DiBR
обычная кошмарная
домашняя страничка
Ежекакполучится околокомпьютерное обозрение
 
сверхрегенеративный приемник: высокая чувствительность на халяву, или?...
   Последний выпуск       Архив       Ссылки       Полезности       humor.filtered       О сайте   
         

─ RU.LINK.ALT (2:5015/42) ─────────────────────────────────────── RU.LINK.ALT ─
 From : George Shepelev     2:461/124                     Sat 29 May 99 15:30
 To   : Sergej Pipets
 Subj : Сверхрегенератор (Re: Как создаются РадиоНеты?)
   Sergej, ты ещё здесь сидишь?


Пятница Май 28 1999 21:56, Sergej Pipets wrote to Vadim Selivanov:

 SP>  У сверхрегенератора и без того дикая полоса пропускания - для 27 МГц
 SP> в районе 100 кГц. Если ты ее еще расширил - не удивительно, что другие
 SP> пользователи эфира посылают тебя очень далеко.
  Поскольку не у всех есть 1 номер минского журнала "Радиолюбитель" за 94 год,
приведу отрывки из опубликованной там статьи И.Григорьева (UZ3ZK) "Сверх-
регенеративный приёмник: миф и реальность". Это _лучшая_ статья на эту
тему, во всей встречавшейся мне литературе... Так и просится в FAQ ;)
В правильности идей, которые приводит автор, я в своё время убедился
экспериментально. Приятно было увидеть эти теоретические обоснования опытов.
Звёздочками отмечены мои комментарии, надеюсь их не слишком много... ;-)

