El receptor súper regenerativo se ha utilizado durante muchas décadas, especialmente en VHF y UHF, donde podría ofrecer simplicidad de circuito y un nivel de rendimiento relativamente alto. Este detector fue popular en su versión de tubo de vacío por primera vez en los días de la recepción de VHF a fines de la década de 1950 y principios de la de 1960. Después de eso, se usó en circuitos simples de la versión de transistor. Este diseño fue la causa del silbido producido por las radios CB de 27 MHz. Actualmente, la radio superregenerativa ya no es tan popular, aunque hay varias aplicaciones que siguen siendo de interés para los contemporáneos.
Historia de la radio
La historia del receptor superregenerativo se remonta a los primeros días de su invención. En 1901, Reginald Fessenden usó una onda sinusoidal no modulada en su receptor para un detector de cristal rectificador.una señal de radio con un desplazamiento de frecuencia de la portadora de ondas de radio y de la antena.
Más tarde, durante la Primera Guerra Mundial, los radioaficionados comenzaron a aprovechar la tecnología de radio, que proporcionaba suficiente sensibilidad y calidad de transmisión. El ingeniero Lucien Levy en Francia, W alter Schottky en Alemania y, finalmente, el hombre al que se atribuye la técnica superheterodina, Edwin Armstrong, resolvieron el problema de la selectividad y construyeron la primera radio superregenerativa en funcionamiento.
Se inventó en una era en la que la tecnología de radio era muy simple y el receptor superregenerativo carecía de las características que se dan por sentadas hoy en día. El receptor de radio superheterodino (superheterodyne) en su nombre completo - receptor inalámbrico heterodino supersónico, fue un importante paso adelante en el desarrollo de la ciencia y la tecnología, aunque inicialmente no fue muy utilizado, porque contenía muchas válvulas, tuberías y otras piezas voluminosas. Y además, en aquella época la radio era muy cara.
Conceptos básicos del superreceptor
El receptor súper regenerativo se basa en una radio regenerativa simple. Utiliza una segunda frecuencia de oscilación en el ciclo de regeneración, que interrumpe o amortigua las oscilaciones de frecuencia principal. La amortiguación de vibraciones normalmente funciona en frecuencias por encima del rango de audio, como de 25 kHz a 100 kHz. Durante el funcionamiento, el circuito tiene retroalimentación positiva, por lo que incluso una pequeña cantidad de ruido hará que el sistema oscile.
Salida del amplificador RFen el receptor tiene retroalimentación positiva, es decir parte de la señal de salida se retroalimenta a la entrada en fase. Cualquier señal presente se amplificará repetidamente, y esto puede resultar en que la intensidad de la señal se amplifique por un factor de mil o más. Aunque la ganancia es fija, se pueden lograr niveles cercanos al infinito utilizando técnicas de retroalimentación como el circuito de punto de giro de un receptor de válvula de batería superregenerativa.
La regeneración introduce resistencia negativa en el circuito y esto significa que se reduce la resistencia positiva general. Y, además, al aumentar la ganancia, aumenta la selectividad del circuito. Cuando el circuito funciona con realimentación de modo que el oscilador funcione lo suficiente en la región de oscilación, se produce una oscilación secundaria de baja frecuencia. Destruye la frecuencia de la vibración de alta frecuencia.
El concepto fue descubierto originalmente por Edwin Armstrong, quien acuñó el término "súper recuperación". Y este tipo de radio se llama receptor de tubo súper regenerativo. Dicho esquema se ha utilizado en todas las formas de radio, desde estaciones de radiodifusión domésticas hasta televisores, sintonizadores de alta precisión, radios de comunicaciones profesionales, estaciones base satelitales y muchos otros. Prácticamente todas las transmisiones de radio, así como los televisores, los receptores de onda corta y las radios comerciales, utilizaron el principio superheterodino como base para su funcionamiento.
Beneficios del transmisor
La radio superheterodina tiene una serie de ventajas sobre otras formas de radio. como resultado de suventajas, el receptor de transistor superregenerativo se ha mantenido como uno de los métodos avanzados utilizados en la tecnología de radio. Y mientras que otros métodos están saliendo a la luz hoy en día, el súper receptor todavía se usa mucho dadas las características que tiene para ofrecer:
- Selectividad de cierre. Una de las principales ventajas de un receptor es la proximidad a la selectividad que tiene para ofrecer.
- Usando filtros de frecuencia fija, puede proporcionar un buen corte de canal adyacente.
