27 listopada 1923 roku amerykańscy radioamatorzy John Reinartz (1QP) i Fred Schnell (1MO) nawiązał dwustronną transatlantycką łączność radiową z francuskim radioamatorem Leonem Deloyem (F8AB) na fali o długości około 100 m. To wydarzenie miało ogromny wpływ na rozwój światowego ruchu radioamatorskiego i łączności radiowej na falach krótkich. Jednym z kluczowych czynników, które wpłynęły na sukces, była modyfikacja schematu regeneracyjnego odbiornika Armstronga przez Schnella i Reinartza. Ulepszenia okazały się na tyle skuteczne, że nazwiska „Schnell” i „Reinartz” stały się eponimami dla podobnych odbiorników.
To był zwykły „reinartz”…
Wszechwiedząca Wikipedia o Johnie Reinartzie nie mogła mi nic powiedzieć. Ten szkic historyczny został napisany na podstawie rozproszonych publikacji amerykańskich radioamatorów oraz materiałów z styczniowego wydania magazynu „QST” z 1924 roku i numeru 23-24 magazynu „Radioamator” z 1926 roku.
John Reinartz urodził się 6 marca 1894 roku w Niemczech. W 1904 roku Reinartze przeprowadzili się z Niemiec do South Manchester w Connecticut, USA. W 1908 roku John zainteresował się radiem, a w 1915 roku jako jeden z pierwszych w kraju dołączył do narodowego stowarzyszenia radioamatorów USA (ARRL).
Zaczynała się era eksploracji fal radiowych. Zarówno czołowe laboratoria świata, jak i zwykli entuzjaści szukali technicznych rozwiązań dla urządzeń odbiorczych i nadawczych. Jak już pisałem w poprzednich artykułach cyklu, generatory elektromechaniczne i detektory kryształowe były aktywnie wypierane przez rozwiązania oparte na elektronicznych lampach.
Jednym z przełomów tamtego czasu było wynalezienie regeneracyjnego odbiornika radiowego. Rozwiązanie było proste, tanie i pozwalało na stworzenie urządzenia do dalekiego odbioru radiowego tylko na jednej lampie radiowej. Trudność polegała na mechanicznym dostosowaniu pozycji cewki sprzężenia zwrotnego. Im wyższa była częstotliwość odbioru, tym bardziej „ostre” stawało się to dostrojenie.
John Reinartz znacznie udoskonalił schemat Armstronga, sztywno mocując cewkę sprzężenia zwrotnego. Regulacja wielkości sprzężenia zwrotnego w odbiorniku Reinartza (Reinartz Tuner) odbywała się za pomocą kondensatora o zmiennej pojemności (KWE). Aby zmniejszyć „ostrość” ustawień, w KWE stosowano urządzenia wernerowe.
W przeciwieństwie do Armstronga, który przez całe życie prowadził spory o swoje patenty i prawo pierwszeństwa, Reynarz po prostu opublikował swoją konstrukcję w czerwcowym numerze «QST» z 1921 roku. Następnie opublikowano jeszcze dwa artykuły z ulepszeniami.
W jest przykład realizacji odbiornika Reynarza na jednej lampie:
… i działał on bardzo prosto…
Lampowa schematyka urzeka surowym pięknem rozwiązań technicznych. Wszystko jest na swoim miejscu, nic nie jest zbędne.
W artykule postanowiłem specjalnie nie przytaczać schematów z publikacji z lat 20. XX wieku, a sięgnąłem po klasyczne pierwsze wydanie «Młodego radioamatora» Borisowa. Tak prosto i obrazowo pokazana jest u niego praca odbiornika wzmocnienia bezpośredniego na jednej lampie:
Omówiliśmy działanie obwodu rezonansowego na wejściu schemy oraz słuchawki z kondensatorem blokującym na wyjściu w artykule o «krystadynie» Losewa. Rozwiążemy działanie obwodu RcCc na wejściu triodowego wzmacniacza.
Obwód RcCc nazywa się «gridlik» (od ang. grid leak — wyciek siatki), z jego pomocą przeprowadza się «siatkowe wykrywanie», gdy wzmacniacz na lampie jednocześnie detektuje sygnał i go wzmacnia.
Wykres (a) pokazuje prąd anodowy wzmacniacza, gdy «gridlik» jest nieobecny. Widzimy, że sygnał wejściowy wzmacnia się bezpośrednio.
Po włączeniu «gridlika» w obwodzie siatki sterującej obserwujemy w obwodach anodowych pulsacje prądu (wykres b). Kondensator blokujący filtruje składniki wysokoczęstotliwościowe (wykres c), a w słuchawkach otrzymujemy sygnały częstotliwości dźwiękowej.
