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Supergerador. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica

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O que é um superregenerador, como funciona, quais as suas vantagens e desvantagens, em que projetos de rádio amador pode ser utilizado? Este artigo é dedicado a essas questões.

Um superregenerador (também chamado de superregenerador) é um tipo muito especial de amplificação, ou dispositivo detector de amplificação, que, apesar de sua simplicidade excepcional, possui propriedades únicas, em particular, um ganho de tensão de até 105...106, ou seja, chegando a um milhão! Isso significa que os sinais de entrada submicrovolts podem ser amplificados para subvolts. Obviamente, é impossível obter tal amplificação em um estágio da maneira usual, mas um método de amplificação completamente diferente é usado no superregenerador.

Se for permitido ao autor filosofar um pouco, então poderemos dizer, não muito estritamente, que o aprimoramento super-regenerativo ocorre em outras coordenadas físicas. A amplificação convencional é realizada continuamente no tempo, e a entrada e a saída do amplificador (rede de quatro terminais), via de regra, são separadas no espaço. Isto não se aplica a amplificadores de dois terminais, por exemplo, um regenerador. A amplificação regenerativa ocorre no mesmo circuito oscilante ao qual o sinal de entrada é aplicado, mas novamente continuamente no tempo.

O superregenerador funciona com amostras do sinal de entrada obtidas em determinados momentos. Em seguida, a amostragem é amplificada ao longo do tempo e, após um certo período, o sinal amplificado de saída é removido, muitas vezes até dos mesmos terminais ou soquetes aos quais a entrada está conectada. Enquanto o processo de amplificação está em andamento, o superregenerador não responde aos sinais de entrada e a próxima amostra é feita somente quando todos os processos de amplificação são concluídos. É este princípio de amplificação que permite obter coeficientes enormes; a entrada e a saída não precisam ser desacopladas ou blindadas - afinal, os sinais de entrada e saída são separados no tempo, por isso não podem interagir.

O método super-regenerativo de amplificação também tem uma desvantagem fundamental. De acordo com o teorema de Kotelnikov-Nyquist, para transmissão sem distorções do envelope do sinal (frequências modulantes), a frequência de amostragem deve ser pelo menos duas vezes a frequência de modulação mais alta. No caso de um sinal de transmissão AM, a frequência de modulação mais alta é 10 kHz, um sinal FM é 15 kHz e a frequência de amostragem deve ser de pelo menos 20...30 kHz (não estamos falando de estéreo). A largura de banda do superregenerador é quase uma ordem de grandeza maior, ou seja, 200...300 kHz. Esta desvantagem não pode ser eliminada na recepção de sinais AM e foi uma das principais razões para o deslocamento dos superregeneradores por receptores super-heteródinos mais avançados, embora mais complexos, nos quais a largura de banda é igual ao dobro da maior frequência modulante.

Curiosamente, durante a Copa do Mundo a desvantagem descrita se manifesta em muito menor grau. A demodulação FM ocorre na inclinação da curva de ressonância do superregenerador - FM é convertido em AM e então detectado. Neste caso, a largura da curva de ressonância não deve ser inferior a duas vezes o desvio de frequência (100...150 kHz) e é obtida uma correspondência muito melhor da largura de banda com a largura do espectro do sinal.

Anteriormente, os superregeneradores eram realizados por meio de tubos de vácuo e se difundiram em meados do século passado. Naquela época havia poucas estações de rádio na banda VHF, e a largura de banda larga não era considerada uma desvantagem particular, em alguns casos até facilitando a sintonização e a busca de estações raras. Surgiram então os super-regeneradores usando transistores. Agora eles são usados ​​​​em sistemas de controle de rádio para modelos, alarmes de segurança e apenas ocasionalmente em receptores de rádio.

Os circuitos super-regeneradores diferem pouco dos circuitos regeneradores: se este último aumenta periodicamente o feedback até o limite de geração e depois o reduz até que as oscilações parem, então é obtido um super-regenerador. Oscilações de amortecimento auxiliares com frequência de 20...50 kHz, que alteram periodicamente o feedback, são obtidas de um gerador separado ou surgem no dispositivo de maior frequência (super-regenerador com auto-extinção).

