Модернизация коротковолнового регенератора "Могиканин" MFJ-8100

Простой многодиапазонный регенеративный приёмник, или "как при минимуме деталей охотиться за дальними станциями?"

Вместе с появлением в 1993 году на американском рынке регенеративного приёмника заводского изготовления "MFJ-8100", слегка подзабытая, но тем не менее вполне себе животрепещущая тема регенераторов получила второе дыхание.
Использование современной элементной базы, а также продуманной схемотехники дало фирме MFJ

возможность создать аппарат со стабильными характеристиками и высокой чувствительностью, позволяющими этому простейшему регенератору дать фору многим супергетеродинам с одиночным преобразованием частоты.



Рис.1 Схема регенеративного приёмника MFJ-8100

Этот регенеративный КВ приёмник позволяет принимать сигналы AM, SSB и CW радиостанций в полосе частот от 3,5 до 22 МГц.
Вся полоса разделена на пять диапазонов: 3,5…4,3, 5,9…7,4, 9,5…12, 13,2…16,4 и 17,5…22 МГц. Такой выбор рабочих участков позволил охватить большую часть радиовещательных и любительских диапазонов, не ухудшая плавность настройки.
Принципиальная схема регенератора “MFJ-8100” приведена на Рис.1.

Появление на рынке регенеративного КВ приёмника "Могиканин" MFJ-8100 активизировало мозговую деятельность радиолюбителей. В ряде изданий (в основном зарубежных) появились описания разномастных любительских устройств регенераторов. Из наших конструкций можно отметить пару-тройку разработок, среди которых: однодиапазонный регенератор US5MSQ и регенеративный приёмник "Ванюша", который с лёгкость может быть преобразован в многодиапазонный вариант.
Однако, что бы там ни писали, все эти варианты в той или иной степени уступают американской разработке, либо по качеству приёма, либо по возможности работы в многодиапазонном режиме.
Но, как бы нам ни мечталось, в такой простой конструкции как "Могиканин" не может не быть своих недостатков. И они по-любому есть.
Главный недостаток MFJ-8100 - отсутствие электронного управления уровнем регенерации.
Во-первых, это обуславливает конструктивное неудобство в виде необходимости размещать переменный резистор непосредственно на плате высокочастотного блока. Во-вторых, переменный резистор значительной величины (10кОм) создаёт условия для серьёзной частотной зависимости уровня обратной связи от частоты, особенно на ВЧ диапазонах.
И наконец, в-третьих, надо сильно постараться, подбирая режимы транзисторов по постоянному току, чтобы регулировка уровня регенерации осуществлялась плавно во всём частотном диапазоне работы регенератора.

К недостаткам конструкции также можно отнести совмещение стокового детектора на транзисторе VT3 с токовым усилителем сигнала обратной связи. Такое построение ставит усиление детектора в постоянную зависимость от угла поворота потенциометра R8, осуществляющего регулировку уровня регенерации. К тому же, при приёме мощных радиостанций, за счёт изменения напряжения сток-исток происходит небольшая модуляция тока транзистора (аналог эффекта Эрли в биполярном транзисторе), что приводит к модуляции уровня ПОС и заметным искажениям принимаемого сигнала.

Итак, наша задача не сложна и сводится: к введению электронного управления уровнем регенерации и разделению каскадов, отвечающих за цепь положительной обратной связи и за детектирование АМ сигнала.
Но прежде, чем рисовать принципиальную схему, давайте немного порассуждаем о том, за счёт чего обеспечивается качественный приём у столь простого аппарата и как бы нам его не подгадить, введя электронную регулировку регенерации.
Начнём с того, что транзисторы J330, фигурирующие в большинстве русскоязычных описаний "MFJ-8100" - это явная опечатка. В зарубежных источниках указывается тип транзистора - J310. У меня такие транзисторы под рукой оказались, однако при невозможности их приобретения, вполне сойдут и BF245B или C.
В чём особенность применённых полевых транзисторов? В высоком параметре напряжения отсечки транзистора (не менее - 2В), позволяющем им при нулевом смещении на затворе поддерживать высокое значение Uзи, а значит - и обеспечивать высокий показатель динамического диапазона при работе в составе усилительного каскада.
А как обычно осуществляется регулировка уровня положительной обратной связи в регенераторах? Изменением тока покоя транзистора, позволяющем ему, находясь в петле ПОС, одновременно изменять и коэффициент усиления, а соответственно и уровень положительной обратной связи.

Глядя на оригинальную схему Могиканина (Рис.1), напрашивается мысль, что подобную регулировку тока покоя транзистора VT2, находящегося в петле ПОС, проще всего осуществить, оторвав нижний вывод R5 от земли и подав на него изменяемое положительное смещение. Всё верно - работать будет и не хуже большинства регенераторов, у которых регулировка осуществляется похожим методом. Однако, происходящее при таком способе уменьшение напряжения Uзи транзистора, приведёт к ухудшению динамических характеристик приёмника и нивелирует основные преимущества MFJ перед конкурентами.
А вот регулируемый источник тока в истоковой цепи полевика - самое ОНО. Он позволит в широких пределах регулировать ток покоя транзистора, не уменьшая при этом напряжения Uзи.

Вот теперь можно переходить к схеме электрической принципиальной.

Рис.2 Схема модифицированного Могиканина

Как выявил эксперимент, наиболее мягкий подход к режиму регенерации получается при регулировке тока не только в каскаде ОЗ (VT2 на Рис.1), но и в истоковом повторителе (VT3 на Рис.1).
С этой задачей успешно справился источник тока на транзисторах Т5 - Т7, выполненный по схеме токового зеркала (Рис.2).
Переменный резистор R8 изменяет ток покоя каждого из транзисторов Т2 и Т3 в диапазоне ~ 0...0,3 мА, регулируя тем самым уровень регенерации.

Эмиттерный детектор на биполярном транзисторе Т8 был выбран из соображений его более высокой (в несколько раз) чувствительности по сравнению с истоковым детектором. Для повышения его входного сопротивления служит повторитель на полевом транзисторе Т4.

Реализация диапазонных катушек в виде независимых контуров на каждый диапазон приёма, на мой взгляд, несколько удобнее в настройке по сравнению с идеей замыкания лишних последовательно соединённых катушек, реализованная в Могиканине.

Для устранения зависимости частоты приёма от уровня регенерации я рекомендую выбрать пределы изменения ёмкости конденсатора переменной ёмкости, начиная от 100 пФ.
Этот диапазон, в зависимости от параметров КПЕ, устанавливается посредством растягивающих конденсаторов С*, номиналы которых можно рассчитать на любом калькуляторе, например, на странице. Я выбрал пределы перестройки ёмкости 100...130пФ, что позволило (при соответствующем расчёте катушек индуктивности) полностью перекрывать любой любительский или вещательный диапазон.