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ENZYKLOPÄDIE DER FUNKELEKTRONIK UND ELEKTROTECHNIK Doppelrohr-Superheterodyn. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik
Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Zivile Funkkommunikation Das Thema Retroreceiver, insbesondere regenerative, ist umfangreich und wird auf vielen Seiten im Internet sehr fruchtbar weiterentwickelt. Eine Zeit lang interessierte sie mich auch sehr. Daraus entstand die Idee, einen einfachen Einrohr-Regenerator zu bauen, der später mit geringem Aufwand in einen einfachen, aber mehrbandigen Superheterodyn umgewandelt werden konnte. Als Grundlage diente der Entwurf eines regenerativen Einröhrenempfängers auf Basis einer Doppeltriode 6N9M (6N9S) [1], der sich durch seine Einfachheit und Eleganz auszeichnet [6], der bei der Wiederholung des Entwurfs durch seinen ersetzt wurde modernes analoges 2NXNUMXP. Während des Testens des Prototyps wurden einige Verbesserungen vorgenommen: - OOS wurde in der zweiten Kaskade (ULF) eingeführt und in der ersten (dem Regenerator selbst) erhöht. Möglich wurde dies durch die Nutzung einer Besonderheit von Trioden – der relativ hohen Permeabilität oder, wenn man so will, des erheblichen Einflusses der Anodenlast auf den Gitter-Kathoden-Schaltkreis. Anodenwiderstände mit hohem Widerstand erzeugen eine ausreichend große „interne“ Gegenkopplung, was dem Einführen eines Widerstands gleich Ra / c in die Kathode entspricht. In unserem Fall sind es 47 kOhm / 100 = 470 Ohm, was eine hohe Stabilität des ausgewählten Modus gewährleistet ; - Die Hochspannung wurde von den Kopfhörern entfernt (es ist irgendwie gruselig zu erkennen, dass der Kopf mit 200 V versorgt wird); - Übergangs- und Sperrkondensatoren übernehmen nun die Funktionen von Single-Link-Niederfrequenzfiltern und Hochpassfiltern und ihre Kapazitäten sind so gewählt, dass ein Frequenzband von 300...3000 Hz des Niederfrequenzpfads bereitgestellt wird. Dadurch verfügt der Empfänger über eine hohe Stabilität (bei 80 Metern kann man einen Sender lange Zeit ohne Anpassung hören!) und eine hohe Empfindlichkeit sowie eine gute Wiederholbarkeit (dank des OOS hängen seine Parameter kaum von der Streuung der Lampeneigenschaften ab). ) und sehr einfache Steuerung. Auf Basis dieses Regenerators wurde ein Zweirohr-Vierband-Superheterodyn gebaut. Fotos seines Designs sind in Abb. gezeigt. 1 - Abb. 3, und das Diagramm ist in Abb. 4. Der Funkempfänger ermöglicht den Empfang von SSB- und CW-Signalen von Amateurfunksendern auf den Bändern 80, 40, 20 und 10 Meter. Die Empfängerempfindlichkeit beim Empfang im Telegrafenmodus (autodyne) und einem Signal-Rausch-Verhältnis von 10 dB beträgt nicht schlechter als 1 µV (bei 10 Metern), 0,7 µV (bei 20 und 40 Metern) und 3 µV (bei 80 Metern). .
