СПОСОБ ТРАНСФОРМАЦИИ ЧАСТОТЫ ВНИЗ Советский патент 1933 года по МПК H03B19/10 

В ранее поданных заявках авторами был предложен способ трансформации частоты, основанный на применении колебательных систем, процессы в коих выражены нелинейными диференциальными уравнениями, иначе говоря, систем, параметры коих являются функциями тока или напряжения.

При соблюдении ряда точно указанных в упомянутых заявках условий такого рода способ давал возможность получить понижение частоты в два, три и т.д. число раз. Характерный именно для этого метода новый эффект понижения частоты, равно как и особые свойства таких нелинейных систем, выряжающиеся, например, в особой форме резонансной кривой и т.д., резко отделяют этот способ от всех других уже известных методов трансформации частоты и делают, его особенно, ценным при решении ряда технических задач.

В описании упомянутых заявок особое внимание было уделено трансформации колебательных процессов в системах, в коих в качестве параметров, зависящих от тока или напряжения, служили параметры, определяющие, главным образом, частоту системы. Однако, уже и в этих заявках среди приведенных в качестве примера конкретных форм выполнения изобретения были описаны устройства, при которых на ряду с изменением параметра, определяющего частоту системы, имело место изменение величины эффективного затухания системы (шунтирование самоиндукции проводником или полупроводником, сопротивление которого являлось функцией тока или напряжения системы).

Предметом настоящего изобретения являются результаты дальнейших теоретических и экспериментальных исследований указанного метода трансформации частоты, показавших возможность применения в качестве параметров, зависящих от тока или напряжения, величин, главным образом определяющих не собственную частоту системы, а ее эффективное затухание.

Особенно целесообразным оказывается применение для целей настоящего изобретения систем, содержащих местный, источник энергии, включенный по схеме, допускающей использование его для частичной или полной компенсации потерь в системе, т.е. таких систем, характеристики коих имеют участки соответствующей нелинейности, как-то: регенеративные, динатронные и. т.п. системы.

Как показывает теория и подтверждает опыт, в таких системах, при тщательном, вполне определенном подборе параметров системы, удается осуществить получение требуемой субгармонии трансформируемой э.д.с.

Рассмотрение случая, когда на такую систему, например, на обычную регенеративную систему действует внешняя э.д.с, поясняет сущность изобретения. В этом случае, как известно, предполагается, что, если регенеративная система не самовозбуждена, то в колебательном контуре регенеративной системы имеют место колебания, основная частота которых равна частоте внешней э.д.с, причем при соответствующей настройке и подборе условий можно выделить калебания, соответствующие одному из обертонов внешней э.д.с.

Однако, теоретическое или экспериментальное исследование этих систем, как частного случая нелинейных систем с переменными параметрами, определяющими, главным образом, потери в системе, привели к возможности получения новых явлений - своеобразного возбуждения в таких системах колебаний субчастоты внешней э.д,с.

Этот новый и технически важный эффект, дающий возможность осуществить в такой простой системе понижение частоты, и положен в основу настоящего изобретения.

Предлагается способ трансформации частоты вниз в системах, содержащих местный источник энергии, включенный по схеме, допускающей использование его для частичной или полной компенсации потерь в системе.

Сущность изобретения заключается в том, что в качестве таких систем применяются настроенные на субгармонику трансформируемой частоты колебательные системы, в каковых системах параметры, определяющие главным образом потери в этих системах, являются функцией тока или напряжения.

На чертеже фиг. 1 изображает схему устройства, с помощью коего осуществляется предлагаемый способ; фиг. 2 и 3 - схемы устройств, отвечающие видоизменению основного способа. Аналогично фиг. 4 изображает схему устройства для осуществления другого видоизменения способов по фиг. 1, 2, 3.

Одной из наиболее простых форм осуществления, предлагаемого способа, изображенной, на фиг. 1, является любая из известных самих по себе регенеративных систем, колебательный контур K коей настроен на вторичную субчастоту, и параметры каковой системы (обратная связь, проницаемость лампы, постоянные напряжения на аноде и сетках и т.д.) подобраны соответствующим определенным образом.

