Предметом настоящего изобретения является способ модуляции высокочастотных электрических колебаний, пригодный как для целей радиотелефонии, так и для передачи неподвижных или движущихся изображений.
Как известно, применяемые ныне способы модуля ци(, независимо от того, идет ли речь о модуляции амплитуды, частоты или фазы несущей волны, предполагают наличие некоторого управляемого прибоаа (обЬ(чно электронной лампы) или -комплекса (группы) приборов, обладающего одним весьма важным «свойством, а именно, непрерывностью и, что менее важно, линейностью управления.
Под непрерывностью управления понимается нижеследующее. Если при изменении управляющей величины х. на некоторую конечную малую величину Дл;, величина j изменяется на некоторую также конечную величину Дз/, причем это справедливо для всего управляющего диапазона, то имеют дело с непрерывным управлением. Примером прибора, обладающего непрерывностью управления, можеть служить обыкновенная трехъэлектродная электронная лампа, а также всякий другой прибор, характеристикой которого является наклонная прямая или кривая, не имеющая в своей рабочей части ни максимумов, ни минимумов, ни вертикальных участков.
(305).
Однако, мыслимы и иного рода приборы, Не поддающиеся непрерывному управлению. К таким приборам относятся все приборы с ионным разрядом, т. е. как дуговые лампы и лампы с холодным катодом (тлеющий разряд), так и газополные лампы с накаливаемым катодом. Все эти приборы при изменении управляющей величины в известных пределах совершенно не меняют своего режима, затем, при некотором критическом значении управляющей величины, управляемая величина дает резкий скачок и приобретает новое значение, которое и сохраняется постоянным, вне зависимости от изменений управляющей величины.
Совершенно ясно, что к такого рода приборам обычные способы модуляции неприложимы. Предметом настоящего изобретения является способ модуляции, пригодный для такого рода приборов и имеющий особое значение именно в применении к ним, хотя нет оснований (кроме чисто экономических соображений) ограничивать его применение такими приборами.
Известные до сего времени способы модуляции, кроме того, основаны на изменении максимального значения анодного тока в соответствии с мгновенным значением модулирующего напряжения.
При этом угол отсечки анодного тока выбирается таким образом, чтобы обеспечить линейную модуляцию амплитуды анодного тока. Последнее обуславливало собою недостаточное использование ла-мпы и, стало быть, плохой коэфициент полезного действия модулируемого каскада.
Предлагаемый способ модуляции в значительной степени освобожден от указанного недостатка. Основой предлагаемого способа является изменение амплитуды основной гармоники анодного тока не изменением амплитуды анодного тока, а изменением продолжительности анодного импульса при неизменности его амплитуды.
Согласно изобретению модулирующее колебание воздействует на модулируемое в течение определенной доли каждого периода или полупериода с одной и той же постоянной и той же постоянной интенсивностью, в течение же остальной части периода или полупериода - с другой, также постоянной интенсивностью, таким образом, что изменение продолжительности того или другого воздействия от периода (полупериода) к периоду (полупериоду) имеет форму и частоту модулирующего колебания.
На чертеже фиг. 1 изображает диаграмму, поясняющую суть предлагаемого способа; фиг. 2, 3, 4 - различные формы выполнения устройства для осуществления предлагаемого способа.
На диаграмме а (фиг. 1) изображена форма импульсов анодного тока до модуляции; на диаграмме b-то же, но в модуляционном режиме за один период модулирующей э. д.с. (пунктирная кривйя).
Как видно из диаграмм, продолжительность анодных импульсов обуславливается мгновенным значением величины модулирующей э. д. с. В течение некоторой части каждого периода или .полупериода несущей волны управляемая величина имеет некоторое опред(гленное значение, в течение же прочей части периода или полупериода другое значение, безразлично больщее или меньшее, но отличное от первого. Такое скачкообразное изменение управляемой величины (обычно какого-либо параметра цепи) повторяется в каждом периоде или полупериоде высокочастотного колебания.
Однако, длительность той и другой части периода или полупериода, т. е. продолжительность действия того или другого значения управляемой величины не является постоянной а меняется пр определенному закону, имеющему форму и частоту модулирующего колебания. Нетрудно убедиться в том, что отнощение продолжительности действия этого значения к периоду (полупериоду) в ысокочастотного колебания пропорцио: нально среднему из мгновенных значений модулирующей величины, приходящихся на указанный период (полупериод), то-есть:
()Т
- Т ll:As nQf-{-Bcos t dt
- С
тТ
или
(т + 1) Т
т С г Е л sin S cos Q dt
тТ:
где:
Т-период (пойупериод) высокочастотного колебания, т Т- часть периода, в течение которой действует некоторое значение параметра цепи, С - некоторая постоянная (коэфициент 1ропорц 1ональности), т - произвольное число, Q - круговая частота модулирующего колебания,
А и В - постоянные.определяемыефор- мой кривой модулирующего колебания. ,
Некоторое упрощение способа получается, в том случае, если одно из значений управляемой величины сделать равным нулю. Тогда воздействие на модулируемое колебание будет, вообще, иметь место только в течение некоторой доли периода (полупериода), в течение же прочей части периода модуляция, вообще, не будет иметь места.
