Detectoare simple in FIF

[VAX]

Am reproiectat detectorul cu superreactie cu dioda tunel, astfel incat dioda de detectie (punctiforma sau Schottky) sa lucreze cu polarizare initiala si sa se deschida la tensiune RF cu amplitudinea mica. Fara polarizare initiala merge cu diode  tunel cu GaAs, la care oscilatiile sunt de amplitudine mai mare decat la cele cu Ge. Unele valori (R1, R2, R7, R4, R5) la rezistoare sunt date orientativ, urmand sa determine exact in montajul real.

Merita sa contruiti un astfel de receptor cu superreactie in scop didactic, sau daca sunteti curiosi cum merge si dispuneti de diode tunel. 

[VAX]

Am simulat mai multe variante de detector cu super-reactie (super-regenerative detector), avand ca baza de plecare schema pe care intentionam sa o brevetez. Scopul a fost sa stabilesc care varianta merge mai bine.

 

Schema initiala:

 

Oscilograma in emitorul lui Q1:

 

Se observa ca am folosit doua diode inseriate pentru limitarea tensiunii inverse aplicata pe jonctiunea baza-emitor a tranzistorului Q1, in primul rand pentru reducerea capacitatii, dar si pentru a permite bocarea mai usoara a oscilatiilor RF. Daca se utilizeaza diode Schottky de tipul 1N5711 (au capacitatea de 2pF), ansamblul are doar 1pF. Se pot folosi maxim patru diode inseriate (capacitatea fiind 1/4 din cea a unei diode). In absenta acelor diode jonctiunea lui Q1 intra in strapungere pe anumite intervale de timp si se poate scurta viata tranzistorului (i se degradeaza performantele - asa ne-a spus domnul @franzm)

 

Un detector cu performante apropiate se poate construi si cu tranzistor bipolar (pnp) si JFET.

 

 

Oscilograma in sursa lui Q1:

 

Sau cu doua JFET-uri complementare:

 

 

 

 

Am simulat si varianta cu un singur JFET (BF244 - similar cu BF245):

 

 

 

 

La toate aceste variante am ales capacitatea de reactie pozitiva la valoarea minima la care apar oscilatiile autoblocate. Am vrut sa vad la care montaj capacitatea de reactie (C2) este minima. Valoarea mai mica pentru C2 duce la Q mai mare pentru circuitul oscilant, mai ales daca rezistenta din sursa (emitorul) tranzistorului la care se conecteaza este mare.

Curentul prin Q2 l-am ales la valoarea de aproximativ 3,5mA. In principiu ar fi trebuit un curent mai mare de 10mA, pentru rezistenta in emitor de ordinul ohmilor, dar creste si capacitatea de difuzie a jontiunii (depinde exponential de curent) si este necesara marirea capacitatii de reactie (C2), deci nu se poate mari curentul prea mult. La curent de emitor in domeniul 1,5-3mA sunt mai multe tipuri de tranzistoare pnp care se pot utiliza (BF506, BF509, BF272, BF316, BF450_451, BF324, BF479, AF106, AF239, etc).

 

Concluzii:

1. Montajul cu doua tranzistoare functioneaza mai stabil (intra usor in regimul de oscilatii RF autoblocate) si asigura Q maxim. Este mai zgomotos, dezavantaj care conteaza putin daca se pune un etaj ARF. Asigura impedanta mica si constanta in timp in punctul in care se leaga capacitatea de reactie. La montajele simple impedanta este de cel putin zece ori mai mare si este variabila (creste mult in timpul blocarii tranzistorului Q1).

2. Montajul cu un singur JFET are zgomotul minim si consuma putin curent (in general sub 1mA), spre deosebire de cel cu doua tranzistoare, la care curentul consumat este mult mai mare (poate sari de 10mA - depinde de cat consuma Q2). Insa intra mai greu in regim de oscilatii autoblocate (trebuie sa se umble la valoarea rezistorului din sursa si la capacitatea care este in paralel cu el).

