Receptorul cu reactie "perfect" - discutie

[VAX]

@victor

 

Am spus de mai multe ori ca nu se poate construi un amplificator regenerator (multi-Q) cu un singur element activ (tub electronic sau tranzistor), care sa functioneze stabil (fara histerezis) cu grad mare reactie, in pragul intrarii in oscilatie. Toate elementele active cunoscute sunt neliniare si au amplificarea dependenta de nivelul semnalului, creste la semnale mai mari. Din cauza asta amplificatoarele cu reactie pozitiva se "ambaleaza", sar peste pragul de intrare in oscilatie la cea mai mica perturbatie (semnal, impuls), cand sunt fortate sa lucreze cu grad mare de reactie. Acest neajuns poate fi evitat cu montaje cu mai multe elemente active (cu un anumit tip de circuit).

Al doilea aspect de care trebuie sa se tina seama este ca detectia trebuie sa se faca separat de regenerator, cu un circuit cat mai neliniar.

Detectoarele clasice cu reactie functioneaza nesatisfacator, desi aduc o crestere importanta a sensibilitatii, in comparatie cu receptoarele cu amplificare directa. Fluiera si au histerezis la nivele mari ale reactiei, reactia nu se poate controla lin pana in pragul de oscilatie. Dupa ce intra in oscilatie sar brusc la oscilatii de nivel mare (volti) si functionarea ca regenerator este compromisa, scade mult Q-ul circuitului oscilant. Peste pragul de intrare in oscilatie selectivitatea nu mai este imbunatatita ca urmare a reactiei pozitive. Circuitul detecteaza semnalele SSB/CW ca un receptor cu conversie directa, cu mixajul si oscilatorul pe acelasi element activ. Selectivitatea este asigurata doar de filtrul trece jos de la iesirea detectorului.

 

In legatura cu schema prezentata de dumneavoastra (receptor cu amplificare directa), pentoda din primul tub lucreaza ca amplificator RF, iar trioda ca detector cu impedanta la intrare infinita. Partea buna este ca pentoda nu are grup RC in grila (care ar duce la aparitia fluieraturilor, in caz ca i se aplica reactie pozitiva), grila fiind legata direct la circuitul oscilant. Lucrand la negativare zero (pentru ca nu are grup RC de negativare in catod), functionarea este in regim mult mai liniar decat la schemele clasice. In plus, la semnale mari, cand amplificarea tubului tinde sa creasca, se amortizeaza circuitul LC prin intrarea in conductie a "diodei" alcatuita din G1 si catod. In acest mod se poate merge la grad mare de reactie fara sa apara histerezis. Insa circuitul nu are prevazuta o cale de reactie pozitiva, este doar amplificator. I se poate adauga reactia prin cuplajul dintre cele doua circuite oscilante, cu un circuit link alcatuit din doua bobine cu cateva spire, legate intre ele cu fir bifilar rasucit. O bobina se cupleaza magnetic cu circuitul oscilant din anodul pentodei, iar a doua bobina se cupleaza cu circuitul LC de la intrare (in grila). Reactia se poate modifica prin indepartarea sau opropierea unei bobine de cuplaj. Asta ar fi o metoda. Puteti sa va imaginati si alta metoda de aducere si de reglare a reactiei pozitive, la care sa se utilizeze un condensator variabil. Insa regeneratoarele sunt construite de regula cu un singur circuit oscilant, nu cu doua. Asa ca nu stiu cat de bine ar functiona acest tip de regenerator, cu doua LC-uri. Experimentati si daca sunt probleme renuntati la circuitul LC din anodul pentodei, il inlocuiti cu un drosel. Puteti sa puneti circuit acordat dublu la intrare.

[Mark S]

@yo3fhm

 

Schema propusa de MarkS nu este grozava, nu ca n-ar merge deloc. Tranzistorul MOS (tetroda conectata ca trioda) lucreaza la curent prea mic (uA - are sursa conectata in baza lui T2), in regim neliniar. Corect este ca elementele active din regenerator sa lucreze la curent mare, cat mai liniar. Al doilea aspect negativ este ca montajul este obsolut clasic, functioneaza instabil, cu histerezis mare.