Esquema básico do regenerador-super-regenerador

Para entender melhor os processos que ocorrem no superregenerador, voltemos ao dispositivo mostrado na Fig. 1, que, dependendo da constante de tempo da cadeia R1C2, pode ser tanto um regenerador quanto um super-regenerador.

supergerador

Este esquema foi desenvolvido como resultado de inúmeras experiências e, como parece ao autor, é ideal em termos de simplicidade, facilidade de configuração e resultados obtidos.

O transistor VT1 é conectado de acordo com um circuito auto-oscilador - um circuito indutivo de três pontos. O circuito gerador é formado pela bobina L1 e pelo capacitor C1, a derivação da bobina é feita mais próxima do pino base. Desta forma, a alta resistência de saída do transistor (circuito coletor) é combinada com uma resistência de entrada mais baixa (circuito base).

O circuito de alimentação do transistor é um tanto incomum - a tensão constante em sua base é igual à tensão do coletor. Um transistor, especialmente um de silício, pode operar facilmente neste modo, pois abre com uma tensão na base (em relação ao emissor) de cerca de 0,5 V, e a tensão de saturação coletor-emissor é, dependendo do tipo de transistor , 0,2...0,4 V. Neste circuito, tanto o coletor quanto a base CC são conectados a um fio comum, e a energia é fornecida através do circuito emissor através do resistor R1.

Neste caso, a tensão no emissor é automaticamente estabilizada em 0,5 V - o transistor opera como um diodo zener com a tensão de estabilização especificada. Na verdade, se a tensão no emissor cair, o transistor fechará, a corrente do emissor diminuirá e, depois disso, a queda de tensão no resistor diminuirá, o que levará a um aumento na tensão do emissor. Se aumentar, o transistor abrirá mais forte e o aumento da queda de tensão no resistor compensará esse aumento. A única condição para o correto funcionamento do dispositivo é que a tensão de alimentação seja visivelmente maior - de 1,2 V e superior. Então a corrente do transistor pode ser ajustada selecionando o resistor R1.

Consideremos a operação do dispositivo em altas frequências. A tensão da parte inferior (conforme diagrama) das espiras da bobina L1 é aplicada à junção base-emissor do transistor VT1 e é amplificada por ela. O capacitor C2 é um capacitor de bloqueio; para correntes de alta frequência possui baixa resistência. A carga no circuito coletor é a resistência ressonante do circuito, um tanto reduzida devido à transformação pela parte superior do enrolamento da bobina.

Quando amplificado, o transistor inverte a fase do sinal, depois é invertido por um transformador formado por partes da bobina L1 - é realizado o equilíbrio de fases.

E o equilíbrio de amplitudes necessário para a autoexcitação é obtido com ganho suficiente do transistor. Este último depende da corrente do emissor e é muito fácil de regular alterando a resistência do resistor R1, por exemplo, conectando, por exemplo, dois resistores em série, constante e variável.

O dispositivo tem uma série de vantagens, que incluem simplicidade de design, facilidade de configuração e alta eficiência: o transistor consome exatamente a quantidade de corrente necessária para amplificar suficientemente o sinal. A abordagem do limite de geração acaba sendo muito suave, além disso, o ajuste ocorre no circuito de baixa frequência, e o regulador pode ser movido do circuito para um local conveniente. O ajuste tem pouco efeito na frequência de sintonia do circuito, uma vez que a tensão de alimentação do transistor permanece constante (0,5 V) e, portanto, as capacitâncias intereletrodos quase não mudam.

O regenerador descrito é capaz de aumentar o fator de qualidade de circuitos em qualquer faixa de onda, de DV a VHF, e a bobina L1 não precisa ser uma bobina de circuito - é permitido usar uma bobina de acoplamento com outro circuito (o capacitor C1 não é necessário neste caso). Você pode enrolar essa bobina na haste de uma antena magnética de um receptor DV-MW, e o número de voltas deve ser de apenas 10-20% do número de voltas da bobina de loop; um multiplicador Q em um transistor bipolar é mais barato e mais simples do que um efeito de campo.

O regenerador também é adequado para a faixa HF se você conectar a antena ao circuito L1C1 com uma bobina de acoplamento ou com um pequeno capacitor (até frações de picofarad). O sinal de baixa frequência é removido do emissor do transistor VT1 e alimentado através de um capacitor de separação com capacidade de 0,1...0,5 μF para o amplificador AF. Ao receber estações AM, tal receptor forneceu uma sensibilidade de 10...30 μV (feedback abaixo do limite de geração), e ao receber estações telegráficas em batidas (feedback acima do limite) - unidades de microvolts.

