REGENERÁTOR  SV  &  160m

Regenerátor je zvláštní druh velmi jednoduchého přijímače. Podle tématického vydání CQ-QRP 21 (zima 2008), jej vyvinul v roce 1914 ještě co by student, americký radioamatér a později výtečný radiotechnik-vynálezce Edvin Armstrong WA2XMN (viz ZDE). Do poloviny třicátých let byl regenerátor nejrozšířenějším typem radiopřijímače, ale dnes již je téměř zapomenut. V oněch dobách obsahoval jednu nebo dvě elektronky, jedna pracovala jako detektor a druhá jako nízkofrekvenční zesilovač.

Unikátní přijímací vlastnosti regenerátoru, vysoká citlivost a selektivita, což díky kladné zpětné vazbě která kompenzuje ztráty ve vstupním laděném obvodu a v anténní vazbě. Tato jakoby regeneruje přijatý signál, z čehož také vznikl onen název. Jak ukazují nejnovější studie, regenerace je v anténním obvodu užitečná, protože nejenom zesiluje signál, ale také umožňuje získat více energie ze zachyceného pole (viz článek „Tajemství jednoduchých regenerátorů dvacátých let“ v CQ-QRP 11 z dubna 2006).

Samozřejmě, že regenerátor má i své nedostatky. Jeho rezonanční křivka vykazuje selektivitu tvaru jednoduchého rezonančního obvodu, i když s vysokým činitelem jakosti Q. V důsledku toho je selektivita při větších odchylkách od středního kmitočtu je nedostatečná a naprosto se nedá srovnávat s propustnou křivkou krystalových nebo elektromechanických filtrů. Okolní signály s větší intenzitou mohou být detekovány současně s užitečným signálem, které se mohou i překrývat, nebo vyvolat křížovou modulaci. To je ovšem poplatek za jednoduchost.

Jak vylepšit vlastnosti přijímače.

Později se však objevily polem řízené tranzistory (FET), které umožňují postavit velmi jednoduchý a cenově efektivní regenerátor ve tvaru přístavku k jakémukoli stávajícímu přijímači se středovlnným rozsahem, který výrazně zlepší jeho parametry, jako citlivost a odolnost proti rušení. Polem řízený tranzistor (FET) je, podobně jako elektronka, řízen napětím. Řídící elektrodou (gate) teče buď jen malý proud ekvivalentní proudu diody v závěrném směru nebo jí neteče prakticky žádný proud, má tedy značně vysoký vstupní odpor a nijak nezatěžuje připojený ladicí obvod.

Vlastní přijímač přitom sám o sobě nevyžaduje žádné úpravy, dokonce ani není nutno otevřít jeho pouzdro! Přístavek má vlastní feritovou anténu, kterou umístíme ve vzdálenosti asi 10 až 20 cm od přijímače rovnoběžně s jeho feritovou anténou. Vazba mezi oběma anténami je plně dostačující. Slabý přijatý signál je přístavkem zesílen a pomocí vazby mezi oběma anténami dorazí do přijímače, a jako obvykle, je v něm zesílen, detekován a reprodukován. Vzhledem k tomu, že přístavek slouží pouze ke kompenzaci ztrát v feritové anténě přijímače a zvýšení činitele jakosti Q (a tím i účinnosti) se také nazývá „násobič Q“. Jeho zapojení je na obrázku 1, viz také ZDE.

Obrázek 1 – přístavek, násobič Q

Cívka feritové antény L1 + L2 a proměnný kondenzátor C1 tvoří laděný obvod, který s rezervou překrývá celý rozsah středovlnného pásma (525 kHz až 1 605 kHz). Signál požadovaného vysílače přijatý anténou postupuje na gate tranzistoru a moduluje proud přicházející z napájecí baterie přes kanál tranzistoru (cesta source – drain). Tento proud současně protéká přes cívku zpětné vazby L2 kde předává energii celému laděnému obvodu a tím nahrazuje ztráty v laděném obvodu. K regulaci zpětné vazby slouží potenciometr R1, zmenšení jeho odporu (běžec k hornímu konci) zvětšuje zpětnou vazbu a tím samozřejmě i citlivost, až (pokud to přeženeme) může dojít k rozkmitání obvodu, které se projeví hvizdy při přelaďování přijímače – zázněje mezi přijímaným a vyráběným kmitočtem.