 

Asta ptr ca nu l-ai testat. O fi si teoria buna la ceva, trecem peste acum si aduc ceva modificari, tocmai datorita calitatii exceptionale a sunetului.

 

https://postimg.org/image/50noe4uq5/

 

Am modificat etajul audio, inlocuind acel BC337 cu o tetroda bf963. (In dreapta jos a schemei).

Pe langa faptul ca ofera un plus de amplificare, distorsiunile sunt practic inexistente, caracteristic FET-urilor functionand in regim liniar. Cele 2 rezistente de 47k si 10k, plus cei 2 cond, de 10 si 20n au rol de corectie de ton, atenuand mediile, apropiind astfel receptia de calitatea FM.

 

Am modificat din aceleasi considerente si etajul RF/multi Q. Tranzistorii se monteaza exact asa cum e in schema, chiar daca oarecum sfideaza teoria

G2 a primului tranzistor se cupleaza direct la iesire, ptr o reactie negativa care uniformizeaza functionarea etajului in regim de multi Q pe toata banda. Acelasi rol il are si rezistenta de 270 ohmi.

 

Am folosit tranzistorii BF963 si BF245A, caz in care rezistenta de feedback e de circa 8k. Cu alti tranzistori functioneaza la fel, doar trebuie modificata acea rezistenta.

La realizarea practica, cel mai bine e sa nu puneti deloc acea rezistenta, si incercat receptorul asa, oricum si asa da rezultate f bune. Apoi valoarea ei optima se obtine prin tatonare. Daca oscileaza, se mareste progresiv valoarea rezistentei, pana oscilatiile dispar. Odata reglata, asa ramane.

Mentionez ca nu fasaie, nu fluiera, etc...calitatea audio e super, peste o heterodina, ca si selectivitatea si sensibilitatea. E maximul ce se poate obtine de la un receptor cu amplificare directa.

Editat Ianuarie 24, 2017 de Mark S

[Mark S]

PS. Bara de ferita nu trebuie sa fie mai lunga de 5-maxim 10 cm, decat daca in zona semnalul este f slab. O antena prea eficienta nu face decat sa aduca un plus inutil de semnal care mai rau face, este totusi un receptor cu un singur circuit acordat.

 

Practic eu am pus o bucata de ferita de vreo 6 cm, cu care ziua prinde pe unde medii vreo 10 posturi, iar seara practic post langa post

[Marele Savant]

Mie niciodata nu mi-au iesit reactiile, sau poate am cerut prea mult de la ele. Exceptie nu a facut nici acesta cu TA2003, facut ieri in niste minute libere! Functioneaza dar nu am prins cele 10 posturi ziua si foarte multe noaptea asa ca am abandonat. Am renuntat la reactie, am lasat circuitul de acord iar fosta infasurare de reactie am conectata-o din sursa mosului la masa. Functioneaza ok seara/noaptea , iar ziua doar 3-4 posturi acoperite puternic de unul din programele romanesti de pe unde medii care intra cam pe toata cursa variabilului.

[Mark S]

Buna

Reactia e totul, dar odata ajuns aici e bine. Dau din nou schema, se vede mai clar de data asta si cateva explicatii.

https://postimg.org/image/fb36w9w67/

-tensiunea de alimentare circa 4V. O baterie de tel sau alt acumulator cu litiu.

-in drena T3 trebuie sa fie cam 2.5V, nu mai putin. Ptr asta se ajusteaza R2-(cu cat se mareste, cu atat creste tensiunea in drena)

-am pus un cond de decuplare in sursa T3

-bara de ferita NU trebuie sa fie mai lunga de 10cm ptr ca etajul sa lucreze corect. 5-7cm sunt suficienti de obicei.

Acum trecem la reglarea reactiei:

Se pune R1=10k, in care putem avea 3 variante:

1. Nu se intampla nimic. In cazul asta micsoram progresiv-8k2...7k5 etc. Se observa amplificarea mai puternica, banda se ingusteaza, iar micsorand in continuare va intra in oscilatie. Se pastreaza rezistenta cu valoarea cea mai apropiata intrarii in oscilatie.

