Схема многодиапазонного регенеративного КВ приёмника, часть 1
Как построить самый лучший в мире регенератор? Думаем, рассуждаем, действуем!
Ну ведь говорил же я себе: Да хватит уже этой фигнёй заниматься! И вот нате – опять сижу, лужу-паяю очередной регенератор, а параллельно
ещё и думаю: А где же, ёксель-моксель, лето? Холодно пипец, да
и на кой нахрен это вообще кому надо?
В нашу-то эпоху развития и мировой гегемонии цифровых технологий?! Да-а-а..., а вернее – НЕТ, чуваки, пора бы завязывать с этим
регенераторо-строением, мать его в душу за ногу, а еже с ним и с пьянством, матом и прочими излишествами нехорошими! Отныне будем паять
"свистки"!
А потом ещё посидел, подумал:
А ведь нет, жизнь после 50-ти только начинается! Успокоился мал-помалу и налил себе ещё 50.
И опять-таки, действительно – что как ни простейшее регенераторное устройство на 3-4 транзисторах может помочь начинающему радиолюбителю
разобраться со всевозможными нюансами работы транзисторных каскадов и при минимуме затрат добиться максимального результата?
Ладно, будем считать, определились. Темой нашего сегодняшнего заседания обозначим: Доведение работы регенеративного приёмника до состояния “едрического тушкана”,
"гипербалического парабалоида" или "полного Джигурды", что другими словами означает – до уровня, близкого к недостижимому идеалу.
Но для начала, давайте, поразмышляем, а какие устройства регенераторов в современном мире принято считать хорошими?
Я бы так с высоты птичьего полёта заприметил 3 радиоконструкции. Это:
1. Регенератор, выполненный по схеме ёмкостной трёхточки. Появился на свет на заре ламповой эры улавливания радиоэфира, однако в
отечественном фольклоре часто фигурирует, как "Транзисторный регенеративный приёмник по схеме Сергея Беленецкого";
2. Конструкция приёмника с транзисторами, загнанными в барьерный режим, описанная в буржуйских источниках ещё в 80-годах прошлого столетия,
но прижившаяся у нас под расхожим славянским именем "Ванюша";
3. Регенеративный КВ приёмник фабричного производства MFJ-8100, представленный публике несколько позже. На сей раз был окрещён
нашей изобретательной братвой погонялом вымерших американских индейцев – "Могиканин".
Понятно, что каждый из перечисленных приёмников имеет свои неоспоримые плюсы, однако стоит копнуть на штык поглубже, как наружу вылезают маленькие и
средних размеров минусы. Какие такие это минусы?
1. Регенератор ёмкостная трёхточка, как ни крути – это приёмник однодиапазонный, то есть рабочими для него являются
частоты, отстоящие от оптимальной частоты (обусловленной номиналами фазосдвигающих элементов) не более чем на ±30...40%. На частотах, которые
в два или более раз выше или ниже оптимальной частоты, такой регенератор работать либо не будет вообще, либо будет, но результат окажется
значительно хуже ожидаемого.
2. Об основных недостатках "Могиканина" мы с вами подробно порассуждали на странице – Ссылка на страницу. Там же
отчасти их успешно устранили, однако и схема несколько усложнилась, и одного маленького, но, сука, вредного аксессуара избежать не
удалось! И аксессуаром этим оказались вроде бы безобидные и малозаметные разделительные конденсаторы.
Откровенно говоря, не знаю почему, однако эти "диверсанты" оказывают явно негативное влияние на стабильную работу любых регенераторов,
работающих в широкой полосе частот. Увеличиваешь их ёмкость, начинаются шероховатости на верхних диапазонах, уменьшаешь – на нижних, а
это, знаете ли – прилично раздражает. Победить, конечно, можно, но осадок, блин, остаётся!
3. Генераторы с использованием барьерного режима работы транзисторов практически не имеют недостатков! Эти очень простые и крайне стабильные
устройства с непосредственными связями дают возможность варьировать номиналами частотозадающих элементов в очень широких пределах и, в
конечном итоге, получать рабочие частоты: от единиц герц до сотен мегагерц.
Однако при работе такого генератора в качестве регенеративного каскада приёмника, часть его достоинств перерастает в недостатки.
И главным из них становится невозможность достижения на колебательном контуре значений переменного напряжения, превышающих ± 200...250мВ.