Os processos de ascensão e queda das oscilações

Mas voltemos ao super-regenerador. Deixe a tensão de alimentação ser fornecida ao dispositivo descrito na forma de um pulso no tempo t0, como mostrado na Fig. 2 em cima. Mesmo que o ganho e o feedback do transistor sejam suficientes para a geração, as oscilações no circuito não ocorrerão imediatamente, mas aumentarão exponencialmente por algum tempo τn. De acordo com a mesma lei, o decaimento das oscilações ocorre após o desligamento da energia; o tempo de decaimento é designado como τс.

supergerador

Em geral, a lei de subida e descida das oscilações é expressa pela fórmula Ucont = U0exp(-rt/2L), onde U0 é a tensão no circuito a partir do qual o processo começou; r é a resistência de perda equivalente no circuito; L é sua indutância; t - hora atual. Tudo é simples no caso de decaimento da oscilação, quando r = rп (resistência à perda do próprio circuito, Fig. 3).

supergerador

A situação é diferente quando as oscilações aumentam: o transistor introduz resistência negativa no circuito - roc (o feedback compensa as perdas), e a resistência equivalente total torna-se negativa. O sinal negativo do expoente desaparece e a lei do crescimento será escrita:

Ukont = Uсexp(rt/2L), onde r = rос - rп

A partir da fórmula acima, você também pode encontrar o tempo de subida das oscilações, levando em consideração que o crescimento começa com a amplitude do sinal no circuito Uc e continua apenas até a amplitude U0, então o transistor entra no modo limite, seu ganho diminui e a amplitude das oscilações se estabiliza: τн = (2L/r) ln(U0/Uc). Como podemos ver, o tempo de subida é proporcional ao logaritmo do recíproco do nível do sinal recebido no circuito. Quanto maior o sinal, menor o tempo de subida.

Se pulsos de potência forem aplicados periodicamente ao superregenerador, com uma frequência de superização (extinção) de 20...50 kHz, então ocorrerão flashes de oscilações no circuito (Fig. 4), cuja duração depende da amplitude do sinal - quanto menor o tempo de subida, maior a duração do flash. Se os flashes forem detectados, a saída será um sinal demodulado proporcional ao valor médio do envelope do flash.

supergerador

O ganho do próprio transistor pode ser pequeno (unidades, dezenas), suficiente apenas para autoexcitação das oscilações, enquanto o ganho de todo o superregenerador, igual à razão entre a amplitude do sinal de saída demodulado e a amplitude da entrada sinal, é muito grande.

O modo de operação descrito do superregenerador é denominado não linear, ou logarítmico, uma vez que o sinal de saída é proporcional ao logaritmo do sinal de entrada. Isso introduz algumas distorções não lineares, mas também desempenha um papel útil - a sensibilidade do super-regenerador a sinais fracos é maior e menor a sinais fortes - um AGC natural opera aqui.

Para completar a descrição, deve-se dizer que um modo linear de operação do superregenerador também é possível se a duração do pulso de potência (ver Fig. 2) for menor que o tempo de subida das oscilações. Este último não terá tempo de aumentar até a amplitude máxima e o transistor não entrará no modo limitador. Então a amplitude do flash se tornará diretamente proporcional à amplitude do sinal. Este modo, entretanto, é instável - a menor mudança no ganho do transistor ou na resistência equivalente do circuito r levará a uma queda acentuada na amplitude dos flashes e, portanto, no ganho do superregenerador, ou o dispositivo entrará em um estado não linear modo. Por esta razão, o modo linear do superregenerador raramente é utilizado.

Deve-se notar também que não é absolutamente necessário comutar a tensão de alimentação para obter flashes de oscilações. Com igual sucesso, você pode aplicar uma tensão auxiliar de superização à grade da lâmpada, base ou porta de um transistor, modulando seu ganho e, portanto, feedback. A forma retangular das oscilações de amortecimento também não é a ideal, sendo preferível uma forma sinusoidal, ou melhor ainda, uma forma de dente de serra com uma subida suave e uma descida acentuada. Na última versão, o super-regenerador se aproxima suavemente do ponto em que ocorrem as oscilações, a largura de banda diminui um pouco e a amplificação aparece devido à regeneração. As flutuações resultantes crescem lentamente no início, depois cada vez mais rápido. O declínio nas oscilações é o mais rápido possível.

