В работе [3] был рассмотрен сверхрегенеративный приемник, выполненный на основе барьерного LC-автогенератора (см. рис.1).
Сам сверхрегенеративный детектор приведен на рис.2. Сигнал НЧ можно снимать с любой из точек 1, 2 или 3. В точках 1 и 2 присутствует НЧ сигнал и напряжение с частотой автогашения, а в точке 3 кроме упомянутых сигналов -еще и ВЧ сигнал с частотой LC контура.
Поскольку чувствительность схем сверхрегенеративных детекторов небольшая (около половины милливольта), для получения чувствительности в 5 микровольт в схеме [3] присутствовали два УРЧ с суммарным усилением 40 дБ (100 раз по напряжению)
Можно значительно увеличить чувствительность такого сверхрегенеративного детектора, если вместо схемы контура, приведенной на рис.3, применить контур «на повышение напряжения» (см. рис.4)
Даже такая простая доработка контура без изменения печатной платы приемника [3] дает поразительный результат: чувствительность собственно сверхрегенеративного детектора повышается примерно в 500 (!) раз. Таким образом, если надо получить чувствительность сверхрегенеративного приемника 1...5 микровольт, можно вполне отказаться от двух УРЧ. Заметим, что дальнейшее повышение чувствительности с помощью УРЧ особых результатов не дает, что вполне согласуется и с выводами работы [4]. Это обстоятельство еще раз демонстрирует впечатляющие возможности согласования по ВЧ.
Отметим, что схема, приведенная на рис.4, требует подключения 50-омной антенны через буфер (эмиттерный повторитель), в противном случае частота настройки такого приемника будет в значительной степени определяться антенной и расположением различных внешних объектов.
 
 
Следует помнить, что вначале сверхрегенеративные приемники конструировали на радиолампах, и только позднее их начали выполнять на биполярных транзисторах. И те радиолюбители, кто экспериментировал как с ламповыми, так и с транзисторными сверхрегенераторами, всегда отмечают более устойчивую работу именно ламповых сверхрегенераторов. При этом их чувствительность значительно превосходит чувствительность сверхрегенераторов, выполненных на биполярных транзисторах. И если на первых этапах использования транзисторов такое превосходство ламповых схем объясняли «несовершенством» транзисторов, то в настоящее время об этом говорить уже нет смысла.
Причины низкого качества транзисторных сверхрегенераторов, по-видимому, следует искать в другом. Одна из возможных причин, по мнению автора, заключается в том, что лампы, как известно, обладают достаточно большими входными/выходными сопротивлениями, а биполярные транзисторы - сопротивлениями низкими. В этой связи можно предположить, что, перенеся практически без изменения схемотехнику ламповых сверхрегенераторов на транзисторную базу, получили в результате значительное ухудшение работы транзисторных сверхрегенераторов по сравнению с их ламповыми прототипами.
Однако, применяя, где это необходимо, согласование с помощью частичного включения контуров и широко используя эмиттерные повторители, можно получить и для сверхрегенераторов на биполярных транзисторах высокую чувствительность при достаточной стабильности в работе. Реализация этой идеи показана на рис.5. Как видно такой приемник уже не содержит двух каскадов широкополосных барьерных УРЧ при той же чувствительности, что и конструкция [3].
Эмиттерный повторитель на VT1 и VT2 стоящий на входе приемника, достаточно сильно изолирует антенну от контура сверхрегенератора. По этой причине параметры 50-омной антенны, а также окружающие предметы перестают влиять на частоту настройки приемника
Для лучшей стабильности работы сверхрегенеративного детектора на VT3, VT4 сигналы НЧ снимаются с него также через эмиттерный повторитель на VT5, VT6. Собственно фильтрация по НЧ (с помощью простейшего ФНЧ L3, C22) осуществляется не по входу сверхрегенеративного детектора, а по выходу эмиттерного повторителя. Это разгружает сверхрегенеративный детектор, способствуя его более устойчивой работе.
Резистор R16 служит для регулировки громкости приемника, Конструкция УНЧ на VT7, VT8, а также данные по L1 такие же, как и в [3].
Схему на рис.5
можно модернизировать, применяя, например, современные полевые транзисторы в истоковых повторителях или операционные усилители для ФНЧ и УНЧ, а также выполняя «эмиттерные» повторители по другим, более оптимальным схемам, что позволит значительно снизить токопотребление и габариты конструкции.
В процессе эксплуатации было замечено, что в отсутствии сигнала сверхрегенеративный приемник [3] сильно шипит (четко слышен характерный суперный шум). Как видно из рис.2, при включении напряжения питания конденсатор С3* разряжен и генератор на VT1, VT2 не работает. Через некоторое время после включения питания С3* через сопротивления R1* и R2 заряжается до напряжения питания, при котором генератор запустится. При запуске генератора ток через него возрастает, и С3* через работающий генератор быстро разряжается. Этот процесс повторяется снова и снова (при надлежащем выборе значений R1*, R2 и С3*). Таким образом, реализуется режим прерывистой генерации, а на С3* (точка 2) или R2 (точка 1) будет наблюдаться переменное напряжение с частотой автогашения (близкое по форме к пилообразному).
Однако при таком ходе процесса суперный шум не должен наблюдаться, т.к. генератор будет запускаться (затормаживаться) через определенные промежутки времени строго периодически!
И тем не менее сверхрегенеративный приемник в отсутствие принимаемого сигнала продолжает шипеть... Для объяснения наличия подобного шума можно опираться на флуктуационную теорию, согласно которой следует рассматривать уточненные эквивалентные схемы катушки индуктивности и конденсатора. Так, согласно этой теории, катушка индуктивности обладает сопротивлением активных потерь RL, а конденсатор - соответственно сопротивлением активных потерь RС (см. рис.6). При этом принимается, что реактивные элементы в «идеале» активными потерями (сопротивлениями) не обладают, т.е. не «шипят». При учете RL и RС, которые, в свою очередь, являются источниками (генераторами) теплового шума (например, тепловых ЭДС и тока), уже можно допустить, что в какой-то момент времени генератор запускается (затормаживается) чуть позже, чем это было бы возможно при полном отсутствии тепловых шумов! Вследствие процесса случайности тепловых шумов и получается некоторая неопределенность во времени запуска (затормаживания) генератора, чем можно уже объяснить возникновение шумов на НЧ выходе сверхрегенеративного детектора в отсутствии принимаемого сигнала.
Сам сверхрегенератор (когда он «шипит») усиливает по амплитуде такой случайный шум (напряжение шумов, например, на активных сопротивлениях потерь в LC контуре). Заметим, что в процессе усиления тепловых шумов LC контура в сверхрегенераторе происходит частотная (фазовая) модуляция несущей его генератора, но никак не AM (несущую «шипящего» сверхрегенератора нельзя обнаружить даже с помощью CW/SSB приемника).
Возможное объяснение наличия суперного шума в сверхрегенеративном приемнике позволит лучше понять тонкий механизм его работы, что может быть полезным при дальнейших модернизациях приемника.
|
