Основным недостатком существующих схем частотной модуляции кварцевых генераторов является либо нрименение режима затягивания, дающего, как известно, худщие результаты в отнощении стабильности частоты, чем чисто юсцилляторный режим, и сложность перестройки генератора при изменении рабочей частоты, либо невозможность получить большую девиацию частоты.
Предметом настоящего г.зобретения является устройство для частотной модуляции кварцевых генераторов, работающих в осцилляторном режиме, путем изменения индуктивного реактанца, включенного последовательно кварцевому осциллятору.
Для осуществления частотной модуляции в генераторах с кварцевой стабилизацией предлагается использовать метод управления частотой при помощи индуктивности, включаемой последовательно кварцу. Модуляция величины этой индуктивности электрическим путем при помощи реактивной лампы или другого устройства приводит к модуляции частоты кварцевого генератора. Изменение ИНДУКТИВНОСТИ механическим путем позволяет осуществить управление частотой генератора.
Для изменения величины регулирующей индуктивности, В1сяюченной последовательно с кварцем, быть применена одна из следующих схем.
1. С X е м а с переменной индуктивностью (фиг. I).
В качестве переменной индуктивности можно применить вариометр, катущку с перемещающимся магнитным сердечником или катущку с перемещающимся медным сердечником.
По мере увеличения индуктивности резонансная частота катущки приближается к рабочей частоте, что вызывает рост эквивалентной индуктивности контура эхи бол-ее быстрый, чем рост самой икдуктпвпости Lper Одновременно растет эквивалентное активное сопротивлен; е Дзка катущки.
Если ограничиться работой в области частот, не превыщающих 80% от собственной частоты катушки /о, то эквивалентная индуктивность и
175 сопротивление определяются п.риближенными выражениями: /-пйг- П -per ЗКВ ; V 1-шС 1 - i-f-fгде iper и собственные индуктивность и сопротивление катушки, / - рабочая частота. Действующая добротность эквивалентной -катушки (уэкв быстро падает с приближением к резонансу в соответствии с выражением: (Я. .ш экв а рег где Q / Так, если рабочая частота составляет 70% от резонансной частоты, то действующая добротность катушки понижается вдвое. Стабильность частоты кварцевого генератора при включении индуктивности последовательно кварцу понижается с звеличением активного сопротивления катушки, которое ухудшает условия возбуждения и понижает амплитуду колебаний. Поэтому необходимо по возможности удалять собственную частоту рег лируюшей индуктивности от рабочей частоты генератора и получать требуемую индуктивность, в основном за счет собственной индуктивности катушки. Для этого следует применять катушг ки с минимальной собственной емкостью. Паилучшнми, с этой точки зрения, являются длинные однослойные цилиндрические катушки. 2. С X е м а с переменной емкостью, включенной параллельно п о с т о я ц н о и и ндуктивности (фиг. 2). В области частот, лежащих ниже резонансной частоты контура iCpe,последний представляет собой комплексное сопротивление с реактивной составляющей индуктивного характера, причем величина реактивной и активной составляющих зав:1сит от близости рабочей частоты к резонансной частоте . Последняя определяется величиной емкости Срег. Следовательно, этой емкостьЕО можно изменять действующую индуктивность, включенную последовательно с кварцем, и осуществить з.правление частотой кварцевого генератора. Добротность эквивалентной катушки падает с приближением к резояансу в соответствии с выражением:-« Поэтому не следует применять значительное повышение действуюшей индуктивности за счет приближения к резонансу. С этой ТОЧРШ зрения лучшие рез льтаты должна дать регулировка частоты индуктивностью по схеме фиг. 1, если сопротивление потерь регулирующего дросселя не намного превышает потери в контуре. 3. С X е м а с п е р е м е н н ей емкостью, включенной последовательно постоянной и н д у кт и,в н о ст и (фиг. 3). в этой схеме регулировка эквивалентной индуктивности достигается изменением емкости Ср., причем рабочей является область, в которой последовательный контур Срег (Lэкя-эквиваЛентнзя ивдуктивность катушки L с учетом ее распределенной емкости) сохраняет индуктивную реакцию, т. е. область, в которой рабоч.ке частоты выше резонансной частоты этого контура, но ниже собственной частоты катушки L. Существенным достоинством этой схемы является лучшая форма регулировочной характеристики. Изменение частоты при повороте конденсатора Спег (фиг. 3) происходит в данном случае более плавно, чем в рассмотренных выше схемах при повороте вариометра, перемещении сердечника или повороте конденсатора. Вторым достоинством этой схемы управления частотой является относительное постоянство эквивалентHoro активного сопротивления, включенного последовательно кварцу, что обеспечивает постоянство амплитуды колебаний при изменении частоты.