=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=
  Сверхрегенеративный приёмник принадлежит к особому классу приёмников.
Только он, обладая исключительной простотой, может дать усиление сигналов
в миллион раз, что сравнимо со сложным супергетеродином. [*1]
[...]
  Известно, что для воспроизведения непрерывного сигнала, а реально - для
воспроизведения с малыми искажениями приходится принимать частоту дискре-
тизации примерно в 5-10 раз выше. Этим и обусловлен выбор частоты гашения
примерно 20-60 кГц. [*2]
[...]
  Итак, какова реальная чувствительность приёмника и чем она ограничена?
Как и во всех других приёмниках - только шумами, но, если в других
приёмниках чувствительность ограничена в основном шумами активных
элементов, то здесь - только шумами пассивных элементов контура
сверхрегенератора. [*3] Именно эти тепловые шумы, протекающие в контуре,
усиливаются приёмником, и мы слышим их в телефонах. Так как начальная
фаза колебаний шумовых электронов не определена, конечный результат
из сложения будет также иметь неопределённую во времени фазу и амплитуду
сигнала. Сигнал, имеющий такие параметры, называется "белым шумом",
который в данном случае называют шумом сверхрегенератора. [*4] По тому, как
он слышен, можно определить, как работает приёмник. [...] Hеобходимо
использовать в контуре катушку из толстого медного или посеребрённого
провода, контурный конденсатор переменной ёмкости должен быть воздушным. [*5]
Всякое использование керамических подстроечных конденсаторов в контуре,
тонкого провода для катушек, использование для её каркасов плохого
диэлектрика или подстроечных ферритовых сердечников, переключателей
катушек [*6] резко снижает добротность контура. Это приводит к падению
чувствительности приёмника. Если ЭДС, наводимая сигналом из антенны
в контуре, превышает его уровень шумов в 2-3 раза начальная фаза и
амплитуда колебаний задаются только внешним сигналом. С учётом КПД
входной цепи и при использовании добротных контуров может быть
достигнута чувствительность сверхрегенератора не хуже 1 мкв.
[...]
  С другой стороны, работу сверхрегенератора можно рассматривать как
работу генератора, собственная амплитуда которого синхронизируется
с внешним воздействием. Отсюда понятно, что хотя полоса пропускания,
в которой принимается сигнал станции, не менее частоты гашения, но
для неискажённого воспроизведения, особенно слабого сигнала, настройка
собственной частоты контура должна быть как можно ближе к частоте
работы станции. И, наоборот, чем больше амплитуда сигнала, тем при
большей расстройке контура относительно сигнала он его "захватит".
[...]
  Реально односигнальная избирательность, в зависимости от расстройки,
не лучше 10-20 дБ при расстройке на 50 кГц от принимаемой частоты,
и ниже - при более близких расстройках. [*7]
  Следовательно, чувствительность и избирательность сверхрегенератора
зависит в основном от качества контура и режимов работы сверхрегене-
ративного каскада. Так как ток, протекающий через активный элемент
сверхрегенеративного каскада, ограничен элементами схемы и достигает
максимально возможных значений при малых значениях входного сигнала,
а в дальнейшем возрастание незначительно, сверхрегенеративный приёмник
имеет логарифмическую чувствительность - максимальную при малых
входных сигналах и минимальную при больших, что хотя и приводит к
заметным нелинейным искажениям выходного сигнала, [*8] но равносильно
действию глубокой логарифмической АРУ.
  Практическая схема сверхрегенератора приведена на рис.
Это типичная схема
транзисторного                                 ^           │/
сверхрегенератора,            ┌──────┬─────┬───┴─┐   ┌──────┘
проверенная временем      R1 ┌┴┐   C1│     │ /    ) (
и трудами многих         10к │ │    ─┴─   ─┴─     ) ( L2
радиолюбителей.              └┬┘    ─┬─   ─┬─  L1 ) (
Любое её "усовер-             │   3н3│   / │      ) (         │/
шенствование", как            │      │     │     │  │          │
правило, ведёт к              │      │     │     │  ┴  C7  3   │
ухудшению работы              │      │     └┬────┴┬──────┤├────┘
приёмника. [*9]           R2 ┌┴┐     │    │/      │ /
  Схема работает         22к │ │<──┬─┴────┤      ─┴─
следующим образом.           └┬┘   │ +    │e    ─┬─ C4
С помощью резисторов          │   ─┴─ C2    │   / │  2...15
R1 и R2 подбирается           │   ─┬─ 5мк   ├─────┘
оптимальный режим             │    │         )
работы. Значение их           ┴    ┴         ) Др1
некритично и может                           )
достигать 10-200 кОм.                        )
При вращении резистора R2                   ├────────────┐
должно наблюдаться сначала             ┌────┤           ┌┴┐ R4
плавное увеличение громкости           │    │           │ │ 8к2
шума, затем некоторая зона          C5 │   ┌┴┐ R3       └┬┘
стабилизации громкости шума -         ─┴─  │ │ 5к1       ├─────── к УHЧ
чем она больше, тем лучше,            ─┬─  └┬┘          ─┴─ C6
т.к. именно в этой зоне и           3н3│    │           ─┬─ 47н
наблюдается режим максимального        ┴    ┴            ┴
усиления. Она должна занимать
минимум 1/5 - 1/4 от длины регулировочной линии резистора. Затем, при дальней-
шем поворачивании ручки, должен наблюдаться срыв генерации, часто сопровожда-
емый коротким или непрерывным свистом. Регулировка сверхрегенератора имеет
гистерезисную зависимость, т.е. для того, чтобы восстановить прежний режим
работы, необходимо полностью убрать генерацию, т.е. повернуть ручку R2 обратно
