O receptor super-regenerativo tem sido usado por muitas décadas, especialmente em VHF e UHF, onde pode oferecer simplicidade de circuito e um nível relativamente alto de desempenho. Este detector foi popular em sua versão de tubo a vácuo pela primeira vez nos dias de recepção VHF no final dos anos 1950 e início dos anos 60. Depois disso, foi usado em circuitos simples da versão transistor. Este projeto foi a causa do som sibilante produzido por rádios CB de 27 MHz. Atualmente, o rádio super-regenerativo não é mais tão popular, embora existam vários aplicativos que ainda interessam aos contemporâneos.
História do Rádio
A história do receptor super-regenerativo pode ser rastreada até os primeiros dias de sua invenção. Em 1901, Reginald Fessenden usou uma onda senoidal não modulada em seu receptor para um detector de cristal retificador.um sinal de rádio em um deslocamento de frequência da portadora de onda de rádio portadora e da antena.
Mais tarde, durante a Primeira Guerra Mundial, os radioamadores começaram a tirar proveito da tecnologia de rádio, que fornecia qualidade de transmissão e sensibilidade suficientes. O engenheiro Lucien Levy na França, W alter Schottky na Alemanha e, finalmente, o homem creditado com a técnica super-heteródino, Edwin Armstrong, resolveram o problema da seletividade e construíram o primeiro rádio super-regenerativo funcional.
Ele foi inventado em uma época em que a tecnologia de rádio era muito simples e o receptor super-regenerativo não possuía os recursos que são tidos como garantidos hoje. O receptor de rádio super-heteródino (super-heteródino) em seu nome completo - receptor sem fio heteródino supersônico, foi um passo importante no desenvolvimento da ciência e da tecnologia, embora inicialmente não fosse amplamente utilizado, pois continha muitas válvulas, tubos e outras peças volumosas. E além disso, naquela época o rádio era muito caro.
Noções Básicas do Super Receptor
O receptor super-regenerativo é baseado em um rádio regenerativo simples. Utiliza uma segunda frequência de oscilação no ciclo de regeneração, que interrompe ou amortece as oscilações da frequência principal. O amortecimento de vibração normalmente opera em frequências acima da faixa de áudio, como 25 kHz a 100 kHz. Durante a operação, o circuito tem feedback positivo, então mesmo uma pequena quantidade de ruído fará com que o sistema oscile.
saída do amplificador RFno receptor tem feedback positivo, ou seja, parte do sinal de saída é realimentado para a entrada em fase. Qualquer sinal presente será amplificado repetidamente, e isso pode resultar na amplificação da força do sinal por um fator de mil ou mais. Embora o ganho seja fixo, níveis que se aproximam do infinito podem ser alcançados usando técnicas de feedback, como o circuito de ponto de oscilação de um receptor de tubo de bateria super-regenerativo.
Regeneração introduz resistência negativa no circuito e isso significa que a resistência positiva geral é reduzida. E, além disso, com o aumento do ganho, a seletividade do circuito aumenta. Quando o circuito é operado com realimentação para que o oscilador opere suficientemente na região de oscilação, ocorre uma oscilação secundária de baixa frequência. Ele destrói a frequência da vibração de alta frequência.
O conceito foi originalmente descoberto por Edwin Armstrong, que cunhou o termo "super recuperação". E esse tipo de rádio é chamado de receptor de tubo super-regenerativo. Esse esquema tem sido usado em todas as formas de rádio, desde emissoras de rádio domésticas até televisões, sintonizadores de alta precisão, rádios de comunicação profissional, estações base de satélite e muitos outros. Praticamente todos os rádios de transmissão, bem como televisores, receptores de ondas curtas e rádios comerciais, usavam o princípio super-heteródino como base de operação.
Benefícios do transmissor
O rádio super-heteródino tem várias vantagens sobre outras formas de rádio. Como resultado de seusvantagens, o receptor de transistor super-regenerativo permaneceu um dos métodos avançados usados na tecnologia de rádio. E enquanto outros métodos estão surgindo hoje, o super-receptor ainda é muito usado, devido aos recursos que ele oferece:
- Seletividade de fechamento. Uma das principais vantagens de um receptor é a proximidade com a seletividade que ele oferece.
- Usando filtros de frequência fixa, pode fornecer um bom corte de canal adjacente.
- Capaz de receber vários modos.
