Главная >  Современные системы связи 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 [ 68 ] 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93

Ь.З. РЕГЕНЕРАЦИЯ

Ранее было показано, что генераторы с внешней обратной связью (см. рис. 4.1) эквивалентны контуру с включенным в него отрицательным сопротивлением Гвн<0 (см. рис. 4.56). Когда положительная обратная связь превышает некоторую критическую.


Рис. 5.3

общее активное сопротивление контура оказывается отрицатель-, ным г--1Гвн<0, система - автоколебательной, и в ней нарастают колебания, источником энергии которых является отрицательное сопротивление. Если величина отрицательного сопротивления I Гвн !<, вносимая в контур энергия недостаточна для возникновения автоколебаний, вследствие чего такие системы называют потенциально-автоколебательными.

Подобные системы могут быть использованы в качестве усилителей (рис. 5.4). Действительно, за счет источника входного сигнала ех в контуре в отсутствие Гвн возникают колебания, обладающие определенной энергией. При введении Гвн<0 энергия колебаний в контуре возрастает, что можно объяснить отдачей дополнительной энергии отрицательным сопротивлением или уменьшением общего активного сопротивления контура. Явление частичной компенсации потерь в колебательной системе за счет положи-206



тельной обратной связи или внесения отрицательного сопротивления называется регенерацией, а схемы, в которых оно имеет место, называются регенеративными. Все регенеративные схемы склонны к самовозбуждению, возникающему при некотором увеличении обратной связи или величины отрицательного сопротивления.



Рис. 5.4

Рис. 5.5

На рис. 5.5 приведена схема регенеративного усилителя, отличающаяся от схемы генератора рис. 4.6а прежде всего тем, что здесь Л1<Л1 р. Входным сигналом будем считать ЭДС е== =Ecos(i)t, выходным - напряжение на емкости С. Воспользуемся квазилинейным методом, и запишем уравнения, связывающие комплексные амплитуды первых гармоник токов и напряжений. Комплексная амплитуда тока в контуре

(5.15):

где С/о.с=1 М/к - напряжение, вводимое в контур через цепь обратной связи. Активный элемент характеризуем средней крутизной 5ср=/к/[/в, пренебрегая реакцией выходной цепи. Тогда

. f7o.c = ia)M5cpt7B=/.

(5.16)

Подставляем (5.16) в (5.15) и решаем последнее относительно 1:

(5.17)

Действие положительной обратной связи в схеме рис. 5.5 сказалось только на изменении общего активного сопротивления контура:

= Г + Гвн,

(5.18)

т. е. схема рис. 5.5 эквивалентна рис. 5.4. Если в отсутствие регенерации (гвн=0) добротность контура Q=p/r, то при регенерации

(5.19)



может быть увеличена во много раз путем приближения гвн к г. Одновременно возрастает коэффициент усиления на резонансной частоте

/Срез = Щ{ао) IE=Qp=Qp, где р=1/(1- ) - коэффициент регенерации, показывающий, во сколько раз увеличивается добротность контура при регенерации. Регенерация нередко используется для увеличения усиления и избирательности усилителей.

Обратимся к случаю аппроксимации нелинейной характеристики АЭ полиномом 1к=5 в-аз в, и будем характеризовать контур эквивалентным затуханием с?э=общ/р = 1/Qp- В нашем случае

Scp=5- -a2,U\. Поэтому согласно (5.18) 4

dsdo+{ylAiiio)U\. (5.20)

Здесь do=rf--MScoo, d=<r/p, у=ЗазМауо. С учетом (5.17) и введенных обозначений частотная характеристика коэффициента передачи контура K=UbIE

К=1/УЖ+ (5.21)

При малых амплитудах колебаний (у/4(йо) /в*Со и регенератор можно считать линейным с ds=do; его частотная характеристика не отличается от аналогичной для контура с затуханием do, а коэффициент передачи на резонансной частоте (8=0) равен добротности Qp=l/do регенерированного контура.

Ла рис. 5.6 приведены характеристики К/Крез=Ф(А(й) для не-регенерированного контура с затуханием d и регенерированных с различными эквивалентными затуханиями {do <ido <idо). В нелинейном режиме, т. е. при больших амплитудах Е величина {у1А(Ло)и\ в (5.20) оказывается соизмеримой с do и ею пренебрегать нельзя. Коэффициент усиления регенератора на резонансной частоте описывается выражением

Крез=- = \l{do-\-Ul). 0-3 4cOq

Он оказывается большим для меньших t/в, т. е. для входных сигналов с меньшей амплитудой Е. Следовательно, регенератор, обладает лучшими чувствительностью и избирательностью для более слабых сигналов, что является его достоинством.

Зависимость da от Uj, влияет и иа форму частотной характеристики. Предположим, что при Дш=0, когда амплитуда наибольшая, da=dfs, а при [/в=0 d3<d o (см. рис. 5.6). С увеличением расстройки Асо сначала изменение происходит в соответствии с частотной характеристикой для da=do-При некоторой расстройке уменьшается t/в и его значение будет определяться по характеристике для da-d o; при еще больших расстройках по характеристике для da=d o и т. д. В результате получается частотная характеристика ЖДю) для daiUs), в большей степени приближающаяся к идеальной - прямоугольной, чем характеристика нерегенерированного контура.



1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 [ 68 ] 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93