گیرنده فوق احیا کننده برای چندین دهه مورد استفاده قرار گرفته است، به خصوص در VHF و UHF، جایی که می تواند سادگی مدار و عملکرد نسبتاً بالایی را ارائه دهد. این آشکارساز در نسخه لوله خلاء خود برای اولین بار در روزهای دریافت VHF در اواخر دهه 1950 و اوایل دهه 60 محبوب بود. پس از آن در مدارهای ساده نسخه ترانزیستوری استفاده شد. این طرح دلیل صدای خش خش تولید شده توسط رادیوهای CB 27 مگاهرتز بود. این روزها، رادیو فوق احیا کننده دیگر آنقدر محبوب نیست، اگرچه چندین برنامه کاربردی وجود دارد که هنوز هم مورد توجه معاصران است.
تاریخچه رادیو
تاریخچه گیرنده فوق احیا کننده را می توان به اولین روزهای اختراع آن ردیابی کرد. در سال 1901، رجینالد فسندن از یک موج سینوسی تعدیل نشده در گیرنده خود برای یک آشکارساز کریستال اصلاح کننده استفاده کرد.یک سیگنال رادیویی با فرکانس افست از حامل امواج رادیویی حامل و از آنتن.
بعدها، در طول جنگ جهانی اول، آماتورهای رادیویی شروع به استفاده از فناوری رادیویی کردند که کیفیت و حساسیت انتقال کافی را فراهم می کرد. مهندس لوسین لوی در فرانسه، والتر شاتکی در آلمان، و در نهایت مردی که با تکنیک ابرهتروداین، ادوین آرمسترانگ اعتبار داشت، مشکل گزینش پذیری را حل کردند و اولین رادیوی فوق احیا کننده را ساختند.
در دوره ای اختراع شد که فناوری رادیویی بسیار ساده بود و گیرنده فوق احیا کننده فاقد ویژگی هایی بود که امروزه بدیهی تلقی می شوند. گیرنده رادیویی سوپرهتروداین (superheterodyne) با نام کامل خود - گیرنده بی سیم مافوق صوت هتروداین، گام مهمی در پیشرفت علم و فناوری بود، اگرچه در ابتدا به طور گسترده مورد استفاده قرار نگرفت، زیرا حاوی بسیاری از دریچه ها، لوله ها و سایر قطعات حجیم بود. و علاوه بر این، در آن زمان رادیو بسیار گران بود.
مبانی گیرنده فوق العاده
گیرنده فوق احیا کننده بر اساس یک رادیو احیا کننده ساده است. از فرکانس نوسان دوم در چرخه بازسازی استفاده می کند که نوسانات فرکانس اصلی را قطع یا کاهش می دهد. میرایی ارتعاش معمولاً در فرکانس های بالاتر از محدوده صوتی مانند 25 کیلوهرتز تا 100 کیلوهرتز عمل می کند. در حین کار، مدار بازخورد مثبت دارد، بنابراین حتی مقدار کمی نویز باعث نوسان سیستم می شود.
خروجی تقویت کننده RFدر گیرنده بازخورد مثبت دارد، یعنی. بخشی از سیگنال خروجی در فاز به ورودی باز می گردد. هر سیگنالی که وجود داشته باشد به طور مکرر تقویت می شود و این می تواند منجر به تقویت قدرت سیگنال با ضریب هزار یا بیشتر شود. اگرچه بهره ثابت است، سطوح نزدیک به بی‌نهایت را می‌توان با استفاده از تکنیک‌های بازخورد مانند مدار نقطه نوسان گیرنده لوله باتری فوق‌العاده احیاکننده به دست آورد.
بازسازی مقاومت منفی را به مدار وارد می کند و این بدان معنی است که مقاومت مثبت کلی کاهش می یابد. و علاوه بر این، با افزایش بهره، گزینش پذیری مدار افزایش می یابد. هنگامی که مدار با فیدبک کار می کند تا نوسانگر به اندازه کافی در ناحیه نوسان کار کند، یک نوسان فرکانس پایین ثانویه رخ می دهد. فرکانس ارتعاش فرکانس بالا را از بین می برد.
این مفهوم در ابتدا توسط ادوین آرمسترانگ کشف شد که اصطلاح "بازیابی فوق العاده" را ابداع کرد. و این نوع رادیو گیرنده لوله ای فوق احیا کننده نامیده می شود. چنین طرحی در همه اشکال رادیویی از ایستگاه های پخش رادیویی داخلی گرفته تا تلویزیون ها، تیونرهای با دقت بالا، رادیوهای ارتباطی حرفه ای، ایستگاه های پایه ماهواره ای و بسیاری دیگر استفاده شده است. تقریباً همه رادیوهای پخش، و همچنین تلویزیون‌ها، گیرنده‌های موج کوتاه و رادیوهای تجاری، از اصل سوپرهتروداین به‌عنوان مبنای عملکرد استفاده می‌کنند.
