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ENZYKLOPÄDIE DER FUNKELEKTRONIK UND ELEKTROTECHNIK Feedback überrascht. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik
Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Audio Der Sprecher nähert sich dem Mikrofon und beginnt zu sprechen. Doch statt Worten ist im Saal ein lautes Klingeln und Pfeifen zu hören. Warum passieren solche "Überraschungen"? Der Grund ist klar. Von Lautsprechern wiedergegebene Schallschwingungen, die sich im gesamten Saal ausbreiten, kehren zum Mikrofon zurück. Noch einmal in elektrische Signale umgewandelt und um ein Vielfaches verstärkt, „schwingen“ sie zunehmend den Verstärker, der recht schnell in den Selbsterregungsmodus übergeht. Der Pfiff wird lauter. Um den normalen Betrieb des Geräts wiederherzustellen, ist es erforderlich, den Verstärkungspegel der Signale vom Mikrofon zu verringern oder dessen Ausrichtung relativ zu den Schallsendern zu ändern. Dadurch wird die Wirkung der sogenannten umgekehrten Verbindung (von „Ausgang“ zu „Eingang“) abgeschwächt. Manchmal zeigt sie sich im ungünstigsten Moment für ihre Mitmenschen und versucht beharrlich, ihre strengen Bedingungen zu diktieren. Und in der Akustik wäre es in Ordnung, Niederfrequenzkreise... Hochfrequenzgeräte sind, so könnte man sagen, tödlich anfällig für den Einfluss von Rückkopplungen. Zum Beispiel Funkempfänger – mit einer engen und parallelen Anordnung der induktiven Last in Bezug auf die magnetische Antenne. Allerdings sollte man nicht denken, dass Feedback nur Böses bringen kann, das bekämpft werden muss. Es passiert auch umgekehrt. Durch die ordnungsgemäße Nutzung der „Geheimnisse“ des Betriebssystems können Sie in manchen Fällen die Qualität der Hardware verbessern. Somit ist in einem Niederfrequenz-(Audio-)Frequenzverstärker, dessen Schaltplan in Abb. In 1 wird die Rückkopplungskette R2C6 vom Transformator T4 zum Emitter des Transistors VT1 „weitergeleitet“ (gemäß der gängigen Terminologie ist dies eine negative Rückkopplungsschleife). Durch die Begrenzung übermäßiger Verstärkung kann diese technische Lösung die Klangqualität deutlich verbessern. Stellen Sie sich ein so praktisches (und nicht kompliziertes) Design zusammen – Sie werden es nicht bereuen!
In selbstgebauten und industriellen Radios der 30er und 40er Jahre war die einstellbare positive Rückkopplung weit verbreitet. Darüber hinaus in Funkkaskaden. Solche Empfänger werden Regeneratoren genannt. Mit einem Minimum an Radioröhren und einem einfachen Design ermöglichten sie eine Empfangsreichweite, die nicht geringer (und in einigen Fällen sogar größer) war als bei Geräten mit mehreren Röhren ohne Rückkopplung. Regeneratoren zeigten ihre maximale Leistungsfähigkeit nur denen, denen das sportliche Interesse nicht fremd war – mit den verfügbaren Mitteln hohe Ergebnisse zu erzielen und mühsam nach entfernten Radiosendern im Äther zu „fischen“. Wir hoffen, dass neugierige, fleißige und hartnäckige Menschen in unserer Zeit nicht aussterben. Wir präsentieren alles Notwendige, einschließlich eines Schaltplans (Abb. 2) und anderer Daten für die Herstellung eines relativ einfachen (aber keiner Lampe, sondern eines Transistors) Regenerators, der mit Kurzwellen arbeitet.
