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ENCICLOPÉDIA DE RÁDIO ELETRÔNICA E ENGENHARIA ELÉTRICA Super-heteródino de dois tubos. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica
Enciclopédia de eletrônica de rádio e engenharia elétrica / Comunicações de rádio civis O tema dos retrorreceptores, em particular os regenerativos, é abrangente e está sendo desenvolvido de forma muito frutífera em muitos sites da Internet. Houve uma época em que ela também me interessou muito. Como resultado, surgiu a ideia de fazer um regenerador simples de tubo único, que mais tarde foi, com pouco esforço, convertido em um super-heteródino simples, mas multibanda. Tomou-se como base o projeto de um receptor regenerativo monotubo baseado em um triodo duplo 6N9M (6N9S) [1], notável por sua simplicidade e elegância [6], que, quando o projeto foi repetido, foi substituído por seu analógico moderno 2NXNUMXP. Durante os testes do protótipo, algumas melhorias foram feitas: - OOS foi introduzido na segunda cascata (ULF) e aumentado na primeira (o próprio regenerador). Isso se tornou possível devido ao uso de uma característica específica dos triodos - permeabilidade relativamente alta ou, se preferir, a influência significativa da carga anódica no circuito grade-cátodo. Resistores anódicos de alta resistência criam um feedback negativo “interno” suficientemente grande, equivalente à introdução de uma resistência igual a Ra / c no cátodo, no nosso caso é 47 kOhm / 100 = 470 Ohm, o que garante alta estabilidade do modo selecionado ; - a alta tensão foi removida dos fones de ouvido (é assustador perceber que 200 V são fornecidos ao cabeçote); - os capacitores de transição e bloqueio agora desempenham as funções de filtros de baixa frequência de link único e filtros passa-alta, e suas capacitâncias são selecionadas de modo a fornecer uma faixa de frequência de 300...3000 Hz do caminho de baixa frequência. Como resultado, o receptor possui alta estabilidade (a 80 metros você pode ouvir uma estação por muito tempo sem nenhum ajuste!) e alta sensibilidade, boa repetibilidade (graças ao OOS, seus parâmetros dependem pouco da propagação das características da lâmpada ) e controle muito simples. Com base neste regenerador, foi construído um super-heteródino de quatro bandas e dois tubos. Fotografias de seu design são mostradas na Fig. 1 - fig. 3, e o diagrama está na Fig. 4. O receptor de rádio permite receber sinais SSB e CW de estações de rádio amador nas bandas de 80, 40, 20 e 10 metros. A sensibilidade do receptor ao receber no modo telegráfico (autodino) e uma relação sinal-ruído de 10 dB não é pior que 1 µV (a 10 metros), 0,7 µV (a 20 e 40 metros) e 3 µV (a 80 metros) .
Um atenuador de entrada de dois estágios em um resistor variável R1 garante a operação normal do receptor com qualquer antena, incluindo uma de tamanho normal. O filtro passa-banda de circuito duplo de entrada (PDF) - L2L4C2-C8C10-C19 foi projetado usando um design simplificado para fornecer sensibilidade máxima na faixa de 10 metros. Na faixa de 80 metros, o PDF aumentou a atenuação, o que também reduz alguma redundância na amplificação nesta faixa. Para a faixa de 80 metros, este é um receptor de amplificação direta 1-V-1 com detector regenerativo e um amplificador de baixa frequência em uma lâmpada VL2 (o pentodo da lâmpada VL1.2 funciona como um desacoplador UHF), e em as demais faixas - um super-heteródino com FI variável e um oscilador local com estabilização de frequência de quartzo. O oscilador local é feito em um triodo de lâmpada VL1.1 e um ressonador de quartzo ZQ1 de acordo com um circuito capacitivo de três pontos (oscilador Colpitts). Nas bandas de 40 e 20 metros opera no harmônico fundamental do ressonador - 10,7 MHz, e na faixa de 10 metros - no seu terceiro harmônico (32,1 MHz), para o qual nesta faixa a carga anódica é feita na forma de um circuito ressonante L3C1, sintonizado na frequência de 32,1 MHz. Um mixer é montado no pentodo da lâmpada VL1.2. A faixa de sintonia do receptor regenerativo, que desempenha o papel do caminho IF, detector regenerativo e ULF na estrutura super-heteródina, é escolhida como 3,3...3,8 MHz (alcance de 80 metros), o que garante