Способ удержания постоянства фазного и частотного совпадения генераторов строк и кадров Советский патент 1944 года по МПК H04N5/06 

Предметом настоящего изобретения является способ удержания постоянства фазного и частотного совпадения генераторов строк и кадров в системах, в которых для получения сигналов применены два отдельных и независимых стабилизованных генератора.

Импульсы кадров даются генератором с частотой 60 импульсов в секунду, а импульсы строк - другим генератором с частотой 13230 в секунду.

Низкочастотный генератор связан с питающейцепью особой цепью автоматического контроля частоты с большой постоянной времени. Он работает с частотой 60 периодов в секунду.

Второй генератор работает либо с частотой 26460 периодов в секунду, либо с частотой строк (т. е. 13230 в секунду); во втором случае для обеспечения надлежащего взаимодействия с первым генератором частота удваивается.

Узкие 60-периодные импульсы складываются с 26460-периодной синусоидой, так что импульс совпадает с одной стороны полусинусоиды. Суммарная амплитуда зависит.

таким образом, от соотношения фаз того и другого генераторов. Для обеспечения постоянства этого соотношения суммарная волна через другую цепь АРЧ регулирует высокочастотный генератор. Благодаря этому оба генератора работают в строгом соответствии, несмотря на большую разницу частот.

Сущность изобретения поясняется прилагаемым чертежом, на фиг. 1 и 2 которого изображены скелетные схемы генераторной системы, работающей согласно изобретению, на фиг. За, ЗЬ, 3с - кривые, поясняющие предлагаемый способ, на фиг. 4-схема устройства по фиг. 1.

В устройстве по фиг. 1 имеется синусоидальный 60-периодный генератор 11. Даваемое им напряжение складывается в смесителе 12 с напряжением силовой 60-периодной сети; суммарное напряжение подводится к выпрямителю 13, на выходе которого напряжение меняется в зависимости от расхождения по фазе напряжений генератора 11 и силовой линии; это напряжение поступает в цепь автоматической регулировки частоты 14, которая удерживает генератор 11 в определёнKoii фазовой зависимости от силовой линии.

Для получеиия импульсов кадров синусоидальное напряжение от генератора 11 подводится к срезающим устройствам 16 и 17, которые пропускают только среднюю часть синусоиды и делают её плоской, в результате чего и получаются прямоугольные импульсы.

Генератор 18 даёт синусоидальную волну с частотой 26460 периодов в секунду; сигнал проходит через смеситель 19 и буферную лампу 21 к мультивибратору 22; последний даёт частоту 13230 периодов в секунду. Мультивибратор 22 делит пополам частоту генератора 18 и является источником прямоугольных импульсов, частота которых равна частоте строк.

Чтобы согласовать работу генераторов 11 и 18, к выходу срезающего устройства 17 присоединяется диференцирующая цепь с конденсатором 23; с этой цепи снимаются узкие импульсы с частотою 60 периодов Б секунду. В смесителе 24 эти импульсы складываются с 26460-периодным синусоидальным напряжением; комбинированное колебание подводится к детектору 26. К выходу детектора 26 присоединена цепь 27 автоматической регулировки частоты, удерживающая генераторы 18 и 11 в надлежащем фазовом соотнощении.

На фиг. 4 изображена схема описанного устройства. На фиг. 1 и фиг. 4 соответствующие части отмечены одинаковыми цифрами.

Генератор 11 состоит из лампы 28, анодная и сеточная цепи которой связаны между собой при помощи трансформатора 29 с железным сердечником. Анодный контур генератора настраивается конденсатором 31, присоединённым к первичной обмотке трансформатора. Устойчивость колебаний и хорошая синусоидальная форма кривой подбираются движком 32, скользящим по сопротивлению 33, включённому параллельно вторичной обмотке трансформатора. Включённое в цепь катода сопротивление 34 служит

источником автоматического смещения.

60-периодное синусоидальное напряжение через провод 36 и конденсатор 37 подводится к делителю, состоящему из сопротивлений 38 и 39. От делителя напряжение подводится к смесительной лампе 12, где оно складывается с 60-периодным напряжением силовой сети. Силовое напряжение снимается с цепи подогрева и подводится через конденсатор 41 и сопротивление 42.

Сопротивления 39 и 42 включены последовательно в сеточную сеть лампы 12, так что оба синусоидальных напряжения складываются и подводятся к катоду диода 13. От этого диода по проводу 43 к лампе 14 подводится напряжение АРЧ, регулирующее работу этой лампы. Так как аноды ламп 14 и 28 соединены через сопротивление 44, то степень насыщения сердечника трансформатора 29 зависит от анодного тока лампы 14. Таким образом настройка анодного контура генератора зависит от этого анодного тока, и всякое изменение разности фаз двух напряжений, подведённых к лампе 12, меняет частоту или фазу генератора 11 так, чтобы восстановилась, первоначальная фаза.

