Устройство для частотной модуляции Советский патент 1949 года по МПК H03C3/12 

Предлагаемое устройство предназначается для частотной модуляции или Маинпуляции ла1Мпо|ВЫх генераТОРОВ, стабилизированных пьезокварцем. Для обеспечения такой модуляции требуется достаточно большой переменный .реа-ктивный эффект в эквивалентном .колебательном контуре кварцевого генератара. Это достигается тем, что параллельно пьезокварцу подключается линия, к другому 1ко;нцу которой присоединяется манипулятор или модулятор, предСтавляющий в принципе на грузочное сопрОТивление ляяии, меняющееся в соответствии с модулирующим сигналом.

На фиг. 1-3 изображены схемы различных вариантов выполнения предлагаемого уст|р|ОЙства.

На фиг. I изображена схема .первого варианта применения изобретения к генератору с кварцевой стабилизацией.

К генератору / шриооединена линия 18, другой конец которой связан с модулятором F.

К выводам сеток 3 и 4 лампы 15 подключена кварцевая пластинка 2,

причем сетка 4 служит анодом, а сетка 3 является управляющей сеткой генератора; между «ими расположена экранная сетка 5.

Схема генерато1ра соответствует известной схеме Колпитца; кварц вместе со своиМ воздушным зазором служит самоиндукцией, а конденсаторы С (между сеткой 3 и землей) я С (между сеткой 4 и землей) служат емкостью.

В данном частном случае между генераторной и выходной частями схемы применена электронная связь. Выходная цепь состоит из анода // и настроенного 12-13, с которого энергия высокой частоты снимается по проводу J4. Емкостная связь между частями схемы уменьшена наличием сеток 9 и 10, расположенных .между сеткой 4 и анодом //.

Согласно изобретению, к точке 16 описанной схемы присоединяется добавочное устройство, состоящее из блокировочного (Конденсатора 17, линии 18 и настроенного контура 19-20. Параллельно контуру включена ла1мпа 21 (в данном случае

255

триод). Напряжение на сетке 22 этой лампы модулируется изменением положения телегр-афно го ключа 23, 10оединенного с сеточным сопротивлением 24 и батареей 25. Когда ;ключ разомкнут, на сетку 22 подается напряжение от точки 26 батареи 27, т. е. нормальное смещение, а когда ключ нажат, иа сетку 22 подается запирающее лампу напряжение.

В данном примере линия 18 состоит из дросселя 28, расположенного над заземленным листом металла или внутри заземленНОЙ металлической трубки. Изображенные пунктиром конденсаторы 29 абОвначают распределенную емкость линии 18 относительно земли, таким образом линию 18 можно назвать искусственной линией. Такая линия в данном случае взята потому, что при ее помощи легко получить волновое сопротивление, ольшее чем у действительной линии.

Электрическая длина линии подбирается равной Vg длины волны генератора / ()./Ь).

СоПротИ(Вление 6 и конденсатор 8 служат развязкой в цепи анода генератора.

Сопротивление 7 является сопротивле1нием1 утечки в цепи сетки генератора.

Контур 19-W при работе настраивается немного выше частоты генератора /. Таким О1бразо:м к концу линии 18 присоединено индуктивное сопротивление. Линия присоедин;яется к движку катущки 19. При пом1ощи этого движка подбирают надлежащую величину самоиндукции.

При нажатом ключе 23 лампа 21 заперта и нагрузочное сопротивление линии практически целиком индуктивно. Величину его, как указано выше, (МОЖНО подобрать так, что1бы она со:ответствовала волновому импеданцу линии. В данном случае линия будет представлять собою очень большой импеданц относительно генератора и ее действием на генератор можно пренеб|речь.

Допустим, что смещение на сетке 22 подобрано: так, чтобы через лампу протекал некоторый анодный ток. Благодаря этому лампа может

256

пропускать переменный ток, подводимый от генератора через линию 18 и контур 19-20 таким образом лампа 21 будет эквивалентна сопротивлению, шунтирующему контур 19-20.

Если линия о.канчивается реактивHbtM сопротивлением с параллельным ему омическим сопротивлением, то действием линии на генератор / (в точке присоединения 16} пренебрегать нельзя, так как она будет представлять собой некоторое реактивное сопротивление, шунтирующее эту часть цепи генератора.

Такое шунтирование будет менять па раметры колебательного контура, а, стало быть, будет меняться и частота генератора. Так как сопротивление лампы 21 меняется от бесконечности до нуля, то импеданц линии Относительно точки 16 будет также меняться от бесконечности до некоторого конечного (пикового) значения.

Этот импеданц будет эквивалентен .индуктивному сопротивлению, меняющемуся от бесконечности до конечного значения, причем параллельно включено еще сопротивление, котар.ое будет меняться от бесконечности до примерно двойной величины указанного конечного значения и вновь будет возрастать до бесконечности. Таким образом, когда в контур СаМОИНДуКЦИЯ,

достаточная для заметного изменения частоты, то вводимое при этом соп роггИ)Вление не вызовет срыва генерации.