Os mais difundidos são os superregeneradores com autosuperização, ou auto-extinção, que não possuem gerador de oscilação auxiliar separado. Eles funcionam apenas no modo não linear. A auto-extinção, ou seja, a geração intermitente, pode ser facilmente obtida em um dispositivo feito conforme o circuito da Fig. 1, é necessário apenas que a constante de tempo da cadeia R1C2 seja maior que o tempo de subida das oscilações.

Então acontecerá o seguinte: as oscilações resultantes causarão um aumento na corrente através do transistor, mas as oscilações serão suportadas por algum tempo pela carga do capacitor C2. Quando acabar, a tensão no emissor cairá, o transistor fechará e as oscilações pararão. O capacitor C2 começará a carregar de forma relativamente lenta a partir da fonte de energia através do resistor R1 até que o transistor abra e ocorra um novo flash.

Diagramas de tensão no super-regenerador

Oscilogramas de tensão no emissor do transistor e no circuito são mostrados na Fig. 4, como normalmente seriam vistos na tela de um osciloscópio de banda larga. Os níveis de tensão de 0,5 e 0,4 V são mostrados de forma totalmente arbitrária - eles dependem do tipo de transistor usado e de seu modo.

O que acontece quando um sinal externo entra no circuito, já que a duração do flash passa a ser determinada pela carga do capacitor C2 e, portanto, é constante? À medida que o sinal cresce, como antes, o tempo de subida das oscilações diminui e os flashes ocorrem com mais frequência. Se forem detectados por um detector separado, o nível médio do sinal aumentará proporcionalmente ao logaritmo do sinal de entrada. Mas o papel de detector é desempenhado com sucesso pelo próprio transistor VT1 (ver Fig. 1) - o nível médio de tensão no emissor cai com o aumento do sinal.

Finalmente, o que acontece na ausência de sinal? Tudo é igual, apenas o aumento na amplitude de oscilação de cada flash começará a partir de uma tensão de ruído aleatória no circuito super-regenerador. A frequência dos surtos é mínima, mas instável - o período de repetição muda caoticamente. Nesse caso, o ganho do superregenerador é máximo, e ouve-se muito ruído nos telefones ou no alto-falante. Diminui drasticamente ao sintonizar a frequência do sinal. Assim, a sensibilidade do superregenerador pelo próprio princípio de seu funcionamento é muito alta - é determinada pelo nível de ruído interno. Informações adicionais sobre a teoria da recepção super-regenerativa são fornecidas em [1,2].

Receptor FM VHF com fonte de alimentação de baixa tensão

Agora vamos dar uma olhada nos circuitos práticos de superregeneradores. Você pode encontrar muitos deles na literatura, especialmente desde os tempos antigos. Um exemplo interessante: a descrição de um superregenerador, feito em apenas um transistor, foi publicada na revista "Popular Electronics" nº 3 de 1968, sua breve tradução é dada em [3]. A tensão de alimentação relativamente alta (9 V) fornece uma grande amplitude de rajadas de oscilação no circuito super-regenerador e, portanto, um grande ganho. Esta solução também tem uma desvantagem significativa: o superregenerador emite fortemente, já que a antena está conectada diretamente ao circuito por uma bobina de acoplamento. Recomenda-se ligar esse receptor apenas em algum lugar da natureza, longe de áreas povoadas.

O diagrama de um receptor VHF FM simples com alimentação de baixa tensão, desenvolvido pelo autor com base no circuito básico (ver Fig. 1), é mostrado na Fig. 5. A antena no receptor é a própria bobina de loop L1, feita na forma de uma estrutura de volta única feita de fio de cobre grosso (PEL 1,5 e superior). Diâmetro da moldura 90 mm. O circuito é ajustado à frequência do sinal usando um capacitor variável (VCA) C1. Devido ao fato de ser difícil extrair do quadro, o transistor VT1 é conectado de acordo com um circuito capacitivo de três pontos - a tensão do sistema operacional é fornecida ao emissor a partir do divisor capacitivo C2C3.

A frequência de superização é determinada pela resistência total dos resistores R1-R3 e pela capacitância do capacitor C4. Se for reduzido para várias centenas de picofarads, a geração intermitente para e o dispositivo se torna um receptor regenerativo. Se desejar, você pode instalar uma chave e fazer dois capacitores C4, por exemplo, com capacidade de 470 pF com 0,047 μF conectados em paralelo. Então o receptor, dependendo das condições de recepção, pode ser usado em ambos os modos. O modo regenerativo proporciona uma recepção melhor e mais limpa, com menos ruído, mas requer uma intensidade de campo significativamente maior. O feedback é regulado por um resistor variável R2, cuja alça (assim como o botão de sintonia) é recomendada para ser colocada no painel frontal da caixa do receptor.

