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ENCICLOPÉDIA DE RÁDIO ELETRÔNICA E ENGENHARIA ELÉTRICA Receptor FET superregenerativo. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica
Enciclopédia de eletrônica de rádio e engenharia elétrica / recepção de rádio Os receptores superregenerativos são caracterizados por alta sensibilidade e alto ganho com excepcional simplicidade de circuito e design. Os rádios amadores geralmente projetam super-regeneradores com auto-extinção, que às vezes são caprichosos na configuração. Super-regeneradores com fonte externa de amortecimento de oscilações apresentam os melhores parâmetros e estabilidade operacional. Este é exatamente o design proposto no artigo publicado. Sabe-se que a sensibilidade dos receptores super-regenerativos é limitada pelo ruído intrínseco da cascata regenerativa [1], que é em grande parte determinada pelas propriedades de ruído do transistor utilizado. Apesar de os transistores de efeito de campo serem menos ruidosos que os bipolares, praticamente não existem circuitos superregeneradores baseados em transistores de efeito de campo na literatura. Uma variante desse receptor é oferecida aos rádios amadores. Suas vantagens significativas são alta sensibilidade (0,5 μV com profundidade de modulação de 0,9 e relação sinal-ruído de 12 dB), baixo consumo de corrente (1,4 mA com tensão de alimentação de 4 V), uma ampla faixa de tensões de alimentação ( 3...9 V), baixa radiação parasitária (o próprio superregenerador consome uma corrente de 80 μA). A superização externa simplifica significativamente a configuração do receptor e aumenta a estabilidade de sua operação. O receptor pode ser usado com sucesso em aplicações tradicionais de superregenerador (em equipamentos de controle de rádio, estações de rádio simples, dispositivos de segurança de rádio, etc.). O diagrama de circuito do receptor é mostrado na fig. 1.
O detector superregenerativo é montado em um transistor VT1 de baixo ruído. A cascata é um auto-oscilador com realimentação de autotransformador. A frequência de geração é determinada pelos parâmetros do circuito oscilatório L1C2, sintonizado em 27,12 MHz. O uso de um transistor de duas portas simplifica bastante a implementação do modo de superização externa. Sabe-se que o valor da inclinação da característica na primeira porta depende da tensão na segunda porta. Quando esta tensão é zero, a transcondutância é menor que a crítica e não há geração. Uma tensão de superização com frequência de 3...60 kHz é fornecida à segunda porta através do potenciômetro R70 de um gerador montado nos elementos DD1.1 e DD1.2. O capacitor C5 conecta a segunda porta ao fio comum em alta frequência e, além disso, dá aos pulsos de superização um formato próximo ao triangular. O ajuste da amplitude dos pulsos de superização usando o potenciômetro R3 permite alterar suavemente o tempo durante o qual a inclinação excede o valor crítico e, portanto, a duração dos flashes de alta frequência no circuito L1C2. Assim, é possível alterar o modo de operação do super-regenerador, configurando-o como linear, no qual a sensibilidade máxima é alcançada, ou não linear, no qual o AGC é implementado de forma mais eficaz. A carga do detector super-regenerativo é o filtro passa-baixa R6C6. Um sinal útil com amplitude de cerca de 1 ... 3 mV deste filtro é alimentado através do capacitor C9 para o ULF, que é usado como os dois elementos restantes do microcircuito DD1. O feedback DC negativo através dos elementos R5, R7, C10 garante a operação do microcircuito digital em modo linear [2]. Os elementos C12, C13, R8 definem a frequência de corte da resposta de frequência do amplificador para cerca de 3 kHz. O resistor R1 serve para gerar uma tensão de polarização negativa (em relação à fonte) na primeira porta, garantindo que o valor inicial de transcondutância do transistor VT1 seja menor que o valor crítico. A segunda função deste resistor é muito importante. Sua resistência determina o valor inicial da componente constante da corrente que passa pelo transistor e, portanto, o nível de seu próprio ruído. Com os valores dos elementos indicados no diagrama, esta corrente é de apenas 80...90 μA, o que, entre outras coisas, torna a radiação parasita do superregenerador muito pequena, uma vez que toda a potência consumida por ele da energia fonte não excede 0,5 mW. O capacitor C3 é selecionado com uma grande capacitância porque deve desviar o resistor R1 tanto na frequência portadora quanto nas frequências de superização e envelope do sinal recebido. As principais características do receptor são mostradas nas tabelas 1 e 2.
Construção e detalhes. A placa de circuito impresso do receptor é mostrada na Fig. 2 e não possui recursos especiais.