Ещё меньшими значениями (за вычетом уровня напряжения регенерации ~ 20...50 мВ) ограничена максимальная амплитуда сигнала на
колебательном контуре, поступающего через индуктивную (либо какую иную) связь с антенны. При бОльших напряжениях,
транзисторы начинают стремительно приближаться к режиму насыщения и довольно охотно плеваться продуктами нелинейностей второго, третьего,
пятого, седьмого, а также иных порядков.
Результат – самый низкий, по сравнению с конкурентами, динамический диапазон при серьёзном, на мой взгляд, превосходстве по
большинству остальных аспектов.
К чему это я, собственно, так подробно о "Ванюша"–подобных регенераторах да с утра пораньше?
А к тому, что целью наших сегодняшний манипуляций станет конструкция регенеративного приёмника с непосредственными межкаскадными связями
(то бишь не содержащая каких-либо разделительных конденсаторов), и обладающая при этом приличными динамическими характеристиками.
Ясен хулахуп, что устройство должно иметь и электронное управление уровнем регенерации. Это, с одной стороны, создаст ощутимое
конструктивное удобство, а, с другой – минимизирует условия для формирования серьёзной зависимости глубины обратной связи от частоты.
А теперь немного лирики и глубокомыслия! Эх, было время золотое, когда я свято верил, что при тщательной развязке колебательного контура
от активных элементов, отвечающих за электронное управление регенерацией, всё будет ништяк, и рабочая частота при
регулировке глубины ОС никуда не сдвинется.
Докладываю: был не прав, вспылил, но теперь считаю своё суждение безобразной ошибкой!
А что так? – спросит пытливый ум читателя.
А дело в том, уважаемые господа присяжные заседатели, что, как ни изолируй ты активные элементы, как ни воюй, да и вообще, как башкой
ни бейся ты о стену, но любой генератор при уменьшении глубины ПОС (а соответственно, при уменьшении амплитуды колебаний)
обладает следующим свойством: Он стремится частоту этих колебаний слегка повысить. Не будем вдаваться в физическую сущность этого процесса,
но такое есть, такое было и такое будет во веки веков. Аминь!
Теперь, когда мы непосредственно к колебательному контуру подключаем какой-либо полупроводник для регулировки ПОС, то для
уменьшения её глубины (а вместе с ней и амплитуды колебаний) необходимо снизить его коэффициент передачи. Делается это, как правило,
снижением тока покоя транзистора. Происходит следующее: ток покоя уменьшается, усиление транзистора уменьшается, глубина ПОС уменьшается,
амплитуда колебаний уменьшается, частота увеличивается.
Но это ещё не всё. У нас, – как говаривал Михал Михалыч, – было с собой, а конкретно – ёмкости транзисторных переходов. Они, как
широко известно в узких кругах, при уменьшении тока имеют свойство как раз таки увеличиваться, что приводит к дополнительной прибавке
к ёмкости контура и некоторому компенсирующему понижению частоты колебаний генератора (регенератора). Как выявил эксперимент, он же опыт,
сын ошибок трудных – лучше, если этих транзисторов с регулируемым током будет не один, а два (как в Ванюше), тогда частотная компенсация
у регенератора будет близкой к идеальной.
Ну вот, как-то так. Однако хватит этой унылой теоретической мутотени, ибо пора переходить к делу, а конкретно – к схеме
электрической принципиальной!
Рис.1 Схема многодиапазонного регенеративного КВ приёмника
В отличие от устройств системы "Ванюша", в которых регенеративный каскад выполнен на двух биполярных транзисторах (ОК – ОБ),
в приёмнике, приведённом на Рис.1, данную функцию выполняют полевой (Т2) и биполярный (Т1) транзисторы, включённые по схеме "общий исток" –
"общий эмиттер".
Такое схемотехническое построение позволило сохранить непосредственные связи полупроводников как между собой, так и с
катушкой колебательного контура регенератора.
Для обеспечения высокого показателя динамических характеристик приёмника, полевой транзистор T2 должен иметь довольно высокое значение
параметра напряжения отсечки Uзи_отс. Желательно, чтобы оно находилось в диапазоне ~ 2,5...3,5 В, тогда и максимально допустимая
неискажённая амплитуда сигнала на вторичной обмотке L1 будет иметь близкое к этим цифрам значение.
Меняя напряжение на истоке полевого транзистора Т2 посредством многооборотного переменного резистора R8, мы
одновременно изменяем и его
ток покоя. А поскольку транзистор Т1 подключён к стоку полевика по постоянному току, то и его ток покоя синхронно изменяется в том
же направлении.
