УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАДИОПРИЕМА Советский патент 1928 года по МПК H04B1/22 

Предлагаемое изобретение предназначается для приема беспроволочных сигналов (в телефонии и телеграфии). Уже известны устройства, пригодные для приема беспроволочных сигналов и работающие с отрицательною характеристикой сопротивления. Под устройством с отрицательной характеристикой сопротивления в этом описании понимается устройство, у которого цепь тока составлена таким образом, что (по крайней мере для определенной области), при возрастании напряжения в цепи, сила тока ослабляется и наоборот, т.-е. для такой цепи . В подобной цепи с отрицательным сопротивлением величину этого сопротивления можно измерить последовательным (с той частью цепи, в которой возникает отрицательное сопротивление) включением допускающего регулирование напряжения и измерением сил токов, соответствующих различным напряжениям. Примером такого устройства с отрицательной характеристикой сопротивления является триод в так называемом динатроновом соединении.

Другими примерами приспособлений с отрицательной характеристикой сопротивления служат: 1) приспособления, у которых происходит дуговой разряд; 2) так. назыв. "Калиротрон Турнера" (описанный в "Radio Review" I стр. 317 и след.); 3) негатрон (описанный в "Radio Review" II стр. 598 и след.); 4) приборы, описанные а английском патенте №172320; 5) приспособление с разрядной трубкой, обладающей одним накаливающимся катодом, одним анодом, одной распределительной решеткой и, расположенною между катодом и распределительной, вспомогательной решеткой, которая дает положительный потенциал относительно катода, при чем обе решетки соединены таким образом, что колебания напряжений в них одинаковы. Для того, чтобы сделать все эти приспособления пригодными для приема колебаний высокой частоты, их нужно снабжать выпрямлением так, чтобы колебания малой частоты, составляющие модуляцию несущей волны высокой частоты или получающиеся вследствие интерференции, могли стать слышными в телефон или тому подобный аппарат. Если приспособление работает с разрядного трубкою, снабженною распределительною решеткою, то детекторное действие может быть получено обычным способом при помощи решетчатого конденсатора с сопротивлением рассеивания: при дуговом разряде выпрямляющее действие можно получить, если приняты меры, чтобы накаливался лишь один из двух электродов или чтобы вообще разряд совершался ассиметрически.

Изобретение имеет целью такую систему соединения с отрицательной характеристикой сопротивления и с выпрямлением, в которой, при действии на нее электродвижущей силы, индуктируемой соответствующим сигналом, происходит усиление как колебаний высокой, так и колебаний весьма малой частоты в большей степени, чем это имеет место в существующих системах соединений. Та часть цепи, в которой возникает отрицательное сопротивление, соединяется последовательно с замыкающей эту цепь отдельной цепью, полное сопротивление которой является в общем функцией частоты, но которая устроена таким образом, что для единственной определенной высокой частоты и для широкой области весьма малых частот общее сопротивление в цепи с, отрицательным сопротивлением может быть приведено к 0 или почти к 0. Под определенной высокой частотой подразумевается частота несущей волны при телефонном приеме или частота поступающего колебания при телеграфном приеме. Под широкой областью весьма малых частот понимается область слышимых и меньших частот. Зависимость полного сопротивления от частот может возникнуть от присутствия цепи колебаний, настраиваемой на высокую частоту. Под отдельной цепью подразумевается цепь, несопряженная с другой цепью ни индуктивно, ни емкостным образом, ни через омическое сопротивление.

Цепь, включенная последовательно с отрицательным сопротивлением, может образовать цепь колебаний, которую можно настраивать на высокую частоту и составлять из параллельно включенных емкости и самоиндукции, включая, последовательно с этой целью колебаний, омическое сопротивление, которое может быть сделано равным или почти равным отрицательному сопротивлению и параллельно которому включен конденсатор. Конденсатор вместе с последовательно включенным омическим сопротивлением включается, далее, параллельно омическому сопротивлению, которое может быть сделано равным или почти равным отрицательному сопротивлению, при чем оба омические сопротивления практически свободны от самоиндукции.

На фиг. 1-3 чертежа показано схематически несколько примерных форм осуществления предлагаемого устройства. Фиг. 1 изображает устройство с цепью, включенной между точками Р и Q, последовательно с отрицательным сопротивлением, которое может быть получено произвольным способом. На фиг. 2 показано устройство, примененное я разрядной трубке, снабженной одним накаливающимся катодом, одним анодом, одной распределительной решеткой и одной, расположенной между катодом и распределительной решеткой, вспомогательной решеткой, которая относительно катода дает положительный потенциал, и 3 изображает другую форму осуществления устройства, в которой отрицательное сопротивление получается, напр., помощью дугового разряда.

В устройстве, показанном на фиг. 1, отрицательное сопротивление получается между точками Р и Q. Последовательно с этим отрицательным сопротивлением включены: цепь колебаний, состоящая из самоиндукции 10 и параллельно ей включенной емкости 11, и омическое сопротивление 12, параллельно которому включена емкость 13, последовательно соединенная с омическим сопротивлением 14. В этом устройстве, при надлежащем выборе величин сопротивлении и т.д, общее сопротивление цепи как для принимаемой высокой частоты, так одновременно и для весьма низких слышимых частот может быть приведено к нулю. Цепь колебаний 10-11 настраивается на частоту предполагаемых к приему колебаний высокой частоты, которые действуют индуктивно. Эта цепь колебаний для малых частот, с которыми модулируют высокие частоты, обладает таким сопротивлением, которым практически можно пренебречь. Если конденсатор 13 обладает, относительно небольшой емкостью, то для колебаний малой частоты сопротивление цепи 12, 13, 14 практически равно омическому сопротивлению 12 и, следовательно, является возможность для колебаний малой частоты общее сопротивление в цепи сделать равным 0, если устроить так, чтобы сопротивление 12 равнялось абсолютному значению отрицательного сопротивления между точками Р и Q. Для колебаний высокой частоты, на которые настроена цепь 10-11, омическое сопротивление этой цепи между точками А и В равно , если L - самоиндукция катушки 10, С - емкость конденсатора 11 и r - небольшое омическое сопротивление, которое практически всегда имеется в цепи колебаний. Омическое сопротивление цепи 12-13-14 для колебаний высокой частоты меньше сопротивления 12, так как высокая частота мало зависит от полного сопротивления конденсатора 13. Следовательно, при надлежащем подборе величин сопротивления 14 и емкости 13, общее сопротивление в цепи можно сделать равным 0 и для колебаний высокой частоты. Таким образом, можно достигнуть усиления как высокой, так и малой частоты с помощью лишь одного приспособления с отрицательным сопротивлением.