Наконец, достоинством этой схемы является и то, что она позволяет в некоторых пределах изменить частоту в положительную сторону по отношению к номинальной частоте кварца, если использовать область частот, лежащих ниже резонансной частоты последовательного контура L экв с ргг, В которой последний ведет себя как емкость.
При резолансе контура Ьжв С per последовательно с кварцем оказывается включенным только сопротивление . Схема генерирует в этом случзк приблизительно номинальную частоту кварца.
Описанный выше способ управления частотой при помсши индуктивности, включаемой последовательно кварцу, согласно изобретению, использован для осуществления частотной модуляции в генераторах с кварцевой стабилизацией. Модуляция величины указанной индуктивности электрическим njaeM при помощи реактивной лампы или другим устройством приводит к модуляции частоты кварцевого генератора.
Блок-схеМа подобного частотномодули,рО:ванного кварцевого генератора изображена в двух вариантах на фиг. 4 и 5.
Поскольку последовательная индуктивность позволяет менять частоту кварца в широких пределах, этим методом можно осуществить частотную модуляцию кварцевого генератора с относительно большей девиацией.
Для модуляции последовательной индуктивности могут быть использованы различные способы управления реактиВНым сопротивлением электрических цепей.
На фиг. 6 и 7 даны примерные схемы, иллюстрирующие два способа управления реактивным сопротивлением и основанные на применении реактивных ламп.
В этих схемах величина реактивного сопротивления цепи, включенной последовательно кварцу, меняется при помоши реактивной лампы,
12 Свод, выпуск 7, 1949 г.
связанной тем или иным способом с этой цепью. Реактивная лямпа быть включена по схеме, эквивалентной индуктивности или емкости.
На фиг. 7 реактивная лампа, эквивалентная некоторой емкости, включена последовательно управляющей индуктивности L и определяет величину действующей индуктивности L,-включенной последовательно кварцу.
В приведенных схемах, помимо управляющей индуктивности, последовательно с кварцем включена емкость С, посредством которой можно в известных пределах корректировать частоту генератора. Эта емкость повволяет также частично компенсировать исходное смещение частоты, вызываемое включением упра-вляющей индуктивности.
Кроме приведенных вариантов схем, можно применить для той же цели схемы, в которых: 1) используется динамическая емкость сетка-катод; 2) величина реактивности изменяется при помощи шунтирующего диода или газоразрядной лампы; 3) изменение индуктивности достигается насыщением ферромагнитного сердечника и 4) изменение индуктивности достигается при помощи механического реле, на которое подаются телеграфные импульсы (фиг. 8).
Применяя соответствующее умножение частоты, можно осуществить описываемым методом широкополосную частотную модуляцию передатчиков УКВ диапазона. При этом может оказаться необходимым гетеродинирование частоты кварца в сторону ее понижения с тем, чтобы можно было применить умножение частоты, требуемое с точки зрения девиации.
Описанные выще схемы управления частотой могут быть применены для построения звуковых генераторов на биениях и свип-генераторов относительно несложной конструкции.
Предмет изобретения
Устройство для частотной модуляции кварцевых генераторов, работающих в осцилляторном режиме,
177 путем изменения при помощи реактивной лампы или любого другого известного устройства индуктивного реактанца, связанного с кварцевым осциллятором, отличающееся тем, что изменяемый индуктивный реактанц включен последовательно с кварцевым осциллятором.
pSi:
Нодупятрр цндикпнщиосггю.
/ i,J
Мошлятор напрня ения
Подупятоо ilHQyffniaoHQcmu
7
г(.
Ци
Фиг. 4
нн-
/I VVVГ
I
Фиг. 5
-II
Hogytiymop тпряжения
Мод( напря сния
Фиг. 6
ниНо уг ятонапрр еиия
Телеграсрные
UnnijnbCbl
