Приемник для аппаратуры радиоуправления (сверхрегенератор с УРЧ)

Поскольку сверхрегенератор представляет собой каскад, работающий в режиме прерывистой генерации, часть мощности колебаний, возникающих в контуре, через конденсатор связи попадает в антенну и излучается. Величина излучаемой мощности может достигать нескольких милливатт, что оказывает нежелательное воздействие на работающую поблизости радиоаппаратуру.

Одновременное управление несколькими моделями, например становится практически невозможным. Для развязки между антенной и сверхрегенеративным каскадом устанавливают усилитель радиочастоты. Проблема таким образом разрешается, поскольку сигнал в усилителе может распространяться только от входа к выходу. Справедливости ради необходимо отметить, что по-прежнему остается, хотя и менее мощное, паразитное излучение самого колебательного контура приемника. Для его устранения катушку контура целесообразно помещать в экран.

К сожалению, увеличения чувствительности УРЧ не дает. У сверхрегенеративного каскада она уже и так велика и определяется только собственными шумами каскада. Чувствительность будет повышена только в том случае, если собственные шумы каскада УРЧ меньше шумов сверхрегенератора.

В этом легко убедиться на простом примере. Пусть чувствительность сверхрегенератора равна 10 мкВ при отношении «сигнал/шум», равном 5. Это означает, что средний уровень собственных шумов, приведенных к входу, равен 10/5 = 2 мкВ. Теперь установим на входе УРЧ с коэффициентом усиления по напряжению Ки = 10, собранный на таком же транзисторе, что и в каскаде сверхрегенератора. Его собственные шуМы также будут равны 2 мкВ. Подадим на вход УРЧ те же 10 мкВ.

На входе сверхрегенератора напряжение сигнала, прошедшего через УРЧ, будет равно 10x10 = 100 мкВ, а напряжение шумов соответственно 2x10+2 = 22 мкВ. Результирующее отношение «сигнал/шум» на входе сверхрегенератора стало равным 100/22 = 4,54, что меньше первоначального. Для того чтобы оно осталось прежним, на вход необходимо подавать уже 11 мкВ вместо 10. Как видим, УРЧ даже ухудшил чувствительность. Если же собственные шумы транзистора УРЧ составляют 1 мкВ, то нетрудно посчитать, что теперь будет достаточно сигнала величиной всего 6 мкВ. Но если на таком транзисторе собрать сам сверхрегенератор, результат будет еще лучше. Таким образом, применение УРЧ оправдывается только желанием уменьшить паразитное излучение через антенну.

Принципиальная схема

УРЧ собран на транзисторе VT1 по схеме с общей базой. Такое включение транзистора обеспечивает каскаду малое входное сопротивление, что делает его малочувствительным к разбросу параметров антенн. Нагрузкой каскада по переменному току является колебательный контур L1C7, одновременно входящий в состав сверхрегенератора, реализованного на транзисторе VT2. В отличие от предыдущей схемы, в нем, как и в УРЧ, применен высокочастотный кремниевый транзистор прямой проводимости, позволивший реализовать достаточно экономичный вариант приемника. Ток, потребляемый двумя первыми каскадами, не превышает 1,4 мА.

Микросхема DA1 исполняет роль усилителя низкой частоты. Резистор R12 определяет ток потребления микросхемы, ее максимальный коэффициент усиления и полосу пропускания.

При указанных на схеме параметрах «обвязки» ток, потребляемый операционным усилителем, составляет всего 0,4 мА, а коэффициент усиления достаточен для получения выходных импульсов в уровнях, пригодных для непосредственной подачи на вход цифровых микросхем дешифратора или распределителя импульсов. Приемник питается от батареи типа «Крона» через стабилизатор DA2, обеспечивающий напряжение 6 В, что исключает «уход» параметров схемы по мере разряда батареи.

Детали и конструкция

Печатная плата изображена на рис. 5.15 и никаких особенностей не имеет. Транзисторы КТ3127А можно заменить на КТ3128. Катушка индуктивности L1 содержит 9 витков провода диаметром 0,35 мм на каркасе с резьбовым (М4) подстроечным сердечником из карбонильного железа. Конденсатор С8 лучше составить из двух: постоянного емкостью 24 пФ и подстроечного — 8—30 пФ. Соответствующие места на плате предусмотрены. В качестве антенны можно использовать отрезок провода длиной 20—40 см.

Настройка

Настройка сводится к подбору величины резистора R1 до получения на базе транзистора VT1 напряжения 4,2 В. Затем, по сигналам собственного передатчика, вращением сердечника катушки настраивается колебательный контур сверхрегенератора, а ротором конденсатора С8 — режим сверхрегенерации, до получения на выходе приемника максимальной амплитуды сигнала. Величина резистора R12 влияет на ток потребления микросхемы и полосу ее пропускания. Если крутизна фронтов выходных импульсов неудовлетворительна, резистор этот нужно уменьшать, однако платой за расширение полосы будет увеличение тока потребления.

Днищенко В. А. 500 схем для радиолюбителей. Дистанционное управление моделями.  СПб.: Наука и техника, 2007. — 464 е.: ил.