un ricevitore super rigenerativo a transistor singolo mostra i blocchi principali che possono essere utilizzati nel ricevitore. Radio più complesse aggiungeranno ulteriori demodulatori allo schema a blocchi di base.
Inoltre, alcune radio ultraeterodina possono avere due o più conversioni per fornire prestazioni migliori, due o anche tre conversioni possono essere utilizzate per migliorare il funzionamento degli elementi del circuito.
Dove:
- Il limite di ottimizzazione è variabile 15pF;
- L'induttore a "L" non è altro che un filo metallico 20 da 2 pollici piegato a forma di "U".
Le stazioni radio FM (88-108 MHz) hanno bisogno di piùinduttanza e la metà inferiore della banda (circa 109-130 MHz) richiederà meno poiché è al di sopra della banda FM.
Controllo guadagno automatico 27MHz
Si ritiene che il ricevitore super rigenerativo a 27 MHz sia nato da un'esigenza in tempo di guerra di un dispositivo molto semplice una tantum con un elevato guadagno di feedback positivo. La soluzione a questo era di consentire alle oscillazioni della frequenza sintonizzata di crescere alternativamente e di essere soppresse sotto il controllo di un secondo oscillatore (di spegnimento) operante a una frequenza radio inferiore. Il feedback positivo è stato introdotto da un potenziometro variabile, utilizzato come segue.
Il segnale aumenterà di volume finché l'amplificatore RF non inizierà a oscillare. L'idea era di annullare il controllo fino a quando l'oscillazione non si fosse fermata. Tuttavia, di solito c'era un'isteresi significativa tra posizione ed effetto. L'aumento della produttività potrebbe essere raggiunto solo se il progresso fosse interrotto poco prima dell'inizio dell'esitazione, che richiedeva abilità e pazienza.
In questo dispositivo, l'amplificatore accordato inizia ad oscillare durante il mezzo ciclo della forma d'onda dell'oscillatore. Durante la parte "on" del ciclo di blanking, l'oscillazione dell'amplificatore sintonizzato aumenta esponenzialmente dal rumore del circuito. Il tempo impiegato da queste oscillazioni per raggiungere la piena ampiezza è proporzionale al valore Q del circuito sintonizzato. Pertanto, a seconda della frequenza del generatore di smorzamento, le fluttuazioni della frequenza del segnale possono raggiungere la piena ampiezza (modalità logaritmica) o essere ridotte(modalità linea).
Per il controllo radio dei modelli sono stati utilizzati tre tipi principali di ricevitore super rigenerativo a 27 MHz: ricevitore a valvole rigide, ricevitore a valvole morbide e ricevitore a transistor.
Nella figura è mostrato un tipico circuito ricevitore a valvola rigida.
Circuito radio per banda 25-150 MHz
In questo circuito, il ricevitore super rigenerativo sulla banda 25-150 MHz è simile allo schema elettrico dell'MFJ-8100.
Il primo stadio si basa sul transistor FET collegato alla configurazione del gate comune. Lo stadio dell'amplificatore RF impedisce la radiazione RF dall'antenna in entrambi i circuiti. Il rivelatore super rigenerativo si basa su un transistor collegato a una configurazione di gate comune. Il trim regola il guadagno di feedback al punto in cui il potenziometro fornisce un controllo regolare della rigenerazione.
La gamma di frequenza di questo ricevitore va da 100 MHz a 150 MHz. La sua sensibilità è inferiore a 1 µV. Le bobine sono avvolte su un telaio amovibile con un diametro di 12 mm. Naturalmente, rigeneratori e super rigeneratori non sono il futuro dei radioamatori, ma hanno ancora un posto al sole.
Dispositivo di trasmissione 315MHz
Ecco un moderno trasmettitore 315 RF super recovery + modulo ricevitore.
Fornisce una soluzione wireless molto conveniente con le massime velocità di trasferimento datifino a 4 Kbps. E può essere utilizzato come telecomando, porte elettriche, porte persiane, finestre, presa per telecomando, telecomando a LED, telecomando stereo e sistemi di allarme.
Caratteristiche:
- raggio di trasmissione> 500m;
- sensibilità -103dB, in aree aperte perché funziona con il metodo di modulazione dell'ampiezza, la sensibilità al rumore è maggiore;
- frequenza di lavoro: 315,92 MHz;
- temperatura di lavoro: da -10 gradi a +70 gradi;
- potenza di trasmissione: 25mW;
- Dimensioni del ricevitore: 30147 mm Dimensioni del trasmettitore: 1919 mm.
ISM valvolare a 433 MHz
Il ricevitore a tubo super rigenerativo consuma meno di 1 mW e funziona su una rete industriale, scientifica e medica senza contatto a 433 MHz. Nella sua forma più semplice, un ricevitore super rigenerativo contiene un oscillatore RF che accende e spegne periodicamente un "segnale vuoto" o un segnale a bassa frequenza. Quando il segnale di smorzamento viene commutato sull'oscillatore, le oscillazioni iniziano ad accumularsi con una guaina a crescita esponenziale. L'uso di un segnale esterno alla frequenza nominale del generatore accelera la crescita dell'inviluppo di queste oscillazioni. Pertanto, il duty cycle dell'ampiezza dell'oscillatore smorzato varia in proporzione all'ampiezza del segnale radio applicato.
