Экспериментируя с простыми одноламповыми сверхрегенераторами на УКВ я обратил внимание, что для достижения наименьших искажений звука нужно брать сопротивление гридлика как можно большим: >2,5-3 мом для ламп с косвенным накалом и около 10 мом для прямонакальных ламп. Думаю, это связано с тем что по низкой частоте такой каскад работает как обычный УНЧ со смещением сеточным током. При этом для сохранения оптимальной частоты гашения (далее ЧГ) приходится уменьшать ёмкость конденсатора связи между лампой и контуром, что приводит к неустойчивой генерации на УКВ.
Кроме того, при перестройке по диапазону (особенно если он достаточно широк, как 87-108 Мгц) происходит сильное изменение ЧГ, вплоть до того что она выходит из ультразвукового диапазона и приближается к границе слышимости, в НЧ сигнале появляются искажения и различные артефакты. Либо, чрезмерно повышаясь, вызывает "слипание" вспышек ВЧ колебаний, при этом резко снижается избирательность и чувствительность.
На осциллограмме видно, что основания соседних вспышек начинают соприкасаться, т.е. происходит неполное гашение ВЧ колебаний. Чтобы этого избежать, приходится вводить орган подстройки режима детектора, что неудобно.
Я стал изучать схемы промышленной аппаратуры, где применены сверхрегенераторы (далее СР): интересной показалась схема германской р/ст. FeldFu.b2, где применён "двухэтажный" гридлик:
Принцип работы такого решения описан в книге С. И. Евтянова "Ламповые генераторы" 1967год, стр. 371.
Действительно, такая схема позволяет несколько увеличить связь контура с лампой без выхода ЧГ в слышимый диапазон и решить проблему неустойчивой генерации ВЧ. Но проблема нестабильности ЧГ при перестройке остаётся.
А например в р/ст. ЖР-4П и Р-116 LC-генератор гашения выполнен на той же лампе детектора, что громоздко и не устраняет полностью нестабильность ЧГ при перестройке по диапазону.
Экспериментируя со стержневыми лампами и пытаясь заставить 1Ж24Б генерировать на УКВ с контуром на паршивом китайском КПЕ с твёрдым диэлектриком я попробовал пентодное включение лампы чтобы повысить её усиление и снизить шунтирование контура. В цепь экранной сетки установил резистор 100 Ком и забыл его заблокировать на землю конденсатором. При этом эффект прерывистой генерации в СР полностью исчез! С любыми номиналами резистора и конденсатора в гридлике!!! Даже резистор 20 Мом и конденсатор 100 пф не приводят к появлению прерывистой генерации.
Полагаю, это связано с тем, что на относительно высокоомном и незаблокированном резисторе в цепи экранной сетки возникает сильная отрицательная обратная связь, которая препятствует возникновению ультразвуковых колебаний в цепи гридлика. В то же время, небольшая паразитная ёмкость в достаточной мере шунтирует экранную сетку для устойчивой ВЧ генерации.
Последующие эксперименты подтвердили это предположение.
На глаза попался кварцевый резонатор на 50 Кгц, и я попробовал применить его в "анодной" схеме Пирса по экранной сетке в качестве генератора ЧГ. Схема:
И вот что получилось!
Вспышки симметричные, ровные, никаких признаков "слипания" - ВЧ колебания гасятся полностью. И, самое главное, при перестройке ВЧ по диапазону 80-120 Мгц ЧГ не меняется ни на герц!
Однако, кварц РК-74 громоздкий, и я попробовал применить "часовой" резонатор на 32,968 Кгц. Он оказался довольно нежным, при случайном срыве ВЧ колебаний тут же выходит из строя, и долго запускается - до нескольких десятков секунд.
Проблему запуска кварцевого генератора я решил дополнительным "обвесом" из конденсаторов. Кроме того, поэкспериментировал с рабочей частотой: ЧГ 32,968 Кгц даёт хорошую чувствительность, но в НЧ сигнале присутствуют артефакты, ощущается какая-то "дискретность" звука.
При ЧГ 50 Кгц СР имеет худшую чувствительность и плохую избирательность, слышна соседняя станция, но качество звука лучше.
Оптимальной оказалась ЧГ около 40 Кгц. Я применил малогабаритный резонатор на 38 Кгц (с ним чуть выше чувствительность, чем с 40 Кгц). Кроме того, он активнее чем "часовой" 32,968 Кгц - легче стартует. Схема:
Конденсатор С1 следует выбрать такой величины, чтобы ВЧ колебания были устойчивыми во всём рабочем диапазоне.
R2 подбирается в пределах 80-110 Ком так, чтобы кварц легко запускался, при этом ВЧ генерация не срывалась во всём рабочем диапазоне. Слишком большая величина R2 приводит к повреждению кварца.
