> Техника, страница 83 > Суперрегенеративный прием
Суперрегенеративный прием
Суперрегенеративный прием, (метод радиоприема, осуществляемый особым типом приемника с обратной связью (смотрите), суперрегенератором, в котором один из параметров, влияющих на величину последней, периодически изменяется со временем, притом с частотой, значительно меньшей, частоты, составляющей спектр принимаемого сигнала. В обычном приемнике с обратной связью [регенератор (смотрите)] наибольшая чувствительность для очень слабых сигналов достигается, когда обратная связь близка к значению, соответствующему порогу генерации. Но неограниченно повышать чувствительность регенератора нельзя не только потому, что практически невозможно осуществить устойчивую работу очень близко от порога генерации; этого нельзя сделать еще и по той принципиальной причине, что чувствительность ограничивается нелинейностью лампы. В суперрегенераторе, в отличие от регенератора, обратная связь не остается постоянной, а периодически изменяется; она то увеличивается, переходя за порог генерации, то опускается ниже этого порога. В те промежутки времени, когда обратная связь нревосходит порог генерации, происходит сильное нарастание колебаний, использование которого позволяет осуществить чувствительность, значительно превосходящую чувствительность регенератора.
Идея и первые схемы С. п. предложены Армстронгом в 1922 г.; в настоящее время суперрегенератор применяется почти исключительно для приема ультракоротких волн, причем в этой области он является почти единственным широко применяемым приемником. Объясняется это тем, что для ультракоротких волн применение обычных методов усиления высокой частоты представляет трудности, в то время как суперрегенератор позволяет очень просто осуществить большую чувствительность. Отличием в методах осуществления обратной связи, применяемых для возбуждения метровых и более длинных волн, с одной стороны (использование свойств статич. характеристик лампы), и, с другой стороны, для возбуждения дециметровых волн (использование запаздывания электронов по отношению к напряжению), обусловлено отличие в схемах суперрегенераторов, употребляемых для приема тех и других волн.
С х е м ы с у п е р р е г е н е р а т о р о в 1) Для метровых и более длинных волн. Величина обратной связи пропорциональна крутизне характеристики лампы, поэтому любую схему с обратной связью можно превратить в суперрегенератор, периодич. меняя крутизну характеристики в рабочей точке. Для этого применяют любой из следующих методов, а) Включить в цепь сетки периодическое напряжение, возбуждаемое вспомогательным генератором G (фигура 1). Рабочая точка будет колебаться по нек-рому участку характеристики АС, проходя через точки с различной крутизной (фигура 2).
б) Включить аналогичное модулирующее или
Фигура 1.
Фигура 2.
(фигура 3). Рабочая точка будет колебаться на нек-ром отрезке АС в поле характеристик, поочередно посещая области с различным значением крутизны (фигура 4).Графич. изображение процессов, происходящих при С. п., осуществляемом по этому варианту, дано на фигуре 5. в) Использовать одну из схем «самомодуляции», при которых возбуждающиеся колебания высокой частоты заставляют рабочую точку смещаться по характеристике в сторону меньшей крутизны до тех пор, пока они не погаснут^ и в которых затем рабочая точка автоматически возвра-VI щается в область боль-
ствие чего колебания высокой частоты возбуждаются вновь, и весь цикл возобновляется.
Одна из таких схем—схема прерывистого генератора—представлена на фигуре 6. Здесь благодаря жесткому характеру возникновения колебаний Высокой частоты при изменении среднего сеточного напряжения 1С зависимость среднего сеточного тока гс от ес имеет вид гистерезисной петли (фигура 7). Такой вид зависимости вызывает возникновение медленных релаксационных колебаний (смотрите) напряжения на контуре RC (фигура 6), а т. к. это напряжение совпадает с
Wl/WWVWWVWV^
Принимаемые колебания
Модулирующее напряжение в анодной цепи
Напряжение на сетке
t
t
Суммарное напрем анода
Ток в телефоне
Фигура 5.
сеточным смещением, то получается периодич. изменение сеточного смещения, а следовательно и периодич. «медленное» изменение крутизны в рабочей точке. К этому классу схем принадлежит схема радиоприемника, называемая схемой ФлюэЛлинга и употребляемая для диапазона коротких и средних волн (десятки и сотни м).
Эта схема представлена на фигуре 8. 2) В генераторах дециметровых волн факт получения
От
1
4 с
“Т±Г
R
Фигура 6.
Фигура 7.
самовозбуждения подбором напряжения на сетке и на аноде указывает, что эти параметры влияют на величину обратной связи, осуществляемой запаздыванием электронов. Поэтому суперрегенератор получается включе-
&
Фигура 9.
нием в анодную или сеточную цепь дециметрового генератора медленного, периодически изменяющегося напряжения (фигура 9).
