27 listopada 1923 roku amerykańscy radioamatorzy John L. Reinartz (1QP) i Fred H. Schnell (1MO) przeprowadzili dwukierunkową transatlantycką łączność radiową z francuskim radioamatorem Leonem Deloyem (F8AB) na długości fali około 100 m. To Wydarzenie to wywarło ogromny wpływ na rozwój światowego ruchu radioamatorskiego i radiokomunikacji krótkofalowej. Jednym z decydujących czynników mających wpływ na sukces było udoskonalenie przez Schnella i Reinartza obwodu odbiornika radiowego z funkcją regeneracji firmy Armstrong. Udoskonalenia okazały się na tyle udane, że nazwy „Schnell” i „Reinartz” stały się powszechnie znanymi nazwami konstrukcji podobnych odbiorników.
To był zwykły Reinartz...
Wszechwiedząca Wikipedia nie mogła mi nic powiedzieć o Johnie Reinartzu. Ten esej historyczny powstał w następstwie rozproszonych publikacji radioamatorów amerykańskich, a także materiałów ze styczniowego numeru magazynu QST z 1924 r. i numerów 23-24 magazynu Radio Amateur z 1926 r.
John Reinartz urodził się 6 marca 1894 roku w Niemczech. W 1904 roku Reinartowie przenieśli się z Niemiec do południowego Manchesteru w stanie Connecticut w USA. W 1908 roku John zainteresował się radiem, a w 1915 jako jeden z pierwszych w kraju dołączył do Amerykańskiego Krajowego Stowarzyszenia Krótkofalarstwa (ARRL).
Rozpoczęła się era opanowania fal radiowych. Zarówno wiodące laboratoria świata, jak i zwykli pasjonaci poszukiwali rozwiązań technicznych w zakresie radiowych urządzeń odbiorczych i nadawczych. Jak już pisałem w poprzednich artykułach z tego cyklu, elektryczne generatory maszynowe i detektory kryształów zostały wówczas aktywnie zastąpione rozwiązaniami opartymi na lampach próżniowych.
Jednym z przełomowych osiągnięć tamtych czasów był wynalazek regeneracyjny odbiornik radiowy. Rozwiązanie było proste, tanie i umożliwiło stworzenie urządzenia do odbioru radiowego dalekiego zasięgu przy użyciu tylko jednej lampy radiowej. Trudność polegała na mechanicznej regulacji położenia cewki sprzężenia zwrotnego. Im wyższa częstotliwość odbioru, tym bardziej „ostre” okazało się to ustawienie.
John Reinartz znacznie ulepszył obwód Armstronga, sztywno mocując cewkę sprzężenia zwrotnego. Wielkość sprzężenia zwrotnego w tunerze Reinartz została dostosowana za pomocą kondensatora zmiennego (VCA). Aby zmniejszyć „dotkliwość” ustawień KPI, zastosowano noniusze.
W przeciwieństwie do Armstronga, który całe życie spędził na rozstrzyganiu sporów dotyczących swoich patentów i priorytetów, Reinartz po prostu opublikował swój projekt w czerwcowym numerze QST z 1921 roku. Następnie ukazały się dwa kolejne artykuły z ulepszeniami.
В Oto przykład realizacji odbiornika Reinartz na jednej lampie:
...i działało to bardzo prosto...
Obwody lampowe urzekają surowym pięknem rozwiązań technicznych. Wszystko jest na swoim miejscu, nic zbędnego.
W eseju specjalnie zdecydowałem się nie cytować diagramów z publikacji z lat 20. XX wieku, ale sięgnąłem do podręcznikowego pierwszego wydania „Młodego radioamatora” Borysowa. Oto jak prosto i przejrzyście pokazuje działanie odbiornika ze wzmocnieniem bezpośrednim przy użyciu jednej lampy:
Działanie obwodu rezonansowego na wejściu obwodu i słuchawki z kondensatorem blokującym na wyjściu omówiliśmy w artykule o „cristadinie” Loseva. Przeanalizujmy działanie obwodu RcCc na wejściu wzmacniacza triodowego.
Obwód RcCc nazywa się „gridlick” (z angielskiego: wyciek siatki), za jego pomocą przeprowadza się „wykrywanie siatki”, gdy wzmacniacz znajdujący się na lampie zarówno wykrywa sygnał, jak i go wzmacnia.
Wykres (a) pokazuje prąd anodowy wzmacniacza, gdy nie ma załamania siatki. Widzimy, że sygnał wejściowy jest bezpośrednio wzmacniany.
Po włączeniu „gridlicka” w obwodzie siatki sterującej obserwujemy tętnienia prądu w obwodach anodowych (wykres b). Kondensator blokujący odfiltrowuje składowe o wysokiej częstotliwości (wykres c), a w telefonach odbieramy sygnały o częstotliwości audio.