A radiação deste receptor no modo super-regenerativo é enfraquecida pelos seguintes motivos: a amplitude dos flashes de oscilação no circuito é pequena, da ordem de um décimo de volt, e além disso, a pequena antena loop irradia de forma extremamente ineficiente, tendo uma baixa eficiência no modo de transmissão.

O amplificador AF do receptor é de dois estágios, montado segundo um circuito de acoplamento direto utilizando transistores VT2 e VT3 de diferentes estruturas. O circuito coletor do transistor de saída inclui fones de ouvido de baixa impedância (ou um telefone) dos tipos TM-2, TM-4, TM-6 ou TK-67-NT com resistência de 50-200 Ohms. Os telefones do player servirão.

supergerador
(clique para ampliar)

A polarização necessária para a base do primeiro transistor ultrassônico não é fornecida pela fonte de energia, mas através do resistor R4 do circuito emissor do transistor VT1, onde, como mencionado, há uma tensão estável de cerca de 0,5 V. O capacitor C5 passa AF oscilações para a base do transistor VT2.

As ondulações da frequência de amortecimento de 30...60 kHz na entrada do amplificador ultrassônico não são filtradas, então o amplificador funciona como se estivesse em modo pulsado - o transistor de saída fecha completamente e abre até a saturação. A frequência ultrassônica dos flashes não é reproduzida pelos telefones, mas a sequência de pulsos contém um componente com frequências de áudio que são audíveis. O diodo VD1 serve para fechar a corrente extra dos fones no momento em que o pulso termina e o transistor VT3 fecha, corta picos de tensão, melhorando a qualidade e aumentando levemente o volume da reprodução do som.

O receptor é alimentado por uma célula galvânica com tensão de 1,5 V ou por uma bateria de disco com tensão de 1,2 V. O consumo de corrente não ultrapassa 3 mA, se necessário pode ser ajustado selecionando o resistor R4.

A configuração do receptor começa verificando a presença de geração girando o botão do resistor variável R2. É detectado pelo aparecimento de ruído bastante forte nos telefones, ou pela observação de uma “serra” em forma de tensão no capacitor C4 na tela do osciloscópio. A frequência de superização é selecionada alterando sua capacitância, também depende da posição do resistor variável R2. Evite a proximidade da frequência de superização com a frequência da subportadora estéreo de 31,25 kHz ou seu segundo harmônico de 62,5 kHz, caso contrário, poderão ser ouvidas batidas que interferirão na recepção.

Em seguida, você precisa definir a faixa de sintonia do receptor alterando as dimensões da antena de quadro - aumentar o diâmetro diminui a frequência de sintonia. Você pode aumentar a frequência não apenas reduzindo o diâmetro da própria estrutura, mas também aumentando o diâmetro do fio com o qual ela é feita. Uma boa solução é usar um pedaço de cabo coaxial trançado enrolado em um anel. A indutância também diminui quando a moldura é feita de fita de cobre ou de dois ou três fios paralelos com diâmetro de 1,5-2 mm.

A faixa de sintonia é bastante ampla, e sua operação de instalação pode ser facilmente realizada sem instrumentos, focando nas estações que estão sendo ouvidas. Na faixa VHF-2 (superior), o transistor KT361 às vezes funciona instável - então é substituído por um de frequência mais alta, por exemplo, KT363. A desvantagem do receptor é a notável influência das mãos levadas até a antena na frequência de sintonia. No entanto, também é típico de outros receptores nos quais a antena está conectada diretamente ao circuito oscilante.

Esta desvantagem é eliminada com o uso de um amplificador de RF, que “isola” o circuito super-regenerador da antena. Outra finalidade útil de tal amplificador é eliminar a emissão de flashes de oscilação pela antena, o que elimina quase completamente a interferência em receptores vizinhos. O ganho do URF deve ser muito pequeno, pois tanto o ganho quanto a sensibilidade do super-regenerador são bastante elevados. Esses requisitos são melhor atendidos por um amplificador transistorizado baseado em um circuito com base comum ou com porta comum. Voltando novamente aos desenvolvimentos estrangeiros, mencionemos um circuito super-regenerador com uma fonte de alimentação de RF baseada em transistores de efeito de campo [4].

