500 схем для радиолюбителей. Дистанционное управление моделями

Читатели, знающие, что такое спектр сигнала, могут пропустить следующие три абзаца, остальным рекомендуется разобраться с этим понятием. Дело в том, что сигналы, используемые в радиотехнике, могут иметь самую различную форму.

Анализировать прохождение непосредственно самих сигналов через радиотехнические цепи, назначение и структура которых также весьма разнообразны, весьма сложная задача. Поэтому в радиотехнике принято при анализе заменять сигналы их спектрами. Из математики известно, что практически любую функцию можно представить в виде суммы других, более простых функций. Такое представление называется разложением функции в ряд. Любой реальный сигнал сколь угодно сложной формы представляет собой какую-либо функцию времени, а значит, может быть разложен в ряд.

Наиболее широко применяется разложение в тригонометрический ряд Фурье. При этом сигнал представляется в виде суммы гармонических колебаний, т. е. колебаний синусоидальной или косинусоидальной формы. Выбор обусловлен тем, что только эти колебания при прохождении через линейную цепь (а большинство радиотехнических цепей могут считаться линейными) не изменяют своей формы. У гармонического колебания может измениться только амплитуда и начальная фаза. Таким образом, анализ прохождения гармонического колебания через любое устройство сводится только к оценке изменения этих двух величин, а в большинстве практических задач — только к оценке изменения амплитуды. Гармонические колебания, в виде суммы которых можно представить исследуемый сигнал, называются его составляющими, а их совокупность и есть спектр сигнала. Выяснив, какие изменения претерпевает каждая из спектральных составляющих при прохождении через исследуемую цепь, достаточно сложить их на выходе, чтобы получить форму выходного сигнала.

При дальнейшем изложении будет использоваться спектр синусоидальных импульсов. Известно, что импульсы тока, представляющие собой отрезки синусоиды (рис. 5.7), содержат в своем составе постоянную составляющую I₀ = a₀(θ)∙I_m и гармоники на частотах, кратных частоте следования синусоидальных импульсов ω. Так называемые коэффициенты Берга

a₀(θ) зависят от угла отсечки импульсов θ и номера гармоники n. Количество гармоник в общем случае равно бесконечности, однако их амплитуды с ростом номера гармоники уменьшаются. Обычно практический интерес представляют только несколько первых из них.

Рис. 5.7. Спектр синусоидальных импульсов

Принцип действия «классического» сверхрегенератора

Для решения задачи, заявленной в начале параграфа, рассмотрим подробно принцип действия реального сверхрегенеративного приемника с автосуперизацией, собранного по «классической» схеме (рис. 5.8). Схема содержит колебательный контур L_к

C₅, настраиваемый на частоту сигнала, принимаемого антенной (А). Для уменьшения влияния антенны на параметры контура связь между ними реализована через конденсатор С₃ небольшой емкости.

Рис. 5.8.Принципиальная схема классического сверхрегенератора

Необходимо отметить, что колебательный контур, в отличие от рис. 5.3, включен в коллекторную цепь транзистора, и компенсация потерь энергии сигнала будет происходить непосредственно коллекторным током.

Необходимая для этой цели обратная связь организована следующим образом. Поскольку верхний по схеме, вывод колебательного контура соединен с общим проводом через конденсатор С₂, сопротивление которого на частоте сигнала пренебрежимо мало, высокочастотное напряжение U

_к, существующее на нем, фактически действует между коллектором транзистора и корпусом (см. рис. 5.8).

Это напряжение приложено к делителю, состоящему из конденсатора обратной связи С₆ и дросселя Др₁. Нижний вывод дросселя соединен с корпусом через малое сопротивление конденсатора С₄. Поскольку база транзистора также соединена с корпусом через конденсатор большой емкости C₁, то высокочастотное напряжение обратной связи U_oc приложено фактически между эмиттером и базой транзистора.

Режим транзистора по постоянному току, как известно, определяется напряжением U_б-э. Так как сопротивлением дросселя Др₁ постоянному току можно пренебречь, то это напряжение будет представлять собой разность U

_б-э = U_R2 — U_с. Оно и определяет положение рабочей точки на характеристиках транзистора.

Напряжение U_R2 снимается с нижнего плеча делителя R₁R₂ и может регулироваться переменным резистором R₁. Элементы R₄C₇ являются фильтром нижних частот и предназначены для выделения полезного сигнала.