Супергетеродинный радиоприемник Советский патент 1944 года по МПК H04B1/26 

Изобретение касается супергетеродинного приемника сигналов, модулированных по фазе. Настоящим изобретением устраняется много неудобств, с которыми приходится сталкиваться при фазово11 модуляции в приемниках известных типов. В одном из известных приемников с фазовой модуляцией несущая волна принятого сигнала отде.тяется с помощью фильтров или контуров с чрезвычайно высокой избирательностью, увеличивается по амплитуде, изменяется по фазе на 90° и складывается с модулированными боковыми частотами для того, чтобы превратить фазно-модулированные колебания в амплитудно-модулированные. В других известных типах приемников с фазовой модуляцией в качестве составных частей .применяются различные и по разному включённые селекторные фильтры или цепи. В этих известных приемниках требуется чрезвычайно точный контроль частоты несущей, что осуществляется обычно в промежуточной части, после первой гетеродинной манипуляции. Это требуется для удержания несущей частоты в пределах полосы пропускания фильтров или контуров с большой избирательностью.

Кроме того в некоторых случаях практико была установлена желательность снизить степень фазовой модуляции .передатчика с тем, чтобы гармоники второго, третьего и более высоких порядков (боковые частоты) не достигали заметных амплитуд. Если амплитуды боковых частот высших порядков становятся заметными, они вызывают искажение детектируемых модуляций - при превращении в амплитуднук модуляцию с последующим детектированием или выпрямлением.

Согласно настоящему изобретению предлагается превращение фазовой модуляции в частотную производить перед окончательным детектированием в супергетеродинном приемнике, снабжённом детектором, способным демодулировать колебания, модулированные частотой.

Превращение колебаний с фазовой модуляцией в частотно модулированные осуществляется в данно.м приемнике с помощью модулирующей частотной энергии, забираемой из контуров приемника носле детектора частотной модуляции и подаваемой в виде обратной связи для частотной модуляции гетеродина или генератора биений, участвующего в создании частотно модулированной энергии, подаваемой к детектору частотной модуляции.

Потенциалы обратной связи выбираются так, что частота генератора биений модулируется в неравной стенени для различных модулирующих частот. Неодинаковость потенциалов обратной связи такова, что при превращении принятой волны с фазовой модуляцией в энергию промежуточной частоты с частотной модуляцией, последняя осуществляется в полном соответствии с принятой фазно-модулированной волной.

Сущность изобретения поясняет-ся прилагаемым чертежом, на фиг. 1 и 2 которого изображены скелетные схемы (два варианта) предлагаемого радиоприемника.

В приемнике по фиг. 1 схематично обозначены антенна А и линия L, получающие энергию, передаваемую передатчиком приемнику и подвергаемую фазовой модуляции. Принятая энергия может быть селективно усилена в усилителе 1 и здесь же одновременно превращена гетеродинным детектором или конвертером в более низкую промежуточную частоту путём биений принятой энергии С энергией, получаемой от гетеродина 2.

После этого промежуточная частота селективно усиливается усилителем 3 и подводится к детектору частотной модуляции 4 любого известного типа. В качестве такового может быть применён балансный двухтактный детектор, в котором при детектировании детектируются в равной мере соответствующие колебания боковых частот, симметрично расположенные около несущей частоты. Выход детектора, содержащий энергию, модулированную по частоте, соответствующую принятой фазно-модулированной энергии, подводится к усилителю 5 и к любой цепи использования (громкоговоритель, телеграфная линия, рекордер, трансляционная станция и т. д.).

В некоторой точке после детектора модулирующей частоты небольшая часть тока модулирующей частоты ответвляется через сопротивления 6 и проходит через индуктивность 7. Благодаря этому на индуктивности 7 возникает напряжение, по величине пропорциональное модуляционному потенциалу каждой частоты выхода частотной модуляции, умноженной на модулирующую частоту. Переменное напряжение, возникшее на индуктивности 7, используется для создания частотной модуляции первого гетеродина 2. Величина этой модуляции или отклонение частоты гетеродина для любой заданной мощности модуляционной частоты в усилителе 5 ночти пропорциональна модулирующей частоте и имеет такую полярность, которая необходима для того, чтобы величину фазовой модуляции несущей волны, при промежуточной частоте, изменить обратно пропорционально модулирующей частоте.