2. Etajul oscileaza, caz in care nu se mai aude nimic in casca (nu fluiera). In situatia asta, rezistenta se mareste dupa modelul de mai sus, pana iese din oscilatie. La fel, se pastreaza valoarea cea mai apropiata punctului de oscilatie.

3. Cand conectam rezistenta, se observa amplificarea semnalului. Micsoram usor pana obtinem maxim de amplificare, imediat apropiat punctului de oscilatie.

Editat Ianuarie 25, 2017 de Mark S

[jeltopop pop]

Salut,

Incerc sa inteleg cum functioneaza un astfel de receptor.

Si m-am oprit inca de la intrare.

Ce functie are T2 ?

[Mark S]

Buna!

 

T1- repetor pe sursa

T2,T4- reistente de sarcina,cu impendanta mare in curent alternativ (sursa de curent constant). Se pot inlocui, cu rezultate mai slabe, cu rezistente obisnuite.

T3- amplificator

[Marele Savant]

Eu m-am referit la varianta initiala cu bipolar si mosfet, varianta dv., deja il complica. Daca aveti un pcb proiectat si il faceti public, in citeva ore pot face proba si cu acesta varianta!

[Mark S]

Am inteles, dar daca aveti cei 4 tranzistori, recomand varianta 2. Nu e nevoie de PCB, pur si simplu sunt 4 tranzistori legati unul de altul prin propriile terminale, pe o placa de test sau chiar in aer...in 10 minute e gata.

Referitor la varianta 1, cerintele si reglajul reactie sunt aceleasi. Inclusiv cei 2.5 V in colectorul T2.

[yo3fhm]

Reactia e totul [...]bara de ferita NU trebuie sa fie mai lunga de 10cm

Salut,

Interesant!

Am testat si eu prima varianta a montajului, dar deocamdata, doar cu semnal nemodulat din generator, pentru a estima amplificarea. Apoi am verificat cu VNA-ul caracteristica montajului.

Pentru asta, am privit putin schema de aplicatie din foaia de catalog a lui TA2003 si am estimat ca Zin la pinul 7 ar trebui sa fie de aprox. 3K:

 

Ca urmare, am montat un rezistor de 3K3 ca sarcina a montajului si apoi am masurat impedanta de iesire in acel punct, gasind la f=757KHz (arbitrar aleasa) modulul impedantei |Z| =3.1KΩ si faza φ=-4 grade. Cu aceste date am construit mai intai o retea de adaptare spre 50Ω, apoi am cuplat montajul la bornele unui analizor vectorial si i-am fript o analiza a caracteristicii. Am fost chiar placut suprins cand am descoperit ca acolo, castigul montajului e >21dB. Asta, in conditiile in care intrarea de semnal am realizat-o pe o infasurare de cuplaj suplimentara, pe care am ajustat-o pentru a obtine maximum de adaptare posibil (se vede pe grafic, un return-loss de -47.76dB (trasa rosie) si |Z|=50.3Ω (trasa grena).

 

Click pe imaginea de mai jos pentru marire, back ptr. revenire:

 

Schema cu bobina de cuplaj este cea de mai jos:

Schema de mai sus am simulat-o in LTSpice.

Se poate vedea ca am micsorat rezistorul R2 la 10Ω, iar in colectorul lui T2, am montat un SRF de 2.2mH.

Condensatorul de decuplare C1 e dublat de un electrolitic de 47uF.

Circuitul acordat format din L2, L1 si C2 e calculat pentru rezonanta la 1MHz, dar in realitate am folosit in locul lui C2 un condensator variabil. Bobina de cuplaj L4 e dimensionata pentru a adapta rez. generatorului (50Ω) la impedanta de intrare pe grila MOS-ului, care in simulare a rezultat undeva pe la 7KΩ. In realitate, e diferita si de aceea a trebuit sa dublez numarul de spire al bobinei de cuplaj, ajungand practic la 4 spire.

 

Ca o paranteza care ar putea sa prezinte interes, am realizat bobinele pe o bara de ferita de 10mm, careia i-am determinat inductanta specifica A_L de 119nH/sp² . Pentru realizarea inductantei L2 am bobinat 37 spire CuEm 0.22mm, spira langa spira. Apoi, din pura curiozitate, am efectuat niste masuratori ale bobinei rezultate:

- frecventa de rezonanta proprie = 4.66115 MHz.