Желательно, чтобы сопротивления 12 и 14 в устройстве, показанном на фиг. 1, были свободны от индукции. Сопротивление 14 предназначается специально для того, чтобы, по возможности, ограничивать сдвиг фаз, возникающий от присутствия конденсатора 13 для колебаний высокой частоты. Хорошие результаты можно, однако, получить и при применении только одного конденсатора, включаемого параллельно сопротивлению 12. В устройстве, показанном на фиг. 2, внутри оболочки 15, в которой произведено сильное разрежение, расположен катод 16, анод 19 и решетки 23 и 24. Катод 16 нагревается помощью батареи 7 и регулирующего сопротивления 18 до требуемой температуры. Анод 19 соединен с катодом через батарею 20 и телефон 21, параллельно которому включен конденсатор 22. Распределительная решетка 23 и вспомогательная решетка 24 соединены между собой через решетчатый конденсатор 25, при чем имеется также и сопротивление рассеивания 26. Далее, обе решетки через цель колебаний 27, 28 и через регулируемое омическое сопротивление 29, параллельно которому включен конденсатор 30, соединены электрическим образом с батареей 20. Вспомогательная решетка 24 обладает, следовательно, по отношению к катоду таким же потенциалом, как и относительно анода 19. В подобном устройстве отрицательное сопротивление возникает в цепи, общей обеим решеткам (следовательно, между точками Р и Q) и измеряется разрядной трубкой. Цепь, расположенная между точками Р и Q, производит при этом то, что общее сопротивление цепи, в которой возникает отрицательное сопротивление, может быть как для высокой частоты, так и для малых слышимых частот приводимо к 0. Модулированные колебания, принимаемые антенною 31, в значительной степени усиливаются, следовательно, не только там, где это касается колебания высокой частоты, но и для малых частот, возникающих вследствие детекторного действия у решетчатого конденсатора. Так как ток в анодной цепи практически изменяется в такой же степени, как и ток в цепи вспомогательной решетки 24, то, следовательно, в телефоне 21 будут слышимы значительно усиленные сигналы малой частоты. Устройство цепи, располагаемой между точками Р и Q, согласуется существенно с устройством, показанным на фиг. 1 (части 27, 28, 29 и 30 показаны, как допускающие регулирование, а сопротивление 14 отсутствует).

В устройстве, показанном на фиг, 3, между точками Р и Q предполагается отрицательное сопротивление, подобно тому, как это может, напр., происходить при дуговом разряде, каковое сопротивление может быть, напр., равным нескольким омам. В этом случае цель заключает в себе последовательно включенные самоиндукцию 37 и емкость 36, настроенные на предполагаемую для приема высокую частоту так, чтобы . Для этой частоты от кажущегося сопротивления (импеданца) самоиндукции 37 и емкости 36 остается лишь небольшое омическое сопротивление, которое практически всегда существует и которое на фиг. 3 обозначено через 32. Параллельно конденсатору 36 расположено сопротивление рассеиванию 33, а отрицательное сопротивление между Р и Q перекрыто мостиком, состоящим из самоиндукции 34, имеющей весьма большую величину для высокой частоты, и сопротивления 35, которое имеет приблизительно ту же абсолютную величину, что и отрицательное сопротивление. Для колебания высокой частоты цепь 34, 35, которая включена параллельно отрицательному сопротивлению, можно не принимать во внимание, а общее сопротивление в цепи можно надлежащим выбором сопротивления 33 привести к 0. Для колебаний малой частоты общее сопротивление в цепи равно приблизительно где r₃₃ значительно больше чем r₃₂, а r_neg = абсолютному значению отрицательного сопротивления. В этом случае общее сопротивление можно приводить к 0, делая r₃₃ несколько меньше, чем r_neg. На фиг. 3 еще показаны источник напряжения 38, телефон с блокировочным конденсатором 39 и катушка 40, включенная в антенну. Колебания в цепи антенны передаются катушкой 40 на катушку 37.

Устройство для радиоприема с применением отрицательного сопротивления, характеризующееся тем, что с целью получения общего сопротивления цепи, состоящей из отрицательного и положительных сопротивлений, приближающегося к нулю для определенной высокой частоты и некоторой области низких частот, включены последовательно с отрицательным сопротивлением PQ: а) колебательный контур (10, 11 на фиг. 1 или 28, 27 на фиг. 2 или 36, 37 на фиг. 3), настроенный на принимаемую высокую частоту; б) омическое сопротивление (12 на фиг. 1 или 29 на на фиг. 2 или 33 на фиг. 3), почти равное по абсолютной величине отрицательному сопротивлению, шунтированное конденсатором (13, 30, 36 соотв. на фиг. 1, 2, 3), последовательно с которым может быть включено другое омическое сопротивление (14 на фиг. 1).