Receptor Super Regenerativo Econômico

Para atingir a máxima eficiência, o autor desenvolveu um receptor de rádio super-regenerativo (Fig. 6), consumindo uma corrente inferior a 0,5 mA de uma bateria de 3 V, e se o controle de frequência de RF for abandonado, a corrente cai para 0,16 mA. Ao mesmo tempo, a sensibilidade é de cerca de 1 µV.

O sinal da antena é fornecido ao emissor do transistor URCH VT1, conectado segundo um circuito de base comum. Dado que a sua impedância de entrada é pequena, e tendo em conta a resistência da resistência R1, obtemos uma impedância de entrada do receptor de cerca de 75 Ohms, o que permite a utilização de antenas externas com redução de um cabo coaxial ou de um cabo plano VHF com um transformador de ferrite de 300/75 Ohm. Tal necessidade pode surgir quando a distância das estações de rádio for superior a 100 km. O capacitor C1 de pequena capacidade serve como um filtro passa-alta elementar, enfraquecendo a interferência de HF. Nas melhores condições de recepção, qualquer antena de fio substituta servirá.

O transistor URCH opera com uma tensão de coletor igual à tensão de base - cerca de 0,5 V. Isso estabiliza o modo e elimina a necessidade de ajustes. O circuito coletor inclui uma bobina de comunicação L1, enrolada no mesmo quadro com uma bobina de loop L2. As bobinas contêm 3 voltas de fio PELSHO 0,25 e 5,75 voltas de fio PEL 0,6, respectivamente. O diâmetro da moldura é de 5,5 mm, a distância entre as bobinas é de 2 mm. A derivação para o fio comum é feita a partir da 2ª volta da bobina L2, contando a partir do terminal conectado à base do transistor VT2. Para facilitar a configuração, é útil equipar a moldura com um aparador com rosca M4 de magnetodielétrico ou latão. Outra opção que facilita a sintonia é substituir o capacitor C3 por um de sintonia, alterando a capacitância de 6 para 25 ou de 8 para 30 pF.

Capacitor de sintonia C4 tipo KPV, contém um rotor e duas placas de estator. A cascata super-regenerativa é montada de acordo com o circuito já descrito (ver Fig. 1) no transistor VT2. O modo de operação é selecionado usando o resistor de corte R4, a frequência dos flashes (superização) depende da capacitância do capacitor C5. Na saída da cascata é ligado um filtro passa-baixa de dois estágios R6C6R7C7, que atenua as oscilações com a frequência de superização na entrada do filtro ultrassônico para que este não fique sobrecarregado com elas.

supergerador
(clique para ampliar)

A cascata super-regenerativa utilizada produz uma pequena tensão detectada e, como a prática tem mostrado, requer duas cascatas de amplificação de tensão AF. No mesmo receptor, os transistores de frequência ultrassônica operam em modo microcorrente (observe a alta resistência dos resistores de carga), seu ganho é menor, portanto são utilizados três estágios de amplificação de tensão (transistores VT3-VT5) com acoplamento direto entre eles. As cascatas são cobertas pelo OOS através dos resistores R12, R13, que estabilizam seu modo. Para corrente alternada, o OOS é enfraquecido pelo capacitor C9. O resistor R14 permite ajustar o ganho das cascatas dentro de certos limites.

O estágio de saída é montado de acordo com um circuito seguidor de emissor push-pull usando transistores complementares de germânio VT6, VT7. Eles operam sem polarização, mas não há distorção de passo, em primeiro lugar, devido à baixa tensão de limiar dos semicondutores de germânio (0,15 V em vez de 0,5 V para o silício) e, em segundo lugar, porque as oscilações com a frequência de superização ainda penetram um pouco através do filtro passa-baixa no filtro de frequência ultrassônica e, por assim dizer, “desfoca” a etapa, agindo de forma semelhante à polarização de alta frequência em gravadores de fita.

Alcançar alta eficiência do receptor requer o uso de fones de ouvido de alta impedância com resistência de pelo menos 1 kOhm. Se o objetivo de atingir a eficiência máxima não for definido, é aconselhável usar um dispositivo de frequência ultrassônica final mais potente.