- Capaz de recibir múltiples modos.
- Debido a la topología, esta tecnología de receptor puede incluir muchos tipos diferentes de demoduladores que se pueden combinar fácilmente para satisfacer los requisitos.
- Recibe señales de muy alta frecuencia.
El hecho de que el receptor FET superregenerativo utilice tecnología de mezcla significa que la mayor parte del procesamiento del receptor se realiza a frecuencias más bajas, lo que le permite recibir señales de alta frecuencia. Estas y muchas otras ventajas significan que el receptor ha tenido demanda no solo desde el comienzo de la operación de radio, sino que seguirá siéndolo por muchos años más.
Receptor FET súper regenerativo
Vamos a resolverlo. El principio de funcionamiento del receptor superregenerativo es el siguiente.
La señal que capta la antena pasa a través del receptor y al mezclador. Otra señal generada localmente, a menudo denominada oscilador local, se alimenta a un puerto diferentemezclador y las dos señales se mezclan. Como resultado, se genera una nueva señal en las frecuencias de suma y diferencia.
La salida se transfiere a la denominada frecuencia intermedia, donde la señal se amplifica y filtra. Cualquiera de las señales convertidas que caen dentro de la banda de paso del filtro pueden pasar a través del filtro y también serán amplificadas por las etapas del amplificador. Las señales que queden fuera del ancho de banda del filtro serán rechazadas.
La sintonización del receptor se realiza simplemente cambiando la frecuencia del oscilador local. Esto cambia la frecuencia de la señal entrante, las señales se convierten y pueden pasar a través del filtro.
Sintonización del receptor superregenerativo
Aunque es más complejo que otros tipos de radios, tiene la ventaja del rendimiento y la selectividad. Por lo tanto, la sintonización puede eliminar las señales no deseadas de manera más efectiva que otras configuraciones TRF (frecuencia de radio sintonizada) o estaciones de radio que se usaban en los primeros días de la radio.
El concepto básico y la teoría detrás de la radio superheterodina involucran el proceso de mezcla. Esto permite que las señales se transmitan de una frecuencia a otra. La frecuencia de entrada a menudo se denomina entrada de RF, mientras que la señal del oscilador generada localmente se denomina oscilador local y la frecuencia de salida se denomina frecuencia intermedia porque se encuentra entre la RF y las frecuencias de audio.
El diagrama de bloques de un receptor súper regenerativo básico de un solo transistor es el siguiente. Amezclador, la amplitud instantánea de las dos señales de entrada (f1 y f2) se multiplica, dando como resultado señales de salida de frecuencias (f1 + f2) y (f1 - f2). Esto permite que la frecuencia entrante se transmita hasta una frecuencia fija, donde se puede filtrar de manera efectiva. Cambiar la frecuencia del oscilador local le permite sintonizar el receptor a diferentes frecuencias. Las señales en dos frecuencias diferentes se pueden enviar a etapas intermedias.
La sintonización RF elimina uno y toma otro. Cuando las señales están presentes, pueden causar interferencias no deseadas al enmascarar las señales deseadas si aparecen simultáneamente en la sección de frecuencia intermedia. A menudo, en las radios económicas, los armónicos del oscilador local pueden rastrearse en diferentes frecuencias, lo que resulta en un cambio en los osciladores locales al sintonizar el receptor.
El diagrama de bloques general de un receptor superregenerativo de un solo transistor muestra los bloques principales que se pueden usar en el receptor. Las radios más complejas agregarán demoduladores adicionales al diagrama de bloques básico.
Además, algunas radios ultraheterodinas pueden tener dos o más conversiones para proporcionar un mayor rendimiento, se pueden utilizar dos o incluso tres conversiones para mejorar el funcionamiento de los elementos del circuito.
Dónde:
- el límite de sintonización es variable 15pF;
- El inductor "L" no es más que un alambre de metal 20 de 2 pulgadas doblado en forma de "U".
Estaciones de radio FM (88-108 MHz) necesitan másinductancia, y la mitad inferior de la banda (aproximadamente 109-130 MHz) requerirá menos ya que está por encima de la banda FM.
Control automático de ganancia de 27 MHz
Se cree que el receptor superregenerativo de 27 MHz surgió de la necesidad durante la guerra de un dispositivo único muy simple con una alta ganancia de retroalimentación positiva. La solución a esto fue permitir que las oscilaciones de la frecuencia sintonizada crecieran alternativamente y fueran suprimidas bajo el control de un segundo oscilador (apagado) que operaba a una frecuencia de radio más baja. La retroalimentación positiva se introdujo mediante un potenciómetro variable, que se usó de la siguiente manera.
