Rejeneratif devre - Regenerative circuit
Bir rejeneratif devre bir bir amplifikatör kullanmaktadır devresi pozitif geri besleme (aynı zamanda yenilenme veya reaksiyon ). Amplifikasyon artan giriş sinyaline eklemek şekilde yükseltme tertibatının çıkış bazı girişine geri uygulanır. Bir örnek Schmitt tetik (aynı zamanda olarak da bilinir rejeneratif karşılaştırıcı ), ancak terimi en yaygın kullanımı olan RF amplifikatörleri ve özellikle rejeneratif alıcıları , büyük ölçüde geliştirmek için kazanç tek amplifikatör aşamasının.
Rejeneratif alıcı 1912 yılında icat ve Amerikan elektrik mühendisi tarafından 1914 yılında patenti alınmıştır Edwin Armstrong o bir lisans iken Columbia Üniversitesi . Bu yaygın 1915 arasında kullanılmış olup Dünya Savaşı . Rejeneratif alıcılarının avantajları mütevazı donanım şartlarına karşı artan bir duyarlılık ve nedeniyle seçiciliği artmış içerir S ayarlı devrenin amplifiye vakum boru veya Transistör sahip olduğunda artırılacaktır bir geri besleme döngüsü , bir "güç durum" sargı ya da bir kılavuz çekme yoluyla ayarlı devrenin etrafında ( bazı tanıtır çünkü) hıç negatif direnç .
Kısmen eğiliminden dolayı cihazlara zarar zaman salınan, rejeneratif alıcı büyük ölçüde diğer yerini edildi 1930'larda TRF alıcı tasarımları (örneğin, "refleks" alıcı ) özellikle de bir Armstrong buluşla - değiştirmeli alıcılar ve büyük ölçüde eski olarak kabul edilir. (Şimdi olumlu geribildirim olarak adlandırılır) Rejenerasyon hala yaygın tür olduğu gibi elektronik diğer alanlarda kullanılmaktadır osilatörler , aktif filtreler ve amplifikatörler bootstrapped .
Daha da yüksek amplifikasyon elde etmek için daha karmaşık bir şekilde yenilenme büyük miktarlarda kullanılan bir alıcı devresi, superregenerative alıcı , aynı zamanda yaygın genel ticari alıcıları hiç kullanılmamıştır 1922 yılında Armstrong tarafından icat, ama çok küçük olduğundan bölgelerine saymak edildi özel uygulamalarda kullanılmıştır. İkinci Dünya Savaşı sırasında bir yaygın kullanımı oldu IFF vericiler tek ayarlı devre tüm elektronik sistemini tamamladı. Hala gibi birkaç özel düşük veri hızı uygulamalarında kullanılan garaj kapısı açacakları , kablosuz ağ cihazlarının, telsiz ve oyuncaklar.
içindekiler
rejeneratif alıcı
Kazancı bir gibi herhangi bir yükseltici cihazın, vakum tüp , transistör veya op-amp , orijinal giriş sinyali ile faz içinde tekrar kendi girişi içine çıkışından enerjisinin bir kısmını besleme ile arttırılabilir. Bu denir pozitif geri besleme veya rejenerasyon . Çünkü rejenerasyonu ile olası büyük amplifikasyon, rejeneratif alıcılar genellikle yalnızca tek bir kuvvetlendirme elemanı (tüp veya transistör) kullanın. Bir rejeneratif alıcıda boru veya transistörün çıkış vasıtasıyla kendi girişine geri bağlı olan ayarlı devrenin (LC devresi). Ayarlı devre sadece pozitif geri besleme sağlar rezonans frekansı . Yalnızca bir aktif cihaz ile rejeneratif alıcıları olarak, aynı ayarlı devre antene bağlanmış olan ve aynı zamanda, genellikle değişken kapasite yardımıyla, elde edilecek radyo frekansını seçmek için hizmet eder. Rejeneratif devrede, burada işlevi de gören aktif cihaz ele detektör ; Bu devre bir olarak bilinen reaktif detektörü . Bir rejenerasyon genellikle geri besleme miktarını (ayarlanabilmesi için döngü kazancı ). Devre tasarımı yavaş yavaş kontrol genlik ya da histerezis atlar olmadan geri hiçbir salınım salınım noktasına geri artırmak ve bu daha büyük bir amplitüde küçükten salınım kontrolü sağlar ve olabilir rejenerasyon kontrolü sağlamak için arzu edilir.
