В точке 4 рост амплитуды импульсов коллекторного тока полностью компенсируется уменьшением их угла отсечки. Как следствие, постоянная составляющая Iк0 перестает изменяться, достигнув своего максимального значения. Далее амплитуда импульсов коллекторного тока еще некоторое время растет, но уменьшение угла отсечки уже таково, что постоянная составляющая коллекторного тока уменьшается. Это приводит к уменьшению крутизны нарастания напряжения на конденсаторе. Само же напряжение продолжает еще расти, смещая рабочую точку транзистора вниз по характеристике, что приводит к уменьшению ее крутизны. Из-за этого начинает уменьшаться амплитуда коллекторных импульсов, что увеличивает скорость спада постоянной составляющей Iк0. Уменьшается и напряжение в контуре. В точке максимума напряжения Uc (рис.11а) значение постоянной составляющей таково, что ток заряда конденсатора становится равным току разряда, и далее ток разряда превалирует.
В точке 5 амплитуда напряжения на контуре уменьшается до такой величины, при которой напряжение обратной связи перестает превышать пороговый уровень 450 мВ (рис.11б). Транзистор закрывается. Импульсы коллекторного тока исчезают, становятся равными нулю амплитуда первой гармоники и постоянная составляющая коллекторного тока. Напряжение на конденсаторе имеет величину Uco. Энергия, запасенная в контуре к этому моменту, обеспечивает существование в нем затухающих колебаний, амплитуда которых убывает в соответствии с формулой (7). Конденсатор С4, отсеченный от источника питания закрывшимся транзистором, разряжается через резистор R3 по экспоненте (8). Формирование вспышки закончено. Когда напряжение Uбэ за счет разряда С4 достигнет величины 450 мВ, начнется процесс формирования новой вспышки.
Необходимо особо подчеркнуть, что если скорость уменьшения напряжения на конденсаторе будет больше скорости уменьшения амплитуды колебаний в контуре, то, как это явствует из рис.11 б, импульсы напряжения обратной связи будут продолжать превышать пороговый уровень, и срыва колебаний не произойдет. Каскад перейдет в режим непрерывной генерации. Вышеупомянутые скорости зависят соответственно от величин ?p и ?. Очевидно, условие существования прерывистых колебаний имеет вид
Это третий момент, который необходимо учитывать при настройке.
До сих пор мы считали, что в контуре отсутствует напряжение сигнала. В этом случае процесс формирования всех вспышек одинаков, и в результате их амплитуда, длительность и период следования постоянны. Соответственно, постоянны эти параметры и у импульсов коллекторного тока (рис. 11 г). Пропустив эти импульсы через фильтр нижних частот (ФНЧ), получим на его выходе постоянное напряжение, пропорциональное амплитуде импульсов. При поступлении из антенны в контур сигнала, картина меняется. В момент времени, соответствующий критическому значению крутизны транзистора (точка 2), напряжение в контуре начнет нарастать не с нулевого значения, а с величины, равной амплитуде сигнала в контуре. Соответственно увеличатся как максимальная амплитуда вспышек, так и амплитуда импульсов коллекторного тока. В свою очередь, это приведет к увеличению напряжения на выходе ФНЧ. Если сигнал, поступающий в контур, модулирован по амплитуде, то, в конечном счете, окажутся модулированными и импульсы коллекторного тока, а значит, сигнал на выходе ФНЧ будет повторять по форме огибающую входного сигнала.
Поскольку в контуре всегда существует собственное напряжение шумов, то при отсутствии входного сигнала напряжение, с которого начинаются высокочастотные вспышки, определяется значением шумового напряжения в момент, соответствующий точке 2 на графиках. От вспышки к вспышке напряжение шумов меняется по случайному закону, поэтому на выходе ФНЧ наблюдаются колебания, которые воспринимаются на слух в виде характерного "суперного" шума.
Фильтр нижних частот, выделяющий полезный сигнал, как следует из вышеприведенных соображений, должен находиться в коллекторной цепи. Иногда так и делается. Однако рассмотренный процесс формирования напряжения на конденсаторе С4 (рис.8) позволяет сделать вывод, что амплитуда импульсов и на этом конденсаторе также будет меняться по закону огибающей входного сигнала. На вход ФНЧ R4-C7 подается пилообразное напряжение суперизации именно с С4.
В заключение необходимо отметить, что часть напряжения сигнала, поступившего из антенны в контур, по цепи обратной связи попадет на базу транзистора и будет складываться там с пилообразным напряжением суперизации и постоянным напряжением смещения. В результате момент пересечения суммарным напряжением Uбэ уровня отпирания транзистора (точка 1 на графиках) от периода к периоду будет изменяться, вызывая изменение частоты следования вспышек во времени по закону огибающей входного сигнала. Этот эффект присущ только сверхрегенераторам с автосуперизацией и делает амплитуду выходного сигнала приемника зависящей не только от амплитуды вспышек на контуре, но и от их частоты. За счет этого дополнительно растет коэффициент усиления. Из рис.11б очевидно, что чем меньше угол, под которым пересекаются результирующее напряжение Uбэ с пороговым уровнем 450 мВ, тем сильнее будет изменяться момент начала вспышки и, соответственно, появится дополнительный выигрыш в усилении. Это четвертый полезный для практики результат подробного анализа принципа действия сверхрегенератора.
При отсутствии полезного сигнала аналогичный процесс будет происходить под действием собственных шумов каскада. Это можно использовать при оптимизации режима работы сверхрегенератора. Подключив осциллограф через конденсатор 5...15 пФ к коллектору транзистора, можно наблюдать вспышки колебаний в контуре. Выбрав длительность развертки осциллографа такой, чтобы на экране умещалось 4-5 вспышек, и засинхронизировав развертку по первой из них, можно наблюдать "дрожание" остальных вдоль оси времени под действием собственных шумов. В процессе настройки необходимо добиться как можно большей амплитуды этих "дрожаний", что будет свидетельствовать о максимальном коэффициенте усиления приемника. Вместо высокочастотных вспышек можно наблюдать пилообразное напряжение суперизации, подключив осциллограф к конденсатору С4.
Страницы: 1, 2, 3 |