На полевом транзисторе Т3 выполнен стандартный истоковый детектор, а на малошумящем полевике Т4 – каскад предварительного усиления низкой
(звуковой) частоты. Конденсатор С4, включённый параллельно стоковому резистору R12, образует вместе с ним фильтр нижних частот с
частотой среза около 3,5 кГц. Наличие этого каскада, помимо дополнительной фильтрации, позволяет нам не сильно разрываться при выборе
оконечного усилителя и иметь возможность использования какой-нибудь простенькой ИМС.
Теперь, что касается такого элемента, жизненно важного для любого регенератора, как – КАТУШКА.
Давайте-ка, немного порассуждаем о том, что нам в чистом остатке необходимо от неё поиметь?
А поиметь нам от неё надо максимально возможную ненагруженную добротность и изо всех сил поднатужиться, чтобы нагрузить
её исключительно в минимальном объёме.
Поскольку сопротивление биполярного транзистора со стороны коллектора довольно высоко (сотни кОм), а входные сопротивления
полевиков, идущих к L1, и того больше (сотни МОм), то единственное, что может поднагрузить нашу катушку – это её первичная обмотка, вернее
низкоомное сопротивление антенны, которая подключается к этой обмотке.
Отмечу походу, что от входного усилителя, подобного тому, что стоит в "Могиканине", было решено отказаться в угоду всё тем же пресловутым
динамическим характеристикам.
Так к чему это я шкрябую всю эту подробную нуднятину?
А к тому, чтобы у бдительного радиолюбителя возникло понимание, что коэффициент
трансформации (то есть отношение витков вторичной и первичной обмоток) должен быть довольно высоким, и ферритовое либо какое ещё
кольцо с неединичной магнитной проницаемостью в данной истории лучше засунуть куда-нибудь подальше. Именно это нам позволит получить
в катушке необходимое и относительно высокое количество витков, а первичную обмотку сделать состоящей из 1...2 витков.
К тому же, чего там греха таить, такая катушка индуктивностью 6,1 мкГн от какого-то несложившегося регенератора у меня завалялась в столе.
Она была намотана на баранке из рулона узкого (по-моему 12 мм) канцелярского скотча, обёрнутого стеклотканевой изолентой, и содержала 50
витков 1 мм провода.
Осталось намотать только пару витков первички и приступить к сборочному процессу.
Итак. Регенеративный каскад спаян, номинал R11 временно заменён на 3кОм, C6, опять же, временно отпаян,
осциллограф с частотомером подключён к истоку Т3. Смотрим, что же у нас уродилось на поверку дня.
Что сразу порадовало?
Порадовало то, что регенератор, собранный по рассчитанной и наспех начерченной схеме, завёлся сразу и заработал одинаково хорошо
во всём отведённом ему диапазоне частот (проверка велась в полосе 3,5...10 МГц), причём без какого-либо подбора элементов и
прочих танцев с бубнами.
Высокодобротная катушка, как ей и положено, обеспечила отличную частотную стабильность, а регулировка ПОС
посредством изменения тока покоя сразу двух транзисторов – мягкий подход к порогу и малый уход частоты при изменении
уровня регенерации. Так, к примеру, на частоте 7 МГц при изменении амплитуды колебаний от 20 до 200 мВ, уход частоты составил – не
более 1кГц.
Измерения велись при различных подключённых к первичной обмотке резисторах (от 50 до 200 Ом), выступающих в качестве эквивалента сопротивления
антенны. Без этих резисторов на частотах ниже 7МГц регулировка уровня регенерации постепенно становилась всё менее плавной, поэтому, если
работа приёмника предполагается с антенной типа "кусок провода, болтающийся в окне" либо какой иной конструкцией с высоким
сопротивлением, то резистор R14 крайне желателен. Если же антенна имеет нормированное сопротивление, не превышающее 200...300 Ом,
то его (резистор) вполне можно проигнорировать.
Что огорчило?
Отсутствие на обозримом горизонте свободных выходных, чтобы собраться-таки, да и дооформить агрегат в законченную конструкцию.
Ибо проверка его в условиях запоганенных городских эфиров – мероприятие весьма надобное и во всех отношениях для дела пользительное.
К тому же результаты проведённых измерений сигнализируют о том, что этот регенератор – то, что надо регенератор, однако убедиться в
этом нам предстоит в процессе предстоящих сопоставительных испытаний.
Продолжение на следующей странице
|