La señal aumentará de volumen hasta que el amplificador de RF empiece a oscilar. La idea era cancelar el control hasta que cesara el bamboleo. Sin embargo, generalmente había una histéresis significativa entre la posición y el efecto. El aumento de la productividad solo podría lograrse si el progreso se detuviera poco antes de que comenzara la vacilación, lo que requirió habilidad y paciencia.
En este dispositivo, el amplificador sintonizado comienza a oscilar durante el medio ciclo de la forma de onda del oscilador. Durante la parte "activada" del ciclo de supresión, la oscilación del amplificador sintonizado aumenta exponencialmente a partir del ruido del circuito. El tiempo que tardan estas oscilaciones en alcanzar la amplitud máxima es proporcional al valor Q del circuito sintonizado. Por lo tanto, dependiendo de la frecuencia del generador de amortiguamiento, las fluctuaciones de frecuencia de la señal pueden alcanzar su amplitud máxima (modo logarítmico) o colapsarse.(modo de línea).
Se utilizaron tres tipos principales de receptores superregenerativos de 27 MHz para el control de radio de los modelos: receptor de válvula rígida, receptor de válvula blanda y receptor basado en transistores.
En la figura se muestra un circuito típico de receptor de válvula rígida.
Circuito de radio para banda 25-150 MHz
En este circuito, el receptor súper regenerativo en la banda de 25-150 MHz es similar al diagrama de circuito del MFJ-8100.
La primera etapa se basa en el transistor FET conectado a la configuración de puerta común. La etapa amplificadora de RF evita la radiación de RF de la antena en ambos circuitos. El detector súper regenerativo se basa en un transistor conectado a una configuración de puerta común. El ajuste ajusta la ganancia de retroalimentación hasta el punto en que el potenciómetro proporciona un control de regeneración suave.
El rango de frecuencia de este receptor es de 100 MHz a 150 MHz. Su sensibilidad es inferior a 1 µV. Las bobinas están enrolladas en un marco extraíble con un diámetro de 12 mm. Por supuesto, los regeneradores y los súper regeneradores no son el futuro de los radioaficionados, pero todavía tienen un lugar en el sol.
dispositivo de transmisión de 315 MHz
Aquí hay un módulo receptor + transmisor de súper recuperación RF 315 moderno.
Proporciona una solución inalámbrica muy rentable con tasas máximas de transferencia de datoshasta 4Kbps. Y se puede utilizar como mando a distancia, puertas eléctricas, persianas, ventanas, toma de mando a distancia, mando a distancia LED, mando a distancia estéreo y sistemas de alarma.
Características:
- rango de transmisión> 500m;
- sensibilidad -103dB, en áreas abiertas porque funciona con el método de modulación de amplitud, la sensibilidad al ruido es mayor;
- frecuencia de trabajo: 315,92 MHz;
- temperatura de trabajo: -10 grados a +70 grados;
- potencia de transmisión: 25mW;
- Tamaño del receptor: 30147 mm Tamaño del transmisor: 1919 mm.
433 MHz tubo ISM
El receptor de tubo superregenerativo consume menos de 1 mW y funciona en una red industrial, científica y médica de 433 MHz sin contacto. En su forma más simple, un receptor superregenerativo contiene un oscilador de RF que periódicamente enciende y apaga una "señal en blanco" o señal de baja frecuencia. Cuando la señal de amortiguación se cambia al oscilador, las oscilaciones comienzan a acumularse con una vaina que crece exponencialmente. El uso de una señal externa a la frecuencia nominal del generador acelera el crecimiento de la envolvente de estas oscilaciones. Por lo tanto, el ciclo de trabajo de la amplitud del oscilador amortiguado varía en proporción a la amplitud de la señal de radio aplicada.
En un detector superregenerativo, la llegada de una señal inicia las oscilaciones de RF antes que cuando no hay señal. El Detector Súper Regenerativo puede recibir señales AM y es muy adecuado paraDetección de señal de datos OOK (on/off-keyed). El detector superregenerativo es un sistema de datos comprometido, es decir, cada período cuenta y amplifica la señal de RF. Para restaurar con precisión la modulación original, el generador de rechazo debe operar a una frecuencia ligeramente más alta que la frecuencia más alta en la señal de modulación original. Agregar un detector de envolvente seguido de un filtro de paso bajo mejora la demodulación AM.