Pro feritovou anténu použijeme tyčku z libovolného starého vyřazeného přijímače, bývají kruhového, čtvercového nebo obdélníkového průřezu. Na tyčku navineme papírovou trubičku, jako ochranu proti poškození izolace vodiče, a na ní navineme cívku L1 s 60 závity měděným smaltovaným vodičem průměru 0,2 až 0,3 mm. Na konci vinutí uděláme z vodiče smyčku jako odbočku a přivineme ještě dalších 5 závitů – cívka L2. Po dokončení doporučuji jako ochranu před vlhkostí cívku impregnovat parafinem. Samozřejmě, že místo vinutí je možno použít libovolnou hotovou feritovou anténu určenou pro střední vlny, pokud nemá vazební vinutí (ve většině případů má), musíme ještě přivinout cívku L2, podle výše uvedeného popisu.

Pokud nechcete kupovat ladicí kondenzátor, je možno jej také vzít z libovolného tranzistorového přijímače, pokud jedna jeho sekce nestačí k přeladění celého rozsahy středních vln, jednoduše propojíte obě sekce paralelně. Pro regulaci zpětné vazby vyhoví libovolný potenciometr s hodnotou od 33k do 68k (kiloohmů), upřednostníme typ spřažený s vypínačem. Kapacita blokovacího kondenzátoru C2 opět není kritická, může se pohybovat od několika tisíc pikofaradů až do zlomku mikrofaradů.

Pro napájení opět použijeme libovolnou baterii, od dvou tužkových (3V), plochou baterii (4,5V) až po 6V. Spotřeba proudu je méně než 1mA, takže baterie vydrží velmi dlouho. Přístroj spolu s baterií umístíme do libovolné menší krabičky z umělé hmoty.

Práce s uvedeným zapojením vyžaduje jistou zručnost a opatrnost, kromě naladění přijímače na požadovanou stanici je nutné naladit také regenerátor na stejný kmitočet (pro zvýšení hlasitosti) a nastavení zpětné vazby, které zajišťuje kvalitu a čistotu příjmu. Zvláště důležité je vyzkoušet vzájemné rozmístění regenerátoru a přijímače, zde je k dispozici velký prostor pro experimenty!

A nyní celý přijímač.

Obrázek 2 – přijímač pro pásma SV a 160m

Úprava pro příjem amatérského pásma 160m je velmi jednoduchá, není zapotřebí měnit indukčnost cívky laděného obvodu, jednoduše zmenšíme ladicí kapacitu. Jak? No je to dostatečně jasné podle schématu, do série s ladicím kondenzátorem (C1b) zapojíme ještě jeden (C1a), s menší kapacitou. Tím se celková kapacita obvodu značně zmenší. Pokud s původní kapacitou přijímač obsáhl středovlnné pásmo 540 kHz až 1 600 kHz, pak při zmenšené kapacitě laděného obvodu se rozsah ladění přesune k vyšším kmitočtům, na 1 800 kHz až 2 000 kHz. Přijímač se stále ladí hlavním ladicím kondenzátorem C1, ale jelikož jsou zde obě jeho sekce zapojeny v sérii, ladění je mnohem jemnější. V případě, že zde chceme poslouchat amatérské telegrafní (CW) stanice, nebo provoz s jedním postranním pásmem (SSB), musíme zpětnou vazbu nastavit malinko nad hranici rozkmitání.