Com uma ligeira deterioração nas características do receptor, os transistores domésticos das séries KP1, KP306 podem ser utilizados como VT350, tomando medidas para protegê-los da eletricidade estática durante a instalação. Deve-se ter em mente que os transistores da série KP327 são produzidos com um percentual muito alto de defeitos, mas podem ser utilizados os que podem ser reparados. O capacitor C3 deve ser cerâmico. Pode ser substituído por qualquer capacitância não inferior à indicada no diagrama, desde que um capacitor cerâmico de 1000 pF seja conectado em paralelo. Para garantir uma frequência de superização estável, o capacitor C8 deve ter um pequeno TKE. As demais peças podem ser de qualquer tipo. A bobina de contorno é enrolada em uma moldura com diâmetro de 5 mm e contém 9 voltas de fio com diâmetro de 0,35-0,5 mm. A torneira é feita a partir da terceira de baixo para cima de acordo com o padrão da bobina. Um núcleo de ferro carbonílico é parafusado na estrutura. Como a capacidade de carga do microcircuito K561LE5A é pequena, o dispositivo conectado à saída do receptor deve ter uma impedância de entrada de pelo menos 30 kOhm. Como amplificador de baixa frequência, em vez dos elementos DD1.3, DD1.4, você pode usar um ULF de qualquer projeto com ganho de pelo menos 1000. Para tensões de alimentação superiores a 5 V, bons resultados são obtidos, por exemplo , pelo econômico amplificador operacional K140UD1208. O consumo total de corrente com uma tensão de alimentação de 9 V não excede 1,5 mA. O multivibrador de oscilação auxiliar também pode ser montado utilizando transistores de acordo com qualquer circuito conhecido. É importante apenas manter a frequência e a forma exigidas dos pulsos de amortecimento. A configuração do receptor começa com a verificação da instalação correta. Em seguida, você deve colocar o controle deslizante do resistor variável R3 na posição esquerda de acordo com o diagrama, ligar a alimentação (a tensão nominal é 4 V) e certificar-se de que a tensão constante no resistor R1 está dentro de 0,6...0,7 V. Caso contrário, o transistor está com defeito e precisa ser substituído. Conectando um osciloscópio ao pino 10 do DD1.2, verifique a presença de pulsos retangulares com frequência de 60...70 kHz. Se necessário, especifique a frequência selecionando a resistência do resistor R4. Ao mudar o osciloscópio para a saída do receptor e girar suavemente o potenciômetro R3, conseguimos o aparecimento de ruído de baixa frequência na tela. Agora você pode conectar um gerador de sinal padrão à entrada da antena, configurando sua saída para oscilações com frequência de 27,12 MHz, amplitude de 100 µV e profundidade de modulação de 0,9. Ao girar o núcleo da bobina, o circuito é sintonizado para ressonância na amplitude máxima na tela do osciloscópio. Tendo retornado o controle deslizante do potenciômetro R3 à sua posição original (as oscilações na saída do receptor desaparecerão), você deve girar suavemente o controle deslizante para restaurar essas oscilações e encontrar sua posição na qual a amplitude da tensão na saída do receptor para de aumentar. Ao reduzir a tensão de entrada para 1 µV (se necessário, ajustando as configurações do circuito), verifique a posição correta do controle deslizante do resistor variável. Esta configuração corresponde ao modo não linear do superregenerador. Um aumento adicional na tensão de superização usando R3 é impraticável, uma vez que o sinal útil aumenta ligeiramente, enquanto o ruído aumenta significativamente. Se o controle deslizante R3 for agora girado na direção oposta, um modo linear será estabelecido, no qual a relação sinal-ruído melhora ligeiramente, mas a amplitude do sinal de saída diminui. Deve-se ter em mente que embora a faixa de tensões de alimentação na qual os parâmetros básicos do receptor são preservados seja indicada como 3 - 9 V, para cada tensão especificamente selecionada é necessário esclarecer a posição ideal do resistor variável R3 controle deslizante usando o método acima. Na ausência de um GSS, você pode usar o transmissor com o qual o receptor deve funcionar, colocando-o a uma distância do receptor que o sinal de saída ainda não seja limitado. Concluindo, deve-se notar que, como qualquer superregenerador, a imunidade ao ruído do receptor e sua seletividade são baixas, uma vez que a largura de banda, numericamente igual a várias frequências de superização [1], é de 120...140 kHz. Literatura
Autor: V.Dnishchenko, Samara
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