При всей привлекательности регенеративного метода, он обладает существенным недостатком. Параметры, определяющие величину отрицательного вносимого сопротивления
нестабильны во времени, из-за чего нестабильным получается и сам режим регенерации. Увеличение положительной обратной связи (увеличение rвн) до обращения в ноль знаменателя формулы (6) приводит к превращению усилителя в генератор, уменьшение — к существенному снижению расчетного коэффициента усиления, а значит, и к потере чувствительности. Кроме того, увеличение коэффициента усиления приемника за счет увеличения эквивалентной добротности ограничивается требованиями к полосе пропускания приемника (?fпр). Последняя, как известно, определяется выражением
и не должна быть меньше ширины спектра принимаемого сигнала.
Классическим примером обращения недостатка в достоинство является идея сверхрегенеративного усиления. Нетрудно согласиться с утверждением, что наибольший коэффициент усиления в регенераторе можно получить, находясь на границе самовозбуждения, когда знаменатель формулы (6) близок к нулю. Однако это положение и наименее устойчиво именно из-за близости к режиму самовозбуждения. Идея сверхрегенеративного приема заключается в периодическом изменении вносимого отрицательного сопротивления таким образом, чтобы усилитель на определенную часть этого периода превращался в генератор, проходя через область максимального усиления. Рассмотрим эту идею подробнее.
Как было отмечено выше, величиной вносимого сопротивления можно варьировать, изменяя либо взаимоиндуктивность М, либо крутизну транзистора S. Для пояснения принципов сверхрегенерации удобнее использовать S. Сначала выясним смысл этого параметра.
На рис.4а изображена входная характеристика транзистора, представляющая собой зависимость тока базы (Iб) от напряжения между базой и эмиттером (Uбэ). К базе обычно подключено напряжение смещения (U0), задающее положение рабочей точки (РТ1) на входной характеристике. При подаче на базу еще и переменного напряжения амплитудой Uб ток базы будет меняться по тому же закону с амплитудой Iб (рис.4 б). При постоянной амплитуде напряжения, приложенного к базе, амплитуда тока, как это хорошо видно из сравнения рис.4б и 4в, будет зависеть от угла наклона входной характеристики в окрестностях рабочей точки. Количественно этот угол характеризуется крутизной входной характеристики Sб. Изменяя положение рабочей точки с помощью U0, можно менять Sб Амплитуда коллекторного тока (Iк) определяется по формуле
где h21э — коэффициент усиления транзистора по току в схеме с общим эмиттером. Величина
называется крутизной транзистора. Обратим внимание на то, что крутизна транзистора, как и величина Sб, зависит от положения рабочей точки транзистора на входной характеристике Конкретная форма зависимости крутизны от напряжения смещения для разных транзисторов различна. Существенным же является тот факт, что крутизна тем больше, чем больше постоянное напряжение смещения U0, что хорошо видно из рисунка. При дальнейших рассуждениях для простоты будем полагать, что крутизна прямо пропорциональна напряжению смещения U0.
Теперь можно приступать к рассмотрению режима сверхрегенерации. Обозначим значение крутизны транзистора, при которой знаменатель выражения (6) обращается в ноль (возникает генерация), через Sкр. Для получения этого значения на базу транзистора необходимо подать напряжение Uкр (рис.5 а). В исходном состоянии на базу подают постоянное напряжение смещения U0, обеспечивающее такое положение рабочей точки транзистора (РТ), при котором крутизна S0 меньше критической. Генерация в этом случае отсутствует.
Добавим теперь к постоянному напряжению некоторое вспомогательное, периодически изменяющееся, называемое напряжением суперизации (Uсуп). При достаточной его амплитуде рабочая точка будет переходить в область, где крутизна транзистора становится больше критической. Этой ситуации на рис.5б соответствует интервал времени t1-t2.
На это время знаменатель формулы (6) становится отрицательным, и в контуре обеспечиваются условия возникновения автогенерации.
Если в контур из антенны поступает напряжение сигнала амплитудой Uc, то колебания в контуре начнут нарастать, начиная с этого значения, по экспоненциальному закону, описываемому формулой [2]
Страницы: 1, 2 |