Режимысуперрегенераторов в отсутствии сигнала. Действие суперрегенератора рассматривается ниже на примере схемы фигура 1. Схема фигура 2 принципиально ничем от нее не отличается; схемы же с самомодуля-цией при нек-рых их особенностях в основном обнаруживают те же закономерности (кратный резонанс, захватывание). Дециметровые суперрегенераторы также имеют много общего с обычными, но мало исследованы. Обычно схема осуществляется так, чтобы на некоторой доле (например ВС) участка АС (фигура 2,4) выполнялось условие самовозбуждения, а на остальной части нет. Тогда за одну часть периода «модуляции» сопротивление контура отрицательно, за другую часть—положительно (смотрите Отрицательное
-М/lH/lM-^aAa H/U--4A/W-t
Ток в телефоне -Время
сопротивление). 1) Пусть среднее значение сопротивления >0. Колебания, возникающие в контуре под действием какого-либо электрич. толчка в тот момент, когда сопротивление отрицательно, будут сначала нарастать, но в кон-це-концов затухнут; получается кратковременная вспышка колебаний; затем другой толчок дает новую вспышку колебаний и т. д. Т. к. толчки возникают случайно, то эти вспышки будут иметь самую разнообразную форму и после детектирования получится в телефоне беспорядочное чередование импульсов тока, i
| -дЛАд /iff | л|| | 1 | knr | |
| 4ллд1/ц_рк| | щт | 1 | [fr |
[Фигура и. т.е. шум или «Шорох» (фигура 10). Если модуляция очень быстрая, вспышки не будут «иметь достаточно времени», чтобы нарасти до заметной величины, и мы получим режим «без шороха».
2) Пусть теперь среднее сопротивление <0. Раз возникшие колебания будут сильнее нарастать за то время, в течение κ-pbro сопротивление <0, чем затухать за время, когда оно >0, и в результате получается нарастающее модулированное колебание. Через достаточное время мы будем иметь благодаря нелинейности характеристики установившееся Модулированное колебание (фигура 11). Это—режим модуляции. Обычно прием ведется при режиме шороха.
Действие сигнала на суперрегенератор. Если на суперрегенератор действует синусоидальная эдс, то, как показывает опыт в согласии с матема-тич. теорией, резонанс наступает тогда, когда частота сигнала совпадает с несущей частотой приемника или отличается от нее на величину, являющуюся целой кратной частоты модуляции (фигура 12). Грубо это можно объяснить так: при разных значениях сопротивления контур обладает разной чувствительностью к синусоидальной эдс,и периодич. изменение сопротивления в нек-ром смысле равносильно периодич. изменению величины воздействия, оказываемого на контур, то есть действию модулированной эдс. Но в этом случае, как
Частота модуляции
А А
А/У.
i контура Фигура 12.
известно, резонанс наступает не только при совпадении частоты контура с несущей частотой сигнала, но и при совпадении ее с каждой из боковых частот. При медленной модуляции все верхушки резонансной кривой сливаются между собой. «Кратный резонанс» обусловливает плохую избирательность суперрегенератора в отношении синусоидальных эдс различной частоты. Большая чувствительность суперрегенератора объясняется тем, что колебания, вызванные внешней эдс, Могут сильно нарастать за то время, что сопротивление отрицательно. Поэтому суперрегенератор чувствительнее при режиме шороха, чем в отсутствие шороха. Однако эта чувствительность была .бы бесполезной, если бы система была «линейной» и подчинялась принципу суперпозиции, т. к. тогда на сигнал накладывался бы шорох тем более сильный, чем суперрегенератор чувствительнее. Так как в действительности суперрегенератор является нелинейной системой вследствие кривизны характеристики лампы, то эта нелинейность нарушает принцип суперпозиции и вызывает явление, аналогичное захватыванию в регенеративном приемнике: шорох (колебание, несущая частота которого задается контуром) исчезает и остается только колебание (несущая частота его есть частота эдс), модулированное частотой вспомогательного генератора. Когда прием ведется на режиме модуляции, сигнал вызывает увеличение мощности колебаний, причем также возникают «нелинейные» явления, аналогичные «захватыванию». Вдали от резонансцых настроек слышны свисты, вызванные детектированием колебания, близкого к суперпозиции модулированных колебаний, несущая частота которых задается коцтуром, и модулированных колебаний, несущая частота которых есть частота сигнала; эти свисты м. б. слышимы и при неслышимой частоте модуляции. Вблизи резонансных настроек остается только «вынужденное» колебание, и свисты исчезают. Зависимость чувствительности суперрегенератора от амплитуды сигнала еще недостаточно исследована; практически существует нек-рый порог амплитуды эдс, ниже которого прием невозможен. Усиление, получаемое при С. п., вообще тем больше, чем больше отношение принимаемой частоты к модулирующей. Для приема радиотелефонии из этих соображений пользуются часто модулирующей частотой порядка 10—15 kHz. О конструкции суперрегенеративных приемников см. Ультракороткие волны.
Лит.: Горелик Г. иГинц Г., «Техника радио и слабого тока», М., 1932, 12; Г о р е л и к Г., «Журнал технич. физики», М., 1933, 1;Горелик Г., Кузов-кин В.иСекерская Е., «Техника радио и слабого тока», М., 1932, 11; Armstrong Е., «Proceedings, of the Inst, of Radio Eng.», N. Y., 1922, v. 10, p. 244—260; David P., «Onde 61ectrique», P., 1928, t. 7, p. 217—259; D a v i d P., Dufour et Mesny, ibid., 1925, t. 4, p. 175—200; К о h n, «Jahrbuch d. draht-losen Telegraphie u. Telephonic», 1931, B. 37, p. 51—58, 98-*105. Г. Горелмн.