Bir radyo alıcısı iki önemli özellikler duyarlılık ve seçicilik . Rejeneratif dedektör nedeniyle gerilim amplifikasyonu ve endüktans ve kapasitans oluşan rezonans devresinin özellikleri hassasiyet ve seçiciliğin içerir. Rejeneratif voltaj amplifikasyon olup burada rejeneratif olmayan amplifikasyon ve L2 C2 devresine geri beslenir çıkış sinyalinin bir kısmıdır. Olarak daha küçük bir amplifikasyon arttırdığı görülmektedir. Yenilenme olmadan ayarlı devrenin (L2-C2) ait burada bobinin reaktans ve ayarlı devrenin toplam enerji tüketen bir kayıp. Pozitif geri besleme enerji kaybı neden dengeler , böylece bir negatif direnç sokulması olarak görülebilir ayarlı devrenin için. Rejenerasyon ile ayarlı devrenin olduğu . Rejenerasyon arttırır . Salınım zaman başlar .
Yenileme 1.700 veya daha fazla olan bir faktör ile bir detektörün tespit kazancını artırabilir. Bu, özellikle 1920 ve 1930'ların düşük kazançlı vakum tüpleri için oldukça büyük bir gelişme vardır. (Orta 1930'lardan bu yana eski) tipi 36 ekran ızgara tüp 7.2 MHz sadece 9.2 olmayan bir rejeneratif tespit kazancı (radyo frekansı giriş gerilimi bölü ses frekans plaka gerilimi), ama bir rejeneratif detektör içinde, tespit artışı vardı yüksek kritik rejenerasyon (dışı titreşen) sadece kritik üzerinde rejenerasyonu ile 15,800 kadar yüksek de 7.900 olarak. "... olmayan salınım rejeneratif yükseltme devresi elemanları, tüp [veya cihaz] özelliklerin stabilitesinin ve kendini Osilasyonsuz elde rejenerasyon maksimum değerini belirlemek besleme gerilimi [stabilitesi] ile sınırlıdır." Özetle, vakum tüpleri, JFETler, MOSFET ya da bipolar birleşme transistor (BJT) 'dan temin kazanç ve stabilitede çok az veya hiç bir fark yoktur.
Stabilitesinde önemli bir gelişme ve CW telgraf alınması için kazanç küçük bir gelişme, bir olarak bilinen ayrı bir osilatör, kullanımı ile sağlanan heterodin osilatör ya da atım osilatör . Olmayan salınımlı durumda her zaman - dedektör ayrı salınım sağlamak rejeneratif detektör maksimum kazanç ve seçicilik için ayarlanmasına olanak tanır. Dedektör ve atım osilatör arasındaki etkileşim detektör içinde yendi osilatör, ikinci harmonik kullanarak, alıcı çalışma frekansının yarısı atım osilatör çalıştırılmasıyla en aza indirilir.
AM alımı
İçin AM sadece gerekli seviyenin altında olacak şekilde resepsiyon, döngünün kazancı ayarlanır salınım (sadece az birinin döngü kazancı). Bunun sonucu, diğer frekanslarda bu artan değil ise büyük ölçüde, bant geçiş frekansı (rezonans frekansı) yükselticinin kazancı arttırmaktır. Bu nedenle, gelen bir radyo sinyali, büyük bir faktör ile 10 yükseltilir 3 10 - 5 zayıf sinyaller alıcının duyarlılığını arttırır. Yüksek kazanç da devrenin azaltma etkisine sahiptir bant (artan S , eşit bir faktör ile) artan seçiciliği alıcısının.