El corazón del receptor contiene un oscilador LC convencional configurado por Colpitts, que opera a una frecuencia determinada por la resonancia en serie de L1, L2, C1, C2 y C3. Cuando el dispositivo se apaga, la corriente de polarización Q1 apaga el generador. Los transistores en cascada Q2 y Q3 forman un amplificador de antena que mejora la figura de ruido del receptor y proporciona cierto aislamiento de RF entre el oscilador y la antena. Para ahorrar energía, el amplificador solo funciona cuando aumenta la oscilación.
Esquema de VHF ultraregenerativo
El receptor consta de un transistor 2N2369 rodeado de quince componentes que juntos forman la parte de alta frecuencia. Este conjunto es el corazón del receptor. Proporciona ganancia y demodulación de HF. Un circuito configurado instalado en el colector del transistor le permite seleccionar la frecuencia.
El conjunto de reacción se utilizó muy temprano en la onda corta por radares de tubo. Luego se encontró en el famoso tiempo de conversación de los "tres transistores" de los años 60. Muchos receptores de control remoto de 433 MHz todavía usansu. Ambas etapas del BC337 son amplificadores de baja frecuencia, el último proporciona energía para auriculares o un pequeño altavoz. La resistencia regulable de 22 kΩ ajusta la polarización del transistor 2N2369 para obtener el mejor punto de respuesta, combinando sensibilidad y baja distorsión, evitando oscilaciones que bloqueen su funcionamiento.
La frecuencia de audio se recupera a través de una resistencia de 4,7 kΩ, luego pasa a través de un filtro de paso bajo para eliminar la respuesta de conmutación de alta frecuencia. El primer transistor BC337 proporciona preamplificación BF. Un condensador de 4,7 nF colocado entre su colector y su base actúa como un filtro de paso bajo, eliminando el residuo de alta frecuencia y limitando los altos. La resistencia de 10 kΩ controla la ganancia de la última etapa y por lo tanto el volumen.
Montaje de radio de bricolaje
Para un receptor superregenerativo de 315 MHz de bricolaje, todos los componentes deben instalarse en la placa de circuito impreso y los trazos deben hacerse con un cortador. Una planta amplia es indispensable para la estabilidad (eléctrica) del conjunto. Para facilitar la copia sobre cobre, se imprime una fotografía del circuito, se coloca en una placa y, con un punto, se marcan los extremos de las pistas en la lámina. Después de verificar el aislamiento de las pistas en el ohmímetro, el cableado se realiza de acuerdo con el diagrama.
Los componentes del circuito son fáciles de comprar en tiendas de radio o en línea. Necesitas un altavoz de 50 o 100 ohmios. Tú también puedesuse un altavoz de 8 ohmios colocando un transformador reductor que se encuentra en la mayoría de las estaciones de transistores antiguas, o conecte un altavoz de 8 ohmios pero el nivel de sonido será más bajo. El conjunto debe permanecer compacto con una buena planta. No debe olvidarse que los cables y las conexiones tienen un efecto automático a altas frecuencias. La bobina de cuerda tiene 5 vueltas de cable de 0,8 mm (cableado de línea telefónica). El capacitor está conectado en serie con la antena en el segundo giro desde arriba.
La antena consta de una pieza de alambre duro (1,5 mm2) de unos veinte centímetros de largo. No es necesario hacer más, el "cuarto de onda" interrumpirá la reacción. Se requiere un condensador de desacoplamiento de 1 nF. La bobina de choque (bloqueo de alta frecuencia) es del tipo VK200. Si el radioaficionado no puede encontrarlo, puede hacer tres o cuatro vueltas de alambre en un pequeño tubo de ferrita. Y puede elegir un esquema de montaje específico a su gusto y de acuerdo con el diagrama de cableado.
Inclusión adecuada del circuito
Orden de instalación del receptor superregenerativo VHF:
- Enciende el circuito. La corriente de suministro es de unos treinta miliamperios.
- Gire la resistencia ajustable derecha (volumen) completamente en el sentido contrario a las agujas del reloj.
- A continuación, debe escuchar el ruido en los auriculares o el altavoz. De lo contrario, gire la resistencia ajustable hasta que se escuche el sonido.
- Mejore la sintonización de emisión media para obtener una buena sensibilidad con una distorsión mínima.
- Parapara eliminar el ruido alto, debe reducir la antena.
Circuito receptor ultrarregenerativo de 144 MHz.
Precauciones: dado que la unidad emite interferencias, no la utilice cerca de otro receptor.
