Receptorul cu reactie "perfect" - discutie

[hpavictor]

Mulțumesc !

[VAX]

@Victor

 

Daca va permite timpul, incercati si montajul de la postarea #208, regeneratorul cu tranzistor bipolar in conexiune cu baza la masa. La curent mare de colector (Ic>2mA, chiar pana la 15mA - daca suporta tranzistorul, de ex BF479 la frecvente mari, sau chiar un BC sau 2N2219 la frecvente pana in 20 MHz) prin tranzistorul respectiv, se poate lucra stabil cu grad mare de reactie. Curentul il cresteti micsorand rezistenta din emitor (atentie sa nu ardeti tranzistorul !). Singurul element de circuit mai greu de procurat este condensatorul variabil cu care se regleaza reactia. Ar mai trebui inca unul cu capacitate mult mai mica pus in paralel cu cel principal, pentru reglare fina in pragul intrarii in oscilatie.

Puteti sa schimbatl la schema respectiva etajul regenerator, cu altele prezentate anterior (cu etaj diferential), restul ramane la fel. Eventual la intrarea amplificatorului de RF puneti circuit LC acordat si cu priza la bobina pentru adaptarea impedantei. Insa intrarea in emitorul tranzistorului bipolar are impedanta atat de mica, incat circuitul oscilant va fi puternic amortizat. O solutie mult mai buna ar fi sa puneti inaintea amplificatorului RF un etaj cu JFET in conexiune cu sursa la masa, sa formati o cascoda pliata. Atunci Q-ul circuitului de la intrare se conserva (este afectat doar de cuplajul cu antena). Evident ca trebuie condensator variabil cu doua sectiuni, una la circuitul LC de la intrare si a doua la cel de la detector. Mai mult de atat este greu sa obtineti de la un receptor cu reactie. Cuplajul dintre etajul de intrare cu JFET si amplificatorul RF cu bipolar cu baza la masa se face prin transformator pe miez de ferita (cu spire mai putine in secundar, pentru adaptarea impedantelor). Daca in paralel cu primarul acelui transformator puneti un potentiometru (reostat) care sa il sunteze, veti avea reglare manuala a semnalului care ajunge la detector, fara sa afectati Q-ul circuitelor. Trebuie ecranare serioasa (compartimentare cu pereti metalici) intre amplificatorul RF si detector.

Am sa completez schema, sa vedeti concret la ce m-am referit.

[hpavictor]

Aștept schema Dvoastă !

[VAX]

@Victor

 

 

 

Am complicat putin schema si am pus mai multe JFET-ri in paralel la intrare, pentru reducerea tensiunii echivalente de zgomot, Asta in situatie extrema si pentru cine are multe JFET-ri la dispozitie. Se pot folosi BF245, BF256 (B,C), J309, J310, BFW10, 11, etc. Cele patru JFET-uri trebuie sa aiba parametrii (Vp, Idss) apropiati. Lucreaza la curent mare (poarta usor negativata, Id apropiat de Idss). Din cauza asta curentul prin fiecare JFET poate sa depaseasca 10mA si in consecinta miezul transformatorului pe ferita se poate satura daca transformatorul nu este proiectat corect. Asta ramane in sarcina celor care vor construi receptorul. Inclusiv raportul de transformare se poate modifica, in urma experimentarii. Eu am luat in calcul un raport de 10/1, pentru adaptarea impedantelor.

In varianta economica se utilizeaza un singur JFET la intrare.

Se observa ca primarul transformatorului T1 este suntat de rezistorul reglabil R13, cu care se poate reduce nivelul semnalului cand vine prea puternic din antena. Rezistorul respectiv nu este parcurs de curent continuu, ceea ce este un avantaj.

Partea care se vede in schema marita (detaliu) se poate utiliza ca preselector de RF. La iesire i se poate pune un potentiometru cu care se reduce semnalul amplificat mult prin reactie pozitiva (si de o mie de ori), sa nu se blocheze intrarea radioreceptorului care urmeaza dupa preselector.

