Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Radioempfang

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Superregenerative Empfänger zeichnen sich durch hohe Empfindlichkeit und hohe Verstärkung bei außergewöhnlich einfacher Schaltung und Konstruktion aus. Funkamateure entwickeln normalerweise selbstverlöschende Superregeneratoren, die manchmal launisch in der Abstimmung sind. Superregeneratoren mit externer Schwingungsdämpfungsquelle zeichnen sich durch beste Parameter und Stabilität im Betrieb aus. Es ist dieses Design, das im veröffentlichten Artikel vorgeschlagen wird.

Es ist bekannt, dass die Empfindlichkeit superregenerativer Empfänger durch das Eigenrauschen der Rückspeisestufe begrenzt ist [1], das maßgeblich durch die Rauscheigenschaften des verwendeten Transistors bestimmt wird. Trotz der Tatsache, dass Feldeffekttransistoren weniger Rauschen haben als bipolare, gibt es in der Literatur praktisch keine Schaltungen von Superregeneratoren auf Basis von Feldeffekttransistoren. Den Funkamateuren wird die Variante eines solchen Empfängers angeboten. Seine wesentlichen Vorteile sind hohe Empfindlichkeit (0,5 μV bei einer Modulationstiefe von 0,9 und einem Signal-Rausch-Verhältnis von 12 dB), geringer Stromverbrauch (1,4 mA bei einer Versorgungsspannung von 4 V), ein großer Versorgungsspannungsbereich ( 3...9 V), geringe Störstrahlung (der Superregenerator selbst verbraucht einen Strom von 80 μA).

Die externe Superisierung vereinfacht die Abstimmung des Empfängers erheblich und erhöht die Stabilität seines Betriebs. Der Empfänger kann erfolgreich in herkömmlichen Superregeneratoranwendungen eingesetzt werden (in Funksteuergeräten, einfachen Radiosendern, Funksicherheitsgeräten usw.).

Das Schaltbild des Empfängers ist in Abb. eines.

Der superregenerative Detektor ist auf einem rauscharmen Transistor VT1 aufgebaut. Die Kaskade ist ein Oszillator mit Spartransformator-Rückkopplung. Die Erzeugungsfrequenz wird durch die Parameter des auf 1 MHz abgestimmten Schwingkreises L2C27,12 bestimmt. Die Verwendung eines Zwei-Gate-Transistors vereinfacht die Implementierung des externen Superisierungsmodus erheblich. Es ist bekannt, dass die Steigung der Kennlinie für das erste Tor von der Spannung am zweiten Tor abhängt. Wenn diese Spannung Null ist, ist die Steigung weniger als kritisch und es findet keine Erzeugung statt. Über das Potentiometer R3 wird dem zweiten Tor von einem auf den Elementen DD60 und DD70 aufgebauten Generator eine Überspannungsspannung mit einer Frequenz von 1.1 ... 1.2 kHz zugeführt. Der Kondensator C5 verbindet das zweite Gate mit hoher Frequenz mit einem gemeinsamen Draht und verleiht den Superisierungsimpulsen darüber hinaus eine nahezu dreieckige Form. Durch Einstellen der Amplitude der Superisierungsimpulse mit dem Potentiometer R3 können Sie die Zeit, in der die Steilheit den kritischen Wert überschreitet, und damit die Dauer der Hochfrequenzblitze im L1C2-Kreis stufenlos ändern. Somit ist es möglich, den Betriebsmodus des Superregenerators zu ändern und entweder eine lineare Einstellung vorzunehmen, bei der die maximale Empfindlichkeit erreicht wird, oder eine nichtlineare Einstellung, bei der die AGC am effektivsten umgesetzt wird.

Die Last des superregenerativen Detektors ist der Tiefpassfilter R6C6. Ein Nutzsignal mit einer Amplitude in der Größenordnung von 1 ... 3 mV von diesem Filter wird über den Kondensator C9 dem ULF zugeführt, der als die beiden verbleibenden Elemente der DD1-Mikroschaltung verwendet wird. Eine negative Gleichstromrückkopplung durch die Elemente R5, R7, C10 gewährleistet den Betrieb der digitalen Mikroschaltung im linearen Modus [2]. Die Elemente C12, C13, R8 stellen die Grenzfrequenz des Frequenzgangs des Verstärkers auf etwa 3 kHz ein.

Der Widerstand R1 dient dazu, am ersten Gate eine negative (in Bezug auf die Quelle) Vorspannung zu erzeugen, die dafür sorgt, dass der Anfangswert der Steigung des Transistors VT1 unter dem kritischen Wert liegt. Die zweite Funktion dieses Widerstands ist sehr wichtig. Sein Widerstand bestimmt den Anfangswert der Gleichstromkomponente des Stroms durch den Transistor und damit den Pegel des Eigenrauschens. Mit den im Diagramm angegebenen Werten der Elemente beträgt dieser Strom nur 80 ... 90 μA, was unter anderem die parasitäre Strahlung des Superregenerators sehr gering macht, da er die gesamte Leistung aus der Stromquelle bezieht 0,5 mW nicht überschreitet.

Der Kondensator C3 wird mit einer großen Kapazität ausgewählt, da er den Widerstand R1 sowohl bei der Trägerfrequenz als auch bei den Überlagerungs- und Hüllfrequenzen des empfangenen Signals nebenschließen muss.

Die Hauptmerkmale des Empfängers sind in den Tabellen 1 und 2 aufgeführt.

Aufbau und Details. Die Leiterplatte des Empfängers ist in Abb. dargestellt. 2 und weist keine Besonderheiten auf.