Признаками, определяющими пригодность той или иной системы для применения ее для трансформации частоты, согласно настоящему изобретению, является: 1) наличие определенной нелинейной зависимости потерь в системе от тока или напряжения и 2) наличие настроенной на вторичную частоту (субчастоту) колебательной системы.

Наличие таких свойств у системы делает возможным, согласно настоящему изобретению, при соответствующем подборе ее параметров, применить ее для выделения субгармоники трансформируемой э.д.с. Следует указать, что предлагаемый метод целесообразно применить для целей радиоприема в устройстве по авт. свид. №30727 так, как это описывается в этой заявке, т.е. в форме каскадной трансформации частоты, как показали дальнейшие исследовании; при этом можно значительно сократить общее число каскадов такого устройства путем применения многократной трансформации частоты в одном и том же каскаде. На фиг. 2 и 3 показаны примерные формы выполнения данного способа применительно к регенеративной системе. Как видно из чертежа, в этом случае устройство состоит из включенных в цепь одного из электродов, например, в цепь анода двух колебательных систем, связанных каждая по схеме обратной связи с цепью второго электрода (в данном случае с цепью сетки). Настройка обеих систем должна соответствовать величине трансформированной частоты. Так например, при частоте ω подлежащей трансформация э.д.с, настройка контура. I может иметь значение , т.е. в этой системе будет происходить трансформация частоты в два раза, а в.контуре II будет осуществляться дальнейшая трансформация частоты, например, еще в два раза, и поэтому настройка контура II будет соответствовать частоте .

Порядок понижения частоты в однокаскадной системе зависит от парамеров и условий работы системы, но все же можно сказать, что чем выше порядок нелинейности системы, т.е. чем большую величину имеют коэфициенты при высших степенях в ряде, выражающем зависимость тока в система от приложенного напряжения, тем легче, вообще говоря, получение более низкой субгармоники системы.

Поэтому, в некоторых случаях может представлять интерес получение систем высокой нелинейности, позволяющих осуществить в одном звене более значительное понижение частоты. Для целей настоящего изобретения предлагается метод увеличения порядка нелинейности систем, основанный на том, что в зависимости i=ƒ₁(ν), являющейся характеристикой нелинейного участка системы, ν не есть напряжение φ, непосредственно определяемое колебательным процессом, а в свою очередь связано с φ нелинейной зависимостью. ν=ƒ₂(φ) и стало быть i=ƒ[ƒ₂(φ)].

Сказанное поясняется фиг. 4 прилагаемого чертежа, где представлена одна из возможных форм осуществления, такой системы.

Как видно из чертежа, эта схема отличается от схемы по фиг. 1 тем, что напряжение на сетке лампы 1 определяется не непосредственно током в контуре K через зависимость , где M - коэфициент взаимоиндукции, а I - ток в контуре, а зависит от тока лампы 2, который в свою очередь определяется напряжением на сетке, зависящим от тока в лампе 1.

Порядок нелинейности можно было бы повысить еще больше, если напряжение на сетке лампы 2 также сделать нелинейно зависимым от т.е. если включить еще одну лампу, ток которой будет определять напряжение на сетке лампы 2.

1. Способ трансформации частоты вниз в системах, содержащих местный источник энергии, включенный по схеме, допускающей использование его для частичной или полной компенсации потерь в системе, отличающийся тем, что в качестве таких систем применяются настроенные на субгармонику трансформируемое частоты колебательные системы, в каковых системах параметры, определяющие глазным образом потери в этих системах, являются функцией тока или напряжения.

2. Прием выполнения способа трансформации частоты вниз по п. 1, отличающийся тем, что, с целью многократного понижения частоты в одном звене, применяются несколько соответственно настроенных колебательных систем, связанны с общим для всех систем органом (электронной лампой), определяющем нелинейность зависимости потерь в системе от приложенной электродвижущей силы.

3. При способе трансформации частоты вниз по пп. 1 и 2 применение, с целью повышения порядка трансформации частоты вниз, комбинации в одном звене трех- или многоэлектродных ламп, обусловливающих высший порядок нелинейности системы.

4. При способе трансформации частоты вниз, в особенности для целей радиоприема по пп. 1-3, применение каскадной трансформации частоты.