Teraz zobaczmy, co z tą schemą zrobili Armstrong i Reynarz:
Armstrong wprowadził do obwodów anodowych wzmacniacza cewkę sprzężenia zwrotnego. Przy pozytywnym sprzężeniu zwrotnym do sygnału w cewce obwodu rezonansowego dodawany jest sygnał z cewki sprzężenia zwrotnego. Poziom sprzężenia zwrotnego jest dobierany tak, aby wzmacniacz znajdował się na granicy samozasysania, co zapewnia maksymalny poziom wzmocnienia sygnału wejściowego.
Podczas odbioru na falach krótkich dostosowanie schemy Armstronga do pracy w trybie regeneracyjnym było problematyczne: najmniejsze przesunięcie cewki sprzężenia zwrotnego prowadziło do znacznych zmian parametrów odbioru.
John Reynarz rozwiązał problem, ustalając wzajemne położenie cewek L1 i L2 tak, aby wzajemne indukcje między nimi oraz zmiany pojemności sprzężenia zwrotnego wystarczały do pracy odbiornika w trybie regeneracji w szerokim zakresie fal.
Aby zwiększyć stabilność pracy, w anodowe obwody lampy wprowadzono dławik Dr. Dawał on izolację obwodów wysokoczęstotliwościowych odbiornika od niskoczęstotliwościowych i efektywnie filtrował z sygnału akustycznego składnik radiowy.
Do „rozciągania” ustawień częstotliwości i sprzężenia zwrotnego stosowano werńiery — reduktory przekładniowe między pokrętłami ustawień a osiami kondensatorów. Te rozwiązania techniczne zapewniały płynne ustawianie częstotliwości odbioru, a co najważniejsze — poziomu sprzężenia zwrotnego.
Przy ustawianiu odbiornika na stację radiową początkowo ustawiano poziom sprzężenia zwrotnego wzrastającego wraz z głośnością szumów z eteru. Odbiornik, w zasadzie, wchodził w tryb „autodyna”, tj. zaczynał działać jak odbiornik heterodynowy. Przy ustawieniu na częstotliwość stacji w tym przypadku najpierw pojawiał się świst od uderzeń własnych drgań i częstotliwości nośnej. W ten sposób odbierano pracę radiotelegrafem (CW).
Podczas odbioru stacji radiowych (AM) kontynuowano ustawianie częstotliwości aż do uzyskania „zerowych uderzeń”, a wtedy zmniejszano wartość sprzężenia zwrotnego, kierując się jakością dźwięku.
Zresztą zauważono ciekawy efekt: regeneracyjny odbiornik przy niedokładnym ustawieniu na stację często zaczynał dostosowywać częstotliwość i fazę własnych drgań do sygnału nośnej. Tym dostosowaniem zapewniano synchroniczny tryb odbioru.
… chociaż nie idealnie
Regeneracyjne odbiorniki mają zarówno swoje zalety, jak i wady.
Do zalet można zaliczyć wysoką relację „cena-jakość”. Ponadto „regeneratory” zapewniały w użyciu pewną uniwersalność: działały jako odbiorniki stacji nadawczych w trybie regeneracji; w trybie autogeneracji działały jak odbiorniki heterodynowe, i na nich można było odbierać radiotelegraf.
Główną wadą była konieczność ciągłej regulacji sprzężenia zwrotnego oraz paraszytyczne promieniowanie odbiornika w eter. Pamiętaj o Wasyliu Taburetkine!
Po wojnie odbiorniki regeneracyjne zaczęły być wypierane przez superheterodyny. Ale to już inna historia…
Od autora
W latach 20-tych John Reynarz zajmował się badaniem rozprzestrzeniania fal krótkich. Uczestniczył w ekspedycji arktycznej.
Od 1933 roku pracował w RCA.
W 1938 roku wstąpił do marynarki, a służbę zakończył w 1946 roku jako kapitan.
W 1946 roku wrócił do pracy w RCA.
Od 1949 roku pracował w Eimac.
1 lutego 1960 roku odbył się ogromny bankiet z okazji przejścia Reynarza na emeryturę, w którym wzięło udział ponad dwustu znamienitych radioamatorów.
Zmarł 18 września 1964 roku.
Wykorzystane źródła
1. «QST», 1924, nr 1
2. «Radiolubitel», 1926, nr 23-24
3. Borisow V.G. Młody radiolubiciel – M.: Gosenergoizdat, 1951
Inne publikacje cyklu
1.
2.
3.
4.
Źródło: habr.com
