Ricevitore Monotransistor con sensibilita' di -100 dBm e dinamica di 100 dB

 All'inizio del 2019 mi sono voluto togliere per curiosita' lo sfizio di misurare le prestazioni di cio' che autocostruivo ed usavo da ragazzino per ricevere sulla gamma OM dei 2 metri .

Ricevitori superreattivi ( che scherzosamente chiamavamo superlavativi o superlavapiatti ) .....

Pubblico ora perche' uno degli amici del tempo con cui facevamo queste cose , avendo saputo dell'esperimento , mi ha pregato di pubblicare i risultati in quanto anche lui curiosissimo in merito .

A quei tempi la modulazione usata era unicamente l'AM.

Per ricevere era possibile costruire dei ricevitori monotransistor collegati unicamente ad una cuffia e ricevere semplicemente con uno stilo numerosissimi radioamatori .

Ricordo che dalla mia cameretta a Torino ricevevo ad esempio come DX .... I1LOV da Malnate ( dalle parti di Varese ) . Oppure piu' vicino I1RRT da Biella  , se non I1BNH (RIP) che gia' allora teneva in radio delle spiegazioni tecniche serali che non mi perdevo mai .

Il desiderio di capire quali fossero le reali prestazioni di ricevitori soci' semplici , mi ha portato a riprodurre uno dei tantissimi esemplari che costruivo per pura imitazione ma con grande facilita' anche per molti miei amici curiosi , ma di cui , non avevo conservato gli schemi .

Convinto di potere in un attimo raggiungere il risultato , ho guardato in rete ed ho trovato tantissimi schemi , ma decisamente diversi da quelli che ricordavo e dopo averne costruiti ,con esiti decisamente scarsi cinque o sei , ho lasciato perdere .

A Febbraio di quell'anno , mettendo un po' a posto tra le riviste , mi viene sottomano un vecchio CQ elettronica di quel tempo , che mi metto a sfogliare .

Bingo .... Ecco il famoso circuito Colpitts che funzionava praticamente sempre ..... e che si usava anche nei Grip Dip Meter .

Perche' oggi non si veda  piu' , ritengo sia perche' e' un circuito bilanciato per cui anche la sintonia ha bisogno di un sistema bilanciato o perlomeno " appeso flottante " .

Detto questo , il circuito superreattivo , deriva dal circuito a reazione in cui il palleggiamento di un circuito RC di polarizzazione porta all'innesco e disinnesco ciclico delle oscillazioni ( frequenza di commutazione o "quench" ) .

Il risultato di tutto questo e' che il sistema rivela e demodula con grande sensibilita' un segnale modulato in ampiezza ed anche in maniera logaritmica , tant'e' che non necessita di circuiti di AGC .

Il soffio che si sente scrosciare quando non c'e' segnale e' dovuto al rumore generato internamente dal transistor e diminuisce tanto piu' il segnale in ingresso e' maggiore .

La selettivita' e' limitata , ma certamente molto maggiore di quella del singolo circuito accordato impiegato . Questo per l'effetto di moltiplicazione del Q dovuta all'innesco dell' oscillazione ( come nei ricevitori a reazione che pero' si tengono al di sotto dell'oscillazione che qui invece come abbiamo detto e' ciclica ).

Per contro parliamo di un oscillatore casualmente modulato in forma non sinusoidale collegato ad un antenna e cioe' di un disturbatore non da poco .

Ricordo che quando veniva a trovarmi un mio amico che ne aveva costruito anche lui uno , pur ricevendo in due stanze diverse era una lotta di sintonie selvagge ...hi ....

Comunque , alla fine , sono riuscito a riprodurre , prima in maniera volante e poi piu' stabile , un ricevitore superreattivo che ho misurato con gli strumenti .

I risultati si vedono in parte nei video , in parte nelle figure .

Lo schema "magico " e' il seguente :

Qui l'ho collegato ad un amplificatore audio , ma una volta collegavamo in serie al circuito del ramo positivo un trasformatore recuperato dalle radioline a transistor commerciali e poi lo collegavamo ad un auricolare ad 8 Ohm , o ad un auricolare piezoelettrico o addirittura senza trasformatore , si poteva collegare in serie una di quella cuffie che si usavano con le radio a galena ad alta impedenza ( 2000 Ohm) , con il rischio prima o poi di bruciarla visti i fili minuscoli delle bobina . 

Qui c'e' la foto della prima prova " volante " :

L'antenna e' un filo con coccodrilli collegato ad un portabandiera di una trentina di centimetri .

Sintonizzando ho potuto ricevere in gamma Aeronautica , che trasmette in AM , la torre di controllo di Caselle e gli aerei in avvicinamento oltre ad uno strano segnale che sembrava una musica aliena e che ho poi localizzato provenire dal videoregistratore di sorveglianza , come da foto seguente .

Il segnale si ascolta in sottofondo nel secondo video delle misure di seguito .Purtroppo il telefonino non e' risultato molto efficiente nel registrare l'audio dall'ambiente .

Di seguito il video della prova di sensibilita' e dinamica 

Di seguito il video con la visualizzazione dell' uscita audio in cui si vede bene la frequenza di commutazione del superreattivo che poi ho misurato anche con un frequenzimetro .