In paralel cu cele doua sectiuni ale condensatorului variabil de acord se pun condensatoare trimer, pentru reglarea exacta la cap de banda. In paralel cu sectiunea Cv de la regenerator ar fi bine sa existe si un condensator variabil de mica capacitate, pentru acord fin pe post (SSB, CW).

 

Eu zic sa construiti receptorul in varianta simplificata, fara etajul cu JFET-uri de la intrare. Vedeti cum merge si daca sunteti multumit ii adaugati partea cu JFET-uri, care oricum trebuie sa se faca pe o placuta separata si ecranata bine.

[VAX]

Va prezint schema unui Q-Multiplier cu JFET, cu zgomot mic. Circuitul nu contine rezistoare (elemente care genereaza zgomot termic) si poate avea factorul de zgomot de numai 1,5 dB. Tranzistorul este polarizat la Ugs=0V si merge la Id=Idss. Astfel transcoductanta este maxima, rezistenta echivalenta de zgomot este minima si liniaritatea la semnal mic este buna. Sursa tranzistorului este legata la masa prin drosel RF cu reactanta la frecventa de lucru de cel putin 20 de ori mai mare decat impedanta vazuta in sursa tranzistorului (Rs=1/Gm). Cum majoritatea tranzistoarelor ieftine (BF245, BF256, etc) au Gm de ordinul 4mA/V, rezulta Rs=250 ohm. Reactanta droselului RF trebuie sa fie peste 5 kohm. 

Sursa JFET-ului este pusa la masa partial, in RF, printr-un condensator variabil cu care se regleaza amplificarea (si gradul de reactie). 

Precizez ca functionarea la Ugs=0V nu duce la amortizarea circuitului de la intrare decat daca semnalul depaseste (cu reactie) 300 mV. Cum reactia mareste nivelul semnalului de peste 1000 ori, rezulta un semnal maxim la intrare (din antena) de 300-400 uV, cu reactia la maxim. Este posibil sa se negativeze putin poarta tranzistorului, nu mai mult de 0,5V, cu un grup R-C de negativare automata pus in serie cu droselul RF (la capatul dinspre masa). Din pacate modificarea capacitatii de reactie modifica putin si frecventa de acord, cele doua reglaje sunt interdependente. Cu rabdare se trece de acest impediment. Montajul se preteaza pentru benzile superioare (US), unde se cere factor de zgomot mic si unde se pot utiliza condensatoare variabile cu capacitatea mica. 

Q-Multipler_JFET.zip

Droselul L1 este pe miez de ferita binoculara de la simetrizoarele de antena. Circuitul LC este clasic, bobine coaxiale pe carcasa de plastic. Pe schema apare cu miez de ferita, pentru ca programul cu care am desenat schema si am simulat functionarea, Circuit Maker, nu are in libraria de componente tot ce mi-ar fi trebuit. Ca idee de baza, bobina de reactie (1,2) trebuie sa aiba cat mai putine spire (minimul necesar) si sa se poata deplasa (indeparata) de bobina de acord (3,4) pentru modificarea factorului de cuplaj magnetic. Numarul de spire se stabileste experimental. Atentie si la cum sunt legare bobinele in montaj, sa se asigure fazarea corecta (reactia pozitiva).

Se foloseste astfel:

Printr-un condensator de capacitate mica (pF-zeci de pF - functie de frecventa) se leaga la intrarea (antena) radioreceptorului. Se regleaza pe frecventa de receptie si se modifica reactia la cat este necesara.

La radiourile portabile, cu antena telescopica, se leaga la Q-Multiplier un fir de 1-1,5m (antena proprie) care capteaza semnalul si il radiaza amplificat pe o distanta de cativa metri. Q-Multiplier se pune langa radioreceptor. Eventual capatul acestui fir (izolat, telefonic) se infasoara de cateva ori pe antena telescopica. Efectul este spectaculos la radiourile simple, mai putin sensibile.

 

Daca nu aveti la dispozitie condensator variabiv pentru reglarea reactiei (reactanta lui trebuie sa varieze intre 2kohm si 20 ohm - la frecventa de lucru), puteti regla reactia pozitiva cu un rezistor variabil. Dar creste factorul de zgomot al montajului.