Ein zweistufiger Eingangsdämpfer an einem variablen Widerstand R1 gewährleistet den normalen Betrieb des Empfängers mit jeder Antenne, auch einer Antenne in voller Größe. Der Eingangs-Zweikreis-Bandpassfilter (PDF) – L2L4C2-C8C10-C19 ist mit einem vereinfachten Design konzipiert, um maximale Empfindlichkeit im 10-Meter-Bereich zu bieten. Im 80-Meter-Bereich verfügt das PDF über eine erhöhte Dämpfung, wodurch auch die Redundanz bei der Verstärkung in diesem Bereich verringert wird. Für den 80-Meter-Bereich ist dies ein 1-V-1-Direktverstärkungsempfänger mit einem regenerativen Detektor und einem Niederfrequenzverstärker an einer VL2-Lampe (die Pentode der VL1.2-Lampe fungiert als UHF-Entkoppler) und so weiter die restlichen Bereiche - ein Superheterodyn mit variabler ZF und ein Lokaloszillator mit Quarzfrequenzstabilisierung. Der lokale Oszillator basiert auf einer VL1.1-Lampentriode und einem ZQ1-Quarzresonator gemäß einer kapazitiven Dreipunktschaltung (Colpitts-Oszillator). Auf den 40- und 20-Meter-Bändern arbeitet es mit der Grundschwingung des Resonators – 10,7 MHz, und im 10-Meter-Bereich – mit seiner dritten Harmonischen (32,1 MHz), für die in diesem Bereich die Anodenlast in Form von erfolgt ein Resonanzkreis L3C1, abgestimmt auf eine Frequenz von 32,1 MHz. Auf der Pentode der VL1.2-Lampe ist ein Mischer montiert. Der Abstimmbereich des regenerativen Empfängers, der in der Superheterodynstruktur die Rolle von ZF-Pfad, regenerativem Detektor und ULF übernimmt, ist mit 3,3...3,8 MHz (Reichweite 80 Meter) gewählt, was eine ausreichende Überlappung der HF-Bereiche gewährleistet . Dementsprechend beträgt die Überlappung auf einer Reichweite von 40 Metern 6,9...7,4 MHz, auf 20 Metern 14...14,5 MHz und auf 10 Metern 28,3...28,8 MHz. Die Versorgungsspannungen des Anodenkreises und der Glühlampen des Empfängers müssen stabilisiert werden. Die Frage, ob es notwendig ist, die Versorgungsspannung (Glühfaden und Anode) eines Lampenregenerators zu stabilisieren, stellt sich oft in verschiedenen Threads von Foren im Netzwerk, und die Antworten darauf werden oft am widersprüchlichsten gegeben – von nichts muss stabilisiert werden und korrigiert (und alles funktioniert gut) auf die obligatorische Verwendung einer völlig autonomen Batterie, Stromversorgung. Und so überraschend es auch sein mag, die Aussagen beider sind wahr (!), wichtig ist nur, sich an die Hauptkriterien (oder, wenn man so will, Anforderungen) zu erinnern, die beide Autoren an den Regenerator stellen. Wenn die Einfachheit des Designs im Vordergrund steht, warum dann die Leistungsstabilisierung? Regeneratoren der 20er bis 50er Jahre (und das sind Hunderte verschiedener Bauarten), die nach diesem Prinzip hergestellt wurden, funktionierten einwandfrei und lieferten einen recht guten Empfang, insbesondere auf den Rundfunkbändern. Sobald wir aber die Empfindlichkeit in den Vordergrund stellen, erreicht sie bekanntlich an der Erzeugungsschwelle ihr Maximum – ein äußerst instabiler Punkt, der durch zahlreiche äußere Parameteränderungen beeinflusst wird, zu denen auch Schwankungen der Versorgungsspannung gehören am bedeutsamsten, dann wird die Antwort offensichtlich. Um gute Ergebnisse zu erzielen, muss die Versorgungsspannung stabilisiert werden. Der Empfänger ist in einem Gehäuse aus einem alten Computer-Netzteil montiert. Die Montage erfolgt klappbar auf einer Chassisplatte aus beidseitiger Glasfaserfolie. Die Folie einer Seite wird in Rechtecke geschnitten, die als Kontaktpads dienen, die Folie der gegenüberliegenden Seite dient als gemeinsamer Draht. Die Installationsanforderungen sind Standard – maximale Montagesteifigkeit und minimale Länge der HF-Leiter. Der Empfänger wird aus nicht knappen Teilen zusammengebaut. Alle Sperr- und