sobreposição suficiente nas faixas de HF . Assim, na faixa de 40 metros a sobreposição será de 6,9...7,4 MHz, em 20 metros - 14...14,5 MHz, em 10 metros - 28,3...28,8 MHz. As tensões de alimentação do circuito anódico e das lâmpadas de incandescência do receptor devem ser estabilizadas. A questão - se é necessário estabilizar a tensão de alimentação (filamento e ânodo) de um regenerador de lâmpada surge frequentemente em diferentes tópicos de fóruns na rede, e as respostas são muitas vezes dadas das mais contraditórias - do nada precisa ser estabilizado e retificado (e tudo funciona bem) para o uso obrigatório de uma bateria totalmente autônoma. E por mais surpreendente que seja, as afirmações de ambos são verdadeiras (!), só é importante lembrar os principais critérios (ou, se preferir, requisitos) que ambos os autores apresentam ao regenerador. Se o principal é a simplicidade do design, por que a estabilização de energia? Os regeneradores dos anos 20-50 (e são centenas de designs diferentes), feitos de acordo com este princípio, funcionavam perfeitamente e proporcionavam uma recepção bastante decente, especialmente nas bandas de transmissão. Mas assim que colocamos a sensibilidade em primeiro plano, e ela, como se sabe, atinge o máximo no limite de geração - um ponto extremamente instável, que é influenciado por inúmeras mudanças externas nos parâmetros, e as flutuações na tensão de alimentação estão entre os mais significativo, então a resposta se torna óbvia. Se quiser obter bons resultados, a tensão de alimentação deve ser estabilizada. O receptor é montado em uma caixa de uma fonte de alimentação de computador antiga. A montagem é articulada, feita sobre uma placa de chassi feita de folha de fibra de vidro em ambos os lados. A folha de um lado é cortada em retângulos, que servem como almofadas de contato, a folha do lado oposto é usada como fio comum. Os requisitos de instalação são padrão - rigidez máxima de montagem e comprimento mínimo dos condutores de RF. O receptor é montado com peças não escassas. Todos os capacitores de bloqueio e transferência devem ter uma tensão mínima de 250 V. As bobinas L2 e L4 são enroladas com fio PEV-2 0,17 volta para ligar quadros com diâmetro de 8,5 mm com trimmers (dos circuitos IF de TVs em cores). O número de voltas é 13. A bobina de comunicação L1 contém 3 voltas de um fio semelhante e é enrolada no topo da bobina L2 no lado da saída conectada ao fio comum. Chokes L3, L5 - importados de pequeno porte. A bobina L6 é enrolada com fio PEV-2 1 em uma moldura de cerâmica nervurada com diâmetro de 35 mm. O número de voltas é 11, o passo do enrolamento é de 2 mm, a derivação é a partir da 2ª volta, contando a partir do terminal conectado ao fio comum. Apesar de, em princípio, o regenerador ser capaz de funcionar (ou seja, regenerar completamente o circuito) com quase qualquer bobina, é desejável que tenha o maior fator de qualidade de projeto possível. Isto permitirá, com os mesmos resultados, utilizar menos inclusão da lâmpada no circuito e, consequentemente, reduzir a sua influência desestabilizadora (tanto ela própria como todo o receptor e fontes de alimentação). Portanto, a bobina L6 é enrolada em uma estrutura de diâmetro suficientemente grande. A melhor opção seria enrolar a bobina regeneradora em um núcleo magnético de anel da marca Amidon (por exemplo, T50-6, T50-2, T68-6, T68-2). O número de voltas da bobina para obter a indutância especificada pode ser calculado usando qualquer programa. Por exemplo, o programa COIL 32 [2] é conveniente para quadros comuns, e a calculadora mini Ring Core [3] é conveniente para anéis Amidon. Para começar, a posição do tap pode ser medida de 1/5...1/8 (para molduras convencionais) a 1/10...1/20 (para Amidon) o número de voltas da bobina de contorno. O capacitor de ajuste C23 é um KPE de duas seções de pequeno porte com um dielétrico de ar. Suas seções são conectadas em série para eliminar farfalhar e estalos, e o rotor e a carcaça são isolados do chassi (uma espécie de capacitor diferencial). Dependendo dos limites de variação de sua capacitância e da indutância da bobina L6, a capacitância dos capacitores de estiramento pode ter que ser recalculada