27 листопада 1923 року американські радіоаматори Джон Рейнарц (John L. Reinartz, 1QP) та Фред Шнелль (Fred H. Schnell, 1MO) провели двосторонній трансатлантичний радіозв'язок з радіоаматором з Франції Леоном Делоєм (Leon Deloy, F8AB) на довжині100 хв. Ця подія вплинула на розвиток світового радіоаматорського руху і радіозв'язку на коротких хвилях. Одним із вирішальних факторів, що вплинув на успіх, виявилося доопрацювання Шнеллем та Рейнарцем схеми регенеративного радіоприймача Армстронга. Доробки виявилися настільки вдалими, що для конструкцій подібних приймачів прізвища Шнелль і Рейнарц стали іменами загальними.

То справді був звичайний «рейнарц»…

Всезнаюча Wikipedia про Джона Рейнарця не змогла мені повідомити нічого. Цей історичний нарис написаний слідами розрізнених публікацій американських радіоаматорів, а також матеріалами січневого випуску журналу «QST» за 1924 рік і номери 23-24 журналу «Радіолюбитель» за 1926 рік.

Джон Рейнарц народився 6 березня 1894 року в Німеччині. У 1904 році Рейнарці переїхали з Німеччини до Південного Манчестеру, Коннектикут, США. В 1908 Джон зацікавився радіо, а в 1915 одним з перших в країні вступив в національну асоціацію радіоаматорів США (ARRL).

Починалася епоха освоєння радіохвиль. І провідні лабораторії світу, і прості ентузіасти шукали технічні рішення радіоприймальних та радіопередаючих пристроїв. Як я вже писав у попередніх статтях циклу, електромашинні генератори та кристалічні детектори активно витіснялися тоді рішеннями на електронних лампах.

Одним із проривів того часу був винахід Армстронгом регенеративного радіоприймача. Рішення було простим, дешевим, і дозволяло створити пристрій для далекого радіоприймання всього на одній радіолампі. Складність полягала в механічному налаштуванні положення котушки зворотного зв'язку. Чим вищою була частота прийому, тим більше «гострою» виявлялася ця настройка.

Джон Рейнарц значно вдосконалив схему Армстронга, закріпивши жорстко котушку зворотного зв'язку. Регулювання величини зворотний зв'язок у приймачі Рейнарца (Reinartz Tuner) здійснювалася конденсатором змінної ємності (КПЕ). Для зниження «гостроти» налаштувань КПЕ застосовувалися верньєрні пристрої.

На відміну від Армстронга, який все своє життя судився за своїми патентами та пріоритетами, Рейнарц просто опублікував свою конструкцію в червневому номері QST за 1921 рік. Далі були ще дві статті з удосконаленнями.

В публікації американського радіоаматора John Dilks (K2TQN) є приклад реалізації приймача Рейнарця на одній лампі:

…і працював він дуже просто…

Лампова схемотехніка підкуповує серйозною красою технічних рішень. Все на своїх місцях, нічого зайвого.

В нарисі я спеціально вирішив не наводити схеми з публікацій 20-х років XX століття, а звернувся до хрестоматійного першого видання «Юного радіоаматора» Борисова. Ось як легко і наочно показана в нього робота приймача прямого посилення на одній лампі:

Роботу резонансного контуру на вході схеми та головного телефону з блокувальним конденсатором на виході ми розібрали у статті про «кристадин» Лосєва. Розберемо роботу ланцюга RcCc на вході тріодного підсилювача.

Ланцюг RcCc називається «гридлик» (від англ. grid leak - витік сітки), з її допомогою проводиться «сіткове детектування», коли підсилювач на лампі і детектує сигнал, і посилює його.

Графік (а) показує анодний струм підсилювача, коли "гридлик" відсутня. Ми, що вхідний сигнал посилюється напряму.

Після включення «гридлика» в ланцюзі сітки, що управляє, спостерігаємо в анодних ланцюгах пульсації струму (графік б). Блокувальний конденсатор відфільтровує високочастотні складові (графік в) і ми отримуємо в телефонах сигнали звукової частоти.