Übertragungskondensatoren müssen für eine Mindestspannung von 250 V ausgelegt sein. Die Spulen L2 und L4 sind mit PEV-2-Draht mit 0,17 Windungen umwickelt, um Rahmen mit einem Durchmesser von 8,5 mm mit Trimmern (aus den ZF-Schaltkreisen von Farbfernsehern) einzuschalten. Die Anzahl der Windungen beträgt 13. Die Kommunikationsspule L1 enthält 3 Windungen eines ähnlichen Drahts und ist auf die Spule L2 auf der Seite des Ausgangs gewickelt, die mit dem gemeinsamen Draht verbunden ist. Drosseln L3, L5 - klein importiert. Die Spule L6 ist mit PEV-2-Draht 1 auf einen gerippten Keramikrahmen mit einem Durchmesser von 35 mm gewickelt. Die Anzahl der Windungen beträgt 11, der Wicklungsabstand beträgt 2 mm, die Anzapfung erfolgt ab der 2. Windung, gerechnet ab der mit dem gemeinsamen Draht verbundenen Klemme. Obwohl der Regenerator im Prinzip mit fast jeder Spule arbeiten kann (d. h. den Kreislauf vollständig regenerieren kann), ist es wünschenswert, dass er einen möglichst hohen Designqualitätsfaktor aufweist. Dies ermöglicht bei gleichen Ergebnissen eine geringere Einbeziehung der Lampe in den Stromkreis und verringert dementsprechend ihren destabilisierenden Einfluss (sowohl auf sich selbst als auch auf den gesamten Empfänger und die Stromversorgung). Daher ist die L6-Spule auf einen Rahmen mit ausreichend großem Durchmesser gewickelt. Die beste Option wäre, die Regeneratorspule auf einen Ringmagnetkern der Marke Amidon zu wickeln (z. B. T50-6, T50-2, T68-6, T68-2). Die Anzahl der Spulenwindungen zum Erreichen der angegebenen Induktivität kann mit jedem Programm berechnet werden. Beispielsweise eignet sich das Programm COIL 32 [2] für gewöhnliche Rahmen und der Mini-Ring-Core-Rechner [3] für Amidon-Ringe. Zunächst kann die Stufenposition von 1/5...1/8 (für herkömmliche Rahmen) bis 1/10...1/20 (für Amidon) der Windungszahl der Konturspule übernommen werden. Der Abstimmkondensator C23 ist ein kleiner zweiteiliger KPE mit Luftdielektrikum. Seine Abschnitte sind in Reihe geschaltet, um Rascheln und Knistern zu vermeiden, und Rotor und Gehäuse sind vom Chassis isoliert (eine Art Differentialkondensator). Abhängig von den Grenzen der Änderung seiner Kapazität und der Induktivität der L6-Spule muss möglicherweise die Kapazität der Streckkondensatoren neu berechnet werden, um den erforderlichen Abstimmbereich zu erhalten. Dies kann mit einem einfachen Programm KONTUR3C_ver erfolgen. von US5MSQ [4]. Kopfhörer für einen Funkempfänger müssen elektromagnetisch und hochohmig sein (mit Elektromagnetspulen mit einer Induktivität von ca. 0,5 H und einem Gleichstromwiderstand von 1500...2200 Ohm), zum Beispiel TON-1, TON-2, TON-2m, TA-4, TA-56m. Auf Wunsch kann der Empfänger durch den Aufbau nach der Standardschaltung mit 6P14P-, 6F3P- oder 6F5P-Lampen mit einem Leistungsverstärker nachgerüstet werden. Bei diesem Kleinröhrenempfänger ist die Verstärkung (μ) der Regeneratorlampe von großer Bedeutung, und auch der geringe Stromverbrauch des 6N2P ist erfreulich – Sie können einen effektiven RC-Filter entlang des Anodenstromkreises ohne sperrige Drosseln oder Elektronik installieren Filter/Stabilisatoren. Genau so habe ich es gemacht – und keine Hintergrundinformationen zu Telefonen. Sie können jedoch beliebige Doppeltrioden (6N1P, 6N3P usw.) verwenden, ohne die Schaltung anzupassen und nahezu ohne Schaden zu nehmen (die Verstärkung der tiefen Frequenzen beträgt weniger als das Zweifache). Andererseits kann man bei höherem Anodenstrom und Lampensteilheit anstelle eines hochohmigen Kopfhörers einen Ausgangsübertrager anschließen und günstigere moderne niederohmige Kopfhörer mit hoher Empfindlichkeit verwenden. Die Einrichtung des Receivers ist recht einfach und standardmäßig. Nachdem Sie die korrekte Installation überprüft