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ENCICLOPEDIA DELLA RADIOELETTRONICA ED ELETTRICA Ricevitore FET superrigenerativo. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica
Enciclopedia della radioelettronica e dell'elettrotecnica / ricezione radiofonica I ricevitori super rigenerativi sono caratterizzati da alta sensibilità e alto guadagno con eccezionale semplicità di circuito e design. I radioamatori di solito progettano super-rigeneratori autoestinguenti, a volte capricciosi nella messa a punto. I super-rigeneratori con una fonte esterna di oscillazioni di smorzamento si distinguono per i migliori parametri e stabilità durante il funzionamento. È questo design che viene proposto nell'articolo pubblicato. È noto che la sensibilità dei ricevitori super-rigenerativi è limitata dal rumore intrinseco dello stadio rigenerativo [1], che è in gran parte determinato dalle proprietà di rumore del transistor utilizzato. Nonostante i transistor ad effetto di campo siano meno rumorosi di quelli bipolari, in letteratura non esistono praticamente circuiti di super-rigeneratori basati su transistor ad effetto di campo. La variante di un tale ricevitore è offerta all'attenzione dei radioamatori. I suoi vantaggi essenziali sono l'elevata sensibilità (0,5 μV con una profondità di modulazione di 0,9 e un rapporto segnale-rumore di 12 dB), basso consumo di corrente (1,4 mA con una tensione di alimentazione di 4 V), un'ampia gamma di tensioni di alimentazione ( 3... 9 V), bassa radiazione parassita (il superrigeneratore stesso consuma una corrente di 80 μA). La superizzazione esterna semplifica notevolmente la messa a punto del ricevitore e aumenta la stabilità del suo funzionamento. Il ricevitore può essere utilizzato con successo nelle tradizionali applicazioni di superrigeneratore (in apparecchiature di controllo radio, stazioni radio semplici, dispositivi di sicurezza radio, ecc.). Lo schema elettrico del ricevitore è mostrato in fig. uno.
Il rivelatore superrigenerativo è assemblato su un transistor a basso rumore VT1. La cascata è un oscillatore con retroazione dell'autotrasformatore. La frequenza di generazione è determinata dai parametri del circuito oscillatorio L1C2, sintonizzato su 27,12 MHz. L'uso di un transistor a due gate semplifica notevolmente l'implementazione della modalità di superizzazione esterna. È noto che la pendenza della caratteristica per la prima porta dipende dalla tensione alla seconda porta. Quando questa tensione è zero, la pendenza è inferiore a quella critica e non c'è generazione. Una tensione di superizzazione con una frequenza di 3 ... 60 kHz viene fornita alla seconda porta attraverso il potenziometro R70 da un generatore assemblato sugli elementi DD1.1 e DD1.2. Il condensatore C5 collega la seconda porta a un filo comune ad alta frequenza e, inoltre, conferisce agli impulsi di superizzazione una forma quasi triangolare. La regolazione dell'ampiezza degli impulsi di superizzazione mediante il potenziometro R3 consente di modificare uniformemente il tempo durante il quale la pendenza supera il valore critico, e quindi la durata dei lampi ad alta frequenza nel circuito L1C2. Pertanto, è possibile modificare la modalità operativa del super-rigeneratore, impostando lineare, alla quale si ottiene la massima sensibilità, o non lineare, alla quale l'AGC viene implementato in modo più efficace. Il carico del rivelatore super-rigenerativo è il filtro passa-basso R6C6. Un segnale utile con un'ampiezza dell'ordine di 1 ... 3 mV da questo filtro viene inviato attraverso il condensatore C9 all'ULF, che viene utilizzato come i due elementi rimanenti del microcircuito DD1. Il feedback CC negativo attraverso gli elementi R5, R7, C10 garantisce il funzionamento del microcircuito digitale in modalità lineare [2]. Gli elementi C12, C13, R8 impostano la frequenza di taglio della risposta in frequenza dell'amplificatore a circa 3 kHz. Il resistore R1 serve a formare una tensione di polarizzazione negativa (rispetto alla sorgente) al primo gate, che fornisce il valore iniziale della pendenza del transistor VT1 inferiore a critico. La seconda funzione di questo resistore è molto significativa. La sua resistenza determina il valore iniziale della componente continua della corrente attraverso il transistor, e quindi il livello di rumore intrinseco. Con i valori degli elementi indicati nel diagramma, questa corrente è di soli 80 ... 90 μA, il che, tra l'altro, rende molto piccola la radiazione parassita del superrigeneratore, poiché tutta la potenza che consuma dalla fonte di alimentazione non supera 0,5 mW. Il condensatore C3 è scelto per avere una grande capacità, poiché deve deviare il resistore R1 sia alla frequenza portante che alle frequenze di superizzazione e inviluppo del segnale ricevuto. Le principali caratteristiche del ricevitore sono riportate nelle tabelle 1 e 2.
