Способ фазовой модуляции Советский патент 1949 года по МПК H03C3/38 

В известных фазовых модуляторах несущее напряжение делится |на два сдвинутых по фазе напряжения, которые дифференциально модулируются по амплитуде и затем снова складываются. В этом случае для получения наиболее линейной модуляции два несущих напряжения равной амплитуды должны иметь разность фаз в 90°.

По предлагаемому способу фазовой модуляции модуляция по амплитуде осуществляется только одного из несущих напряжений. Согласно изобретению складывают модулированное по амплитуде напряжение с несущим, сдвинутым по фазе на 135°, и при этом амплитуда модулированного напряжения равна 0,707 амплитуды немодулированного напряжения. Регулируя надлежащим образом одномодуляторную систему можно получить результаты, на практике не уступающие действию с модуляцией двух несущих.

На фиг. 1 изображена блоксхема фазового модулятора, в котором два равных по амплитуде несущих напряжения смещены по фазе и дифференциально модулированы по амплитуде, после чего они вновь складываются; на фиг. 2 блоксхема устройства, работающего по предлагаемому способу; здесь два несущих напряжения неравны по амплитуде и смещены по фазе, но модулируется по амплитуде только одно из них, затем эти напряжения складываются и результирующее напряжение, таким образом, оказывается модулированным по фазе, а также в некоторой степени и по амплитуде; на фиг. 3 и 4 даны схемы двух вариантов устройства по фиг. 2; на фиг. 5 показана принципиальная схема фазового модулятора , изображенного на фиг. 1.

В устройстве (фиг. 1) источник несущего напряжения присоединен к модулятору 3 через фазовращатель 2, а к модулятору 4 - непосредственно. Модулирующее напряжение со входа подводится к модуляторам 3 и 4 дифференциально через трансформатор 5, т. е. с разностью фаз в 180°. Оба модулированных по амплитуде несущих напряжения на

№ 77480- 2 выходе складываются, давая в результате напряжение, меняющееся по фазе в пределах, зависящих от первоначальной разности фаз несуихих напряжений, подводимых к модуляторам 3 4.

На фиг. 2 изображено устройство, в котором модулируется только одно из двух отличных по фазе напряжений. Источник 1 несущего напряжения присоединен через усилитель 6 к потребляющей цепи, а через, фазовращатель 7 к модулятору 8. Выход модулятора также присоединен к потребляющей цепи. Модулирующее н.апряжение подводится только к модулятору 5; усилитель 6 является вентилем, защищающим модулятор 8 от возможности возникновения паразитных колебаний.

Математический анализ показывает, что оба типа модуляторов при данной глубине амплитудной модуляции составляющих напряжений (обоих или одного - в зависимости от схемы)дают одинаковую фазовую и некоторую нежелательную амплитудную модуляцию. Преимуществом одномодуляториой системы является ее сравнительная простота.

Если модуляторы 3 Е 4 (фиг. 1) или усилитель 6 и модулятор 8 (фиг.2) работают также в качестве умножителей частоты, то во столько же раз увеличивается и первоначальная разность фаз несущих напряжений. Если, например, частота удваивается, то первоначальная разность фаз в схеме по фиг. 1, задаваемая фазовращателем , должна быть равна 45° или 135°, после удвоения частоты разность фаз будет равна 90° или 270°.

В приведенном случае модуляторы исполняют две функции: модулируют амплитуду в соответствии с сигналом и умножают частоту. Такой модулятор состоит из модуляторной лампы, входной контур которой настроен на несущую частоту, а выходной-на желаемую, в данном случае вторую, гармонику. Если желательно, то функции модулятора и умножителя можно разделить; в этом случае после обычной модуляторной лампы включается отдельная умножительная лампа.

Модулирующее напряжение подводится к модуляторам 5 и - по двухтактной схеме через трансформатор 5. Модулированные несущие напряжения складываются в общей анодной цепи модуляторов 5 и или в последнем каскаде умножителей частоты, если последние применяются.

Если в схеме па фиг. 2 происходит удвоение частоты, то сдвиг фазы в фазовращателе 7 должен быть равен 67,5° или 112,5°, так чтобы после умножения разность фаз была равна 135° или 225°. Усилитель 5 действует как умножитель частоты, а к модулятору 8 подводится модулирующее напряжение, так что ои действует как модулятор и как умножитель. Суммирование происходит в общей анодной цепи.