A configuração do receptor começa com a sonda ultrassônica. Ao selecionar o resistor R13, a tensão nas bases dos transistores VT6, VT7 é igual à metade da tensão de alimentação (1,5 V). Certifique-se de que não haja autoexcitação em nenhuma posição do resistor R14 (de preferência usando um osciloscópio). É útil aplicar algum tipo de sinal sonoro com amplitude não superior a alguns milivolts à entrada de som ultrassônica e garantir que não haja distorção e que a limitação seja simétrica quando sobrecarregada.

Ao conectar uma cascata super-regenerativa, ajustar o resistor R4 faz com que apareça ruído nos telefones (a amplitude da tensão de ruído na saída é de cerca de 0,3 V). É útil dizer que, além dos indicados no diagrama, quaisquer outros transistores de silício de alta frequência da estrutura pnp funcionam bem no controle de frequência de RF e na cascata super-regenerativa. Agora você pode tentar receber estações de rádio conectando a antena ao circuito através de um capacitor de acoplamento com capacidade não superior a 1 pF ou usando uma bobina de acoplamento. A seguir, conecte o URF e ajuste a faixa de frequências recebidas alterando a indutância da bobina L2 e a capacitância do capacitor C3.

Concluindo, deve-se destacar que tal receptor, devido à sua alta eficiência e sensibilidade, pode ser utilizado em sistemas de intercomunicação e em dispositivos de alarme de segurança. Infelizmente, a recepção FM em um superregenerador não é obtida da maneira ideal: trabalhar na inclinação da curva de ressonância já garante uma deterioração na relação sinal-ruído em 6 dB. O modo não linear do superregenerador também não contribui muito para uma recepção de alta qualidade; no entanto, a qualidade do som acabou sendo muito boa.

Literatura

  1. Belkin M.K. Recepção de rádio superregenerativa. - Kyiv: Técnica, 1968.
  2. Hevrolin V. Recepção superregenerativa - Rádio, 1953, nº 8, p.37.
  3. Receptor VHF FM em um transistor. - Rádio, 1970, nº 6, p.59.
  4. "O último dos moicanos..." - Rádio, 1997, n.º 4, p. 20,21

Autor: V.Polyakov, Moscou

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O efeito memória das baterias de íon de lítio 26.04.2013

Cientistas do Instituto Paul Scherer, juntamente com colegas da Toyota Research Laboratories no Japão, descobriram que um tipo amplamente utilizado de bateria de íons de lítio tem um efeito de memória. Isso permite entender os mecanismos das baterias e resolver alguns problemas com sua capacidade e durabilidade.

O efeito memória geralmente está associado a uma violação do modo de descarga / carga da bateria: a bateria começa a ser carregada antes de ser completamente descarregada, o que leva à indisponibilidade de parte da capacidade da bateria. Acreditava-se que apenas as baterias NiCd e NiMH são afetadas por essa "doença", que em casos graves perdem até 50% de sua capacidade. Acontece que as baterias de íons de lítio também podem ter um efeito de memória e estão associadas ao mesmo carregamento ou descarregamento incompleto. No caso de baterias de íon-lítio, isso leva à incapacidade de determinar com precisão o nível de carga e à inacessibilidade de parte de sua capacidade.

O efeito memória e as variações associadas na tensão de operação da bateria já foram confirmados com baterias de fosfato de ferro e lítio (LiFePO4). Normalmente, essas baterias permanecem quase constantes em tensão em uma ampla faixa de carga. Parece ser bom, mas por outro lado, mesmo uma pequena anomalia na tensão de operação é interpretada incorretamente pela automação, por exemplo, ela começa a "pensar" que a bateria está 90% cheia, embora na verdade esteja apenas 50% cobrado.

Este efeito de memória é especialmente perceptível em veículos elétricos e híbridos. Durante a frenagem de tais máquinas, a bateria é carregada e, durante acelerações bruscas, é rapidamente descarregada. Como resultado de inúmeros ciclos sucessivos de carga e descarga parcial, a eletrônica "enlouquece" e gradualmente acumula um efeito de memória. Como resultado, o nível de carga da bateria é estimado incorretamente, o que dificulta a operação da máquina e reduz a vida útil da bateria.

Este fenômeno é baseado em um processo químico que leva ao aumento das partículas de carga nos eletrodos e a flutuações de tensão. São essas flutuações que criam erros no controle do nível de carga. Acontece que os sensores modernos de nível de carga que medem a tensão geralmente estão errados e precisam ser substituídos por uma tecnologia mais "inteligente".

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