Следует заметить, что JTHHHH 18 действует как шунт, выключенный между сеткой 4 и землей параллельно конденсатору С .

На фиг. 2 ,и 3 изображены другие варианты описанной системы.

На фиг. 2 добавлена вторая линия 38, которая в точке 36 соединена с управляющей сеткой 3 генератора. Эта линия шунтирует второй последовательный конденсатор С. Она может быть идентична линии 18 и может быть присоединена к цепям, идентичным цепям 19-22. Таким образам можно расширить диапазон частотной модуляции по сравнению с тем, который достижим с помощью только одной линии.

В некоторых случаях бьшаег удобнее сделать соедииение в точке 36 вместо точки 16.

Как показано на фиг. 2, эффективная длина линии 38 .равя.а Vs

ЗХ

длины волны (-)- Присоединенный К концу ЛИНИИ1 iKQffiryip 39-40 настроен немнола ниже частоты генератора и таким Образом действует как емкость. Линия подключается к движку индуктивности 39 так, что величину peaxTaiHua можно подобрать (равной пиковому ймпеданцу лянни. Если теперь лампа 41 будет заперта, то реактанц линии 38 в точке 36 будет очень велвк и действием линии на генератор можно пренебречь. При измевении напряжения смещения лампы 41 от запирающего до рабочего, эффективное оо1противление, шунтирующ-ее контур 39-40, будет меняться от бесконечности до некоторой конечной величины.

Блалодар-я этому оконечиый имледанч линии 38 будет меняться от почти чисто емкостного- сопротивления до сравнительно небольшого О1м1ического сопротивления. Это: в свою очередь будет менять импедавц всей цепи, присоединенной к точке 55, от очень большой, по существу бесконечной величины, до некотор10.го емкостного сопротивления, близкого к пикоаому импеданцз линии.

Изменение «мпеданца, включенного между сеткой 3 и землей,, каК описано выше, будет менять частооу генератора в направлении, противоположном тому, в котором действует линия 18. При подаче ва сетки ламп 21 и 41 диференциального смещения можно добиться больших изменений частоты, чем можно получить с каждой из этих линий, взятых порюень.

На ;фиг. 2 изображены цепи подачи диференциального смещения на сетки ламп при передаче телеграфных знаков.

Сетка 42 ла-мпы 41 через сопротивление 44 соединиен а с телелрафНЫМ1 ключом 48 с отводом 51 и через сопротивления 44 yi 47 отводом 52 делителя напряжения 49. Ключо-м 48 меняется напряжение

17 Свод. Выпуск 9, 1949 г.

смещения на сетке лампы 41 таким же образом, как было ояисано раньше. Сетка 22 лампы 21 через сопротивление 45 соединена с анодным контурОМ лампы 41 и через сопротивления 45 и 46 с отводом 63 делителя напряжения 49.

Катод лампы 21 соединен с отводом 54 делителя, а анодный контур той же лампы соединен с отводом 55. Следует заметить, что Сетки обеих ламп отрицательны относительно со. ответственных катодов.

Когда лампа 41 заперта, то анодный ТОК ие течет и на сопр отивлении 46 падения напряжения не будет. Таким Образом, смещение на лампе 21 будет зависеть TOJibKOi от положения отВОдов 53 и 54.

Меняя положение отводов на делителе напряжения 49, подбирают рабочее смещение таким -Ьбразом, чтобы через лампу 21 протекал ток. Если сделать лампу 41 проводящей, раз1мъгкая ключ 48, то через сопротивление 46 потечет то,к. ВОзникающее на сопротивлении 46 напряжение поступает на сетку лампы 21 и запирает эту лампу.

На фиг. 3 изображен способ подачи диференци льного смеЩения на лампы 21 .и 41 при звуковой модулягции. С батареи 60 снимаются анодные напряжения ламп 21 и 41 к рабочие смещения сеток этих ламп, для чего минус этой батареи соединен со средней точкой вторичной обмотки модуляционнОГО трансформатора 6L

К первичной обмотке этого трансформатора присоединен источник модулирующего напряжения, которое и подается через трансформатор На сетки ламп 21 и 41 в противоположных фазах. Таким образом, эти две лампы заставят связанные с ними линии менять частоту генератора в одном и том же направлении.

Такой способ модуляции лучше, чем способ модуляции при помощи только какой-либо одной из этих ламп, так как возможные исжажения будут IB некоторой мере компенсирОватыся.

Предмет изобретения

Усггройство для Частотной модуляции ИЛИ манипуляции радиопе1редат257чинов, стабилизовааных пьезохварцем, от лИ чающееся тем, что параллельно пьезокварцу включена линия, к другому концу которой присоединен манипулятор или модулятар.

. 1 ГкЩ

..

.

f

.LJ

о44Ш.

fprn

21

I

T/7

li

1 ,.

Lfc

38

Фиг. 3

F

I Н/М 1 /5-€Л ГТ

- SVWtWfP-I/ n I

-J.-.J- I I --с.-з- I

|- -, - r 1 j T

-L.-.