 

Un alt aspect de care trebuie sa se tina seama este ca C2 (capacitatea de reactie) trebuie sa fie variabil si cu buton, sa se poata regla reactia la valoarea la care incep oscilatiile autoblocate. Foarte potrivite ar fi condensatoarele fluture cu rotorul izolat. Nu aveti de unde sa cumparati condensatoare variabile fluture (butterfly capacitor), mai ales cu capacitate atat de mica (0,2-10pF), asa ca va trebui sa-l construiti singuri. Daca altii au putut, atunci puteti si dumneavoastra, vointa sa fie.

 

 

[VAX]

Ar fi bine daca un forumist s-ar apuca sa produca in serie mica condensatoare variabile (respectiv trimer) de tip fluture. Toata gama, de la tensiuni mari (KV) pana la valori de pF (pentru UUS). Facute cu utilaje si de calitate, nu mestesugareste. Cumparatori s-ar gasi, atat in tara, cat si in lumea larga (comenzi pe net).

https://www.eham.net/articles/9527

 

 

Pentru detectoarele cu super-reactie aflate in discutie trebuie condensatoare fluture de mici dimensiuni. In special pentru reglarea reactiei, ca pentru acord se pot utiliza condensatoare obisnuite (ca cele de la blocul de UUS de la Selena, sau chiar variabile romanesti - bloncoase - de la radio Gloria). In lipsa condensatorului fluture se pot folosi trimeri tubulari recuperati din blocul de UUS de la Gloria. Armatura cu surubul filetat se leaga la emitorul tranzistorului (in punct cu impedanta mai mica).

[Marele Savant]

se produc variabile pentru amplificatoare de putere in tara, pentru receptie, nu! nu pierde nimeni timpul cu fleacuri fara finalitate! nu stiu daca cel care le face este si ''forumist'' dar radioamator sigur este si este foarte cunoscut!

[vio2007]

Stiu ca variabile facea nea Mitica YO9FNJ,nu este forumist.

Editat Iulie 17, 2019 de vio2007

[VAX]

Acum 1 oră, Marele Savant a spus:

se produc variabile pentru amplificatoare de putere in tara, pentru receptie, nu! 

Condensatoarele pentru finale RF se vand la pret mai mare, dar nici cele mititele (pentru aplicatii speciale) n-ar fi prea ieftine. Le vor produce chinezii si pe astea (fluture - toata gama), ca ei nu pierd timpul si pun dolari peste dolari. 

 

Pentru detectorul cu super-reactie trebuie condensator fluture cu armatuta mobila izolata (flotanta - pe ax din plastic). In felul acesta cele doua armaturi fixe se pot conecta in puncte care sunt ambele la potential RF. Ansamblul se comporta ca doua condensatoare variabile inseriate.

Un astfel de condensator variabil (0,2 - 10pF) trebuie sa fie de dimensiuni mici, putin mai mare ca un trimer obisnuit. E treaba de mecanica fina.

 

Editat Iulie 17, 2019 de VAX

[grosu99]

Pe calit.....pe plastic nu am vazut !

[vio2007]

Ax metalic (pe casete cu bile),rotorul, se pune la masa, iar statoarele sunt sunt izolate pe calit.

https://img.10ki.biz/img/17/589/5890ABE22EF8.jpg

Editat Iulie 17, 2019 de vio2007

[VAX]

Se poate face si cu rotorul izolat (flotant). Se comporta diferit de cel cu rototul conectat la axul metalic si implicit la carcasa. La cel cu rotorul izolat se modifica capacitatea dintre cele doua statoare, care ambele pot sa fie conectate la "puncte calde" (RF). Sunt doua condensatoare legate in serie (stator 1 - rotor si rotor - stator 2). 

[VAX]

 

Am proiectat si simulat o schema de detector cu superreactie cu blocare externa a oscilatiilor RF, folosind un singur tranzistor. Circuitul oscileaza sinusoidal atat pe frecventa joasa (schema Hartley), cat si la frecventa RF (schema Colpitts cu poarta JFET-ului la masa). Oscilatia de joasa frecventa (de blocare) nu este influentata de oscilatia RF.

 

 

R1 si R2 sunt introduse in schema pentru simularea pierderilor in circuitele LC.

 

Oscilatia de blocare (aproximativ 100 KHz):

 

Pachetele de oscilatii RF (aproximativ 90 MHz):

 

Schema completata cu detectorul AM cu dioda.