- Devido à topologia, esta tecnologia de receptor pode incluir muitos tipos diferentes de demoduladores que podem ser facilmente combinados para atender aos requisitos.
- Recebe sinais de frequência muito alta.
O fato de o receptor FET super-regenerativo usar tecnologia de mixagem significa que a maior parte do processamento do receptor é feito em frequências mais baixas, permitindo receber sinais de alta frequência. Essas e muitas outras vantagens significam que o receptor tem sido procurado não apenas desde o início da operação do rádio, mas continuará assim por muitos anos.
Receptor FET Super Regenerativo
Vamos descobrir. O princípio de operação do receptor super-regenerativo é o seguinte.
O sinal que é captado pela antena passa pelo receptor e entra no mixer. Outro sinal gerado localmente, geralmente chamado de oscilador local, é alimentado em uma porta diferentemixer e os dois sinais são misturados. Como resultado, um novo sinal é gerado nas frequências de soma e diferença.
A saída é transferida para a chamada frequência intermediária, onde o sinal é amplificado e filtrado. Qualquer um dos sinais convertidos que caiam dentro da banda passante do filtro pode passar pelo filtro e também será amplificado pelos estágios do amplificador. Os sinais que estiverem fora da largura de banda do filtro serão rejeitados.
A sintonia do receptor é feita simplesmente alterando a frequência do oscilador local. Isso altera a frequência do sinal de entrada, os sinais são convertidos e podem passar pelo filtro.
Afinação do Receptor Super Regenerativo
Apesar de mais complexo que alguns outros tipos de rádios, tem a vantagem de desempenho e seletividade. Assim, a sintonização é capaz de remover sinais indesejados de forma mais eficaz do que outras configurações de TRF (Tuned Radio Frequency) ou estações de rádio usadas nos primeiros dias do rádio.
O conceito básico e a teoria por trás do rádio super-heteródino envolve o processo de mixagem. Isso permite que os sinais sejam transmitidos de uma frequência para outra. A frequência de entrada é frequentemente chamada de entrada de RF, enquanto o sinal do oscilador gerado localmente é chamado de oscilador local e a frequência de saída é chamada de frequência intermediária porque está entre as frequências de RF e de áudio.
O diagrama de blocos de um receptor super-regenerativo básico de transistor único é o seguinte. NOmisturador, a amplitude instantânea dos dois sinais de entrada (f1 e f2) é multiplicada, resultando em sinais de saída de frequências (f1 + f2) e (f1 - f2). Isso permite que a frequência de entrada seja transmitida até uma frequência fixa, onde pode ser filtrada de forma eficaz. Alterar a frequência do oscilador local permite sintonizar o receptor em diferentes frequências. Sinais em duas frequências diferentes podem ser enviados para estágios intermediários.
A sintonia RF remove um e leva outro. Quando os sinais estão presentes, eles podem causar interferência indesejada, mascarando os sinais desejados se eles aparecerem simultaneamente na seção de frequência intermediária. Muitas vezes, em rádios baratos, os harmônicos do oscilador local podem rastrear em diferentes frequências, resultando em uma mudança nos osciladores locais ao sintonizar o receptor.
O diagrama de blocos geral de um receptor super-regenerativo de transistor único mostra os principais blocos que podem ser usados no receptor. Rádios mais complexos adicionarão demoduladores adicionais ao diagrama de blocos básico.
Além disso, alguns rádios ultra-heteródinos podem ter duas ou mais conversões para aumentar o desempenho, duas ou até três conversões podem ser usadas para melhorar o funcionamento dos elementos do circuito.
Onde:
- limite de afinação é variável 15pF;
- O indutor em "L" nada mais é do que um fio de metal 20 de 2 polegadas dobrado em forma de "U".
Estações de rádio FM (88-108 MHz) precisam de maisindutância, e a metade inferior da banda (aproximadamente 109-130 MHz) exigirá menos, pois está acima da banda FM.
Controle de ganho automático de 27MHz
Acredita-se que o receptor super-regenerativo de 27 MHz surgiu de uma necessidade em tempos de guerra de um dispositivo único muito simples com alto ganho de feedback positivo. A solução para isso foi permitir que as oscilações da frequência sintonizada crescessem alternativamente e fossem suprimidas sob o controle de um segundo oscilador (quenching) operando em uma frequência de rádio mais baixa. O feedback positivo foi introduzido por um potenciômetro variável, que foi usado da seguinte forma.