Der Empfang erfolgt über eine externe Antenne WA1, von wo aus die Signale in den abgestimmten Schwingkreis L1C1C2 gelangen. Nach der Breitbandverstärkungsstufe am Transistor VT1 wird das Signal im zweiten Schaltkreis L4C8...C10 einer zusätzlichen Selektion unterzogen. Letzterer ist induktiv mit einem empfindlichen Triodendetektor gekoppelt, der auf einem Transistor VT2 aufgebaut ist, dessen Kollektorkreis eine Rückkopplungsspule L5 enthält. Der magnetische Fluss an L5 stimmt in seiner Richtung mit dem Fluss der Schleifenspule L4 überein. Dadurch ist die Rückmeldung hier einstellbar. Sie ist umso stärker, je größer der Strom ist, der durch die Spule L5 fließt, was leicht geändert werden kann, indem man mit dem Widerstand R2 die eine oder andere „Vorspannung“ an die Basis VT7 anlegt. Der Audioanteil des erkannten Signals wird einem Niederfrequenzverstärker zugeführt, der aus den Transistoren VT3...VT5 besteht. Die Verstärkerlast ist die BF1-Kopfhörerkapsel. Hier sehen Sie ein weiteres Beispiel für die positive Wirkung der negativen Rückkopplung – auf Gleichstrom (zwischen galvanisch gekoppelte Kaskaden). Das Betriebssystem stabilisiert seine Betriebsmodi, was beispielsweise leicht zu überprüfen ist, wenn versucht wird, den Strom durch den Transistor VT5 „unbefugt“ zu erhöhen. Eine solche „Überraschung“ führt natürlich zu einem Anstieg des Spannungsabfalls am Widerstand R11. Aufgrund des „Bias“-Widerstands R9 ergibt sich dann eine entsprechende Änderung auf Basis der ersten ULF-Stufe. Darüber hinaus verringert der Verbundtransistor VT3-VT4 durch leichtes Öffnen die Spannung an der Basis von VT5 und damit die durch ihn fließende Strommenge geringfügig. Das Ergebnis ist die Wiederherstellung des ursprünglichen Betriebsmodus des Regenerators. Das für die Eigenproduktion vorgeschlagene Regeneratordesign ist für den Empfang von Funkübertragungen im Bereich von 20 bis 50 m ausgelegt. Auf Wunsch kann es jedoch problemlos an den Betrieb sowohl auf längeren als auch auf kürzeren Wellen angepasst werden. Hier zeigt sich einer der Vorteile eines Direktverstärkungsempfängers (bei der Frequenz des empfangenen Signals) – schließlich sind die Spulen in beiden Schaltkreisen (sowie sie selbst als Ganzes) exakt gleich. Es reicht aus, den Draht umzuspulen oder die gleiche Anzahl an Windungen hinzuzufügen, um sich sofort in neuen Frequenzgrenzen wiederzufinden. Einer der Vorteile unseres Regenerators besteht darin, dass sein Schaltkreis auch für eine positive Rückkopplung zwischen dem Detektorausgang und dem zweiten Schaltkreis sorgt, deren Wirkungsmechanismus den Betrieb der gesamten Struktur am günstigsten beeinflusst. Bekanntlich sind bei der Verwendung eines echten Schwingkreises Verluste unvermeidlich. Sie hängen von vielen Faktoren ab. Insbesondere vom elektrischen Widerstand der Spule, der magnetischen Flussdissipation im Rahmenmaterial usw. Durch die Verschlechterung der Resonanzeigenschaften des Schaltkreises führen diese Verluste zu einer Schwächung des Signals. Durch die Einführung einer positiven Rückkopplung (das Nichtüberschreiten einer bestimmten Schwelle, die als kritisch bezeichnet wird) können Sie den Löwenanteil der Verluste kompensieren und dadurch die Effizienz der Schaltung um ein Vielfaches steigern. Dadurch wird es möglich, das benötigte Signal auszuwählen aus den vielen empfangenen Übertragungen (oft sehr schwach aufgrund der großen Entfernung des Empfangsstandorts vom Radiosender). Die Kunst der Steuerung eines Regenerators besteht genau darin, die Rückkopplung jederzeit auf der „kritischen Schwelle“ zu halten, nach der der Verstärker Selbsterregung, die zu dem am Anfang des Materials erwähnten klingelnden Pfiff führt. Aus einer Analyse des Schaltplans des Empfängers geht hervor, dass er mit einem zweiteiligen Block variabler Kondensatoren C1C8 konfiguriert ist. Und das ist durchaus verständlich: Es funktionieren zwei