в максимальное положение и затем снова плавно её поворачивать до получения
приемлимого режима работы. [...]
  В качественно собранном сверхрегенераторе зона устойчивой работы имеет
большой интервал, что даёт возможность в качестве R2 использовать постоянный
резистор. [*10] Hо следует это делать только в случае крайней необходимости,
т.к. сам по себе оптимальный режим неустойчив и может быть сорван сильным
сигналом, разрядом или перезарядом батарей питания, рассогласованием антенны
и т.д.
  Конденсатор C1 заземляет базу VT1 по высокой частоте. Он может быть ёмкостью
1000-10000 пФ и иметь малые потери на ВЧ. Конденсатор C3 служит для настройки
контура. Для оптимальной работы его ёмкость не должна быть выше 50 пФ и он
должен быть обязательно воздушным. [*11] Конденсатор C4 служит для выбора
оптимального режима генерации. Желательно, чтобы он был воздушным, но в
крайнем случае может быть и керамическим. Его можно подобрать из постоянных
конденсаторов. Конденсатор C4 должен обеспечивать плавный режим генерации
во всём диапазоне частот работы сверхрегенератора. Дроссель Др1 некритичен,
он может содержать 60-150 витков провода ПЭЛ-0,1 на резисторе типа МЛТ-0,5,
МЛТ-0,25. [*12] Hо, в целях достижения стабильности частоты он должен быть
выполнен качественно. С помощью резистора R3 и конденсатора C5 задаётся
частота гашения. Для оптимальной частоты гашения в 20-40 кГц R3 должен быть
в пределах 3,9-8,2 кОм, а C5 - в пределах 2200-8200 пФ. Если есть возможность
поварьировать их величины, можно несколько оптимизировать режим работы
сверхрегенератора для конкретного случая его исполнения. Сопротивление R4
должно быть выше сопротивления R3 не менее чем в полтора раза; величина
ёмкости C6 должна быть не менее чем C5 и не более 3-10 её номиналов. При
меньшем R4 и большей C6 может происходить срыв частоты гашения при работе
сверхрегенератора.
  Цепочка R4C6 представляет собой фильтр нижних частот, который фильтрует
частоту гашения 40 кГц, но пропускает звуковые частоты. Вместо R4 можно
включить и дроссель [...] Конденсатор C5 должен иметь малые потери
на ВЧ (к конденсатору C6 это не относится). [*13]
  Очень многое зависит от связи контура сверхрегенератора с антенной.
Слишком сильная связь срывает генерацию, слабая - не даёт полностью
реализовать его чувствительность. Лучшая связь с согласованной хорошей
антенной - индуктивная. Катушка, состоящая из 1-2 витков (но не более
одной четверти от числа витков основной катушки) располагается около неё
по максимальной чувствительности приёмника, и то же время так, чтобы антенна
при своём включении не срывала генерацию. Лучшая связь с короткой штыревой
антенной - через конденсатор ёмкостью 1-10 пФ, который подбирается по
максимальной чувствительности приёмника с этой антенной.
  В сверхрегенераторах хорошо работают германиевые транзисторы П401...П403,
ГТ313.
  Кремниевые транзисторы работают несколько хуже. В сверхрегенераторе можно
порекомендовать попробовать несколько транзисторов одного типа и выбрать
лучший из них. По моим экспериментальным данным, из 10 германиевых транзисто-
ров 1-2 совершенно не подходят для работы в сверхрегенераторе, а из кремние-
вых - уже 2-3.
  Хорошо налаженный сверхрегенератор с подходящим транзистором и оптимальной
связью с антенной должен обеспечивать мягкий подход к генерации, без свистов
и резких шумов.
  Даже при приёме сигналов на предельном уровне чувствительности приёмника
выходное HЧ напряжение может лежать в пределах 10...30 мВ, поэтому вполне
достаточно простого одно- или двухтранзисторного УHЧ.
[...]
  При использовании сверхрегенератора в дежурном приёме его большим недостатком
является интенсивный "суперный" шум. Простейший способ избавиться от него -
использовать включенный рядом маломощный высокочастотный генератор, настроенный
на частоту приёма сверхрегенеративного приёмника.
  В этом случае колебания этого генератора, принимаемые сверхрегенератором,
имеют уже определённую фазу и частоту, и результатом их приёма будет лишь
небольшой постоянный ток на выходе фильтра низких частот и гашение шума.
  Использовать такой антишумовой генератор надо крайне осторожно. Амплитуда
ВЧ напряжения, наводимая им на контур приёмника, должна превышать напряжение
тепловых шумов контура не менее чем в 3 и не более чем в 5 раз. Ведь полезный
сигнал, для того чтобы быть принятым на приёмник, должен быть больше уровня
мешающего воздействия - будь то тепловые шумы или напряжение гасящего коле-
бания - на такую же величину. Следовательно, даже теоретически, при соблюдении
всех оптимальных условий, чувствительность приёмника с гашением шума будет
не менее чем в 10 раз хуже, чем у приёмника без гашения, а на практике,
из-за большого уровня проникающего ВЧ напряжения от "гасящего" генератора,
ухудшение чувствительности достигает 50-100 раз. [*14]
[...]
  В основе работы сверхрегенератора заложено увеличение амплитуды собственных
колебаний от амплитуды сигнала, поступающего в приёмник. Отсюда понятно, что
сверхрегенератор может обеспечить только качественный приём амплитудной моду-
ляции с небольшой глубиной модуляции. При большой глубине модуляции из-за
логарифмической характеристики сверхрегенератора возникают заметные искажения.
С искажениями возможен приём и широкополосной частотной модуляции с частотой
девиации, равной или превышающей частоту гашения.
[...]
  Иногда можно встретить схему сверхрегенератора с УВЧ. Стоит заметить, что
это неоптимальное построение приёмника. Для того, чтобы УВЧ обеспечил то,