مزایای فرستنده
رادیو سوپرهتروداین نسبت به سایر اشکال رادیویی مزایای زیادی دارد. در نتیجه آنهامزایا، گیرنده ترانزیستوری فوق احیا کننده یکی از روش های پیشرفته مورد استفاده در فناوری رادیویی باقی مانده است. و در حالی که روش‌های دیگر امروزه مطرح می‌شوند، گیرنده فوق‌العاده با توجه به ویژگی‌هایی که ارائه می‌کند هنوز بسیار مورد استفاده قرار می‌گیرد:
- بستن انتخابی. یکی از مزایای اصلی گیرنده نزدیکی به گزینش پذیری است.
- با استفاده از فیلترهای فرکانس ثابت، می تواند کانال مجاور خوبی را قطع کند.
- قابلیت دریافت چند حالت.
- با توجه به توپولوژی، این فناوری گیرنده می تواند شامل انواع مختلفی از دمدولاتورها باشد که به راحتی می توان آنها را مطابق با نیازها مطابقت داد.
- دریافت سیگنال های فرکانس بسیار بالا.
این واقعیت که گیرنده FET فوق احیاکننده از فناوری اختلاط استفاده می کند به این معنی است که بیشتر پردازش گیرنده در فرکانس های پایین تر انجام می شود و به خود اجازه می دهد سیگنال های فرکانس بالا را دریافت کند. این و بسیاری از مزایا به این معنی است که گیرنده نه تنها از ابتدای کار رادیو مورد تقاضا بوده است، بلکه برای سالهای آینده نیز چنین خواهد بود.
گیرنده FET فوق احیاکننده
بیایید آن را بفهمیم. اصل عملکرد گیرنده فوق احیا کننده به شرح زیر است.
سیگنالی که توسط آنتن دریافت می شود از گیرنده عبور می کند و به میکسر می رسد. سیگنال دیگری که به صورت محلی تولید می شود، که اغلب به عنوان نوسانگر محلی شناخته می شود، به پورت دیگری تغذیه می شودمیکسر و دو سیگنال با هم مخلوط می شوند. در نتیجه، سیگنال جدیدی در فرکانس‌های مجموع و اختلاف تولید می‌شود.
خروجی به اصطلاح فرکانس متوسط منتقل می شود، جایی که سیگنال تقویت و فیلتر می شود. هر یک از سیگنال های تبدیل شده که در محدوده عبور فیلتر قرار می گیرند می توانند از فیلتر عبور کنند و همچنین توسط مراحل تقویت کننده تقویت می شوند. سیگنال هایی که خارج از پهنای باند فیلتر قرار می گیرند رد خواهند شد.
تنظیم گیرنده به سادگی با تغییر فرکانس نوسانگر محلی انجام می شود. این فرکانس سیگنال ورودی را تغییر می دهد، سیگنال ها تبدیل می شوند و می توانند از فیلتر عبور کنند.
تیونینگ گیرنده فوق احیا کننده
اگرچه پیچیده تر از برخی از انواع دیگر رادیوها است، اما از مزیت عملکرد و انتخاب پذیری برخوردار است. بنابراین، تنظیم می‌تواند سیگنال‌های ناخواسته را به طور مؤثرتری نسبت به سایر تنظیمات TRF (فرکانس رادیویی تنظیم‌شده) یا ایستگاه‌های رادیویی که در روزهای اولیه رادیو استفاده می‌شد، حذف کند.
مفهوم و نظریه اصلی پشت رادیو سوپرهتروداین شامل فرآیند اختلاط است. این اجازه می دهد تا سیگنال ها از یک فرکانس به فرکانس دیگر منتقل شوند. فرکانس ورودی اغلب ورودی RF نامیده می شود، در حالی که سیگنال نوسان ساز محلی تولید شده را نوسانگر محلی و فرکانس خروجی را فرکانس متوسط می نامند زیرا بین فرکانس های RF و صدا قرار دارد.
دیاگرام بلوک یک گیرنده فوق احیا کننده تک ترانزیستوری به شرح زیر است. ATمیکسر، دامنه آنی دو سیگنال ورودی (f1 و f2) چند برابر می شود و در نتیجه سیگنال های خروجی فرکانس (f1 + f2) و (f1 - f2) ایجاد می شود. این اجازه می دهد تا فرکانس ورودی تا یک فرکانس ثابت منتقل شود، جایی که می توان آن را به طور موثر فیلتر کرد. تغییر فرکانس نوسان ساز محلی به شما امکان می دهد گیرنده را با فرکانس های مختلف تنظیم کنید. سیگنال‌های دو فرکانس مختلف را می‌توان به مراحل میانی فرستاد.
