Слаботочка Книги

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 [29] 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82

Для обсуждения вопроса о реальной избирательности воспользуемся введенным Л. С. Гуткиным понятием эффективной амплитуды сигнала на выходе СР, т. е. на входе детектора Лэ (35], удобным для описания процессов в СР с детектором средних значений. Напряжение частоты модуляции иа выходе детектора при это принимается пропорциональным эффективной амплитуде, а реальная кривая избирательности будет иметь вид:

г/р(?)=э()/Лэ(0), (3.56)

где % - относительная расстройка. При линейном детекторе Аз=

4тах(0. а при квадратичном Лэ = V2ma5t(0. где mai()

-амплитуда напряжения на контуре СР в момент t, а черта сверху означает усреднение за период суперизации.

Сделаем еще одно замечание относительно коэффициента усиления СР. В § 3.1 были получены (выражения для коэффициента усиления СР, которые представляют собой отношение максимального напряжения, снимаемого с контура СР Л(/5), или соответствующей максимальной мощности к амплитуде ЭДС сигнала -в контуре Л с. Этот коэффициент усилении естественно назвать общим, максимальным или пиковым. Однако нужно иметь в виду, что и в отсутствие эффекта сверхрёгеиерации мы имели бы увеличение ЭДС контура в Qo раз (Qo - добротность нерегенерированного контура) с Л с до Лоо, следовательно, эффективность СР как усилителя можно оценивать дополнительным усилением, получаемым в СР, с Лео ДО A{ts), или лучше

Сд=Лэо/Лсо. (3.57)

Итак, на входе детектора присутствуют как свободные колебания высокой частоты в активное время с амплитудой Лэа, так и вынужденные колебания в пассивное время с амплитудой Лэп. Правда, эти колебания существуют в разное время, но, поскольку нагрузка детектора является инерционной для частоты суперизации, их эффект будет аддитивным. Поэтому эффективная амплитуда на выходе СР при расстройке

Лэ(5)=>!эа(1)+Лэп(Ю. (3.58)

Подставляя (3.58) в (3.56) и учитывая, что при отсутствии расстройки Лэп(О) <Лэа(0)=Лэ(0), найдем уточненное выражеииедля кривой избирательности СР

yADyAD+yuil). (3.59)

Здесь первый член правой части определяется максимальной амплитудой напряжения на контуре в момент при расстройке

!/а(5)=Лоа()/Лэа(0)=Л(, 5)/Л (О, h)

и является другой формой записи выражения (3.1) для Si(]Ato) - уравнения АЧХ СР в области малых расстроек без учета вынужденных колебаний в пассивное время. Второе слагаемое в (3.59)

у (?)=Лп (Ю/Ла (0) = 1 Сд (3.60)

учитывает эти колебания, что особенно существенно при больших g, поскольку с ростом расстройки Уа (I) уменьшается значительно быстрее, чем УпЦ). Выражение (3.60) является уравнением резонансной кривой контура с добротностью Qo, увеличенной в /Сд раз-

-S -4 -У -2 -7

Для проверки справедливости высказанных соображений был выполнен эксперимент на специальном макете. Сначала была снята экспериментально кривая избирательности CP по той же методике, что и АЧХ линейной части супергетеродина, т. е. уровень входного сигнала на входе приемника изменялся при расстройке частоты сигнала таким образом, чтобы напряжение на выходе детектора превышало напряжение шума при отсутствии сигнала в заданное число раз. Влияние вынужденных колебаний и эффекта прямого детектирования на избирательность CP видно из рис. 3.6.

Эффект прямого детектирования сигнала оказывает влияние и на временную избирательность СР. Так как CP не усиливает сигналы, приходящие в промежутках времени между вспышками свободных колебаний, помехоустойчивость CP по отношению к импульсным помехам лучше, чем у супергетеродина с такой же полосой

пропускания (см. § 4.4). S 6% Однако свойства временной -f-*- селекции CP для сильных импульсных помех из-за эффекта прямого детектирования сигнала в значительной степени утрачивается.

Таким образом, эффект прямого детектирования сигнала в CP приводит к ухудшению его частотной селекции в области больших расстроек и временной селекции для сильных сигналов.