 

 

 

 

Din datele extrase din biblioteca de componente ale programului Circuit Maker 2000, am putut sa aflu cat este capacitatea poarta-sursa de la mai multe JFET-uri uzuale.

 

 

 

 

 

 

Tranzistorul BF256 nu este cea mai buna alegere pentru detectoarele cu superreactie cu autoblocare, desi amplifica pana la peste 700 MHz, pentru ca are capacitatea Cgs=49,80pF (!!!). Merg bine JFET-urile cu Cgs<5pF.

 

 

[VAX]

Va dau valorile (inductantele si factorul de cuplaj) transformatorului T1 de la schema anterioara. Pentru situatia (improbabila) in care ar incerca cineva sa experimenteze un astfel de detector cu superreactie (super-regenerative)

 

. 

 

Cuplajul magnetic (0,2) nu este foarte strans, deci T1 nu se face pe tor de ferita, ci pe carcasa cilindrica din plastic, eventual cu miez de ferita in interior.

Avantajul acestui tip de detector este ca poate lucra cu reactie RF mica (putin peste pragul de intrare in oscilatie) si poate sa functioneze in regim liniar (este mai sensibil si mai selectiv).

[VAX]

Aveti aici o schema de detector cu supereactie, cu circuit extern de blocare, realizat cu pentode cu tije.

 

Schema este utila (pentru idee) la proiectarea unor circuite similare realizate cu tranzistoare.

[VAX]

Pentru studierea pe simulator a modului in care functioneaza detectorul cu super-reactie cu blocare externa, prezentat anterior, puteti sa folositi o schema simplificata.

Sursa V2 asigura tensiunea sinusoidala de blocare, iar V1 este un generator de curent (RF), cu impedanta interna infinita, util pentru determinarea frecventei de oscilatie RF (rezonanta).

Am obtinut blocarea oscilatiilor RF prin intrarea in conductie a jonctiunii p-n a portii tranzistorului JFET. In acest regim de functionare se asigura blocare rapida si daca Q-ul circuitului oscilant din drena tranzistorului este mare. 

Rp este rezistenta de pierderi (paralel) a circuitului LC. Puteti sa-i dati valori cat credeti ca trebuie, pentru Q-ul estimat.

Am incercat sa obtin blocare a oscilatiilor RF si la tensiuni negative pe poarta JFET-ului, prin scaderea transconductantei, dar functionarea in acest regim este mai greu de obtinut.

 

 

 

Detectia RF a pachetelor de oscilatii se face cu circuit separat, care nu este inclus in schema.

Editat August 29, 2019 de VAX

[VAX]

Postez o schema de detector cu superreactie luata de pe un website rusesc, cu tranzistor bipolar in conexiune (RF) cu colectorul la masa (oscilator Hartley).

 

 

Eu as folosi circuit LC simplu (fara priza la bobina) si o a doua bobina (cu numar mic de spire) pentru reactie. Astfel se poate regla mai usor reactia, prin indepartarea celor doua bobine. Merge si cu bobina cu priza, dar trebuie sa nimeresti unde sa conectezi emitorul tranzistorului si sa tragi (deformezi) putin bobina la partea dinspe masa. Un dezavantaj ar fi dependenta de temperatura a regimului de functionare (lipseste reactia negativa in cc). Desi etajul are amplificare mai mare (tranzistorul amplifica in curent) decat cel cu baza la masa, factorul de zgomot este cam la fel. Merita sa fie incercata aceasta schema.

Cand voi avea timp disponibil, am sa simulez functionarea acestui montaj.

Editat Decembrie 25, 2019 de VAX

[VAX]

Am simulat cu Circuit Maker schema respectiva si am obsevat ca montajul functioneaza in regim de oscilatii autoblocate doar cu tranzistoare cu Ft de ordinul 5 GHz (BRF-uri), pentru ca BF-urile (cu Ft <1GHz) au modulul amplificarii in curent prea mic la frecventa la care s-a facut testarea (aproximativ 100 MHz). Valorile unor componente din schema originala nu sunt corecte. Montajul este util doar atunci cand trebuie sa lucrati cu tensiune de alimentare mica (1,5V), la care schemele cu baza la masa nu functioneaza.