O sinal aumentará de volume até que o amplificador de RF comece a oscilar. A ideia era cancelar o controle até que a oscilação parasse. No entanto, geralmente havia uma histerese significativa entre posição e efeito. O aumento da produtividade só poderia ser alcançado se o progresso fosse interrompido pouco antes do início da hesitação, o que exigia habilidade e paciência.
Neste dispositivo, o amplificador sintonizado começa a oscilar durante o meio ciclo da forma de onda do oscilador. Durante a parte "ligada" do ciclo de apagamento, a oscilação do amplificador sintonizado aumenta exponencialmente a partir do ruído do circuito. O tempo que leva para essas oscilações atingirem a amplitude total é proporcional ao valor Q do circuito sintonizado. Portanto, dependendo da frequência do gerador de amortecimento, as flutuações de frequência do sinal podem atingir amplitude total (modo logarítmico) ou ser colapsadas(modo de linha).
Três tipos principais de receptores super-regenerativos de 27 MHz foram usados para controle de rádio dos modelos: receptor de válvula dura, receptor de válvula macia e receptor baseado em transistor.
Um típico circuito receptor de válvula rígida é mostrado na figura.
Circuito de rádio para banda de 25-150 MHz
Neste circuito, o receptor super-regenerativo na banda de 25-150 MHz é semelhante ao diagrama de circuito do MFJ-8100.
O primeiro estágio é baseado no transistor FET conectado à configuração de porta comum. O estágio amplificador de RF evita a radiação de RF da antena em ambos os circuitos. O detector super regenerativo é baseado em um transistor conectado a uma configuração de porta comum. O trim ajusta o ganho de feedback até o ponto em que o potenciômetro fornece controle de regeneração suave.
A faixa de frequência deste receptor é de 100 MHz a 150 MHz. Sua sensibilidade é inferior a 1 µV. As bobinas são enroladas em uma estrutura removível com um diâmetro de 12 mm. Claro, regeneradores e super regeneradores não são o futuro dos radioamadores, mas eles ainda têm um lugar ao sol.
dispositivo de transmissão de 315MHz
Aqui está um moderno transmissor de super recuperação de 315 RF + módulo receptor.
Ele fornece uma solução sem fio muito econômica com taxas máximas de transferência de dadosaté 4 Kbps. E pode ser usado como controle remoto, portas elétricas, portas de persianas, janelas, soquete de controle remoto, controle remoto LED, controle remoto estéreo e sistemas de alarme.
Recursos:
- faixa de transmissão> 500m;
- sensibilidade -103dB, em áreas abertas porque trabalha com método de modulação de amplitude, a sensibilidade ao ruído é maior;
- frequência de trabalho: 315,92 MHz;
- temperatura de trabalho: -10 graus a +70 graus;
- potência de transmissão: 25mW;
- Tamanho do receptor: 30147mm Tamanho do transmissor: 1919mm.
433 MHz tubo ISM
Receptor de tubo super regenerativo consome menos de 1mW e opera em uma rede industrial, científica e médica de 433MHz sem contato. Em sua forma mais simples, um receptor superregenerativo contém um oscilador de RF que liga e desliga periodicamente um "sinal em branco" ou sinal de baixa frequência. Quando o sinal de amortecimento é comutado para o oscilador, as oscilações começam a se acumular com uma bainha de crescimento exponencial. A utilização de um sinal externo na frequência nominal do gerador acelera o crescimento do envelope dessas oscilações. Assim, o ciclo de trabalho da amplitude do oscilador amortecido varia proporcionalmente à amplitude do sinal de rádio aplicado.
Em um detector super-regenerativo, a chegada de um sinal inicia as oscilações de RF mais cedo do que quando não há sinal. O Super Regenerative Detector pode receber sinais AM e é adequado paraDetecção de sinal de dados OOK (ligado/desligado). O detector superregenerativo é um sistema de dados comprometido, ou seja, cada período conta e amplifica o sinal de RF. Para restaurar com precisão a modulação original, o gerador de rejeição deve operar em uma frequência ligeiramente superior à frequência mais alta do sinal de modulação original. Adicionar um detector de envelope seguido por um filtro passa-baixa melhora a demodulação AM.