para obter a faixa de sintonia necessária. Isso pode ser feito usando um programa simples KONTUR3C_ver. por US5MSQ [4]. Os fones de ouvido para um receptor de rádio devem ser eletromagnéticos e de alta resistência (com bobinas eletroímãs com indutância de aproximadamente 0,5 H e resistência de corrente contínua de 1500...2200 Ohms), por exemplo, TON-1, TON-2, TON-2m, TA-4, TA-56m. Se desejar, o receptor pode ser equipado com um amplificador de potência montando-o de acordo com o circuito padrão usando lâmpadas 6P14P, 6F3P ou 6F5P. Neste receptor de tubo pequeno, o ganho (μ) da lâmpada regeneradora é de grande importância, e o baixo consumo de corrente do 6N2P também é bom - você pode instalar um filtro RC eficaz ao longo do circuito de alimentação do ânodo sem bobinas volumosas ou eletrônicas filtros/estabilizadores. Foi exatamente assim que fiz - e sem experiência em telefones. No entanto, você pode usar qualquer triodo duplo (6N1P, 6N3P, etc.) sem ajustar o circuito e quase sem danos (o ganho de baixa frequência será inferior a duas vezes). Por outro lado, com uma corrente anódica mais alta e inclinação das lâmpadas, você pode conectar um transformador de saída em vez de fones de ouvido de alta impedância e usar fones de ouvido modernos de baixa impedância e mais acessíveis com alta sensibilidade. A configuração do receptor é bastante simples e padrão. Após verificar a instalação correta, conecte a alimentação ao receptor e meça os modos da lâmpada usando corrente contínua. Ligamos o alcance de 80 metros e configuramos o regenerador. Sua configuração consiste principalmente em definir a faixa de sintonia de 3300 a 3800 kHz com uma pequena margem (aproximadamente 20...30 kHz) nas bordas, selecionando as capacitâncias dos capacitores de alongamento C26, C27 e garantindo uma aproximação suave ao ponto de regeneração. Para definir a faixa, fornecemos um sinal do GSS através de um capacitor de isolamento para a grade da lâmpada VL1.2 (pino 2). Pode ser necessário selecionar com mais precisão o tap da bobina L6, conseguindo o aparecimento de geração na frequência de sintonia inferior de 3300 kHz (capacidade máxima de KPI) na posição do controle deslizante do resistor variável R12 (ajuste de regeneração) mais próximo do terminal inferior no circuito. Ao sintonizar a frequência, as condições de geração melhorarão e será necessária uma maior ação de desvio do resistor, ou seja, a posição de operação do motor se deslocará para mais perto do centro na direção do circuito de saída superior. Verificamos a suavidade da aproximação ao ponto de regeneração, ou seja, ao mover o controle deslizante do resistor variável R12 para o terminal inferior do circuito, o ruído e o farfalhar devem aumentar gradualmente até o máximo, então um leve clique (ou apenas uma diminuição acentuada e perceptível em ruído) e sua subsequente diminuição (junto com a sensibilidade) à medida que o nível de geração aumenta. Ao recuar o motor, a geração deverá desaparecer na mesma posição em que apareceu. Se a suavidade for insuficiente, você pode reduzir a corrente anódica da lâmpada (aumentando a resistência do resistor anódico R13) e selecionar novamente o ponto de conexão da derivação, e assim por diante, até obter o resultado desejado. Em seguida, configuramos o PDF da faixa de 80 metros, para o qual conectamos o GSS à entrada da antena do receptor e definimos a frequência média da faixa no gerador - 3,65 MHz. Mudamos o regenerador para o modo de geração (modo autodyne) e usamos o capacitor C23 para “encontrar” o sinal GSS. Utilizando os ajustadores das bobinas L2 e L4, ajustamos o PDF para o sinal máximo. Neste ponto, o ajuste da faixa de 80 metros está concluído e não tocaremos nos trimmers dessas bobinas no futuro. A seguir, verificamos o funcionamento do oscilador local. Conectamos um voltímetro da lâmpada CA ao cátodo da lâmpada VL1.2 (pino 7) e monitoramos o nível de tensão do oscilador local. Ligamos as faixas de 40 e 20 metros alternadamente, verificamos a presença de um nível de tensão alternada de 1...2 Veff. Em seguida, ligamos a faixa de 10 metros e usamos o capacitor de sintonia C1 para definir a tensão máxima de geração. Deve estar aproximadamente