تیونینگ RF یکی را حذف می کند و دیگری را می گیرد. هنگامی که سیگنال ها وجود دارند، می توانند با پوشاندن سیگنال های مورد نظر در صورتی که همزمان در بخش فرکانس متوسط ظاهر شوند، تداخل ناخواسته ایجاد کنند. اغلب در رادیوهای ارزان قیمت، هارمونیک‌های نوسانگر محلی می‌توانند در فرکانس‌های مختلف ردیابی شوند که در نتیجه هنگام تنظیم گیرنده، نوسان‌گرهای محلی تغییر می‌کند.
بلوک دیاگرام کلی یک گیرنده فوق احیا کننده ترانزیستوری تک بلوک های اصلی قابل استفاده در گیرنده را نشان می دهد. رادیوهای پیچیده تر دمدولاتورهای اضافی را به بلوک دیاگرام اصلی اضافه می کنند.
علاوه بر این، برخی از رادیوهای ultraheterodyne ممکن است دو یا چند تبدیل برای ارائه عملکرد بیشتر داشته باشند، از دو یا حتی سه تبدیل می توان برای بهبود عملکرد عناصر مدار استفاده کرد.
Where:
- کلاهک تنظیم 15pF متغیر است؛
- سلف "L" چیزی نیست جز یک سیم فلزی 2 اینچی 20 که به شکل "U" خم شده است.
ایستگاه های رادیویی FM (88-108 مگاهرتز) به موارد بیشتری نیاز دارنداندوکتانس، و نیمه پایینی باند (تقریباً 109-130 مگاهرتز) کمتر از باند FM نیاز دارد.
27MHz کنترل افزایش خودکار
عقیده بر این است که گیرنده فوق احیا کننده 27 مگاهرتز به دلیل نیاز زمان جنگ به یک دستگاه بسیار ساده یکبار مصرف با بازخورد مثبت بالا رشد کرده است. راه حل این بود که اجازه دهیم نوسانات فرکانس تنظیم شده به طور متناوب رشد کنند و تحت کنترل یک نوسان ساز دوم (کوئنچ) که در فرکانس رادیویی پایین تر کار می کند، سرکوب شوند. بازخورد مثبت توسط یک پتانسیومتر متغیر معرفی شد که به شرح زیر استفاده شد.
صدای سیگنال افزایش می یابد تا زمانی که تقویت کننده RF شروع به نوسان کند. ایده این بود که تا زمانی که لرزش متوقف شود، کنترل را لغو کنیم. با این حال، معمولا یک پسماند قابل توجهی بین موقعیت و اثر وجود دارد. افزایش بهره وری تنها در صورتی حاصل می شود که پیشرفت اندکی قبل از شروع تردید متوقف شود که به مهارت و صبر نیاز دارد.
در این دستگاه، تقویت کننده تنظیم شده در طول نیم سیکل شکل موج نوسانگر شروع به نوسان می کند. در طول بخش "روشن" از چرخه خالی کردن، نوسان تقویت کننده تنظیم شده به طور تصاعدی از نویز مدار افزایش می یابد. مدت زمانی که طول می کشد تا این نوسانات به دامنه کامل برسند با مقدار Q مدار تنظیم شده متناسب است. بنابراین، بسته به فرکانس ژنراتور میرایی، نوسانات فرکانس سیگنال می تواند به دامنه کامل برسد (حالت لگاریتمی) یا فروپاشی شود.(حالت خط).
سه نوع اصلی گیرنده فوق احیا کننده 27 مگاهرتز برای کنترل رادیویی مدل ها استفاده شد: گیرنده شیر سخت، گیرنده سوپاپ نرم و گیرنده مبتنی بر ترانزیستور.
یک مدار گیرنده شیر سفت و سخت معمولی در شکل نشان داده شده است.
مدار رادیویی برای باند 25-150 مگاهرتز
در این مدار، گیرنده فوق احیاکننده در باند 25-150 مگاهرتز مشابه نمودار مدار MFJ-8100 است.
مرحله اول بر اساس ترانزیستور FET متصل به پیکربندی گیت مشترک است. مرحله تقویت کننده RF از تابش RF از آنتن در هر دو مدار جلوگیری می کند. آشکارساز فوق احیا کننده مبتنی بر یک ترانزیستور متصل به یک پیکربندی گیت مشترک است. تریم افزایش بازخورد را تا جایی تنظیم می‌کند که پتانسیومتر کنترل بازسازی نرمی را فراهم می‌کند.