miteinander verbundene Schaltkreise. Der Zweck eines weiteren „variablen“ C9 ist jedoch nicht sofort ersichtlich. Im Wesentlichen handelt es sich jedoch um einen abgestimmten Kondensator, ähnlich den beiden anderen – C2 und C10. Auf der Vorderseite des Receivers werden nur die Bedienelemente für den C9 angezeigt. In Röhrenkonstruktionen wurde ein solcher Kondensator „Korrektor“ genannt. In unserem Fall erfüllt es die gleiche Funktion – es ermöglicht uns, überall im Bereich eine genaue Paarung beider Schaltkreise zu erreichen, was wiederum den Pegel des ausgewählten Signals erheblich erhöhen kann. Nun zu den Details. Viele Arten davon sind geeignet, solange die Transistoren VT1 und VT2 ausreichend hochfrequent sind. Damit die gesamte Elementbasis jedoch bequem auf der Leiterplatte platziert werden kann (wir werden später darüber sprechen), ist es ratsam, sich für die folgenden Teile zu entscheiden. Es ist besser, Dauerwiderstände vom Typ MLT-0,25 zu verwenden (außer R33, für den BC-0,25 geeignet ist). Und als Potentiometer - SP-0,4. Jetzt die Kondensatoren. Für den KPI-Block empfiehlt es sich, KP4-5 zu nehmen, der C9-Korrektor ist der KPVM. Der Rest der „Tutoren“ sind KPKM. Kondensatoren C3, C5 – Typ KT-1, andere Konstanten – KLS und K50-6. Die Schleifeninduktoren sind selbstgebaut und auf Rahmen mit einem Durchmesser von 6 mm mit Abstimmkernen aus 100NN-Ferrit montiert. Darüber hinaus haben die Wicklungen L1 und L4 jeweils einundzwanzig Windungen und L2 und L6 drei Drahtwindungen. Der Abgriff zum Anschluss der Antenne an L1 erfolgt ab der 16. Windung, gerechnet vom geerdeten Ende. Spule L5 enthält (experimentell zu bestimmen) drei bis sechs Windungen. Es befindet sich (in Bezug auf 14) auf der Seite gegenüber der Platzierung von L6. Zum Wickeln wird PEV-2 0,23-Draht verwendet. Die Induktivität L3 ist über den Widerstand R3 gewickelt und hat 70 Drahtwindungen PV-2 0,1. Die Kopfhörerkapsel ist hochohmig (Typ TON-2M). Die Stromquelle für den Regenerator können zwei in Reihe geschaltete Batterien 336 sein. Die Verbindung erfolgt über einen Kippschalter. Und für den Nonius – den Tuning-Retarder – nimmt man besser eine fertige Scheibe (aus dem KPI tragbarer Empfänger) mit einer Zugspiralfeder und einem Kabel dazu. Als Antriebsachse, die den Einstellknopf trägt, verwenden Sie einen minderwertigen variablen Widerstand vom Typ SP-0,4, SPO-0,5 und dergleichen. Darüber hinaus muss der Körper eines solchen Widerstands durchgesägt werden, sodass die Vorderwand zusammen mit der Befestigungseinheit intakt bleibt, in der sich die „native“ Achse ohne Einschränkung drehen kann. Die Empfängerteile sind überwiegend auf einer Platine aus Getinax-Folie (Textolith) montiert. Die Konfiguration der Leiterbahnen sowie die Lage (auf der Rückseite) der Teile sind in Abb. dargestellt. 3. Um die Wahrscheinlichkeit einer parasitären Rückkopplung zwischen den Schleifenspulen zu verringern, befindet sich eine davon „liegend“ auf der Platine. In diesem Fall stehen die geometrischen Achsen der Induktivitäten senkrecht zueinander. Der Spulenrahmen L1 kann in einem bestimmten Winkel relativ zu L3, L4 gedreht werden.
Der Empfänger ist als Tischgerät aufgebaut (Abb. 4). Für die Wände des Gehäuses eignet sich 8 mm mehrschichtiges Sperrholz. Es empfiehlt sich, die Frontplatte und die abnehmbare Rückwand aus ca. 3 mm dickem Kunststoffblech herzustellen. Darüber hinaus sind vorab Löcher vorgesehen: auf der Frontplatte – für die Achsen des Stimmnonius, des Feedback-Reglers und der Skala; An den Seitenwänden befinden sich Buchsen für Antenne, Telefon und Netzschalter. Das etwas „vertiefte“ Untergestell wird von innen an der Frontplatte befestigt. Durch sie verläuft eine Achse, die mit dem Getrieberotor verbunden ist und einen Pfeil trägt – die Einstellanzeige. Die Waage wird selbstständig kalibriert, anschließend werden die Fenster mit einer Plexiglasplatte abgedeckt.