Тепер подивимося, що зробили з цією схемою Армстронг та Рейнарц:

Армстронг ввів в анодні ланцюги підсилювача котушку зворотного зв'язку. При позитивному зворотному зв'язку сигналу в котушці резонансного контуру додається сигнал з котушки зворотного зв'язку. Рівень зворотного зв'язку вибирається так, щоб підсилювач перебував на межі самозбудження, що забезпечує максимальний рівень посилення вхідного сигналу.

При прийомі на коротких хвилях налаштування схеми Армстронга для роботи в регенераційному режимі було проблематичним: найменше переміщення котушки зворотного зв'язку призводило до більших змін параметрів прийому.

Джон Рейнарц вирішив проблему, зафіксувавши взаємне положення котушок L1 і L2 так, щоб взаємоіндукції між ними та зміни ємності КПЕ зворотного зв'язку Соб вистачало для роботи приймача в режимі регенерації в широкому діапазоні хвиль.

Для підвищення стабільності роботи в анодні ланцюги лампи було введено дросель Др. Він забезпечував розв'язку високочастотних ланцюгів приймача від низькочастотних та ефективно відфільтровував із сигналу звукової частоти радіочастотну складову.

Для «розтягування» налаштувань частоти та зворотного зв'язку використовувалися верньєри — редуктори, що понижують, між ручками налаштування і осями конденсаторів. Ці технічні рішення забезпечували плавне налаштування частоти прийому, і головне — рівня зворотний зв'язок.

При налаштуванні приймача на радіостанцію спочатку виставляли рівень зворотного зв'язку зростання гучності ефіру. Приймач, насправді, входив у режим «автодина», тобто. починав працювати як гетеродинний приймач. При налаштуванні на частоту станції у разі спочатку виникав свист від биття власних коливань і частоти несучої. У такий спосіб приймали роботу радіотелеграфом (CW).

При прийомі радіостанцій (AM) налаштування частоти продовжували до отримання «нульових биття», і тоді величину зворотного зв'язку зменшували, орієнтуючись на якість звуку.

До речі, був помічений цікавий ефект: регенеративний приймач при неточному налаштуванні на станцію часто починав підлаштовувати частоту і фазу власних коливань сигналу несучої. Цією автопідстрокою забезпечувався синхронний режим прийому.

… хоч і не ідеально

Регенеративні приймачі мають як низку переваг, так і низку недоліків.

До переваг треба віднести високе співвідношення «ціна-якість». Крім того, «регенератори» забезпечували у використанні певну універсальність: вони забезпечували прийом станцій мовлення в режимі регенерації; В режимі автогенерації вони працювали як гетеродинні приймачі, і на них можна було приймати радіотелеграф.

Основним недоліком була необхідність постійного регулювання зворотного зв'язку та паразитне випромінювання приймача в ефір. Згадайте про Ваську Табуреткіна!

Після війни регенеративні приймачі стали витіснятися супергетеродинні. Але це вже інша історія.

Від автора

У 20-ті роки Джон Рейнарц займався вивченням поширення коротких хвиль. Побував у арктичній експедиції.
З 1933 року працював у RCA.
В 1938 вступив на флот, закінчив службу в 1946 капітаном.
1946 року повернувся на роботу в RCA.
З 1949 року працював у Eimac.
1 лютого 1960 року відбувся грандіозний бенкет з приводу виходу Рейнарця на пенсію, в якому взяло участь понад двісті іменитих радіоаматорів.
Помер 18 вересня 1964 року.

Використані джерела

1. «QST», 1924 №1
2. «Радіоаматор», 1926 №23-24
3. Борисов В.Г. Юний радіоаматор - М.: Держенерговидав, 1951

Інші публікації циклу

1. Нижегородська радіолабораторія та аматорський радіозв'язок на КВ
2. Нижегородська радіолабораторія та радіоприймачі на кристалічних детекторах
3. Нижегородська радіолабораторія та «кристадин» Лосєва
4. Джон Рейнарц та його легендарний радіоприймач

Джерело: habr.com