단일 트랜지스터의 재생 HF 수신기. 간단한 트랜지스터화된 회생 수신기

수신기의 감도가 급격히 증가하고 결과적으로 송신기에 대한 동일한 입력 전력으로 무선 통신 범위가 급격히 증가하여 많은 사람들, 특히 아마추어 무선 애호가의 관심을 라디오에 끌 수있었습니다. 20-30년대의 먼 시대에 단순한 단일 튜브 트랜시버를 통해 라디오 아마추어는 전 세계와 계속 연락할 수 있었습니다. UHF에 하나 또는 두 개의 램프와 재생 캐스케이드에 하나의 램프를 포함하는 더 "심각한" 수신기(예: 유명한 " KUB-Ch", 이미 복잡한 전문 장치로 간주되었습니다.

재생기는 결코 자신의 위치를 ​​포기하지 않을 것 같았다. 그리고 두 번째만 세계 대전그 당시 소련과 다른 전쟁 국가에서 제조 한 일부 군사 라디오 방송국에서 사용 된 재생기의 승리를 막았습니다. 이 수신기는 방송국의 포화도가 높을 때 전시에 사용할 수 없었던 고유 한 단점 중 일부에 의해 요약되었습니다. 그리고 전후에는 라디오 아마추어들만이 사용했고, 그 당시에도 최근점점 덜. 그러나 재생기가 걸어온 길과 라디오 발전에서 재생기가 수행한 역할은 여전히 ​​우리에게 그것을 잊지 말 것을 촉구합니다. 그리고 아마도 곧 그의 주요 단점이 극복될 것이며 그는 다시 무선 통신 기술에 대한 발언권을 갖게 될 것입니다.

1. 재생기의 작동 원리

회생 수신기는 조정 가능한 포지티브 피드백( 그림 1 ). 입력 회로 L1C2의 등가 품질 계수가 증가하는 것은 포지티브 피드백의 도움으로 입력 신호의 진폭이 증가하는 것과 같습니다. 루프의 대역폭은 품질 계수가 증가함에 따라 감소하므로 음성 메시지 또는 전신 버스트와 같은 협대역 신호를 효율적으로 분리할 수 있습니다.

쌀. 1. 조정 가능한 포지티브 피드백이 있는 직접 이득 수신기

LW-MW 범위의 재생기를 사용할 때 발전에 접근할 때, 즉 최적의 수신 모드로 전환하면 회로의 품질 계수가 높아져 상위 전송 주파수가 차단되어 방송국의 수신이 왜곡됩니다. MW-LW에서 AM 모드에서 달성 가능한 대역폭은 다음과 같습니다. 3-6kHz, 방송국의 고품질 수신에는 분명히 충분하지 않습니다.

범위에서 안정적인 수신 3-10MHz수신기 대역폭 10-15kHz, 범위 안에서 10-20MHz- 이미 도달 30kHz위쪽 가장자리에서 그리고 위 범위에서 훨씬 더 증가합니다. 20MHz. 이것은 낮은 HF 대역의 AM 방송을 수신하는 데에만 사용할 수 있음을 나타냅니다.

2. 재생기의 피드백 및 작동 모드 조정

이전에는 이 문제에 대한 전체 연구가 이루어졌습니다. 단순 재생기에서는 그림과 같이 L2 코일을 사용하여 피드백을 조정하는 것이 좋습니다. 그림 2a , 및 작동 모드 조정 - 저항 R4 사용. 재생기의 작동에는 두 가지 모드가 있습니다. "부드러운"과 "하드". "부드러운"- 이것은 동작 모드를 조정할 때 수신기가 점차 최대 품질 계수 모드로 들어간 다음 생성 모드로 들어갈 때입니다.

쌀. 2. 피드백 조정

~에 "딱딱한"연결(불행히도 이 유형의 수신기를 크게 불신하는 많은 공개된 트랜지스터 재생기 회로에서 널리 사용됨), 수신기의 모든 품질 요소가 입력 회로 L1C2에서 "추출"되지 않은 경우에도 생성이 중단되기 때문에 불가능합니다. 결과적으로 AM 및 CW를 수신할 때 허용 가능한 결과를 얻는 것은 불가능합니다(자세한 내용은 나중에 설명). 라고 바로 말할 수 있다. 디자인 특징자동 변압기 피드백 제어 회로가 있는 거의 모든 재생기는 "딱딱한"재생기.