В результате, фазно-модулированная волна, которая была подведена к детектору частотной модуляции, превращается в частотно модулированную волну с меньшими отклонениями по фазе или частоте, чем фазные или частотные модуляции, для каждой составляющей частоты в первоначальной фазовой моду.тяции.

Общим результатом является то, что на выходе детектора частотной модуляции 4 получается верное воспроизведение первоначально модуляции, имевшей место в передатчике с фазовой модуляцией. Таким образом здесь создана возможность применить детектор частотной модуляции для демодуляции колебаний, модулированных по фазе, без искажения частотной характеристики модуляции.

Схема по фиг. 1 хороша тем, что она уменьшает среднюю силу токов боковых частот по сравнению с токами иесуще и обеспечивает эквивалентное увеличение несущей перед детектированием.

Это удобно с точки зрения уменьшения искажений, вносимых избирательным замиранием, которые, как это хорошо известно, могут вызвать перемодуляцию несущей и искажения принятых модуляций, когда замирание уменьшает силу несущей до величины, меньщей никового значения боковых.

Такой процесс увеличения несущей частоты не увеличивает искажений сравнительно с сигналом благодаря тому, что составляющие частот искажений помех уменьшаются в той же мере, что и мощность боковой полосы.

В случае, если сопротивления 6 в схеме по фиг. 1 приключены непосредственно к выходу детектора частотной модуляции, так что к ним будут подводиться детектируемы токи с постоянным небалансом, и если индуктивность 7 будет обладать также сопротивлением или будет применяться сопротивление, которое становится эффективным при нулевой или очень низких частотах, то в этом случае можно получить а.втОматическую настройку или регулирование частоты путём изменения частоты первого генератора биений, для постоянного поддержания точной величины промежуточной частоты. Другими словами, если индуктивность 7 достаточно велика или в эту цепь введено сопротивление, тогда на них может возникнуть напряжение ностоянного тока, являющееся функцией средней величины промежуточной частоты, и эго напряжение можно использоват.ъ для регулирования средней частоты работы генератора 2, с целью ;1оддержания средней величины про.межуточной частоты, существенно свободной от .медленных изменений.

Хотя энергию частотного контроля для автоматической настройки желательно обычно получать от детекторных ламп частотной модуляцни непосредственно, однако это не является необходимым в том случае, если усилитель 5 спроектирован для работы при нулевой частоте, или как усилитель постоянного

тока, или усилитель модулирующен частоты. Способность к автоматической настройке возрастает в том случае, если каждое из сопротивлений 6 шунтировано индуктивностью, пропускающей свободно постоянный ток и только незначительные силы токов модулирующих частот.

Приемник, изображённый на фиг. 2, по сВСему действию подобен показанному на фиг. 1 тем, что в нём фазово-модулированная волна превращается, перед окончательным детектированием, в частотно модулированную волну. Однако в схеме по фиг. 2 нотенциал модулирования первого генератора биений получается благодаря прохождению токов модулирующих частот, создающихся демодуляцией, через посследовательно включённые сопротивление 8 и ёмкость 9.

Составляющая напряжения неременного тока на ёмкости 9 иснользуется для частотной модуляции первого генератора биений 2 в направлении увеличения фазового отклонения расхождения модулированного тока на выходе гетеродина первого детектора 1.

Благодаря этому первоначальная фазовая модуляция превращается в частотную перед окончательным детектированием. При наиболее высоких модулирующих частотах возрастание фазового расхождения при про.межуточной частоте может быть мало, но увеличение будет больше npi{ более низких модулирующих частотах в пределах применимого диапазона модулирующих частот.

Для схемы по фиг. 2 требуется, чтобы составляющие постоянного тока людуляции были удалены из энергии, подаваемой обратно для частотной модуляции первого генератора биений. Это осуществляется с помощью трансформатора переменного тока, включённого где-либо между детектором частотно) модуляции и первым генератором биений; постоянные составляющие трансформатором,включённым

между ёмкостью 9 и генератором 2, не пропускаются.

При желании, конечно, в приемнике по фиг. 2 можно примепить

автоматический контроль частоты или настройку иутём снимания постоянного напряжения с детектора частотной модуляции 4 или усилителя 5 и использования его при последующей полярности для контроля средней частоты генератора 2.

Предмет изобретения Супергетеродин1 ый радиоприемник, предназначенный для приема сигналов, модулированных по фазе, отличающийся тем, что для преобразования сигналов, модулированных по фазе, в сигналы, модулированные по частоте, применена частотная модуляция гетеродина конвертера напряжениями, взятыми от второго детектора.