O coração do receptor contém um oscilador LC convencional configurado por Colpitts, operando em uma frequência determinada pela ressonância serial de L1, L2, C1, C2 e C3. Quando o dispositivo é desligado, a corrente de polarização Q1 extingue o gerador. Os transistores em cascata Q2 e Q3 formam um amplificador de antena que melhora a figura de ruído do receptor e fornece algum isolamento de RF entre o oscilador e a antena. Para economizar energia, o amplificador só funciona quando a oscilação aumenta.
Esquema de VHF ultra-regenerativo
O receptor consiste em um transistor 2N2369 cercado por quinze componentes que juntos formam a parte de alta frequência. Esta montagem é o coração do receptor. Ele fornece ganho de HF e demodulação. Um circuito configurado instalado no coletor do transistor permite selecionar a frequência.
O conjunto de reação foi usado muito cedo nas ondas curtas por radares de tubo. Foi então encontrado no famoso tempo de conversação dos "três transistores" dos anos 60. Muitos receptores de controle remoto de 433MHz ainda usamseu. Ambos os estágios do BC337 são amplificadores de baixa frequência, o último fornecendo energia para fones de ouvido ou um pequeno alto-falante. A resistência ajustável de 22 kΩ ajusta a polarização do transistor 2N2369 para obter o melhor ponto de resposta, combinando sensibilidade e baixa distorção, evitando oscilações que bloqueiam seu funcionamento.
A frequência de áudio é recuperada através de um resistor de 4,7 kΩ, depois passa por um filtro passa-baixa para eliminar a resposta de comutação de alta frequência. O primeiro transistor BC337 fornece pré-amplificação BF. Um capacitor de 4,7nF colocado entre seu coletor e sua base atua como um filtro passa-baixo, eliminando o resíduo de alta frequência e limitando os agudos. O resistor de 10 kΩ controla o ganho do último estágio e, portanto, o volume.
Montagem de rádio DIY
Para um Receptor Super Regenerativo DIY 315MHz, todos os componentes devem ser instalados no PCB e traçados feitos com um cortador. Um plano de terreno amplo é indispensável para a estabilidade (elétrica) do conjunto. Para facilitar a cópia em cobre, imprime-se uma fotografia do circuito, coloca-se em uma chapa e, com um ponto, marca-se as extremidades dos trilhos na chapa. Depois de verificar o isolamento dos trilhos no ohmímetro, a fiação é realizada de acordo com o diagrama.
Os componentes do circuito são fáceis de comprar em lojas de rádio ou online. Você precisa de um alto-falante de 50 ou 100 ohms. Você também podeuse um alto-falante de 8 ohms colocando um transformador abaixador encontrado na maioria das estações de transistores antigas, ou conecte um alto-falante de 8 ohms, mas o nível de som será menor. A montagem deve permanecer compacta com um bom plano de terra. Não se deve esquecer que os fios e conexões têm um efeito de auto-ação em altas frequências. A bobina de corda tem 5 voltas de fio de 0,8 mm (fiação de linha telefônica). O capacitor é conectado em série com a antena na segunda volta a partir do topo.
A antena consiste em um pedaço de fio duro (1,5 mm2) com cerca de vinte centímetros de comprimento. Não há necessidade de fazer mais, "quarto de onda" vai atrapalhar a reação. É necessário um capacitor de desacoplamento de 1 nF. A bobina de estrangulamento (bloqueio de alta frequência) é do tipo VK200. Se o radioamador não conseguir encontrá-lo, você pode fazer três ou quatro voltas de fio em um pequeno tubo de ferrite. E você pode escolher um esquema de montagem específico ao seu gosto e de acordo com o esquema elétrico.
Inclusão adequada do circuito
VHF Super Regenerative Receiver Ordem de instalação:
- Ligue o circuito. A corrente de alimentação é de cerca de trinta miliamperes.
- Gire o resistor ajustável direito (volume) totalmente no sentido anti-horário.
- Em seguida, você precisa ouvir o ruído nos fones de ouvido ou alto-falante. Caso contrário, gire a resistência ajustável até que o som seja ouvido.
- Melhore a afinação de emissão média para obter boa sensibilidade com distorção mínima.
- Parapara remover alto ruído, você precisa reduzir a antena.
Circuito receptor ultra-regenerativo de 144 MHz.
Precauções: Como o aparelho emite interferência, não o use próximo a outro receptor.