이론적 계산에 들어가지 않고도 특정 유형의 포지티브 연결에 대해 최적의 "부드러운"여기 모드는 입력 회로의 튜닝 주파수의 1-3 %의 주파수 범위에서만 얻어집니다. 즉,이 경우 최적의 작동을 달성하는 것은 하나의 아마추어 밴드, 또는 한 방송사에서. 넓은 범위의 웨이브로 수신을 계획하고 있다면 피드백을 빠르게 조정하는 것이 필요합니다. 코일 L1과 L2를 접근 제거하고 코일 사이에서 스크린을 이동하여 수행할 수 있습니다.

에 그림 2 는 재생 수신기 회로에서 테스트한 피드백 조정 장치의 실시예를 보여줍니다. 이러한 장치를 사용하면 가변 커패시터가 포함하는 전체 커패시턴스 범위(40-365pF, 따라서 이 커패시터가 있는 수신기의 전체 주파수 범위)에서 "소프트" 재생 모드를 달성할 수 있었습니다. 낮은 회로 커패시턴스 영역에서는 재생기의 최적 작동을 달성하기 어렵기 때문에 실제 주파수 판독값은 30-40pF의 루프 커패시턴스에서 나옵니다. 범위의 좁은 섹션에서 작업해야 하는 경우 제공된 구성표를 사용할 수 있습니다. 불행히도 이것은 아주 오래 전에 발표된 몇 안 되는 잘 작동하는 재생 수신기 회로 중 하나입니다.

최적의 포지티브 연결이 있는 최적의 작동 모드는 R4에서 쉽게 설정할 수 있습니다. R4를 조정할 때 히스테리시스가 작을수록(즉, R4를 순방향/역방향으로 조정할 때 원점과 생성 종료점이 가까울수록) 회생 수신기의 작동 모드가 더 최적입니다.

3. 회생 수신기 감도

최적의 통신을 설정하고 고품질 회로 및 공중 KPI를 사용할 때 수신기 감도는 다음보다 쉽게 ​​달성할 수 있습니다. 10uV까지 20MHz. 에 가장 심각한 주의를 기울여야 합니다. 입력 회로. 입력 회로는 고품질이어야 합니다. 페라이트를 사용하는 것은 바람직하지 않습니다. KPI는 공기여야 합니다.

입력 커패시터 C1은 안테나와의 최적 연결을 설정하는 데 도움이 됩니다. 세대가 가까워지면 수신기는 최적의 모드에서 벗어날 수 있는 다양한 영향에 민감해집니다. 이는 VT1 게이트에 바이어스를 생성하여 작동 모드와 공급 전압 및 온도 변동을 변경할 수 있는 강력한 신호입니다. 그러나 재생기 공급 전압이 안정화되기 쉬운 경우 열 요인으로 인해 수신기에 고품질 코일과 커패시터를 사용해야 합니다.

높은 이득을 가진 능동 소자를 사용해야만 높은 결과를 얻을 수 있다는 점은 주목할 가치가 있습니다. 캐스케이드의 이득은 활성 요소의 기울기에 따라 다릅니다. 종종 트랜지스터 또는 램프는 기울기가 작고 기울기가 큰 소자를 사용하면 재생기의 이득이 증가하는 저전류의 수신 모드에서 작동합니다.

4. 재생기의 선택성

단일 신호 수신 중 재생기의 감도가 상당히 높으면 여러 신호를 동시에 수신하면 급격히 떨어집니다. 왜 이런 일이 발생합니까?

이론은 재생기 회로의 등가 능동 저항이 회로를 가로지르는 RF 전압에 의존한다는 것을 보여줍니다. 이 전압 레벨이 높을수록 전압이 높아지므로 회로의 품질 계수가 낮아집니다. 또한 이 전압은 저항 R1( 쌀. 하나 ), 재생기의 작동 모드를 변경합니다. 첫 번째 이유는 제거가 거의 불가능하고 두 번째 이유는 회로를 C3R1 없이 직접 트랜지스터의 게이트 회로에 연결하고 보조 트랜지스터를 사용하여 피드백을 조정하여 제거할 수 있습니다.