CW alımı (autodyne modu)
Alınması için CW telgraf ( Mors alfabesi ), geri besleme sadece salınım noktasına artar. Ayarlı devre alıcı titreşim frekansı ve arzu edilen verici istasyonun sinyal frekansı arasında, tipik olarak 400 1000 Hertz farkı elde etmek üzere ayarlanır. İki frekans yendi , doğrusal olmayan amplifikatör üretilmesi heterodyne veya yenmek frekansları. Tipik olarak 400 1000 Hertz fark frekansı, ses aralığındadır; bu nedenle istasyonun sinyali mevcut olduğu zaman alıcının hoparlöründen bir sesi olarak duyulur.
Osilatör gibi tek bir yükseltici cihaz kullanılarak bu şekilde bir sinyalin demodülasyonu karıştırıcı aynı zamanda olarak bilinen autodyne alımı. Terimi autodyne çoklu ağ tüpler önce gelir ve spesifik frekans dönüşümü için dizayn tüplerin kullanımı uygulanmaz.
SSB alımı
Alınması için tek-yan bantlı (SSB) sinyalleri, devre de CW alımı olarak salınacak şekilde ayarlanır. Kip çözümü sesli anlaşılır olana kadar ayar ayarlanır.
Avantajlar ve dezavantajlar
Rejeneratif alıcıları gibi alıcı devresinin diğer türleri, daha az bileşen gerektirir TRF ve süperheterodin . Devrenin avantajı pahalı üzerinden daha amplifikasyonu (kazanç) var oldu , vakum tüpleri ve böylece gerekli olan tüplerin sayısını ve bu nedenle bir alıcı maliyeti azaltır. Erken vakum tüpleri düşük bir kazanç vardı ve salınım eğiliminde radyo frekansları (RF). TRF alıcıları genellikle 5 ya da 6 tüpler gerekli; her bir alıcı kullanışsız hale ayarlama ve nötralizasyon gerektiren aşaması, aç ve sabit güç ayarlayın. Bir rejeneratif alıcı, aksine, genellikle tek bir tüpün kullanılması ile yeterli alımı sağlayabilir. 1930'larda rejeneratif alıcı cihazının, bunun süperheterodin üstün performans ve tüpler düşen maliyeti ticari alıcılarda süperheterodin devre ile değiştirildi. Gelişiyle bu yana transistor 1946, etkin cihazların düşük maliyetli devresinin avantajı en ortadan kaldırmıştır. Ancak, son yıllarda rejeneratif devre düşük maliyetli için alıcılar içinde mütevazı bir dönüş gördü dijital radyo gibi uygulamalar garaj kapısı açacakları , anahtarsız kilitler , RFID okuyucu ve bazı cep telefonu alıcıları.
Özellikle detektör antene devre ayarlı çift tasarımları, bu alıcının bir dezavantajı, alıcının farklı bir frekansa ayarlanmış zaman rejenerasyon (geri besleme) düzeyi ayarlanabilir olmasıdır. anten empedansı ayarlanması yaratılmalıdır, anten tarafından giriş ayarlı devrenin yükleme değişen frekans ile değişir. Buna ek olarak, detektör ayarlı devre elemanlarının Q rejenerasyon kontrol ayarı gerektiren, frekansla birlikte değişecektir.
autodyne işleminde tek bir aktif cihaz rejeneratif detektörü bir dezavantajı yerel osilasyon azaltılır tespit alma ile sonuçlanan önemli ölçüde uzak ideal çalışma alanına taşımak için çalışma noktasını neden olmasıdır ..
Bir diğer dezavantaj devre salınım ayarlanır zaman neden olabilir bu nedenle, anteninden bir sinyal yayabilir olmasıdır girişim yakındaki diğer alıcılar ile ilgilidir. Anten ve rejeneratif detektör arasında bir RF yükseltici safhayı eklenmesi, istenmeyen radyasyonu azaltmak, ancak maliyet ve karmaşıklık eklenmektedir.
Rejeneratif alıcılarının Diğer eksiklikler hassas ve istikrarsız ayar vardır. O salınım eşiğinde çalıştığında bir rejeneratif alıcının kazancı en yüksek olduğu ve bu durumda, devre davranır: Bu sorunlar aynı nedenlere düzensizce . Basit rejeneratif alıcı elektriksel çift detektör ayarlı devrenin rezonans frekansını etkileyen anten elektriksel özellikleri ile sonuçlanan detektör ayarlı devre anteni. Anten veya anten yakınında büyük nesnelerin her türlü hareket dedektörü ayar değiştirebilir.