محدوده فرکانس این گیرنده از 100 مگاهرتز تا 150 مگاهرتز است. حساسیت آن کمتر از 1 میکروولت است. کویل ها روی یک قاب قابل جابجایی با قطر 12 میلی متر پیچیده می شوند. البته احیاگرها و ابر احیا کننده ها آینده آماتورهای رادیویی نیستند، اما هنوز جایی در خورشید دارند.
دستگاه انتقال 315MHz
اینجا یک فرستنده + گیرنده فوق العاده بازیابی 315 RF مدرن است.
راه حل بی سیم بسیار مقرون به صرفه با حداکثر نرخ انتقال داده ارائه می دهدتا 4 کیلوبیت بر ثانیه و می تواند به عنوان کنترل از راه دور، درب برقی، درب کرکره، پنجره، سوکت کنترل از راه دور، کنترل از راه دور LED، کنترل از راه دور استریو و سیستم های هشدار استفاده شود.
ویژگی ها:
- برد انتقال> 500 متر؛
- حساسیت -103dB، در مناطق باز چون با روش مدولاسیون دامنه کار می کند، حساسیت نویز بالاتر است؛
- فرکانس کاری: 315.92 مگاهرتز؛
- دمای کار: -10 درجه تا +70 درجه؛
- قدرت انتقال: 25mW;
- اندازه گیرنده: 30147 میلی متر اندازه فرستنده: 1919 میلی متر.
لوله 433 مگاهرتز ISM
گیرنده لوله احیا کننده فوق العاده کمتر از 1 میلی وات مصرف می کند و در یک شبکه صنعتی، علمی و پزشکی بدون تماس 433 مگاهرتز کار می کند. در ساده‌ترین شکل، یک گیرنده فوق احیاکننده حاوی یک نوسانگر RF است که به‌طور دوره‌ای یک «سیگنال خالی» یا سیگنال فرکانس پایین را روشن و خاموش می‌کند. هنگامی که سیگنال میرایی به نوسانگر تغییر می کند، نوسانات با یک غلاف به طور تصاعدی در حال رشد شروع به ایجاد می کنند. استفاده از یک سیگنال خارجی در فرکانس نامی ژنراتور باعث تسریع رشد پوشش این نوسانات می شود. بنابراین، چرخه وظیفه دامنه نوسانگر میرایی متناسب با دامنه سیگنال رادیویی اعمال شده متفاوت است.
در یک آشکارساز فوق احیاکننده، رسیدن سیگنال نوسانات RF را زودتر از زمانی که سیگنالی وجود ندارد شروع می کند. آشکارساز Super Regenerative می تواند سیگنال های AM را دریافت کند و برای آن مناسب استتشخیص سیگنال داده OOK (روشن/خاموش کلید). آشکارساز فوق احیا کننده یک سیستم داده در معرض خطر است، یعنی هر دوره سیگنال RF را شمارش و تقویت می کند. برای بازیابی دقیق مدولاسیون اصلی، ژنراتور رد باید در فرکانس کمی بالاتر از بالاترین فرکانس در سیگنال مدولاسیون اصلی کار کند. افزودن یک آشکارساز پاکت و به دنبال آن یک فیلتر پایین گذر، دمدولاسیون AM را بهبود می بخشد.
قلب گیرنده حاوی یک نوسان ساز معمولی LC است که توسط Colpitts پیکربندی شده است و در فرکانس تعیین شده توسط رزونانس سریال L1، L2، C1، C2 و C3 کار می کند. هنگامی که دستگاه خاموش می شود، جریان بایاس Q1 ژنراتور را خاموش می کند. ترانزیستورهای آبشاری Q2 و Q3 یک تقویت کننده آنتن را تشکیل می دهند که شکل نویز گیرنده را بهبود می بخشد و مقداری ایزوله RF را بین نوسانگر و آنتن فراهم می کند. برای صرفه جویی در انرژی، تقویت کننده تنها زمانی کار می کند که نوسان افزایش یابد.
طرح VHF فوق احیاکننده
گیرنده از یک ترانزیستور 2N2369 تشکیل شده است که توسط پانزده جزء احاطه شده است که با هم قسمت فرکانس بالا را تشکیل می دهند. این مجموعه قلب گیرنده است. هم افزایش HF و هم دمودولاسیون را فراهم می کند. یک مدار پیکربندی شده نصب شده در کلکتور ترانزیستور به شما امکان می دهد فرکانس را انتخاب کنید.