no mesmo nível. Se não houver voltímetro industrial, pode-se usar uma simples ponta de prova de diodo, descrita detalhadamente em [5], ou um osciloscópio com largura de banda de pelo menos 30 MHz e um divisor de baixa capacitância (ponta de prova de alta resistência). Como último recurso, o osciloscópio pode ser conectado através de um capacitor com capacidade de 3...5 pF. Continuamos configurando o PDF, começando pelo alcance de 10 metros. Para fazer isso, conectamos o GSS à entrada da antena e definimos nele a frequência média do intervalo - 28,55 MHz. Colocamos o regenerador em modo de geração e, ajustando o KPI, “encontramos” o sinal GSS. Usando os capacitores trimmer C8 e C19 (não tocamos nos trimmers da bobina!) ajustamos o PDF para o sinal máximo. Da mesma forma, configuramos as faixas de 20 e 40 metros com capacitores de sintonia C7, C15 e C6, C13, para os quais as frequências médias das faixas serão 14,175 e 7,1 MHz, respectivamente. A escala de rádio é um disco mecânico com sobreposição de 500 kHz. Nas bandas de 80 e 20 metros é direto, e nas faixas de 40 e 10 metros é reverso (semelhante ao transceptor UW3DI). Eu não introduziria uma balança digital no design do receptor. Em primeiro lugar, a balança mecânica é simples, a calibração é estável e basta realizá-la apenas na faixa de 80 metros. E nas demais faixas, as marcações são traçadas com um simples recálculo baseado na frequência medida do gerador do suporte. Em segundo lugar, a própria balança digital, numa situação infeliz, pode tornar-se uma fonte de interferência, e será necessário pensar cuidadosamente no projeto e, provavelmente, introduzir blindagem de pelo menos a bobina do regenerador (sua sensibilidade é de alguns microvolts! ), e talvez também a própria escala. Se, no entanto, você inseri-lo, é melhor conectá-lo assim: - retirar o sinal do oscilador local através do seguidor de fonte do transistor KP303 (KP302, KP307, BF245, J310, etc.), conectando a porta do transistor através de um resistor de 1 kOhm diretamente ao pino 7 da lâmpada VL1; - o regenerador, dependendo do ajuste do PIC, pode ter uma tensão muito baixa no circuito (dezenas de milivolts), portanto o sinal do regenerador exigirá não apenas desacoplamento, mas também amplificação. Isso é melhor feito usando um transistor de efeito de campo de duas portas KP327 ou BF9xx, conectado de acordo com um circuito padrão com uma tensão de polarização na segunda porta de +4 V e um resistor de 1 kOhm no circuito de drenagem. A primeira porta do transistor é conectada ao cátodo da lâmpada VL2 (pino 3) através de um resistor de desacoplamento com resistência de 1 kOhm. Este receptor de rádio foi montado há muito tempo e, mesmo assim, alguns anos depois de sua fabricação, tirei este super de dois tubos da prateleira mais distante, soprei a poeira e liguei.. Funciona, é tão que bom que em duas noites de observações discretas em cada uma das bandas inferiores (80 e 40 metros) foram recebidos sinais de todas as dez regiões de rádio amador da ex-URSS! A recepção foi realizada por meio de uma antena de 42 m de comprimento. É claro que a faixa dinâmica e a seletividade no canal adjacente são bastante pequenas, mas no primeiro caso um atenuador suave ajuda e, no segundo, um ligeiro estreitamento da largura de banda (com o botão de regeneração). Uma solução radical seria mudar para uma frequência menos “povoada” e, ainda assim, mesmo em seções “superpovoadas” das faixas é possível receber pelo menos informações básicas. Mas a principal vantagem do receptor (além da simplicidade do design) é uma estabilidade de frequência muito boa. Você pode ouvir estações por horas sem ajuste, e isso com igual sucesso não só nas bandas mais baixas, mas também nos 10 metros! Medi novamente sua sensibilidade - com uma relação sinal-ruído de 10 dB, tudo corresponde aos dados fornecidos acima. E se você estiver vinculado a um sinal de saída com um nível de 50 mV (já um sinal bastante alto nos telefones TON-2), o resultado será o seguinte: a 10 metros - 1...1,2 µV, a 20 metros - 1,5...2 µV, a 40 metros - 3...4 µV, a 80 metros - 7...8 µV. Literatura
Autor: Sergey Belenetsky (US5MSQ)
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