Tarihçe
Mucidi FM radyo, Edwin Armstrong , icat ve o O 1922 yılında superregenerative devreyi patentli ve 1914 yılında, üniversitede bir genç iken rejeneratif devreyi patentli süperheterodin 1918 yılında alıcı.
Lee De Forest patenti rejeneratif devresi için 1914 yılında yapılmıştı dava temyiz süreci boyunca sarma ve biten, on iki yıl süren üretken mucit Armstrong ile tartışmalı bir dava nedeni oldu 1916 yılında patent aldı en Yargıtay . Armstrong, ilk davayı kazandı üçte yenişemeden ikinci, kayıp ve sonra Yargıtay'a final turu kaybetti.
Rejeneratif alıcı tanıtılan zamanda, vakum tüpleri pahalı ve ağır piller ilave masraf ve ipotek ile, güç tüketilen. Yani bu tasarım, bir tüpün en kazancı elde büyüyen radyo toplumun ihtiyaçlarını doldurulmuş ve hemen büyüdü. Süperheterodin alıcı kullanılan en yaygın alıcı bugün olmasına rağmen, rejeneratif radyo çok az parçaların en iyi şekilde yaptı.
Dünya Savaşı'nda rejeneratif devre bazı askeri teçhizat kullanılmıştır. Bir örnek Alman saha radyo "Torn.Eb" dir. Rejeneratif alıcıları çok daha az sayıda tüpleri ve neredeyse eşdeğer performans için daha az güç tüketimi gerekli.
İlgili bir devre, superregenerative dedektörü , birkaç derece önemli askeri Dünya Savaşı'nda kullandığı tespit Friend or Foe kimlik ekipman ve çok gizli de yakınlık fuze . Burada bir örnek olarak minyatür RK61 olan thyratron benzer bir faaliyet için özel olarak tasarlanmıştır 1938 pazarlanan, vakum triod bu kendi kendini söndürme superregenerative detektörü gibi analog sinyalleri güçlendirmek için izin ateşleme geriliminin çok altında radyo kontrol alıcıları, ve büyük teknik olduğu radyo kontrollü silahların savaş geliştirme ve paralel gelişmesine yol açtı geliştirme radyo kontrollü model hobi olarak.
1930'larda, superheterodin tüpleri çok daha az pahalı oldu gibi tasarım, yavaş yavaş rejeneratif alıcı geçtiler. Almanya'da tasarım hala kitlesel olarak üretilmiş Alman "halklar alıcıları" (milyonlarca kullanıldı Volksempfänger ) ve "Alman küçük alıcılar" (DKE, Deutscher Kleinempfänger). Hatta İkinci Dünya Savaşı sonrasında, rejeneratif tasarım hala malzemelerin eksikliği tarafından dikte "halklar alıcıları" nin hatları ve "küçük alıcıları" boyunca erken sonra savaş Alman minimal tasarımlar, içinde mevcut olan. "RV12P2000" gibi Sıkça Alman askeri tüpler böyle tasarımlar kullanıldı. Sabit rejenerasyon ile rejeneratif kombine IF olarak alıcıyı ve demodülatörü kullanıldığında bile superheterodin tasarımlar vardı. Superregenerative tasarımı da kapı açacakları gibi hobi kitleri tek kalan Daha sonra neredeyse tamamen seri üretim aşamalı 1950 ayının başlarında FM yayın alıcılarının, ve bazı özel uygulamalarda, mevcuttu.
Superregenerative alıcı
Superregenerative alıcı (ikinci alt frekans salınım kullanan aynı evre veya ikinci osilatör safhası kullanılarak) yaklaşık bir milyon arasında tek cihaz devre kazancı elde edilir. Bu ikinci salınım periyodik olarak kesintiye uğratan ya da "doyurur" ana RF salınım. 30 ve 100 kHz arasın