Q-Multipler_JFET_2.zip

 

 

 

 

 

 

Editat August 6, 2018 de VAX

[VAX]

Se poate construi un Q-Multiplier la care reglajele (acord, reactie) sunt mai putin interdependente, dar cu factorul de zgomot ceva mai mare (de la doua JFET-uri).  Am optat pentru o cascoda pliata cu JFET-uri complementare. 

Q-Multipler_JFET_3_varianta_2.zip

 

Q-Multipler_JFET_3_varianta_2_1.zip

 

Trebuie ca la droselul RF L1, realizat pe miez de ferita binoculara (de la simetrizoare de antena), sa nu se satureze de la campul magnetic produs de curentii celor doua JFET-uri. 

Desi structura cascoda asigura o buna izolare a elemetului de reglare a reactiei (condensator sau rezistor variabil) de circuitul acordat LC, tot se observa o influenta a reglajului reactiei asupra frecventei de acord (de la defazajul variabil introdus). Dar este mai bine decat la montajul anterior. Impedanta la iesirea lui Q2 (in drena) este foarte mare si circuitul oscilant nu este amortizat de conectarea la cele doua tranzistoare. Si efectul Miller este foarte redus.

[VAX]

@RST

Cele doua tranzistoare alcatuiesc un amplificator cascoda (pliata) si lucreaza liniar. Montajul este doar Q-Multiplier, nu si detector.

 

------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

 

Va prezint o schema de Q-amplifier la care reglarea amplificarii (reactia) se realizeaza cu un JFET alimentat la tensiune mica. JFET-ul  functioneaza in regim trioda (sau de rezistor controlat prin tensiune). Se foloseste o cascoda hibrida, cu JFET la "parter" si tranzistor bipolar la "etaj".

 

Q-Multipler_JFET_5.zip

 

Rs este rezistenta de pierderi a bobinei din circuitul LC, nu este componenta de circuit. 

Se foloseste proprietatea tranzistoarelor JFET de a-si modifica transconductanta cand se modifica Uds, pentru Uds de valori mici.

 

 

 

 

Se vede pe caracteristica de iesire a tranzitorului, Id=f(Uds) la Ugs=constanta, ca distanta (pe verticala) dintre doua curbe se micsoreaza atunci cand scade tensiunea Uds. Din asta rezulta scaderea transconductantei cand scade Uds. Trebuie ca tensiunea Uds sa ramana mica, sa nu se ajunga in zona de curent limitat (regimul pentoda). Metoda asta de reglare a amplificarii este folosita si la tetrodele MOSFET. 

Tranzistorul JFET trebuie sa aiba Idss < 5mA, pentru ca tranzistorul Q2 are zgomot mare la curent de colector mai mare. Q1 poate fi BFW13, BF245A, BF256A, etc. Pentru Q2 se pot utiliza BF214, BF215, BFY90, BFX89, etc. Pentru aplicatii mai putin pretentioase merg bine si tranzistoarele BC..., 2N2222, etc.

Circuitul se foloseste ca si cele anterioare. Daca se doreste sa se extraga semnalul amplificat, se mai adauga un circuit cu cateva tranzistoare.

 

Q-Multipler_JFET_6.zip

 

Semnalul de la iesire (emitorul lui Q4) se aplica la intrarea unui radioreceptor sau la un detector (cu dioda sau de alt tip).

 

[ndor]

Acum 8 ore, RST a spus:

 ...Sensibilitarea lor este mult mai mare decat a oricarui receptor comercial ...

La cate receptoare comerciale ai testat sensibilitatea pana acum ?

Care sunt alea Si cum ai testat ?

[hpavictor]

 @Traian B a testat sensibilitatea unuia dintre receptoarele mele .

Drake SSR1 are ( exact cum declara producătorul )  sensibilitate sub 1 microvolt .

Testul a fost făcut cu un generator de semnal modulat fabricat de R&S .