Для уменьшения коэффициента шума приемника, снижения влияния антенны на настройку CP, а также подав.тения паразитного излучения в антенну в сверхрегенеративных приемниках часто применяют УРЧ. Однако это ухудшает экономичность приемника, особенно при работе его в диапазоне частот от десятков мегагерц и выше, поскольку на этих частотах невозможно использовать транзисторы в микроточном режиме.

Сверхрегенеративный приемник с УРЧ можно сделать экономичнее, введя суперизацию УРЧ, которая одновременно позволяет уменьшить и влияние эффекта прямого детектирования (рис. 3.7, 3.8). В описываемом приемнике используется напряжение суперизации прямоугольной несимметричной формы. Ниже рассматриваются процессы и особенности работы такого СР.

i качестве генератора напряжения суперизации в приемнике используется несим:метричный мультивибратор, работающий в автоколебательном режиме. Выход генератора суперизации ГС соединен с УРЧ через цепь R1, С1 и с CP через интегрирующую цепь R2, С2. Рассмотрение процессов в приемнике начнем в момент времени ta - начало импульса мультивибратора. До момента ia УРЧ и CP закрыты и сигнала в контуре CP нет. С момента времени ia начинается быстрый заряд конденсатора С1 через резистор RI, напряжение на входе стробирования УРЧ увеличивается, достигая

У, дБ

Рис. 3.6. Кривые избирательности CP при больших расстройках:

----- эксперимент; - ----

расчет;----расчет без учета

колебаний в пассивное время

йапряжёнйя открывания V(,a й момент Ёрбмемй /б.бткрытие УРЧ приводит к лоявлению напряжения сигнала на контуре СР. Это напряжение нарастает на интервале tb ... от нуля до значения, близкого к напряжению в установившемся режиме. В момент открытия УРЧ в контуре СР возникают свободные быстрозатухающие колебания ударного возбуждения, обусловленные нарастанием тока через транзистор УРЧ. Однако благодаря наличию цепочки R1, С1 ток нарастает плавно, вследствие чего амплитуда колебаний ударного возбуждения получается небольшой и к моменту времени tc колебания успевают уменьшиться до уровня щумов.

На рис. 3.8 колебания ударного возбуждещя не показаны, поскольку при анализе работы приемника ими можно пренебречь, если интервал времени 4 . . tc достаточен для их затухания. Постоянная времени интегрирующей цепи С2 выбирается в несколько раз больше, чем у цепи R1, С1, поэтому напряжение на входе суперизации СР достигает С/б0 при t=te>tb,

т. е. позже, чем на входе стробирования УРЧ, вследствие чего транзистор СР открывается с запозданием относительно момента tb. По мере роста напряжения суперизации коэффициент усиления транзистора СР возрастает.

Коэффициент усиления транзистора СР возрастает, затухание его контура уменьшается, а напряжение сигнала на контуре увеличивается. При t=td напряжение суперизации достигает критического значения Uu-p, при котором затухание контура обращается в нуль. При t>td затухание контура становится отрицательным и СР переходит в режим генерации. Заметим, что интервал времени tc ... td обычно значительно меньше интервала tt ... tc, поэтому в первом приближении можно принять tctd и считать точку tc началом вспышки свободных колебаний. Абсолютное значение отрицательного затухания контура увеличивается вплоть до момента времени te, соответствующего максимальному значению напряжения суперизации. После окончания импульса мультивибратора при t=tf процесс нарастания колебаний на контуре продолжается до тех пор, пока напряжение на конденсаторе С2 в процессе его разряда не уменьшится до С/нр, при котором затухание контура вновь становится равным нулю. При t>t затухание контура плавно увеличивается до исходного значения do, а вспышка колебаний затухает.

Таким образом, все процессы в СР с суперизацией УРЧ протекают так же, как в обычном СР, за исключением процесса нарастания вынужденных колебаний сигнала перед возникновением вспышки.

Импульсный редким работы УРЧ приводит к уменьшению среднего тока, потребляемого УРЧ от источника питания, при этом чувствительность прмемника не изменяется, так как для нормальной работы сверхрегенератнвного каскада достаточно наличия сигнала на его входе только в момент возникновения вспышки свободных

Рис. 3.7. Структурная схема сверхрегенератнвного приемника с суперизацией УРЧ

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 [29] 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82