- frecventa de rezonanta cu un condensator derivatie de 150pF (styroflex), este f0 =1.04292 MHz.

- masurand in jurul lui f0, a rezultat Q = 138.5 .

- Cparazit = 6.6pF.

 

Datele de mai sus s-ar putea sa fie interesante pentru cei care ar dori sa compare factorul de calitate al unei bobine realizata cu sarma ordinara (si intr-un aranjament la fel de ordinar) cu Q-ul obtinut prin tehnici de bobinare mai sofisticate (fagure, fund de cos, etc.) si folosind conductor de calitate superioara (lita RF, de exemplu).

 

Cam asta-i stadiul experimentului. Ramane sa execut si partea a doua, cu TA2003, pe un breadboard, apoi sa vad cum se comporta. Din pacate, in foaia de catalog nu e specificat castigul amplificatorului de frecventa intermediara pe lantul AM, ci doar date care pot ajuta la estimarea castigului intregului lant:

 

 

Tinand cont ca 27dBμV = 22.4 e-6V, rezulta Vout/Vin = 32e-3V/22.4e-6V = 1429.57;

de unde G=20*lg(1429.57)= aprox. 63dB , ceea ce nu e putin, mai ales daca primul etaj (cel cu BF998) mai amplifica si el cu aprox. 21dB... Asa s-ar explica sensibilitatea montajului per total.

Dar, dupa cum spuneam, ramane sa vedem dupa ce-l pun la cazne in mod real.

 

MarkS, apropos.

In cea de a doua varianta a montajului, ai folosit aceasi bobina? Adica, infasurarea de inductanta mica e tot spre masa, sau le-ai conectat invers?

Nu e nevoie de PCB, pur si simplu sunt 4 tranzistori legati unul de altul prin propriile terminale, pe o placa de test sau chiar in aer...in 10 minute e gata.

Pentru colegul Marele Savant: MarkS are dreptate, hi.

Iata montajul "perfuzat" de mine, cel de la care am obtinut rezultatele din postarea anterioara.

Click pe poza pentru marire, back pentru revenire.

 

 

BF-ul 998 nu se vede, ca e SMD. Stiu ca arata oribil, dar asta a fost si ideea, sa vad ce rezulta in cazul unui astfel de stil de lucru si sa nu-mi pierd prea mult vremea. Culmea e ca deocamdata, pare promitator ! Hi.

Editat Ianuarie 25, 2017 de yo3fhm

[Marele Savant]

Desigur ca asa l-am facut si eu, dar ma gindeam ca la 2 mosuri dual gate si doua jfeturi merita si un cablaj. Deocamdata seara merge foarte bine, mai ales dupa ce i-am pus bobina de soc in colector, am avut ceva cam de 750 microh cu un Q de 4. Fara reactie, deci bobina de acord, bobina de adaptare si un 100 de nano pe rezistenta lui S9018.

Tot astazi am comandat niste kituri am cu 7 tranzistoare si 3 medii frecvente din china sa vedem cum se comporta, desi chiar nu stiu de ce ma intereseaza receptia am. Am mai luat si 7642 ca sa nu zic ca de astea nu am, asa ca astept kiturile, daca merg ok dau de stire. Etajul final e cu transformatoare, vedem ce iese.

La montajul de care discutam, o sa caut si un soc cu Q mai mare sa fedem ce se intimpla!

[Mark S]

Poza cu "opera" lui Cezar mi-a dat curaj sa postez si eu imbarligatura de piese care se numeste radio ) E o improvizatie facuta la repezeala, dar merge

 

 

Arata tare urat...dar in fine, rezultatul conteaza. Se vede cat de mica e bara de ferita, are 5.5 cm. Iar daca unele posturi se aud "incalecat", este ca sunt pe aceeasi frecventa, am verificat pe alt radio, depinde cum e orientanata ferita. Reactia nu e data la maxim, ptr a pastra calitatea audio.