Bei einer leichten Verschlechterung der Eigenschaften des Empfängers als VT1 können Haushaltstransistoren der Serien KP306, KP350 verwendet werden, wobei Maßnahmen getroffen werden, um sie bei der Installation vor statischer Elektrizität zu schützen. Es ist zu beachten, dass die Transistoren der KP327-Serie mit einem sehr hohen Prozentsatz an Defekten hergestellt werden, es können jedoch funktionsfähige Transistoren verwendet werden. Der Kondensator C3 muss aus Keramik sein. Es ist zulässig, ihn durch eine beliebige Kapazität zu ersetzen, die nicht kleiner ist als die im Diagramm angegebene, vorausgesetzt, dass ein 1000 pF-Keramikkondensator parallel geschaltet ist. Um eine stabile Überlagerungsfrequenz zu gewährleisten, muss der Kondensator C8 einen kleinen TKE haben. Die restlichen Details können beliebiger Art sein. Die Konturspule ist auf einen Rahmen mit einem Durchmesser von 5 mm gewickelt und enthält 9 Drahtwindungen mit einem Durchmesser von 0,35–0,5 mm. Die Anzapfung erfolgt ab dem dritten von unten nach dem Spulenschema. In den Rahmen ist ein Carbonyleisenkern eingeschraubt.

Da die Belastbarkeit des K561LE5A-Chips gering ist, muss das am Empfängerausgang angeschlossene Gerät eine Eingangsimpedanz von mindestens 30 kOhm haben. Als Niederfrequenzverstärker können Sie anstelle der Elemente DD1.3, DD1.4 ULF beliebiger Bauart mit einer Verstärkung von mindestens 1000 verwenden. Bei Versorgungsspannungen von mehr als 5 V beispielsweise der sparsame Operationsverstärker K140UD1208 liefert gute Ergebnisse. Die Gesamtstromaufnahme beträgt bei einer Versorgungsspannung von 9 V maximal 1,5 mA. Der Multivibrator der Hilfsschwingungen kann auch nach jedem bekannten Schema auf Transistoren aufgebaut werden. Wichtig ist lediglich, dass die erforderliche Frequenz und Form der Löschimpulse eingehalten wird.

Die Einrichtung des Receivers beginnt mit der Überprüfung der Installation. Dann stellen Sie den Schieberegler des variablen Widerstands R3 gemäß Diagramm auf die linke Position, schalten den Strom ein (die Nennspannung beträgt 4 V) und stellen sicher, dass die konstante Spannung am Widerstand R1 im Bereich von 0,6 ... 0,7 liegt V. Andernfalls ist der Transistor defekt und muss ersetzt werden. Überprüfen Sie durch Anschließen des Oszilloskops an Pin 10 DD1.2 das Vorhandensein von Rechteckimpulsen mit einer Frequenz von 60 ... 70 kHz. Geben Sie bei Bedarf die Frequenz an, indem Sie den Widerstandswert des Widerstands R4 auswählen. Durch Umschalten des Oszilloskops auf den Empfängerausgang und sanftes Drehen des Potentiometers R3 erscheint niederfrequentes Rauschen auf dem Bildschirm.

Jetzt können Sie einen Standardsignalgenerator an den Antenneneingang anschließen und an seinem Ausgang Schwingungen mit einer Frequenz von 27,12 MHz, einer Amplitude von 100 μV und einer Modulationstiefe von 0,9 einstellen. Durch Drehen des Spulenkerns wird die Schaltung auf Resonanz bei der maximalen Amplitude auf dem Oszilloskopbildschirm abgestimmt. Nachdem der Schieber des Potentiometers R3 in seine ursprüngliche Position zurückgebracht wurde (die Schwankungen am Empfängerausgang verschwinden), sollten diese Schwingungen durch sanfte Drehung des Schiebers wiederhergestellt und seine Position gefunden werden, bei der die Spannungsamplitude am Empfängerausgang erreicht wird Hören Sie auf zu wachsen.

Durch Reduzieren der Eingangsspannung auf 1 μV (ggf. Verfeinerung der Schaltungseinstellung) steuern sie die korrekte Position des variablen Widerstandsschiebers. Diese Einstellung entspricht dem nichtlinearen Modus des Superregenerators.

Eine weitere Erhöhung der Überlagerungsspannung mittels R3 ist nicht sinnvoll, da das Nutzsignal leicht ansteigt, während das Rauschen deutlich zunimmt.

Wird nun der Schieberegler R3 in die entgegengesetzte Richtung gedreht, stellt sich ein linearer Modus ein, bei dem sich das Signal-Rausch-Verhältnis leicht verbessert, die Amplitude des Ausgangssignals jedoch abnimmt. Es ist zu beachten, dass das Versorgungsspannungsintervall, in dem die Hauptparameter des Empfängers gespeichert werden, zwar 3 - 9 V beträgt, für jede speziell ausgewählte Spannung jedoch die optimale Position des Schiebereglers des variablen Widerstands R3 mithilfe des Parameters geklärt werden muss obige Methode.

Wenn kein GSS vorhanden ist, können Sie den Sender verwenden, mit dem der Empfänger arbeiten soll, und ihn so weit vom Empfänger entfernt platzieren, dass das Ausgangssignal noch nicht begrenzt ist.

Zusammenfassend ist festzuhalten, dass wie bei jedem Superregenerator die Störfestigkeit des Empfängers und seine Selektivität gering sind, da die Bandbreite, die numerisch mehreren Superisierungsfrequenzen entspricht [1], 120...140 kHz beträgt.

Literatur

1. Belkin M. K. et al., Superregenerators. - M.: Radio und Kommunikation, 1983.
2. Frolov V. Einfache Direktverstärkungsempfänger. Radiojahrbuch, 1985. - M.: DOSAAF.

Autor: V. Dnischtschenko, Samara

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