Signál pro detekci je vyveden z drainu násobiče Q s tranzistorem T1, a přiveden na bázi tranzistoru v Darlingtonově zapojení, tedy T2 a T3. Tato sestava tvoří tak zvaný emitorový detektor, jehož zátěží je odpor R4 k němuž je připojen filtrační kondenzátor C4, jehož úkolem je odstranit zbytky vysokých kmitočtů. Tranzistory pracují s velmi malým proudem, až na dolním ohybu charakteristiky. Zátěž v emitoru způsobuje hlubokou zápornou zpětnou vazbu pro stejnosměrný proud a pro akustické kmitočty, díky čemuž dokáže detekovat i velmi slabé signály. Darlingtonovo zapojení bylo použito proto, aby byl násobič Q co nejméně zatížen a nepřekáželo mu v činnosti. Z téhož důvodu byl do zapojení doplněn odpor R3, který zajišťuje jemnější průběh regulace zpětné vazby. V tomto zapojení není žádný zesilovač přijatých vysokofrekvenčních signálů, kromě regenerátoru, proto těm, kteří mají nepříznivou polohu k příjmu signálů nebo nevyhovující anténu doporučuji mezi násobič Q a detektor zařadit ještě jeden stupeň vf zesílení.

Po dodatečné filtraci pomocí obvodu R6-C5-C6 přivádíme audio signál do dvoustupňového nízkofrekvenčního zesilovače s tranzistory T4 a T5 v zapojení s přímou vazbou mezi stupni. Takové zapojení má poměrně velký zisk, který může docílit až tisíců. Jeho pracovní bod je stabilizován obvodem záporné zpětné vazby zavedené přes odpor R7, která vytváří předpětí tranzistoru T4. Při příjmu zvláště silných stanic vyvstane potřeba snížit zisk zesilovače, za tímto účelem je zde potenciometr R9, natočením jezdce směrem ke společnému vodiči (zemi) se zvětšuje záporná zpětná vazba což snižuje zisk zesilovače, ale na druhé straně zase zlepšuje kvalitu zvuku.

K výstupu nf zesilovače jsou připojeny vysokoohmová sluchátka, použitelná jsou od 1 500 do 2 200 ohmů. Jelikož obě sluchátka jsou obvykle spojena do série, je výsledný odpor 3 000 až 4 400 ohmů. Doporučuji si všimnout polarity, označené na jejich pouzdru, jelikož kolektorový proud tranzistoru T5 protékající cívkami sluchátek a tím vytvářející magnetické pole, může v nepříznivém případě (při nesprávné polaritě) zeslabit magnetismus pevných magnetů sluchátek a tak snížit jejich citlivost. Pokud polarita není označena, dá se zjistit experimentálně tak, že si v obou polohách ověříme hlasitost a kvalitu zvuku. V současné době jsou však převážně rozšířena nízkoohmová sluchátka (od MP3 přehrávačů a podobně), tyto se zde sice dají použít, ale přes přizpůsobovací transformátor s převodním poměrem (poměrem počtu závitů) od 10:1 po 30:1. Vhodná metoda je také připojit k výstupu tranzistor v zapojení se společným kolektorem (tak zvaný emitorový sledovač) a nízkoohmová sluchátka připojit přes větší vazební kondenzátor k odporu v jeho emitoru. Pokud tento přijímač hodláte používat častěji, tak bych vřele doporučil metodu, která se osvědčila u nás v radiokroužku – připojit k výstupu jednoduchý zesilovač, nejlépe s integrovaným obvodem, ten potřebuje minimum součástek a dokáže signál vhodně zesílit i pro hlasitou reprodukci. Na těchto stránkách již byla popsána celá řada takových vhodných zesilovačů, například:

http://ok1ike.c-a-v.com/soubory/minizes.htm

http://ok1ike.c-a-v.com/soubory/jedn_lm386.htm

http://ok1ike.c-a-v.com/soubory/74_lm386.htm

http://ok1ike.c-a-v.com/soubory/lm386.htm

a další.