haben, schließen Sie den Empfänger an die Stromversorgung an und messen Sie die Lampenmodi mit Gleichstrom. Wir schalten die 80-Meter-Reichweite ein und richten den Regenerator ein. Sein Aufbau besteht hauptsächlich aus der Einstellung des Abstimmbereichs von 3300 bis 3800 kHz mit einem kleinen Spielraum (ca. 20...30 kHz) an den Rändern, der Auswahl der Kapazitäten der Streckkondensatoren C26, C27 und der Sicherstellung einer sanften Annäherung an den Regenerationspunkt. Um die Reichweite einzustellen, liefern wir ein Signal vom GSS über einen Isolationskondensator an das Gitter der VL1.2-Lampe (Pin 2). Es kann erforderlich sein, den Abgriff der Spule L6 genauer auszuwählen, um das Erscheinungsbild der Erzeugung bei der niedrigeren Abstimmfrequenz von 3300 kHz (maximale KPI-Kapazität) zu erreichen, indem der Schieber des variablen Widerstands R12 (Regenerationseinstellung) näher am unteren Anschluss positioniert wird im Kreislauf. Bei einer höheren Frequenz verbessern sich die Erzeugungsbedingungen und es ist eine größere Nebenschlusswirkung des Widerstands erforderlich, d. h. die Betriebsposition des Motors verschiebt sich näher zur Mitte in Richtung des oberen Ausgangskreises. Wir prüfen die Sanftheit der Annäherung an den Regenerationspunkt, d.h. wenn der Schieber des variablen Widerstands R12 zum unteren Anschluss im Stromkreis bewegt wird, sollten Geräusche und Rascheln allmählich auf ein Maximum ansteigen, dann ein leichtes Klicken (oder einfach nur eine scharfe spürbare Abnahme). Rauschen) und deren anschließende Abnahme (zusammen mit der Empfindlichkeit) mit zunehmendem Erzeugungspegel. Beim Zurückbewegen des Motors sollte die Generation in der gleichen Position verschwinden, in der sie erschienen ist. Wenn die Glätte nicht ausreicht, können Sie den Anodenstrom der Lampe reduzieren (den Widerstandswert des Anodenwiderstands R13 erhöhen) und den Abzweigungspunkt neu wählen usw., bis das gewünschte Ergebnis erreicht ist. Dann richten wir das PDF der 80-Meter-Reichweite ein, für das wir das GSS an den Antenneneingang des Empfängers anschließen und die durchschnittliche Frequenz der Reichweite am Generator einstellen – 3,65 MHz. Wir schalten den Regenerator in den Erzeugungsmodus (Autodyne-Modus) und verwenden den Kondensator C23, um das GSS-Signal zu „finden“. Mit den Einstellern der Spulen L2 und L4 stellen wir das PDF auf das maximale Signal ein. Zu diesem Zeitpunkt ist die Abstimmung der 80-Meter-Reichweite abgeschlossen und wir werden die Trimmer dieser Spulen in Zukunft nicht mehr berühren. Als nächstes überprüfen wir die Funktion des lokalen Oszillators. Wir schließen ein AC-Lampenvoltmeter an die Kathode der VL1.2-Lampe (Pin 7) an und überwachen den Spannungspegel des Lokaloszillators. Wir schalten abwechselnd die 40- und 20-Meter-Bereiche ein und prüfen, ob ein Wechselspannungspegel von 1...2 V vorhanden isteff. Dann schalten wir den 10-Meter-Bereich ein und stellen mit dem Abstimmkondensator C1 die maximale Erzeugungsspannung ein. Es sollte ungefähr auf dem gleichen Niveau liegen. Wenn kein Industrievoltmeter vorhanden ist, können Sie einen einfachen Diodentastkopf verwenden, der ausführlich in [5] beschrieben wird, oder ein Oszilloskop mit einer Bandbreite von mindestens 30 MHz und einem kapazitätsarmen Teiler (hochohmiger Tastkopf). Als letzten Ausweg kann das Oszilloskop über einen Kondensator mit einer Kapazität von 3...5 pF angeschlossen werden. Wir richten das PDF weiter ein, beginnend mit der Reichweite von 10 Metern. Dazu schließen wir das GSS an den Antenneneingang an und stellen darauf die durchschnittliche Frequenz des Bereichs ein – 28,55 MHz. Wir schalten den Regenerator in den Generierungsmodus und „finden“ durch Anpassen des KPI das GSS-Signal. Mit den