Die Leiterplatte ist vertikal positioniert. Es wird an den Blöcken befestigt (je nach Position der Steuereinheit) und verbindet die Wände des Gehäuses und die Frontplatte zu einer einzigen Struktur. Dahinter (näher an der abnehmbaren Rückwand) befinden sich die Batterien. Damit der Empfänger einwandfrei funktioniert, muss er eingestellt werden. Zunächst werden die DC-Betriebsarten der Transistoren überprüft und ggf. optimal angepasst. Dies geschieht bei ausgeschalteter Antenne. Durch Auswahl des Widerstandswerts R1 wird die Spannung am Kollektor VT1 (relativ zum gemeinsamen Draht) auf etwa 3 V eingestellt. Gleichzeitig sorgen sie dafür, dass der Ruhekollektorstrom des Transistors VT5 2...3 mA beträgt. Feedback hier sollte minimal sein! Die Konturen werden mit einer externen Antenne verbunden. Es ist darauf zu achten, dass im gesamten Bereich eine Rückkopplung (beim Drehen des Knopfes des Widerstands R7) auftritt. Wenn es in einigen Positionen von R7 nicht möglich ist, eine Regeneration des Empfängers zu erzwingen, sollte die Windungszahl der Spule L5 erhöht werden. Erfolgt die Erzeugung hingegen unabhängig von der Stellung des Reglers in einem Teil der Skala, sollte die Anzahl der Umdrehungen leicht reduziert werden. Schließlich kommt es vor, dass die Generation überhaupt nicht erscheint. In diesem Fall empfiehlt es sich, die Leitungen der Spule L5 zu vertauschen. Die Paarung beginnt am Hochfrequenzende des Bereichs und stellt sich auf einen Radiosender mit einer Wellenlänge von etwa 25 m ein. Wenn sich der Kondensator C9 ungefähr in der Mittelposition befindet, wird durch Einstellen von C10 die beste Paarung erreicht (maximales Signal mit konstanter Rückkopplung). ). Dasselbe geschieht am anderen Ende des Bereichs mit dem Kern der L4-Spule. Es ist besser, die gefundenen Positionen der angepassten Elemente in Zukunft nicht mehr zu berühren, sondern während der Anpassung innerhalb der Skala die Paarung mit dem C9-Korrektor zu korrigieren. Es ist besser, die Schaltungspaarung in den frühen Abendstunden durchzuführen, wenn es im 25-Meter-Teilband „tagsüber“ noch recht viele Radiosender gibt, in den typischen „Abendabschnitten“ – 41 und 49 – jedoch bereits Übertragungen stattfinden m. Zu diesem Zeitpunkt ist auch das 31-Meter-Rundfunk-Subband deutlich hörbar – hier kann man manchmal Stimmen von der Insel Ceylon und sogar aus Australien „fangen“. Natürlich gibt es an vielen Stellen der Skala Streuungen von Abteilungssendern. Darüber hinaus kommuniziert nicht jeder per Telefon. Etwas oberhalb der Erzeugungsschwelle ist der Telegrafenbetrieb zu hören. In diesem Fall ertönt anstelle unverständlicher Klickgeräusche ein melodischer Morsecode. In städtischen Umgebungen erfolgt der Radioempfang meist über eine Zimmerantenne. In Gebäuden aus Beton und Stahl ist die Effizienz dieser Art von Antennen in der Regel gering, was sich leicht erkennen lässt, indem man auf einen von außen am Fensterrahmen montierten „Stift“ oder „Besen“ umsteigt. Noch besser ist der Radioempfang mit einem „Schrägstrahl“ – einem Stück isolierten Drahtes, das auf die Spitze des nächsten Baumes geworfen wird. In allen Fällen der Verwendung externer Antennen muss die Möglichkeit vorgesehen werden, diese vom Eingang zum Raum zu trennen und sie gleichzeitig mit im Boden vergrabenen Metallgegenständen zu verbinden. Diese Maßnahme schützt Sie vor Problemen während eines Gewitters. Es wäre sinnvoll, ein Protokoll der Funkbeobachtungen zu führen, in dem die Namen (Eigentümer) der Sender, die ungefähre Häufigkeit, Datum und Uhrzeit des Empfangs sowie die Qualität festgehalten werden. Es ist wahrscheinlich, dass es möglich sein wird, Sender zu „fangen“, die von „DXisten“ gejagt werden – Liebhabern des Empfangs von Langstreckensendern und seltenen Sendern. Autor: Yu.Prokoptsev
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