Простые приёмники АМ сигналов

Простой регенератор

Эксперименты с регенераторами различного типа привели автора к разработке чрезвычайно простого (и чрезвычайно экономичного) регенератора, который вряд ли представляется возможным упростить еще более. Простота его схемы основана на одном интересном свойстве кремниевых биполярных высокочастотных транзисторов - способности работать при коллекторном напряжении, равном напряжению базы, около 0,5 В. Действительно, если в схеме с ОЭ (эмиттер соединен с общим проводом) в коллекторную цепь включить достаточно большую нагрузку, а на базу подавать открывающее напряжение, то при его значении около 0,5 В (порог открывания) транзистор откроется и коллекторное напряжение будет падать. Дальнейшее увеличение открывающего входного напряжения приведет к уменьшению коллекторного напряжения вплоть до 0,1 В (напряжение насыщения перехода коллектор - эмиттер при полностью открытом транзисторе). Если соединить по постоянному току базу и коллектор, а питание подвести через резистор достаточного сопротивления, то напряжение на транзисторе стабилизируется на уровне 0,5 В, в то же время транзистор сохранит свойство усиливать сигналы с амплитудой менее нескольких десятых долей вольта.

Базовая схема простого регенератора

Базовая схема предложенного устройства показана на рис. 5.19. Коллектор и база транзистора VT1 соединены по постоянному току контурной катушкой L2, а также с общим проводом через ее отвод. Напряжение питания на транзистор подается через резисторы R1R3. Изменяя их сопротивление, можно в широких пределах регулировать ток транзистора, в то время как напряжение на переходах эмиттер - коллектор и эмиттер - база изменяется в очень небольших пределах около значения 0,5 В. Ток транзистора определяется выражением I = (U - 0,5 В) / R, где R - суммарное сопротивление резисторов. Ток может составлять от единиц микроампер до единиц миллиампер, но практически при работе регенератора остается в микроамперной области.

По переменному току транзистор включен по схеме индуктивной трехточки Хартли, то есть классического автогенератора. Большая часть катушки включается в коллекторную цепь, меньшая - в базовую (отвод делается примерно от 1/3 - 1/4 полного числа витков катушки). Вводя резистор R1, мы можем создать и отрицательную обратную связь, стабилизирующую работу устройства в режиме Q-умножителя. Конденсатор С2 блокировочный, он замыкает только токи высокой частоты. Если в контуре есть сигнал, промодулированный по амплитуде, ток транзистора изменяется в такт с амплитудой колебаний, в небольших пределах варьируется и падение напряжения на резисторах R2 и R3, которые служат основной нагрузкой транзистора, - с них и можно снять продетектированный сигнал ЗЧ. Через разделительный конденсатор С3 звуковые колебания поступают на УЗЧ для дальнейшего усиления.

Обратная связь регулируется с помощью резистора R2 изменением тока транзистора, а следовательно, и его усиления. Регулировка получается очень плавной. Как показала практика, усиление транзистора должно быть небольшим, поскольку он работает в режиме микротоков, поэтому его входное и выходное сопротивления велики и слабо шунтируют контур, почти не снижая его конструктивной добротности. Еще больше ослабить шунтирование контура транзистором можно, сделав контурной катушку L1 путем подключения параллельно ей КПЕ С1. Связь с антенной в этом случае делается емкостной, через конденсатор связи (лучше КПЕ) очень небольшой емкости. Катушка связи L2 с отводом в этом варианте должна содержать меньшее число витков, чем контурная, но связь между катушками во избежание паразитных резонансов должна быть как можно сильнее. Практически витки катушки L2 наматываются поверх витков контурной катушки L1 (или между ними).

Еще одна проблема, возникающая в простых регенераторах - изменение частоты настройки при регулировке обратной связи. В данном устройстве оно происходит из-за изменения межэлектродных емкостей и времени пролета носителей заряда в транзисторе при изменении тока через него. Эффект ослабляется при применении достаточно высокочастотных транзисторов и при не слишком маленькой емкости контура.

Устройство может работать практически в любом диапазоне волн, вплоть до УКВ и СВЧ. Более того, если существенно увеличить емкость блокировочного конденсатора С2, наблюдается процесс прерывистой генерации и устройство становится простым сверхрегенератором с очень высокой чувствительностью. Частота «вспышек» генерации устанавливается подбором емкости конденсатора С2 и сопротивления резистора R2 порядка 15-50 кГц. Так, например, в одном из экспериментов данное устройство обеспечило чувствительность в сверхрегенеративном режиме лучше 0,6 мкВ на частоте 46 МГц при приеме AM сигналов. Частота вспышек была установлена порядка 15 кГц, а полоса пропускания получилась около 60-70 кГц. По сравнению с известными сверхрегенераторами данное устройство легче налаживается, более чувствительно и стабильно в работе. К недостаткам же его относится невысокий уровень сигнала ЗЧ на выходе, что, впрочем, легко компенсируется увеличением усиления УЗЧ.

Читать дальше - Практическая схема