Stejně jako libovolná další analogová technologie, bude tento přijímač správně pracovat pouze tehdy, když věnujete čas jeho pečlivému nastavení. Bude to chtít alespoň jednoduchý multimetr, ať již ručkový, nebo digitální. Nejprve zkontrolujte funkci nízkofrekvenčního zesilovače s tranzistorem T5 s připojenými sluchátky, nebo alespoň odporem kolem 2k2 až 3k3 do zdířek pro sluchátka. Na odporu R9 bychom měli naměřit napětí 0,7V až 1V, Na jeho kolektoru by mělo být 3V až 4V. Jeho optimální hodnota je Unapájení + UR9 / 2, v tomto případě bude omezení signálu při napěťových špičkách symetrické a amplituda nezkresleného signálu bude maximální. Uvedené úrovně napětí jsou míněny pro napájecí napětí přijímače 6V, při odlišném napětí by měly být úměrné i změny uvedených hodnot. Emitorový detektor žádné nastavování nepotřebuje, ale u násobiče Q je potřebné prověřit hodnoty napětí. Takže napětí na source T1 má být 2V až 3V a na drainu ne méně než 5V. Pracovní režim je možno nastavit pomocí změny hodnoty odporu R3.

Rozsah přeladění vstupního obvodu s feritovou anténou se dá zkontrolovat pomocí poslechu rozhlasových stanic se známými kmitočty. Tak například stanice Čro Plus která vysílá na kmitočtu 639 kHz by měla být kousek od začátku rozsahu, tedy kousek od nastavení ladicího kondenzátoru na maximální kapacitu. Ve střední oblasti ladicího rozsahu by měla být slyšet Čro 2 / Čro 6 vysílající na kmitočtu 954 kHz. Pokud by to bylo nutné, změňte počet závitů cívky L1 – směrem k vyšším kmitočtům ji posuneme odvinutím několika závitů, a směrem k nižším kmitočtů přidáním několika závitů drátu. Po ukončení tohoto kroku bychom se mohli věnovat nastavení amatérského pásma 160 metrů. Přepínač SV—160m rozepneme, takže máme oba ladicí kondenzátory C1a a C1b zapojené v sérii, a výsledkem je nízká ladicí kapacita, která by se stávající indukčností (feritové antény) měla tvořit laděný obvod s vyšším pracovním kmitočtem. Tyto pokusy doporučuji provádět ve večerních hodinách, kdy v tomto pásmu vysílá více stanic. Nastává nejnáročnější část seřizování – nastavení parametrů zpětné vazby tak, aby nasazovala hladce a měkce. Při protáčení knoflíku potenciometru R2 na obě strany, by nasazování a vysazování kmitů mělo být ve stejné provozní poloze knoflíku. Zde si můžeme pomoci výběrem hodnot odporů R1 a R2 a také změnou počtu závitů cívky L2.

V obtížných příjmových podmínkách (železobetonové paneláky, nízký dům obklíčený vysokými, atd) doporučuji umístit feritovou anténu u okna. Je lepší, když kolem antény zůstane asi 10 až 20 cm volného místa, pokud je obklopena zejména kovovými předměty, značně to snižuje její účinnost.

ROZHLASOVÉ STANICE

Středovlnné rozhlasové stanice vysílají v rozsahu 522 až 1620 kHz  Kromě oficiálních rozhlasových stanic lze naladit i stanice pirátské, které lze zachytit obvykle o víkendu v rozsahu 1620 - 1710 kHz, ale nejen tam.

Kmitočet (kHz)   Stanice

639               Čro Plus

954               Čro 2 / Čro 6

1062             Country Radio

1098             Rádio Děvín (Slovensko)

1233             Rádio Dechovka

1332             Čro 2 / Čro 6

Zpracováno podle CQ QRP №23 - Владимир Поляков, RA3AAE