불행히도, 이러한 방식은 재생의 적절한 "부드러움"을 제공하지 않으며 결과적으로 높은 감도를 제공하지 않습니다. 바로 이 결점 때문입니다 - 약한 선택성, 기껏해야 16dB에 2-5MHz HF 대역에서는 재생 수신기가 슈퍼헤테로다인으로 바뀌었습니다.

5. 재생기에 의한 주파수 캡처

회생 수신기를 조립한 사람들은 의심할 여지 없이 이 현상에 직면했습니다. 재생기가 최적의 믹서 모드로 작동 중일 때만 나타납니다. 그리고 그것은 사실에 있습니다. 작은 지역범위에서 하나의 강력한 AM 스테이션은 간섭 없이 가변 커패시터의 작은 디튜닝에도 불구하고 자신 있게 수신되며 더 큰 디튜닝과 함께 급격히 사라집니다.

캡처 대역은 작동 범위 및 설계 기능에 따라 수십 킬로헤르츠가 될 수 있습니다. 2-5MHz그리고 달성 500kHz에 30MHz"소프트" 모드를 사용하는 최고의 재생기는 주파수 캡처에 가장 취약합니다. "하드" 재생기는 캡처하는 경향이 덜하지만 주파수를 캡처하여 "부드러운" 재생기보다 더 강하게 유지합니다. 주파수 잠금을 제거하려면 수신 신호의 레벨을 줄이는 방법밖에 없습니다. 이것은 커패시터 C2를 사용하여 전체 신호 레벨을 줄이거나 수신기 입력에서 협대역 필터를 사용하여 수행할 수 있습니다. 들어오는 신호의 진폭이 강할수록 수신기의 획득 대역폭이 넓어집니다. 이 현상은 VHF에서 더 크게 나타나므로 위 범위의 방송국을 선택적으로 수신하는 것이 거의 불가능합니다. 30MHz.

오늘날의 과부하 상태에서 불가피한 주파수 캡처는 재생기의 활동 영역을 크게 제한하여 이러한 이유로 전문 통신에서 완전히 배제하고 실험을 위해 무선 아마추어에게 제공합니다.

6. 회생 수신기의 실용적인 설계

재생기를 설계할 때 요소 기반에 가장 큰 주의를 기울여야 합니다. 입력 회로는 최대 품질 계수로 만들어져야 하며 가변 커패시턴스 루프 커패시터는 공기여야 하며 공기와 안테나와 가변 결합 커패시터가 있는 것이 바람직합니다. 램프의 재생기 계획은 다음과 같습니다. 그림 3 .

재생 캐스케이드에서 작업하려면 6Zh1P - 6Zh52P 유형의 5극관을 사용하는 것이 좋습니다. 6K4P - 6K13P 유형의 오각형은 사용하는 것이 바람직하지 않으며 이러한 오각형을 사용하는 작동 모드는 단단합니다. 피드백은 위에 표시된 방법을 사용하여 제어하거나 지속적인 피드백을 사용해야 합니다. 이 경우 권선 수 L1의 1/6에서 1/4 권선을 포함하는 코일 L2는 재생기의 전체 주파수 범위에 걸쳐 허용 가능한 작동 모드를 제공하기 위해 L1에서 실험적으로 선택된 일부 거리에 설치됩니다. , 그리고 그것은 고정됩니다 ( 그림 4 ).

다른 범위에 대한 코일의 권선 데이터가 표에 나와 있습니다.

바이폴라 트랜지스터는 재생기에도 사용할 수 있습니다. 유형의 트랜지스터를 사용하는 것이 좋습니다. GT311, GT313. 게르마늄 트랜지스터는 실리콘 트랜지스터보다 "소프트" 모드를 더 쉽게 달성할 수 있지만 100 이상의 이득을 갖는 고주파수 실리콘 트랜지스터는 종종 게르마늄만큼 성능이 좋습니다. 수신기 회로 켜짐 바이폴라 트랜지스터에 표시 그림 5 . 최고의 옵션여전히 가능한 가장 높은 경사도를 가진 전계 효과 트랜지스터의 사용입니다.