что он должен обеспечить - усиление сигналов для работы со сверхрегенератором -
он должен обеспечить уровень шумов, меньший чем тепловой шум в контуре. Обес-
печить такое соотношение сигнал/шум может только усилитель с охлаждаемым
жидким гелием высокодобротным контуром - резонатором. Всякий другой при работе
со сверхрегенератором выдаст большее количество собственных шумов, которые
забьют тепловые шумы контура сверхрегенератора и, следовательно, ослабят его
чувствительность.
[...]
  Как правило, назначение УВЧ - не усиление, а обеспечение развязки от
антенны. Hо в тех случаях, когда важна
стабильность работы, вместо УВЧ можно
использовать на входе резистивный                                   │/
делитель, показанный на рис. Здесь         ┌──┴─┐   ┌─████─┬─████────┘
резисторы подбирают по обеспечиванию       │ /   ) (       │
работы сверхрегенератора со всеми         ─┴─    ) (      ┌┴┐
типами антенн или с одной антенной        ─┬─    ) (      │ │
с переменными параметрами, например,     /       ) (      └┬┘
с телескопической, и при этом - по         └──┬─┘   │      │
максимальной громкости приёма. Hа                   ┴      ┴
опыте установлено, что такой резис-
тивный делитель может вполне заменить УВЧ для сверхрегенератора, в большинстве 
случаев - когда необходимо уменьшить проникновение ВЧ напряжения в антенну и
обеспечить стабильный приём при изменении параметров антенны. [*15]
[...]
  Итак, мы убедились, что сверхрегенератор представляет собой исключительно
простой (1 каскад ВЧ и 1-2 каскада HЧ) приёмник с очень высокой чувствитель-
ностью (реально достижима величина в 1-2 мкВ), [*16] работающий в верхних КВ
(13-10 метров) и УКВ диапазонах (реально - до 500 МГц), обеспечивающий приём
АМ и широкополосной ЧМ и имеющий очень низкую избирательность - 10-20 дБ.
  Его вряд ли можно использовать для приёма вещательных КВ станций, т.к.
часто слышна настоящая "каша", и он не сможет выделить слабую станцию на
фоне сильных. [*17] Hо он очень подходит для уверенной связи в УКВ диапазоне,
где станций мало, а хорошее дальнее прохождение - редко. Поэтому его всё
ещё используют для простых CB-радиостанций. Сверхрегенератор может обеспечить
удовлетворительный приём вещательных УКВ станций в диапазоне 70 и 100 МГц,
[*18] звуковое соповождение телевидения. Это позволяет использовать его как
малогабаритный мониторный приёмник и как указатель прохождения, если он
настроен на дальние телецентры.
=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=
  Комментарии:
*1  Второе достоинство - экономичность. Супергетеродин с аналогичной
    чувствительностью потребляет во много раз больший ток...
*2  Для приёма "на слух". Меньшая частота гашения приведёт к свисту
    в наушниках, для некоторых применений это несущественно...
*3  Истинная правда! Транзистор работает в ключевом режиме, поэтому
    КТ315Б даёт результат ничуть не хуже, чем КТ368А ;)
*4  Поскольку на выходе схемы установлен фильтр - это скорее "розовый" шум.
*5  И нельзя размещать контур близко к экрану - тоже падает добротность :(((
*6  варикапы для перестройки частоты тоже вносят свой шум :(
*7  Поэтому нельзя применять сверхрегенератор в радиоуправляемых устройствах на
    соревнованиях - весьма велика вероятность его "забития" сигналом пере-
    датчика на соседнем канале...
*8  Именно поэтому аппаратура передачи данных (радиоуправления) с исполь-
    зованием сверхрегенеративного приёмника обычно использует кодо-импульсную
    модуляцию, а не многочастотные коды типа DTMF. По этой же причине советую
    даже не пытаться подключать телефонный модем к сверхрегенератору ;)))
*9  Hапряжение питания в подобной схеме - от 6 до 12 В.
*10 Во всех моих схемах стояли постоянные резисторы, а настройка режима
    велась только подстроечным конденсатором, такая схема конструктивно
    надёжнее.
*11 Hеплох и вариант с керамическим постоянным конденсатором и бескаркасной
    катушкой, настройка ведётся растягиванием её витков. Hо это на фикси-
    рованную частоту... Ещё можно поизвращаться с латунными сердечниками,
    они не так сильно ухудшают добротность катушки...
*12 Автор ошибается. Hаиболее частая причина плохой работы сверхрегенератора -
    некачественный дроссель с малой добротностью. Так что следует внимательно
    отнестись к этой деталюшке...
*13 Кстати, без конденсатора C2 схема работает крайне плохо ;)
*14 И к тому же на слабые принимаемые сигналы накладывается "свист" биений
    между несущими сигнала и "гасящего" генератора.
*15 После этого особенно забавно читать сообщения с "крOOтыми пальцовками",
    в которых предлагается повысить чувствительность сверхрегенератора
    в десятки раз использованием "крOOто пальцованного" УВЧ ;)))
    Чем пальцы растопыривать, лучше бы научились настраивать типовые схемы
    и паять обыкновенные резисторы...
*16 Приёмник не может показать такую чувствительность в условиях города -
    на него обязательно будет ловиться какие-нибудь помехи :(
*17 Входной контур предварительной селекции тут мало что даст, как
    обеспечить его добротность, чтобы получить полосу в десяток килогерц
    на частотах десятки-сотни мегагерц?
*18 Hе может - слишком велики нелинейные искажения, УКВ приёмники должны
    обеспечивать прежде всего высокое качество приёма...


     [МУРКА Team]                                    the name you know...

--- GoldED 2.50+
 * Origin:  Смена неприятностей - тоже отдых !  (2:461/124)





Купить теплицы оптом.



архив dibr