Zobaczmy teraz, co Armstrong i Reinartz zrobili z tym schematem:
Armstrong wprowadził cewkę sprzężenia zwrotnego do obwodów anodowych wzmacniacza. W przypadku dodatniego sprzężenia zwrotnego sygnał z cewki sprzężenia zwrotnego jest dodawany do sygnału w cewce obwodu rezonansowego. Poziom sprzężenia zwrotnego dobiera się tak, aby wzmacniacz znajdował się na granicy samowzbudzenia, co zapewnia maksymalny poziom wzmocnienia sygnału wejściowego.
Podczas odbioru na falach krótkich dostrojenie obwodu Armstronga do pracy w trybie regeneracji było problematyczne: najmniejszy ruch cewki sprzężenia zwrotnego prowadził do dużych zmian parametrów odbioru.
John Reinartz rozwiązał problem ustalając względne położenie cewek L1 i L2 tak, aby wzajemna indukcyjność między nimi i zmiana pojemności sprzężenia zwrotnego Cop była wystarczająca, aby odbiornik mógł pracować w trybie regeneracyjnym w szerokim zakresie fal.
Aby zwiększyć stabilność pracy, w obwody anodowe lampy wprowadzono dławik Dr. Zapewnia oddzielenie obwodów wysokiej częstotliwości odbiornika od obwodów niskiej częstotliwości i skutecznie odfiltrowuje składową częstotliwości radiowej z sygnału częstotliwości audio.
Aby „rozciągnąć” ustawienia częstotliwości i sprzężenie zwrotne, zastosowano noniusze - przekładnie redukcyjne pomiędzy pokrętłami strojenia a osiami kondensatorów. Te rozwiązania techniczne zapewniły płynną regulację częstotliwości odbioru i, co najważniejsze, poziomu sprzężenia zwrotnego.
Podczas dostrajania odbiornika do stacji radiowej poziom sprzężenia zwrotnego był najpierw ustawiany w zależności od wzrostu głośności emitowanego hałasu. Odbiornik faktycznie wszedł w tryb „autodyne”, tj. rozpoczął pracę jako odbiornik heterodynowy. W tym przypadku podczas dostrajania częstotliwości stacji gwizd powstał najpierw w wyniku uderzeń naturalnych oscylacji i częstotliwości nośnej. Tym samym przyjęto pracę radiotelegraficzną (CW).
Podczas odbioru stacji radiowych (AM) strojenie częstotliwości kontynuowano aż do uzyskania „zero uderzeń”, a następnie zmniejszono ilość sprzężeń, skupiając się na jakości dźwięku.
Nawiasem mówiąc, zauważono ciekawy efekt: odbiornik regeneracyjny, niedokładnie dostrojony do stacji, często zaczynał dostosowywać częstotliwość i fazę własnych oscylacji w zależności od sygnału nośnego. To automatyczne dostrojenie zapewniło synchroniczny tryb odbioru.
...choć nie jest doskonały
Odbiorniki regeneracyjne mają zarówno szereg zalet, jak i szereg wad.
Do zalet należy wysoki stosunek ceny do jakości. Ponadto „regeneratory” zapewniały pewną wszechstronność zastosowania: zapewniały odbiór stacji nadawczych w trybie regeneracyjnym; w trybie samogeneracji pracowały jako odbiorniki heterodynowe i mogły odbierać radiotelegraf.
Główną wadą była konieczność ciągłej regulacji sprzężenia zwrotnego i niepożądane promieniowanie odbiornika w powietrze. Pamiętajcie o Wasce Taburetkinie!
Po wojnie odbiorniki regeneracyjne zaczęto zastępować odbiornikami superheterodynowymi. Ale to już inna historia…
Od autora
W latach dwudziestych XX wieku John Reinartz badał propagację fal krótkich. Wyruszył na wyprawę arktyczną.
Od 1933 pracował w RCA.
W 1938 wstąpił do marynarki wojennej, którą zakończył w 1946 w stopniu kapitana.
W 1946 powrócił do pracy w RCA.
Od 1949 pracował w Eimacu.
1 lutego 1960 roku odbył się uroczysty bankiet z okazji przejścia Reinartza na emeryturę, w którym wzięło udział ponad dwustu wybitnych radioamatorów.
Zmarł 18 września 1964 r.
Wykorzystane źródła
1. „QST”, 1924, nr 1
2. „Radioamator”, 1926, nr 23-24
3. Borysow V.G. Młody radioamator – M.: Gosenergoizdat, 1951
Inne publikacje z serii
1.
2.
3.
4.
Źródło: www.habr.com