Costruzione e dettagli. Il circuito stampato del ricevitore è mostrato in fig. 2 e non ha caratteristiche speciali.
Con un leggero deterioramento delle caratteristiche del ricevitore come VT1, è possibile utilizzare transistor domestici delle serie KP306, KP350, adottando misure per proteggerli dall'elettricità statica durante l'installazione. Va tenuto presente che i transistor della serie KP327 sono prodotti con una percentuale molto elevata di difetti, ma è possibile utilizzarne di riparabili. Il condensatore C3 deve essere ceramico. È consentito sostituirlo con qualsiasi capacità non inferiore a quella indicata nello schema, a condizione che sia collegato in parallelo un condensatore ceramico da 1000 pF. Per garantire una frequenza di superizzazione stabile, il condensatore C8 deve essere con un piccolo TKE. Il resto dei dettagli può essere di qualsiasi tipo. La bobina di contorno è avvolta su un telaio con un diametro di 5 mm e contiene 9 spire di filo con un diametro di 0,35-0,5 mm. Il rubinetto è realizzato dal terzo dal basso secondo lo schema della bobina. Un nucleo di ferro carbonilico è avvitato nel telaio. Poiché la capacità di carico del chip K561LE5A è ridotta, il dispositivo collegato all'uscita del ricevitore deve avere un'impedenza di ingresso di almeno 30 kOhm. Come amplificatore a bassa frequenza, invece degli elementi DD1.3, DD1.4, è possibile utilizzare ULF di qualsiasi progetto con un guadagno di almeno 1000. A tensioni di alimentazione superiori a 5 V, ad esempio, l'amplificatore operazionale economico K140UD1208 dà buoni risultati. Il consumo totale di corrente con una tensione di alimentazione di 9 V non supera 1,5 mA. Il multivibratore di oscillazioni ausiliarie può anche essere montato su transistor secondo qualsiasi schema noto. È importante solo mantenere la frequenza e la forma richieste degli impulsi di spegnimento. La configurazione del ricevitore inizia con il controllo dell'installazione. Quindi dovresti impostare il cursore del resistore variabile R3 nella posizione sinistra secondo il diagramma, accendere l'alimentazione (la tensione nominale è 4 V) e assicurarti che la tensione costante attraverso il resistore R1 sia compresa tra 0,6 ... 0,7 V. In caso contrario, il transistor è difettoso e deve essere sostituito. Collegando l'oscilloscopio al pin 10 DD1.2, verificare la presenza di impulsi rettangolari con una frequenza di 60 ... 70 kHz. Se necessario, specificare la frequenza selezionando la resistenza del resistore R4. Commutando l'oscilloscopio sull'uscita del ricevitore e ruotando dolcemente il potenziometro R3, sullo schermo appare il rumore a bassa frequenza. Ora puoi collegare un generatore di segnale standard all'ingresso dell'antenna, impostando oscillazioni alla sua uscita con una frequenza di 27,12 MHz, un'ampiezza di 100 μV e una profondità di modulazione di 0,9. Ruotando il nucleo della bobina, il circuito viene sintonizzato sulla risonanza alla massima ampiezza sullo schermo dell'oscilloscopio. Dopo aver riportato il cursore del potenziometro R3 nella sua posizione originale (le fluttuazioni all'uscita del ricevitore scompariranno), queste oscillazioni dovrebbero essere ripristinate ruotando dolcemente il cursore e dovrebbe essere trovata la sua posizione in cui l'ampiezza della tensione all'uscita del ricevitore sarà smettere di aumentare. Riducendo la tensione di ingresso a 1 μV (se necessario, perfezionando l'impostazione del circuito), controllano la posizione corretta del cursore del resistore variabile. Questa impostazione corrisponde alla modalità non lineare del super-rigeneratore. Un ulteriore aumento della tensione di superizzazione utilizzando R3 non è consigliabile, in quanto il segnale utile aumenta leggermente, mentre il rumore aumenta notevolmente. Se ora il cursore R3 viene ruotato nella direzione opposta, verrà stabilita una modalità lineare, in cui il rapporto segnale-rumore migliora leggermente, ma l'ampiezza del segnale di uscita diminuisce. Va tenuto presente che sebbene l'intervallo di tensione di alimentazione in cui vengono salvati i parametri principali del ricevitore sia 3 - 9 V, per ciascuna tensione specificatamente selezionata, è necessario chiarire la posizione ottimale del cursore del resistore variabile R3 utilizzando il metodo di cui sopra. In assenza di un GSS, è possibile utilizzare il trasmettitore con cui dovrebbe funzionare il ricevitore, posizionandolo a una distanza tale dal ricevitore che il segnale in uscita non sia ancora limitato. In conclusione, va notato che, come ogni superrigeneratore, l'immunità al rumore del ricevitore e la sua selettività sono basse, poiché la larghezza di banda, che è numericamente uguale a più frequenze di superizzazione [1], è di 120...140 kHz. Letteratura
Autore: V.Dnishchenko, Samara
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