Особенно интересно влияние ёмкости С5: при её отсутствии затруднена генерация ВЧ - на низкочастотном краю диапазона происходит срыв, при этом кварцевый генератор работает нормально.
При ёмкости порядка 60-90 пф ВЧ генерация устойчива, однако кварц запускается несколько дольше, особенно на высокочастотном краю диапазона. На экранной сетке практически ровная синусоида ЧГ ( размыта из-за присутствующей НЧ составляющей):
При увеличении ёмкости С5 до 150-200 пф синусоида на экранной сетке начинает искажаться, появляются очертания "пилы":
При дальнейшем увеличении ёмкости колебания кварцевого генератора срываются и возникают релаксационные колебания на звуковой частоте в цепи гридлика (время развёртки увеличено):
Это, на мой взгляд, подтверждает предположение о том, что прерывистая генерация в цепи гридлика подавляется сильной ООС в цепи экранной сетки.
Интересно было бы исследовать этот эффект для стабилизации работы гетеродинов.
В итоге получился стабильно работающий СР-детектор УКВ диапазона 87-108 Мгц с неплохим качеством звука и стабильными по диапазону параметрами приёма (на самом деле параметры несколько изменяются из-за изменения соотношения ВЧ и ЧГ), настало время оформить это в законченную конструкцию.
Снова внимание привлекла радиостанция Feldfu., а именно её двухламповая версия .b2 с рефлексным УВЧ, работавшая в диапазоне 90,57-109,45 Мгц:
Основываясь на концепции Feldfu. я и решил построить двухламповый карманный громкоговорящий сверхрегенеративный УКВ приёмник.
Кроме того, кварцевая стабилизация ЧГ позволяет выполнить её эффективную фильтрацию на НЧ выходе детектора.
Обычно фильтрация осуществляется RC ФНЧ. Стабильную ЧГ можно фильтровать RC-мостом, например так называемым 2ТФ.
Сравним их эффективность: на снимках сигнал с выхода детектора, настроенного на частоту 100 Мгц, модуляция 400 гц.
Без фильтрации:
Фильтрация выполнена RCR-ячейкой 20 Ком + 240 пф + 20 Ком:
Фильтрация 2ТФ-мостом, настроенным на частоту 38 Кгц:
Теперь то же самое, но без модуляции:
Мост, выполненный на макете просторным монтажом выводными деталями позволяет достичь ослабления ЧГ на выходе детектора до -40 dB. На SMD компонентах ослабление получилось в итоге около -35 dB.
Несколько осциллограмм сигналов из реального эфира:
"Суперный" шум.
Речь.
Музыка.
Отчётливо видна дискретность.
Фото макета:
Итоговая схема приёмника:
Из-за недостатка места в корпусе и общего усиления пришлось пойти на некоторые компромиссы. Например отказаться от пьезокерамического фильтра на антенном входе. Он здорово помогает от помех с КВ, телефонов и энергосберегаек (ведь СР-детектор чувствителен к АМ), но снижает чувствительность, что в моём случае критично.
Долго боролся с самовозбуждением всего приёмника, пока не понял что это возбуждается сам детектор по НЧ. Помогло шунтирование межкаскадного автотрансформатора резистором (причём на открытом макете самовозбуждения не было).
Корпус был взят от китайского радиоконструктора Hx108-2, очень он мне понравился. Сделан качественно, пластик крепкий и легко обрабатывается. Единственный минус - нет нормального батарейного отсека. Изнутри проклеил медной фольгой, соединённой на общий провод платы через пружинные контакты. Лампы закреплены в пружинных держателях, соединённых с общим проводом.
Монтаж выполнен на двухсторонней печатной плате, преимущественно SMD компонентами, имеется алюминиевый межкаскадный экран. Сердечники и каркасы трансформаторов от р/п "Алмаз". КПЕ поганенький китайский с твёрдым диэлектриком, секции включены последовательно (токосъём никуда не подключен), из-за этого есть сильная неравномерность шкалы в верхней части диапазона.
Приёмник можно питать напряжением от 1,9 до 5 вольт. При снижении питающего напряжения до 1,82 в срабатывает UVLO.
Преобразователь построен на двух LT1073, одной TL431 и одной CN302, размещён на отдельной плате размером 15х32 мм. Выдаёт +1,2 в; -2,5 в и +60 в. Все напряжения стабилизированы. Потребляемая мощность 0,5 вт. Выходная мощность на частоте 1000 гц - 43 мвт.
P.S. схему преобразователя выложу чуть позже.
Только поставил опыт с простым одноламповым сверхрегенератором на 1Ж24Б, работающим в диапазоне 100-108 МГц, чтобы определить, насколько хорошо он принимает ЧМ.
,помехи по ПЧ ТВ. Схемы были из ж.Радио. Кстати, заставить сверхач работать сверхачём та ещё танцулька с бубном. Из этого поняли ,что применять надобно что то более современное.
Сообщение от Nuzlopp