In un rivelatore super rigenerativo, l'arrivo di un segnale avvia le oscillazioni RF prima di quando non c'è segnale. Il Super Rivelatore Rigenerativo può ricevere segnali AM ed è adatto perRilevamento del segnale dati OOK (attivato/disattivato). Il rivelatore superrigenerativo è un sistema dati compromesso, ovvero ogni periodo conta e amplifica il segnale RF. Per ripristinare accuratamente la modulazione originale, il generatore di reiezione deve funzionare a una frequenza leggermente superiore alla frequenza più alta nel segnale modulante originale. L'aggiunta di un rilevatore di inviluppo seguito da un filtro passa basso migliora la demodulazione AM.
Il cuore del ricevitore contiene un oscillatore LC convenzionale configurato da Colpitts, che opera a una frequenza determinata dalla risonanza seriale di L1, L2, C1, C2 e C3. Quando il dispositivo è spento, la corrente di polarizzazione Q1 spegne il generatore. I transistor in cascata Q2 e Q3 formano un amplificatore di antenna che migliora la figura di rumore del ricevitore e fornisce un certo isolamento RF tra l'oscillatore e l'antenna. Per risparmiare energia, l'amplificatore funziona solo quando l'oscillazione aumenta.
Schema di VHF ultra-rigenerativo
Il ricevitore è costituito da un transistor 2N2369 circondato da quindici componenti che insieme formano la parte ad alta frequenza. Questo gruppo è il cuore del ricevitore. Fornisce sia il guadagno HF che la demodulazione. Un circuito configurato installato nel collettore del transistor consente di selezionare la frequenza.
Il set di reazione è stato utilizzato molto presto nelle onde corte dai radar a tubo. È stato poi ritrovato nel famoso talk time dei "tre transistor" degli anni '60. Molti ricevitori di telecomando a 433 MHz sono ancora utilizzatiil suo. Entrambi gli stadi del BC337 sono amplificatori a bassa frequenza, quest'ultimo fornisce alimentazione per le cuffie o un piccolo altoparlante. La resistenza regolabile da 22 kΩ regola la polarizzazione del transistor 2N2369 per ottenere il miglior punto di risposta, combinando sensibilità e bassa distorsione, evitando oscillazioni che ne bloccano il funzionamento.
La frequenza audio viene recuperata tramite un resistore da 4,7kΩ, quindi passata attraverso un filtro passa basso per eliminare la risposta di commutazione ad alta frequenza. Il primo transistor BC337 fornisce la preamplificazione BF. Un condensatore da 4,7 nF posto tra il suo collettore e la sua base funge da filtro passa basso, eliminando il residuo ad alta frequenza e limitando gli alti. La resistenza da 10 kΩ controlla il guadagno dell'ultimo stadio e quindi il volume.
Assemblaggio radiofonico fai-da-te
Per un ricevitore super rigenerativo 315MHz fai da te, tutti i componenti devono essere installati sul PCB e le tracce realizzate con un taglierino. Un'ampia pianta è indispensabile per la stabilità (elettrica) dell'assieme. Per facilitare la copia su rame, viene stampata una fotografia del circuito, posta su una lastra e, con un punto, si segnano le estremità delle tracce sul foglio. Dopo aver verificato l'isolamento delle piste sull'ohmmetro, il cablaggio viene eseguito secondo lo schema.
I componenti del circuito sono facili da acquistare nei negozi di radio o online. Hai bisogno di un altoparlante da 50 o 100 ohm. Puoi ancheusa un altoparlante da 8 ohm posizionando un trasformatore riduttore che si trova nella maggior parte delle vecchie stazioni a transistor, oppure collega un altoparlante da 8 ohm ma il livello del suono sarà più basso. L'assieme deve rimanere compatto con una buona planimetria. Non va dimenticato che i fili e le connessioni hanno un effetto automatico alle alte frequenze. La bobina della corda ha 5 giri di filo da 0,8 mm (cablaggio della linea telefonica). Il condensatore è collegato in serie con l'antenna al secondo giro dall' alto.
L'antenna è costituita da un pezzo di filo rigido (1,5 mm2) lungo una ventina di centimetri. Non c'è bisogno di fare di più, il "quarto d'onda" interromperà la reazione. È necessario un condensatore di disaccoppiamento da 1 nF. La bobina d'arresto (blocco alta frequenza) è del tipo VK200. Se il radioamatore non riesce a trovarlo, puoi fare tre o quattro giri di filo in un tubicino di ferrite. E puoi scegliere uno schema di montaggio specifico a tuo piacimento e in conformità con lo schema elettrico.
Corretta inclusione del circuito
Ordine di installazione del ricevitore super rigenerativo VHF:
- Accendi il circuito. La corrente di alimentazione è di circa trenta milliampere.
- Ruotare la resistenza regolabile destra (volume) completamente in senso antiorario.
- Successivamente devi sentire il rumore nelle cuffie o negli altoparlanti. In caso contrario, ruotare la resistenza regolabile finché non si sente il suono.
- Migliora l'accordatura delle emissioni medie per ottenere una buona sensibilità con una distorsione minima.
- Aper rimuovere il rumore elevato, è necessario ridurre l'antenna.
Circuito ricevitore ultra-rigenerativo a 144 MHz.
Precauzioni: poiché l'unità emette interferenze, non utilizzarla vicino a un altro ricevitore.