[VAX]

Un radioreceptor cu reactie bine proiectat (in primul rand) si construit ca la carte poate sa ajunga cu sensibilitatea la 0,1uV, atat cat permit legile fizicii (la limita zgomotului dispozitivelor din circuit). Dar ca sa ajunga aici, trebuie sa lucreze cu grad mare de reactie si banda de trecere se ingusteaza foarte mult (zeci de hertzi), deci nu este practic sa fortezi nota. Nici flancurile curbei de selectivitate nu sunt abrupte ca la filtrele cu cuart. Receptoarele cu reactie reprezinta o etapa prin care trebuie sa treaca cei care invata electronica. Sunt utile si celor care au scule adevarate, pentru ca nu receptioneaza frecventa imagine si stau bine cu distorsiunile de intermodulatie (aici depinde de schema si de regimul de lucru al amplificatorului regenerator). 

[hpavictor]

Cu excepția lipsei stabilității și a lipsei de confort , are suficiente avantaje .

[puriu]

Cine-si cumpara JFET-uri pe care sa le imperecheze trebuie sa le cumpere "cu buldozerul" din cauza dispersiei mari a Vp. Eu am sortat o punga cu 2N4093 in grupe de 1V, 1,5V, 2V, 2,5V, 3V si +3V.

Mai bantuie mituri legate de receptorul cu reactie. Unul vorbeste de cresterea selectivitatii. Selectivitatea (atenuarea la dublul benzii de trecere) este aceeasi la orice receptor cu un singur circuit acordat si este foarte slaba, oricat de mare ar fi Q. O selectivitate onorabila se obtine la un receptor cu reactie cu mai multe (3 - 7) circuite acordate si la superheterodinele ordinare.

Se mai vorbeste de instabilitatea si histerezisul reactiei pozitive. La receptoarele de fabrica din anii 20 - 40 pe care le-am ascultat, inclusiv legendarul KUB-4M sovietic, nu se manifesta asa ceva, nu le-ar fi cumparat nimeni. Nici la cele facute bine de mine in anii 60 - 80. La cele, multe, facute prost se manifesta si histerezisul, chiar si autoblocarea. Am aflat singur secretul. Circuitul acordat trebuie sa aiba un Q mare "din nastere", fara reactie pozitiva. La cresterea reactiei pozitive, pierderile in bobina cu Q mare cresc mai repede decat cresterea amplificarii elementului activ. Ciudat, dar verificabil.

[hpavictor]

Caracteristica de selectivitate se mai poate " drege " în zona audio de interes  ?

 

[ndor]

Acum 3 ore, Victor a spus:

Caracteristica de selectivitate se mai poate " drege " în zona audio de interes  ?

 

Se poate drege .dar nu e o solutie sa dregi in zona aia . Decat daca nu ai incotro.

Cu cat ai o filtrare mai buna pe intrare ,cat mai aproape de antena, cu atat se obtine si un zgomot mai mic pe etajele ulterioare .

O filtrare buna pe intrare inseamna un semnal util curat .Tot ce este pe langa el este interpretat ca zgomot care trebuie eliminat .Asta inseamna munca in plus .

Problema e ca filtrele de banda ingusta reglabile sunt scumpe si cresc pretul produsului

 

[hpavictor]

Acum 14 ore, ndor a spus:

Se poate drege .dar nu e o solutie sa dregi in zona aia . Decat daca nu ai incotro.

Cu cat ai o filtrare mai buna pe intrare ,cat mai aproape de antena, cu atat se obtine si un zgomot mai mic pe etajele ulterioare .

O filtrare buna pe intrare inseamna un semnal util curat .Tot ce este pe langa el este interpretat ca zgomot care trebuie eliminat .Asta inseamna munca in plus .

Problema e ca filtrele de banda ingusta reglabile sunt scumpe si cresc pretul produsului

 

Cred că semnalele nedorite "  păcălesc "  PSF-ul etajului detector cu reacție , mărind instabilitatea  , de aia e de preferat varianta constructivă cu etaj  detector + etaj MultiQ separat .

Evident , trebuie cât mai multe circuite acordate pentru ARF  ... și desigur , filtrare audio pentru fonie / telegrafie  .