В данной схеме сопротивления 46 и 47 включены последовательно между анодом и катодом диода 13; общая точка этих сопротивлений заземлена через конденсатор 48. Движком 49, скользящим по делителю, подбирают надлежащее смещение сетки лампы 14, чем и регулируется действие цепи АРЧ.

Напряжение АРЧ по проводу 43 подводится к лампе 14 через цепь с большой постоянной времени, так что колебания напряжения силовой линии не влияют на частоту генератора 11. Надлежащая постоянная времени подбирается величиной сопротивления 51 и конденсатора 52.

Не имеет значения, будет ли детектор 13 давать напряжение АРЧ, пропорциональное пикам или площади двух сложенных 60-периодных волн. В данной схеме до известной степени детектируются пики, так как конденсатор 52 (вместе с сопротивлением 51) шунтирует сопротивление 46, благодаря чему на последнем возникает некоторое смещающее напряжение.

Описанная часть генератора создаёт на делителе 38-39 60-периодную синусоиду большой амплитуды; это напряжение связано с напряжением силовой линии, но случайные колебания напряжения линии на это напряжение не влияют. Это синусоидальное напряжение превращается в прямоугольные импульсы той же частоты (60 в секунду) следующим образом. Благодаря большой амплитуде синусоидального напряжения (например, 150 вольт) и благодаря включению сопротивления 53 непосредственно у сетки лампы 16, положительные полупериоды делаются плоскими, так как входное сопротивление лампы 16 невелико, когда сетка положительна. Отрицательные полупериоды делаются плоскими благодаря срезанию пиков, так как амплитуда их значитетельно превосходит напряжение сетки лампы 16, при котором прекращается анодный ток. Эти срезанные атрицательные полупериоды появляются на сетке лампы 17 с положительным знаком.

Источником смещения лампы 17 служит гридлик 54-56. Конденсатор 54 и сопротивление 56 подбираются так, чтобы между двумя последовательными положительными импульсами конденсатор не успевал разрядиться полностью. Так как лампа 17 пропускает только положительную часть подводимого к сетке напряжения, то даваемые лампой 16 отрицательные половины импульсов Б анодной цепи лампы 17 не появляются.

Снимаемые с лампы 17 60-периодные импульсы могут быть использованы для синхронизации отклоняющей цепи.

Для согласования действия 60периодного генератора 11 и 26460 периодного генератора 18, снимаемые с лампы 17 60-периодные прямоугольные импульсы пропускаются через диференцирующую цепь, содержащую конденсатор 23, так что

получаются очень узкие прямоугольные импульсы с частотою 60 периодов в секунду.

Эти импульсы подводятся к смесительной лампе 24; источником автоматического смещения этой лампы служит сопротивление 57 в цепи катода, защунтированное конденсатором 58. Сеточное сопротивление 59 входит также в диференцирующую цепь; ширина импульсов зависит от относительных величин конденсатора 23 и сопротивления 59.

Хотя к сетке лампы 24 подводятся и положительные и отрицательные узкие импульсы, но на детектор 26 действуют только положительные импульсы, появляющиеся в анодной цепи. Эти импульсы (фиг. За) складываются в анодном сопротивлении 61, общем для ламп 24 и 19, с 26460-периодным синусоидальным током (фиг. ЗЬ).

Перейдём теперь к той части устройства, которая даёт импульсы, синхронизующие частоту строк. Синусоидальные волны двойной частоты (т. е. 26460-период.ов) даются генератором 18; последний состоит из лампы 62 с автоматическим смещением; трансформатор 63 связывает настроенный анодный контур с цепью сетки. Для подбора устойчивой генерации и хорошей формы кривой служит движок 64.

Синусоидальные волны снимаются с цепи сетки и через делитель 66 подводятся к смесительной лампе 19. Возникающее на сопротивлении 61 синусоидальное напряжение показано на фиг. ЗЬ.

Сумма этого напряжения и 60периодных импульсов, подводимая к диоду 26, показана на фиг. 3с.

Так как 60-периодные импульсы узки по сравнению с шириной полупериода 26460-периодного напряжения, то всякое изменение соотношения фаз генераторов 1I и 18 (60 и 26460 периодов) изменит относительное положение узкого импульса, а стало быть и его амплитуду.

Это изменение амплитуды использовано для контроля частоты. На диод 26 подаётся такое смещение, чтобы через диод проходили только пики суммарного напряжения, как показано пунктиром 67 на фиг. 3с. Надлежащее смещение диода подбирается движком 68. Прошедшие через диод 26 импульсы сглаживаются в анодной цепи диода конденсатором 69; получаемое таким образом постоянное напряжение служит для АРЧ, так как оно меняется по величине только при изменении соотношения фаз того и другого генератора. Это напряжение по проводу 71 подводится к цепи АРЧ.

