1.3 Регенеративный приемник

Регенеративный приемник может использоваться как для приема непрерывных амплитудно-модулированных (телефонных) сигналов, так и для приема дискретных сигналов с амплитудной манипуляцией (телеграфных сигналов).

Его схема представлена на рисунок 7. В качестве нагрузки в стоковую цепь транзистора вместо резистора R_ст включен телефон. Телефон шунтируется конденсатором С_ст. Такая нагрузка представляет заметное сопротивление лишь для токов звуковой частоты. По высокой частоте схема регенеративного приемника повторяет схему регенератора, показанную на рисунке 3.

Рис. 7. Схема регенеративного радиоприемника

При приеме радиовещательных сигналов в схеме приемника устанавливают недовозбужденный режим (М < М_кр), а контур настраивают на частоту сигнала принимаемой станции, т.е. . Регенеративный приемник содержит в себе усилитель высокой частоты, детектор и усилитель низкой частоты, т.е. его можно представить в виде схемы рисунке 8.

Рисунок 8 – Функциональная схема регенеративного приемника для приема непрерывных сигналов

Главной особенностью в реализации этой схемы является работа одного транзистора в качестве трех разных преобразователей. Колебания высокой частоты, вводимые в контур при помощи антенной катушки связи L_А усиливаются регенеративным усилителем, схема которого аналогична схеме на рисунке 3. Усиленные высокочастотные колебания детектируются в цепи затвора этого усилителя. Цепь затвора, составленная из контура LC (в данном случае контур можно рассматривать как источник внешнего для детектора напряжения), цепи R_зC_з и p-n-перехода затвор-исток транзистора, представляет собой схему диодного детектора. Появившееся на R_зC_з цепи (как на нагрузке детектора) напряжение низкой частоты подается на затвор того же транзистора, который и усиливает это напряжение. Так как сопротивление катушки L_A для токов низкой частоты ничтожно мало, по цепи обратной связи напряжение этой частоты передаваться не будет. Таким образом, для колебаний низкой частоты схема является обычным усилителем, т.е. усилителем без обратной связи.

Неискаженное усиление сигнала по высокой и низкой частотам в регенеративном приемнике обеспечивается при условии, что усиление происходит в относительно линейной части ВАХ транзистора; а детектирование осуществляется за счет нелинейности характеристики.

При приеме дискретных сигналов с амплитудной манипуляцией регенеративный приемник работает в возбужденном режиме, т.е. при М > М_кр, и процессы в его схеме качественно отличаются от процессов при недовозбужденном режиме.

Для приема амплитудно-манипулированных сигналов контур приемника слегка расстраивают относительно частоты высокочастотного заполнения сигнала, так что , и в схеме имеют место колебания двух частот: внешнее с частотойи собственное с частотой. Оба колебания попадают на затвор транзистора, и вследствие нелинейности его характеристики в стоковой цепи приемника появляются гармоники и комбинационные колебания. Так как стоковой нагрузкой являетсяRС-цепь, то на ней будут выделяться только колебания низких частот. Среди этих колебаний наиболее заметным будет колебание частоты . Это явление и используется для приема телеграфных сигналов.

Для приема амплитудно-манипулированных колебаний необходимо применение специального гетеродина. Роль этого гетеродина выполняет схема регенератора в возбужденном режиме. В данном случае один и тот же транзистор работает в схемах генератора высокочастотных колебаний, детектора и усилителя низкой частоты (рисунок 9).

Рисунок 9 – Функциональная схема регенеративного приемника при приеме телеграфных сигналов.

Однако в настоящее время регенеративный приемник почти не применяется из-за присущих ему недостатков. Регенеративный прием относительно широкополосных сигналов, например, вещательной программы симфонической музыки неизбежно сопровождается искажениями. Объясняется это тем, что при большой обратной связи резонансная кривая сужается, уменьшить же обратную связь нельзя, поскольку тогда усиление может оказаться недостаточным.

Запас устойчивости регенеративного приемника небольшой. Коэффициент регенерации усилителя (согласно (5)) будет большим только при . Но параметр() зависит от емкости конденсатора. Емкость же конденсатора при перестройке приемника на другую волну неизбежно изменяется. Поэтому регенеративный приемник склонен к самовозбуждению.

В регенеративном приемнике трудно обеспечить стабильность коэффициента регенерации , а, следовательно, и общего коэффициента усиления приемника. Из (5) следует, что малые измененияприводят к большим изменениям, если исходное значениевелико.

В регенеративном приемнике непременно должна быть выведена наружу ручка управления обратной связью (дополнительный орган управления!), при помощи которой можно изменять величину М так, чтобы скомпенсировать влияние остальных величин, входящих в формулу для .

При нарушении устойчивости регенеративного приемника на его стоковой нагрузке появляется напряжение звуковой частоты, которое создает помехи (так называемый «регенеративный свист»). Это связано с тем, что как бы тщательно не был настроен контур на частоту внешнего сигнала, разностьвсегда оказывается, значительной. Легко подсчитать, что расстройка на десятую долю процента на частотах порядка одного мегагерца приводит к разности порядка тысячи герц.

Как нарушение устойчивости при приеме непрерывных (телефонных) сигналов, так и генерация собственных колебаний при приеме дискретных (телеграфных) сигналов приводят к паразитному излучению этих колебаний через приемную антенну, в результате чего возникают помехи. Помехи, вызванные излучением, являются особенностью не только регенеративного приемника. В супергетеродинном приемнике, например, так же имеется паразитное излучение от своего гетеродина.

В регенеративном приемнике, работающем в возбужденном режиме, т.е. при приеме дискретных сигналов, может возникнуть совершенно специфическое явление, называемое принудительной синхронизацией, в результате которого прием сигналов станет невозможным. Это явление, вредное при приеме дискретных сигналов, во многих случаях является полезным и имеет большое практическое значение.