Trimmerkondensatoren C8 und C19 (wir berühren die Spulentrimmer nicht!) stellen wir das PDF auf das maximale Signal ein. In ähnlicher Weise konfigurieren wir die 20- und 40-Meter-Bereiche mit den Abstimmkondensatoren C7, C15 und C6, C13, für die die durchschnittlichen Frequenzen der Bereiche 14,175 bzw. 7,1 MHz betragen. Die Funkwaage ist eine mechanische Scheibe mit einer Überlappung von 500 kHz. Auf den 80- und 20-Meter-Bändern ist es direkt und auf den 40- und 10-Meter-Bändern umgekehrt (ähnlich dem UW3DI-Transceiver). Ich würde keine digitale Skala in das Design des Empfängers einbauen. Erstens ist die mechanische Skala einfach, die Kalibrierung ist stabil und es reicht aus, sie nur im 80-Meter-Bereich durchzuführen. Und auf den übrigen Strecken werden die Markierungen mit einer einfachen Neuberechnung auf Basis der gemessenen Frequenz des Standgenerators gezogen. Zweitens kann die Digitalwaage selbst in einer unglücklichen Situation zu einer Störquelle werden, und es wird notwendig sein, das Design sorgfältig zu überdenken und wahrscheinlich eine Abschirmung zumindest der Regeneratorspule einzuführen (ihre Empfindlichkeit beträgt einige Mikrovolt!). ) und vielleicht auch die Skala selbst . Wenn Sie es trotzdem eingeben, verbinden Sie es besser so: - Entfernen Sie das Signal vom lokalen Oszillator über den Source-Folger am KP303-Transistor (KP302, KP307, BF245, J310 usw.) und verbinden Sie das Transistor-Gate über einen 1-kOhm-Widerstand direkt mit Pin 7 der VL1-Lampe. - Der Regenerator kann je nach PIC-Einstellung eine sehr niedrige Spannung im Stromkreis haben (mehrere zehn Millivolt), sodass das Regeneratorsignal nicht nur entkoppelt, sondern auch verstärkt werden muss. Dies geschieht am besten mit einem Zwei-Gate-Feldeffekttransistor KP327 oder BF9xx, angeschlossen nach einer Standardschaltung mit einer Vorspannung am zweiten Gate von +4 V und einem 1 kOhm-Widerstand im Drain-Kreis. Das erste Gate des Transistors ist über einen Entkopplungswiderstand mit einem Widerstandswert von 2 kOhm mit der Kathode der VL3-Lampe (Pin 1) verbunden. Dieser Funkempfänger wurde vor ziemlich langer Zeit zusammengebaut, und dennoch habe ich ein paar Jahre nach seiner Herstellung diesen Zweiröhren-Super aus dem Regal geholt, den Staub weggeblasen und ihn eingeschaltet.. Es funktioniert, es ist so Schön, dass an zwei Abenden unauffälliger Beobachtungen auf jedem der unteren Bänder (80 und 40 Meter) Signale aus allen zehn Amateurfunkregionen der ehemaligen UdSSR empfangen wurden! Der Empfang erfolgte über eine 42 m lange Antenne. Natürlich sind Dynamikumfang und Selektivität im Nachbarkanal eher gering, aber im ersten Fall hilft ein sanfter Abschwächer, im zweiten eine leichte Einengung der Bandbreite (mit dem Regenerationsknopf). Eine radikale Lösung wäre, auf eine weniger „besiedelte“ Frequenz umzusteigen, und doch ist es auch in „überbesiedelten“ Abschnitten der Verbreitungsgebiete möglich, zumindest grundlegende Informationen zu erhalten. Der Hauptvorteil des Empfängers (neben der Einfachheit des Designs) ist jedoch die sehr gute Frequenzstabilität. Sie können stundenlang Sender hören, ohne sich umstellen zu müssen, und das mit gleichem Erfolg nicht nur auf den unteren Bändern, sondern auch auf 10 Metern! Ich habe die Empfindlichkeit noch einmal gemessen – bei einem Signal-Rausch-Verhältnis von 10 dB entspricht alles den oben angegebenen Daten. Und wenn Sie an ein Ausgangssignal mit einem Pegel von 50 mV gebunden sind (bei TON-2-Telefonen bereits ein ziemlich lautes Signal), dann ist das Ergebnis wie folgt: bei 10 Metern - 1...1,2 µV, bei 20 Metern - 1,5...2 µV, bei 40 Metern - 3...4 µV, bei 80 Metern - 7...8 µV. Literatur
Autor: Sergey Belenetsky (US5MSQ)
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