쌀. 5. 바이폴라 트랜지스터 수신기 회로

7. 재생기의 도움으로 "품질 증대"

이전에 재생기는 단순 수신기의 "Q 계수를 곱하는" 데 널리 사용되었습니다. 실제로, 재생기 회로는 약한 조정 가능한 연결, 바람직하게는 용량 유도성 연결을 통해 안테나에 연결되었으며 신호는 동일한 회로에서 작은 커패시터(5-10pF)를 통해 메인 수신기의 입력으로 가져왔습니다. 세대에 가까워지면 회로의 품질 계수가 급격히 증가하기 때문에 이 방법을 사용하면 수신기의 입력에서도 인접 채널의 신호를 선택할 수 있습니다( 그림 6 ). 이러한 캐스케이드를 클래스 III 방송 수신기 및 짧은 안테나와 함께 사용하면 좋은 결과를 얻을 수 있습니다. 시스템은 클래스 I 수신기와 감도가 다르지 않습니다.

쌀. 6. 수신기 입력에서 인접 채널 신호 선택

그러나 불행히도 Q-승수는 회생 캐스케이드의 모든 단점도 특징입니다. 이것은 약한 신호가 강력한 신호로 막히고 캐스케이드가 불안정하여 결과적으로 여기가 발생합니다. 약간의 경험이 있으면 방송 수신기의 입력에서 Q 승수를 사용할 수 있습니다.

부스터에서 품질 계수 승수를 사용할 수 있습니다. 이를 통해 SSB 신호를 수신하고 간단한 IF 필터로 수신기 선택성을 향상시킬 수 있습니다. IF에서는 Q 배율기에서 별도의 회로가 있는 회생 단계를 사용하고 IF 필터 바로 뒤에 배치하는 것이 좋지만 적절한 경험이 있으면 포지티브 피드백을 사용하여 모든 IF 단계를 "Q 배율기" 모드에 넣을 수 있습니다. .

자기 안테나와 함께 슈퍼헤테로다인에 필적하는 매개변수를 제공할 수 있는 MW-LW 범위의 단순 재생 수신기를 사용하는 것이 좋습니다. NE에서 수집 대역은 여전히 ​​​​작습니다. 자기 안테나를 강력한 스테이션의 신호 방향으로 디튜닝하면 이러한 현상을 더욱 약화시킬 수 있습니다.

HF 수신에 회생 캐스케이드를 사용할 때 재생기의 많은 단점이 이미 나타납니다. 이것은 강력한 스테이션의 주파수 캡처, 지나치게 넓은 수신 대역 및 작동 불안정입니다. 그러나 좋은 결과를 얻을 수있는 간단한 수신기로도 사용할 수 있습니다. 실제로 HF 재생기의 안정적인 운전 영역은 제한적입니다. 20MHz, 그러나 경험이 있는 경우 이 제한은 다음으로 확장될 수 있습니다. 40MHz.

Q-증배 단계에서 재생기를 사용하면 단순 수신기에는 분명한 효과가 있으며 I-st ​​및 전문 통신 수신기와 같은 고급 수신기에는 적합하지 않을 수 있습니다.

문학:

1. 로마노비치 V. 회생 단파 수신기 1-V-3. "라디오" No. 1/1970 p.22, "라디오" No. 2/1970 p.21

참조: 슈퍼 재생. "라디오" 1/1959

I. Grigorov (RK3ZK). 1995년 10월 9일자 "아마추어 라디오"

전문 및 아마추어 무선 장비의 재생 수신기 시대의 절정은 지난 세기의 20 대 말 또는 30 대 초에 있습니다. 제 2 차 세계 대전이 시작될 때 슈퍼 헤테로 다인으로 집중적으로 대체되기 시작했으며 전쟁 후 "재생기"는 아마추어 무선 실습에서 거의 독점적으로 보존되었습니다. 제조가 간단하고 매개변수가 우수하여 초보 라디오 아마추어가 자체 제작하기에 매우 적합했습니다.

60 년대에는 초보 라디오 아마추어의 아마추어 디자인에서 직접 변환 수신기로 대체되었습니다. 그러나 90년대에 재생 수신기에 대한 아마추어 라디오의 관심이 다시 증가했습니다. 또한 일부 회사는 초보자 라디오 아마추어를 위해 유사한 장비를 생산하기도 합니다. 많은 시간이 흘렀지만 라디오 아마추어는 여전히 이러한 디자인에 관심이 있습니다.