Такое прерывное управление само по себе известно и применяется в ионных преобразователях для технических частот (преобразование постоянного .тока в переменный 25, 50 или 60 пер/сек, выпрямление, преобразование частоты переменного тока: 25 в 60 и обратно,
50 в 16Vs и т. д.), однако, в технике высокой частоты, в частности, для модуляции колебаний высокой частоты, оно до сих пор предложено не было.
Само собой разумеется, что способ согласно настоящему изобретению может быть осуществлен не только с помощью ионных приборов, но с помощью любых систем, характеристика которых распадается на ряд дискретных значений (напр., катушка, самоиндукция которой меняется переключением витков, „многократный конденсатор с переключением и т. д.).
Ниже описываются лищь отдельные возможные формы выполнения устройств для осуществления предлагаемого способа. Колебания тока микрофона через трансформатор Тр (фиг. 2) воздействуют на сетку, модулируемого каскада М, в анодную цепь которого включены сопротивление R и кенотрон К- В анодную цепь включены также контуры У, Уг, УЪ обеспечивающие такую форму анодного напряжения, при, которой, при соответствующем выборе рабочего участка характеристики кенотрона, он либо „заперт, либо дает максимальный ток различной продолжительности. Таким образом, при модуляции, на сопротивлении создаются прямоугольные импульсы напряжения, которые подаются на сетку мощного усилителя.
При таком режиме модуляции, когда значение анодного тока остается поЛ:тоянным, целесообразно сохранять пряг моугольное изменение напряжения на
аноде, так как при этом сильно разгружается анод лампы и последнюю можно лучще использовать. Для этой цели в анодной цепи мощного усилителя могут быть включены контуры .Zi, Zj... и т. д., и соответствующим подбором вносимого ими сопротивления можно обеспечить необходимую форму анодного напряжения при любых гармониках.
Конечно, указанную независимость формы анодного напряжения от соотношения между гармониками можно до;Стигнуть и иными способами.
Несколько измененная и более простая форма выполнения изображена на фиг. 3. Отличие ее заключается в том,
iT о сопротивление, с которого подается чапряжение на сетку последующейлампы,
может быть чисто омическим, что и обеспечивает необходимую форму кривой напряжения на аноде.
Следует заметить, что при наличии большого числа каскадов усиления в каждом из каскадов следует предусмотреть наличие тех или иных средств, обеспечивающих ту же форму анодного напряжения.
Наконец, предполагается возможным осуществить устройство согласно схеме фиг. 4.
Здесь задающий генератор Г- питает сетку генератора Г и одновременно сетки двух модуляторных ламп М и MZ. Благодаря тому, что между генератором и одной из самоиндукций L цепи сетки одной из ламп М помещен резонансный контур, э- д. с. сеток ламп MI и уИз сдвинуты по фазе на 90 При симметричном воздействии микрофоном на сетки ламп результирующая э. д. с. и ток в цепи кенотрона К изменяется по фазе по отношению к фазе э. д. с. на сетке генератора Г.
Таким образом, триод Ю, включенный в цепь сетки генератора А, питается со стороны анода и со стороны сетки (падение напряжения на сопротивлении К) э. д. с., сдвинутыми по фазе. Если теперь рабочая точка на характеристике этого триода такова, что ток его остается неизменным (ток насыщения), то при изменении, благодаря модуляции, фазы э. д. с., питающей сетку триода относительно э. д. с., питающей анод, импульсы тока будут лишь изменяться по продолжительности и соответственно также будет изменяться и падение напряжения на сопротивление R и ток в цепи анода мощного усилителя. На диаграмме с (фиг. 1) изображена форма тока после кенотрона. Назначение контуров Zi, Z2... то же, что и в предыдущих случаях.
Как уже указывалось, вышеописанные формы выполнения приведены лишь в виде примера и не исчерпывают всех возможных способов осуществления. Так, например, для создания прямоугольных импульсов различной продолжительности могут быть использованы различного рОда схемы релаксационного типа, синхронизированные по частоте.
Для этой же цели, как в указанных схемах, взамен кенотронов итриодов, работающих на насыщейии, так и в других возможных схемах, мбгут быть применень1 приборы с дуговым и тлеющим разрядом, газотроны, тиратроны и т. п. Все они должны лишь быть поставлены в такой режим, при котором ток изменяется „скачком от одного значения к другому (как например, от нуля до максимума).
Предмет изобретения.
1. Способ модуляции высокочастотных электрических колебаний, отличающийся тем, что модулирующее колебание воздействует на модулируемое в течение определенной доли каждого периода или полупериода с одной и той же постоянной интенсивностью, в течение же остальной части периода или полупериода-с другой, также постоявной интенсивностью, таким образом, что изменение продолжительности того и другого воздействия от периода (полупериода) к периоду (прлуперирду) имеет. форму и частоту модулирующего колебания.
2.Прием осуществления способа пр п. 1, отличающийся тем, что одно из выделенных значений интенсивности воздействия модулирующего колебания равно нулю.,
3.Прием осуществления спосо.ба по п.п. 1 и 2, отличающийся применением систем, характеристика которых имеет ряд дискретных значений.
Фиг-. 1
1 LLJLL -Il:;i ::fl:-B:::
У, Уг УЗ
И а Фиг.2
2а
С±3иг- 4I г 2з
,.ггf.
.
1
1ФИГ. S