 

In alta ordine, interesanta analiza lui Cezar. Recomand totusi varianta 2 de amplif RF, cea cu FET-uri si da, e aceeasi bobina ca si la varianta 1.

 

PS. Pe baza acestui montaj si cu f putine piese in plus se poate construi o superheterodina de clasa. Etajul de RF ramane neschimbat, dar nu se mai foloseste reactia. Etc. Ramane de discutat daca cineva e interesat.

[VAX]

Unde dai si unde crapa !

 

De la o discutie de nivel ingineresc, s-a ajuns la balarii concepute neglijent si prezentate la fel de neglijent (poze neclare).

Cum credeti ca un MOSFET dubla poarta ar merge corect la o tensiune de numai 2-3 V ? Un JFET incepe sa se comporte ca sursa de curent constant la o tensiune drena-sursa de minim 2 V (la cele cu Idss mic), sau de 5V (la cele cu Idss mare - de ex. 2N4091). Nu inteleg nici de ce ati adus in discutie circuitul integrat TA2003, cand era vorba despre amplificatoare regeneratoare si receptoare cu reactie.

Poate ca scoate ceva scoate montajul lui Mark S, dar nu are cum sa functioneze corect.

 

O abordare de genul acesta am vazut-o la un cerc de radio de la Casa Pionierilor, in anii '70. Vine soferul directorului cu radioul masinii (un ARO) defect (mergea incet), sa-l repare instructorul si sa plece cu seful undeva in judet. Timpul era scurt, dar nici persoana in cauza nu le avea bine cu electronica (cam urechist). A legat un fir la masa si cu celalat capat a atins mai multe punte de pe cablaj. Aici nu se aude nimic, aici se aude putin mai tare, aici merge si mai tare. A lipit firul unde mergea radioul putin mai bine si aia a fost reparatia. Prin scurtcircuitul respectiv a anulat reactia negativa la amplificatorul de joasa frecventa. Bine ca n-a ars tranzistoare sau chiar mai rau, sa ia ceva foc.

 

Va rog sa prezentati clar ce aveti de spus, desen facut cu atentie, scanat sau fotografiat corect (sa se vada bine). Forumul asta este urmarit din toata lumea si n-ar fi bine sa se traga concluzii defavorabile romanilor, in privinta nivelului de pregatire in domeniul tehnic.

Editat Ianuarie 26, 2017 de VAX

[Marele Savant]

Am vazut pe forumuri straine, bengoase chiar, desene in creion, mult mai prost realizate si greu lizibile. Nu inteleg pornirea dv. impotriva celor care au dorit sa ne impartaseasca din realizarile lor. citeve piesulici se pot desena foarte bine si cu pixul si oricine are legatura cu domeniul intelege despre ce este vorba. Iar de onoarea forumului se ocupa cei in drept sa o faca, nu este nevoie de politie!

De curiozitate, ce casa a pionierilor avea in anii 70 autoturism ARO la dispozitia directorului?

 

Referitor la montajul discutat, seara se comporta decent, mai ales dupa inlocuirea rezistenteti din colectorul bipolarului cu soc, dar ziua intra pe toata cursa variabilului RRA de nu se mai aude aproape nimic. Se poate alimenta fara probleme la 6 volti.

 

Cred ca voi incerca sa-mi reamintesc eu o schema de rr portabil cu tr. cu germaniu. A fost o schema obtinuta in urma multor experimente, mai deosebita deoarece necesita un soc de rf si un tranzistor npn (eft373) care se gaseau putin mai greu. Configuratia partii de rf/detectie era putin mai deosebita pentru epoca respectiva, dar functiona din prima si a fost realizata cu succes de multe generatii de elevi. La un momentdat, furat de entuziasm, un coleg a trimis-o spre publicare la Tehnium, iar raspunsul a fost: -schema trimisa de dv este nepublicabila pentru ca a fost conceputa gresit- asta in opozitie cu sutele de receptoare realizate de copii! Am si acuma revista respectiva!

[gica70]

Eu am observat ca tranzistoarele PNP cu Si de j.f. se comporta foarte bine in UM in schemele cu reactie si reflex pe care le-am realizat cu zeci de ani in urma...