에 쌀. 하나재생 KB 수신기의 다이어그램이 표시됩니다. 이에 대한 설명은 미국 잡지 QEX의 "고품질 재생 수신기 설계"(High Performance Regenerative Receiver Design. Charles Kitchin, N1TEV. - QEX, 1988년 11월-12월, p. 24-36)라는 기사에서 발표되었습니다.

이 기사에서는 이러한 수신기에서 피드백을 조정하는 다양한 방법을 분석하고 다음 조건에 따라 회생 캐스케이드의 모드를 변경하는 것과 관련하여 가장 널리 사용되는 편리한 방법에 주목합니다. 직류, 최고가 아닙니다. 캐스케이드는 피드백 제어가 가변 커패시터(KPI)에 의해 수행되는 재생 임계값 근처에서 보다 안정적으로 작동합니다. 설명 된 수신기에서 사용되는 사람입니다.

회생 캐스케이드가 안테나로 방사되는 것을 방지하고 이 캐스케이드 작동에 대한 매개변수의 영향을 배제하기 위해 수신기에는 입력의 VT1 트랜지스터에 고주파 광대역 증폭기가 있습니다. 트랜지스터의 DC 모드는 이미 터 회로에서 저항 R1을 설정합니다.

재생 단계는 전계 효과 트랜지스터 VT2에서 만들어집니다. 저자 버전에서 수신기는 3~13MHz의 주파수 대역을 포함하는 2개의 HF 부대역에서 작동하도록 설계되었습니다. 휴대용 트랜지스터 라디오 수신기의 듀얼 KPI C4는 작동 주파수를 대략적으로 조정합니다. 고주파 부대역에서 섹션 C4b는 140pF의 최대 정전용량으로 사용되며 저주파 부대역에서는 최대 정전용량이 365pF인 두 번째 섹션 C4a가 SA1 스위치와 병렬로 연결됩니다. . 스테이션의 미세 조정은 커패시터 C8에 의해 수행됩니다. 필요한 피드백 레벨은 최대 커패시턴스가 140pF인 KPI에 의해 설정됩니다.

이 캐스케이드의 안정적인 작동을 위해 +5V의 공급 전압이 안정화됩니다(제너 다이오드 VD1).

오디오 주파수에 대한 재생 스테이지의 부하는 L3 초크입니다. 저자는 여기에서 소형 필라멘트 변압기의 1차 권선을 사용했습니다. 인덕턴스는 알려져 있지 않지만 CW, SSB 및 AM 방송을 수신하기 위한 오디오 주파수의 총 주파수 응답은 커패시터 C12-C14에 의해 설정됩니다. 그들의 용기는 다음과 같이 선택됩니다. 최고의 리셉션 CW 스테이션은 SA2 스위치의 맨 왼쪽 위치에, SSB 스테이션은 중간 위치에, AM 스테이션은 맨 오른쪽 위치에 있습니다.

오디오 주파수 증폭기의 출력 단계는 전원을 켜는 표준 방식에 따라 DA1 칩에서 이루어집니다. SA3 스위치를 사용하면 내장된 다이내믹 헤드 또는 헤드폰을 연결할 수 있습니다.

인덕터 L1 및 L2 (그림 2)직경 3.2cm의 프레임에 감겨 있고 (어떤 종류의 약의 플라스틱 용기가 사용됨) 각각 4 및 16 회전을 포함합니다. 권선 사이의 거리는 6mm입니다. L2 코일의 탭은 두 번째(아래에서 계산) 회전에서 만들어집니다.

트랜지스터 VT1 2N2222의 유사 아날로그는 KT3117A입니다. 2N2222 트랜지스터는 반세기 전에 생산되기 시작했지만 여전히 아마추어 무선 설계에서 종종 볼 수 있습니다. 그는 꽤 큰 중요성최고 허용 전류컬렉터(800mA), 그러나 여기서는 낮은 값(약 2.4mA)에서 작동하므로 정적 전류 전달 계수가 100 이상인 모든 실리콘 고주파 트랜지스터를 그 자리에 놓을 수 있습니다. MPF102(VT2) 트랜지스터는 KP303E입니다.

저항 R1 및 R2의 값은 6V의 공급 전압에 대해 제공됩니다. 9V의 공급 전압에서 각각 3.3 및 2kΩ, 12V, 4.7 및 5kΩ이어야 합니다.

재료는 B. STEPANOV에 의해 준비되었으며,모스크바시