Умножители частоты можно включать до или после модуляторов, но во всяком случае до суммирования, так как иначе нельзя было бы уменьщить необходимую первоначальную разность фаз несущих напряжений.

В схеме на фиг 3 модулируется только одно из двух складываемых напряжений. К источнику / присоединен контур 9, настроенный на несущую частоту. Фазовращатель RC действует совместно с двухтактным настроенным контуром 9 так, что к сеткам GI и GZ усилителя 6 и модулятора 8 подводятся напряжения, отличающиеся по фазе на 135°, что для модулятора такого типа является наилучшим. Фазовращатель RC уменьшает также амплитуду напряжения; величина последней подбирается так, чтобы подводимая к модулятору 8 амплитуда напряжения была равна 0,707 амнлитуды напряжения, подводимого к усилителю 6. Суммарное напряжение возникает в настроенном контуре 10, к которому присоединены аноды 11 ц 12 и который настроен на несущую частоту. Модулирующее напряжение подводится через джек 13 и трансформатор 14 к запирающей сетке 15 модулятора 8. С контуром 10 связан передатчик 16.

В схеме фиг. 4 модуляторная и усилительная лампы одновременно работают как умножители частоты. Несущая частота берется от стабилизованного кварцем генератора 17. Кварц PC присоединен к сетке лампы генератора, а в анодную цепь этой лампы включен настроенный контур 18.

Через фазовращатель RC напряжение подводится к сетке GI модуляторной и умножительной лампы 19, а через конденсатор Ci к сетке G yu-ножительной лампы 20. Конденсатор С служит для регулирования амплитуды. Без умножения частоты была бы нужна разность фаз в 135°, но при удвоении частоты начальная разность фаз должна быть равна 67,5°; на эту величину и отрегулирован фазовращатель RC. Конденсатором Ci можно отрегулировать подводимое к лампе 20 напряжение таким образом, чтобы амплитуда напряжения на выходе лампы 19 была равна 0,707 амплитуды напряжения на выходе лампы 20. Модулирующее напряжение подводится так же, как и в схеме на фиг. 2. Контур 21 настраивается на желаемую гармонику несущей частоты.

Схема фиг. 5 иллюстрирует способ умножения частоты в дифференциальном модуляторе, в котором модулируются оба умножительных каскада. При удвоении частоты контур 22 настраивается на вторую гармонику несущей частоты, создаваемую в контуре 23 генератором 24:, фазовращатель RC устанавливается на сдвиг фазы 45°; амплитуды обоих напряжений выравниваются конденсатором Cj. Модулирующие напряжения подводятся через двухтактный трансформатор 25 к антидннатронным сеткам 26 и 27. При первоначальной разности фаз несущих напряжений, равной 45°, разность фаз модулированных напряжений в анодных ценях ламп 28 и 29, благодаря удвоению, будет равна 90°. Подводимое через трансформатор 25 напряжение таким образом модулирует по фазе энергию, возникающую в настроенном контуре 22, в пределах 9(F по обе стороны от середины указанного предела.

Соотношение амплитуд двух складываемых напряжений регулируется либо нодбором анодного напряжения модуляторов, усилителей или умножителей, либо переменным конденсатором, как на фиг. 4 и 5.

Возможны различные варианты описанных схем. В схеме фиг. 5 можно, например, утраивать частоту; в этом случае фазовращатель RC регулируется на сдвиг фазы 30°. Анодные цепи могут быть включены параллельно, как показано на схеме, либо по двухтактной схеме. В последнем случае фаза изменится с 90 на 270°, что в смысле глубины модуляции и искажений не имеет значения, но может улучшить действие умножителей.

В двойном модуляторе можно использовать изображенный на фиг. 3 фазовращатель и заставить модуляторы работать как удвоители. Этот фазовращатель дает сдвиг на 135°, что после удвоения дает разность фаз в 270°, т. е. оптимальную величину.

Предмет изобретения

Способ фазовой модуляции с применением нескольких каналов и амплитудной модуляции, отличающийся тем, что складывают модулированное по амплитуде напряжение с несущим, сдвинутым по фазе на 135°.

- 3 -Л 77480