В цепь АРЧ входит лампа 27; между анодом и катодом этой лампы включены последовательно сопротивление 72 и конденсатор 73, так что на сетку 70 через конденсатор 74 можно давать напряжение, сдвинутое на 90° относительно анодного тока. Так как лампа 27 включена параллельно анодному контуру генератора 18, то такое сдвинутое напряжение на сетке 70 заставляет лампу работать как реактивное сопротивление, включённое параллельно анодному контуру. Таким образом цепь АРЧ регулирует частоту генератора, причём степень регулировки зависит от смеш,ения на сетке 70.

Всякое изменение соотношения фаз генераторов 11 и 18 вызывает изменение напряжения АРЧ, подводимого по проводу 71, благодаря чему и восстанавливается первоначальное соотношение фаз.

Энергию генератора 18 можно использовать для синхронизации горизонтальных отклоняюпхих цепей или для раскачки. В приводимом примере энергия через буферный каскад 21 подводится к мультивибратору 22, который отрегулирован на частоту 13230 в секунду.

Возможны различные варианты изобретения, вроде, например, изображённого на фиг. 2.

Здесь 60-периодный генератор таким же способом связан с силовой линией. Мультивибратор 76 превращает 60-периодную синусоиду в прямоугольные импульсы. Диференцирующая цепь сужает эти импульсы, после чего они подводятся к смесительной цепи 77.

Генератор высокой частоты 78 в данном случае работает на частоте13230 герц.

Удвоитель 79 удваивает эту частоту, после чего она подводится к смесителю 81. Снимаемые со смесителей 77 и 81 колебания складываются и подводятся к детектору 26; снимаемое с детектора напряжение АРЧ подводится, как и впервом примере, к цепи 27 АРЧ.

Для того чтобы при последовательных сигналах кадров узкие импульсы приходились в одном и том же месте полусинусоиды, частота синусоиды, складываемой с 60-периодными импульсами, может быть кратна частоте строк.

На чертеже даны величины некоторых элементов схемы в омах, мегомах, микрофарадах и микромикрофарадах. Величины эти приблизительны и могут меняться в широких пределах.

Существенной особенностью изобретения является большая постоянная времени цепи 51-52; она настолько велика, что узкие импульсы от генератора 11 всегда приходятся на одной и той же стороне высокочастотной волны. Иными словами, постоянная времени цепи 51-52 и устойчивость генераторов таковы, что между двумя последовательными 60-периодными импульсами изменения напряжения или частоты линии не могут изменить частоту генератора 11 так быстро, чтобы импульс пришёлся на неправильной стороне 26460-периодной полуволны.

Можно сказать, что необходимым условием является то, чтобы узкие 60-периодные импульсы происходили в пределах определённого полупериода волны высоко частоты.

Следует также заметить, что для связи низкочастотного генератора с силовой линией служит одна цепь АРЧ, а другая цепь АРЧ связывает высокочастотный генератор с низкочастотным; таким образом высокочастотный генератор косвенно свя-. зан с силовой линией.

Возможны различные другие варианты осуществления изобретения; например, генератор 11 может да.g/ /;J

Фиг. 4

Отв. редактор Д. А. Михайлов

Л131598. Подаисано к печати 26/Х 1945 г. Тираж 500 экз. Цена 65 к. Зак. 16-; Типография Госпланнздата, им. Воровского, Калуга

Техн. редактор М. В. Смольякова.

вать 30 периодов в секунду; импульсы этой частоты складываются с 26460-периодной волной (синусоидальной или пилообразной), а для получения 60-периодных импульсов кадров служит удвоитель частоты. Можно также складывать 60-периодные импульсы с 13230- периодной волной, причём амплитуды чередующихся импульсов различны; для контроля частоты служат только импульсы большей ампитуды; такая система однако не особенно удобна.

Предмет патента

Способ удержания постоянства фазного и частотного совпадения

1

dp GS-rS

}f, ШЗй.

p4ffil---r7FH---rf7 - Щ -;,,™. --- „..«.iM-j --

Фиг. 2

iEhi r- Hz:

li.iiii-. Iln..J L iir III .i -

генераторов строк и кадров в системах, в которых для получения этих сигналов применены два отдельных и независимых генератора, отличающийся тем, что узкий импульс сигнала кадров накладывается на синусоидальное колебание генератора частоты строк (или двойной частоты строк) и суммарное колебание действует на выпрямитель автоматического регулятора частоты, изменяющего частоту генератора синусоидальных колебаний частоты строк или её двойной частоты.

I-«-- К