Se con le cuffie ci pensano loro o l'orecchio a tagliarlo via , usando un amplificatore AF sarebbe comunque bene un po' di filtraggio con un semplice passa basso RC od LC .

In sottofondo il segnale di musica " aliena " individuato poi provenire dal video registratore .

Di seguito il ricevitore " disturbatore " collegato ad un analizzatore di spettro .

Si puo' notare un inviluppo che arriva fino a 0 dBm ( il che vuol dire che la potenza totale sara' maggiore , se si volesse conoscerla basterebbe collegare un bolometro ) .

Diciamo che assorbendo circa 2mA a 12 V abbiamo 24 mW di assorbimento , considerando un rendimento di circa 50 % siamo dalle parti di 10 mW ... Gia' un discreto trasmettitore .

La larghezza dei disturbi e' elevata fino a +/- 10 MHz , la seconda armonica a -30 dBc .....

Un ottimo disturbatore ....hi .....

Frequenza di commutazione misurata all'uscita AF 

Le misure sono state effettuate sul prototipo con montaggio "pulito"  come da foto seguente e schema della prima immagine : 

Per avere una idea della sintonia , si puo' misurare il Return Loss o VSWR ingresso del ricevitore ( spento ) 

Considerazioni finali : 

Una volta ottenuto un funzionamento decente non mi sono messo a cercare ulteriori ottimizzazioni , forse possibili agendo sulla frequenza di commutazione che sostanzialmente , una volta trovato il migliore punto di funzionamento ruotando il potenziometro sull'alimentazione dipendono dalla resistenza da 180 kOhm ( che polarizza anche il transistor ) e del condensatore da 330 pF .

Quello che non bisogna fare e' scendere troppo perche' altrimenti la frequenza di commutazione diventa udibile . Normalmente un buon compromesso e' dieci volte la massima frequenza udibile .

Per questa ragione il ricevitore non si presta ad essere usato a frequenze basse .

Il mio primo collegamento in assoluto lo feci con un ricetrasmettiore da 10 mW cinese con trasmettitore quarzato a 27.125 Mhz  e ricevitore superreattivo .

Dopo avere risposto a probabilmente mille chiamate CQ ( ricevevo con il superreattivo praticamente tutta la banda CB , ma trasmettevo su una sola frequenza con 10 mW e uno stilo ) mi sento rispondere da tale CB Patagonia che poi abitava a circa 200m dal mio QTH .

Mi sono chiesto mille volte perche' con lo stesso quarzo non potevano rendere il ricevitore piu' selettivo e da pierino ci ho provato piu' volte , ovviamente non riuscendoci perche' il quarzo avendo un alto Q non lo puoi fare oscillare e spegnere troppo velocemente .

E pensare che sui famosi libri di compendio degli schemi di John Markus che ho consumato a furia di leggerli e costruirli  c'e' una schema con un superreattivo a quarzo a 10 MHz pubblicato su una rivista americana che provai a costruire fino allo sfinimento senza cavarci nulla .

Ovviamente non poteva funzionare anche se non si puo' dire che magari essendo molto vicini alla stazione di frequenza e di tempo non si ricevesse ... ma non certo funzionava come un superreattivo a banda stretta , perche' e' impossibile .

Come non si puo' fare un superreattivo in Onde Lunghe o Medie .

Ho visto qualche schema , ma anche questi ,provati , ricevevano qualcosa , chissa' come tra mille fischi.

A queste frequenze invece funzionano benino i ricevitori a reazione .

Un'altra osservazione e' sul modo di ricezione .

Il superreattivo demodula l'AM .

Quando sono cominciate in 2 metri le prime emissioni in FM a banda stretta si sentiva solo ammutolire il ricevitore superreattivo per via della portante , ma non si sentiva niente .

In rete ho visto N schemi di superreattivi per la banda FM 88-108 MHz .

Posso solo pensare che ricevano in qualche maniera se ci si sposta su di un lato della sintonia ( dove peraltro , almeno in Italia ci si aspetta di avere interferenze , inoltre , con la larghezza di banda del superreattivo , mi aspetterei comunque di ricevere N stazioni assieme ) .

Pero' dico la verita' ,non ho mai provato , per cui se qualcuno ha esperienze positive rispetto a quello di negativo che penso , mi corregga in modo che possa imparare qualcosa di nuovo .

Per ultimo , in cerca di miglioramenti , ho costruito qualche volta dei ricevitori in cui la frequenza di commutazione veniva imposta da un oscillatore secondario ( gli schemi siffatti sono , non credo per caso , veramente un'esigua minoranza rispetto al totale ) ..

Non sono mai riuscito a cavarci nulla di particolarmente buono o migliore .

Credo che sia per la stessa ragione per cui quando cercando di migliorare delle saldatrici ad oscillatore libero , ho stabilizzato la frequenza con un quarzo .

Disastro , mentre quelle con oscillatore libero andavano benissimo .

Questo perche' se la reazione e' calibrata nel modo giusto , il circuito piu' " libero " trova da solo il punto di lavoro migliore .

A volte piu' i circuiti sono semplici , piu' c'e' da meditare ......

Buon divertimento e se vi cimentate , o vi siete cimentati ora od in passato ed avete voglia di raccontare le vostre esperienze qui od in privato  vi prego di farlo : reclaudio@alma.it