مجموعه واکنش خیلی زود در موج کوتاه توسط رادارهای لوله ای استفاده شد. سپس در زمان مکالمه معروف "سه ترانزیستور" دهه 60 یافت شد. بسیاری از گیرنده های کنترل از راه دور 433 مگاهرتز هنوز استفاده می کنندخود. هر دو مرحله در BC337 تقویت کننده های فرکانس پایین هستند، دومی قدرت هدفون یا یک بلندگوی کوچک را تامین می کند. مقاومت قابل تنظیم 22 کیلو اهم، قطبش ترانزیستور 2N2369 را برای به دست آوردن بهترین نقطه پاسخ، ترکیبی از حساسیت و اعوجاج کم، تنظیم می کند، در حالی که از نوسانی که عملکرد آن را مسدود می کند، جلوگیری می کند.
فرکانس صوتی از طریق یک مقاومت 4.7 کیلو اهم بازیابی می شود، سپس از یک فیلتر پایین گذر عبور می کند تا پاسخ سوئیچینگ فرکانس بالا را حذف کند. اولین ترانزیستور BC337 پیش تقویت BF را فراهم می کند. یک خازن 4.7nF که بین کلکتور و پایه آن قرار می گیرد به عنوان یک فیلتر پایین گذر عمل می کند و باقیمانده فرکانس های بالا را از بین می برد و ارتفاعات را محدود می کند. مقاومت 10 کیلو اهم بهره آخرین مرحله و بنابراین حجم را کنترل می کند.
مونتاژ رادیو DIY
برای یک گیرنده DIY 315MHz Super Regenerative، همه اجزا باید روی PCB نصب شوند و آثار با کاتر ایجاد شوند. یک طرح زمین گسترده برای پایداری (الکتریکی) مجموعه ضروری است. برای سهولت در کپی برداری روی مس، عکسی از مدار چاپ می شود، روی صفحه قرار می گیرد و با یک نقطه، انتهای مسیرها را روی ورق علامت می زنند. پس از بررسی عایق بودن مسیرها بر روی اهم متر، سیم کشی مطابق با نمودار انجام می شود.
اجزای مدار را می توان به راحتی از فروشگاه های رادیویی یا آنلاین خریداری کرد. شما به یک بلندگوی 50 یا 100 اهم نیاز دارید. شما همچنین می توانیدبا قرار دادن یک ترانسفورماتور پله پایین که در اکثر ایستگاه های ترانزیستوری قدیمی وجود دارد، از یک بلندگوی 8 اهم استفاده کنید، یا یک بلندگوی 8 اهمی را وصل کنید اما سطح صدا پایین تر خواهد بود. مجموعه باید با یک نقشه زمین خوب فشرده باقی بماند. نباید فراموش کرد که سیم ها و اتصالات در فرکانس های بالا اثر خود را دارند. سیم پیچ وتر دارای 5 دور سیم 0.8 میلی متری (سیم کشی خط تلفن) است. خازن به صورت سری به آنتن در پیچ دوم از بالا متصل می شود.
آنتن از یک تکه سیم سخت (1.5 میلی متر مربع) به طول حدود بیست سانتی متر تشکیل شده است. نیازی به انجام بیشتر نیست، "موج چهارم" واکنش را مختل می کند. یک خازن جداکننده nF 1 مورد نیاز است. کویل چوک (بلاک کننده فرکانس بالا) از نوع VK200 می باشد. اگر رادیو آماتور نمی تواند آن را پیدا کند، می توانید سه یا چهار دور سیم را در یک لوله فریت کوچک بچرخانید. و شما می توانید یک طرح مونتاژ خاص را به دلخواه و مطابق با نمودار سیم کشی انتخاب کنید.
شمول صحیح مدار
سفارش VHF Super Regenerative Regenerative Reciver نصب:
- مدار را روشن کنید. جریان تغذیه حدود سی میلی آمپر است.
- مقاومت قابل تنظیم (حجم) سمت راست را کاملاً خلاف جهت عقربه‌های ساعت بچرخانید.
- بعد باید صدای هدفون یا بلندگو را بشنوید. اگر نه، مقاومت قابل تنظیم را بچرخانید تا صدا شنیده شود.
- تنظیم انتشار متوسط را بهبود دهید تا حساسیت خوبی با حداقل اعوجاج داشته باشید.
- بهبرای حذف نویز بالا، باید آنتن را کاهش دهید.
مدار گیرنده فوق احیا کننده 144 مگاهرتز.
احتیاطات: از آنجایی که دستگاه تداخل ایجاد می کند، از آن در نزدیکی گیرنده دیگری استفاده نکنید.
