Способ радиоприема

 

Класс 21а, 54 1щ Я ВАЯЯ

АВТОРСНОЕ СВИДЕТЕЛЬСТВО НА ИЗОБРЕТ(НИЕ

ОПИСАНИЕ способа радиоприема.

К авторскому свидетельству Л. И. Мандельштана и Н. Д, Пападвнси заявленному 16- июня 1930 года (заяв. свид. № 71887).

0 выдаче авторского свидетельства опубликовано 31 декабря 1933 года. (188) Для неискаженного и селективного радиоприема, как известно, необходимо, чтобы ширина резонансной кривой приемного устройства была не меньше, чем полоса всех частот модуляции, плюс вариации несущей частоты, вызванной или неполной стабильностью волны передатчика или специально производимой, напр., для борьбы с замиранием. При этом, если относительное перемещение полосы излучаемых передатчиком частот, вследствие изменения частоты несущей

Ло> волны, будет î o=, где щ — частота несущей волны передатчика," то при обычных способах трансформации частоты на месте приема, напр. при гетеродинировании для приема телеграфных сигналов, это вызовет относительное изменение средней частоты, действующей на приемl о> ное устройство на величину в — раз о>> большую.

Последнее обстоятельство и вызвало необходимость в специальной стабилизации волны передатчика, приобретающей особое значение.при переходе на короткие волны.

Предлагаемое изобретение касается способа радиоприема, в особенности на коротких волнах, при котором приходящие колебания до воздействия на детектор или индикатор подвергаются каскадной трансформации по частоте вниз в колебательных системах, и имеет целью устранить необходимость указанной выше столь высокой стабильности волны, какая должна иметь место при обычных уже известных способах приема. Для достижения этой цели предлагаетСя, в качестве колебательных систем для каскадной трансформации по частоте вниз приходящих колебаний, применять такие системы, у которых параметры, определяющие собственную частоту системы, являются функциями тока или напряжения, причем одновременно с настройкой этих систем на ол ределенну ю частоту

> потери в системе полностью или частично компенсируются при помощи регенерации.

На чертеже фиг. 1 и 2 изображают схемы двух возможных форм осуществле-, ния способов трансформации частоты; фиг. 3 — форму экспериментальной резонансной кривой; фиг. 4 и 5 — схему двух возможных форм осуществления каскадов для названного способа радиоприема.

Соособ радиоприема, в особенности на коротких волнах, согласно изобретению заключается в том, что приходящие высоко-частотные колебания, до их воздействия непосредственно на индикатор приема или на детектор, тра >сформируются по частоте вниз, т. е. таким образом, что трансформированная частота значительно меньше частоты приходящих волн.

При этом, если частота передатчика и изменилась на Ь<>> (о> ++.Ьв) и, сталобыть, относительное изменение частоты

Ьо> было" o= —, то после уменьшения чао>

/о>, Ьо>1 стоты в Й раз ) получим, что относительное изменение частоты, действующей на приемное устройство, будет в только в — раз больше — где c»> — коА.О>> нечная частота, воздействующая на приемное устройство. Таким образом, при этом способе приема, как это видно из вышеизложенного, при той же ширине пропускания частот и приемном контуре,. допустимо значительно большее изменение частоты передатчика, чем при обычных способах приема. Точно так же очевидно, что чем дольше понижать частоту, тем больше и допустимое изменение частоты передатчика. При не слишком большой частоте телеграфной манипуляции трансформирование можно довести до получения слышимого тона, воздействующего на индикатор.

В тех случаях, когда такого рода трансформирование частоты до получения звукового тона может привести к искажениям, как, например, при радиотелефонном приеме, согласно настоящему изобретению, трансформирование производится до получения промежуточной частоты, еще достаточно большой по сравнению с модулирующей часто. той, после чего прием производится обычными способами, т. е. либо непосредственным детектированием (для радиотелефонии), либо детектированием с предварительным наложением частоты местного генератора.

Само понижение частоты может быть осуществлено различными способами.

Трансформация частоты может быть основана, напр., на том, что подлежащие трансформации высокочастотные колеба.ния изменяют один из параметров,определяющих собственную частоту колебательной системы.

На фиг. 1 чертежа изображена схе.ма, представляющая одну из возможных форм осуществления этого способа трансформации частоты. Подлежащие трансформации колебания, проходя через об. мотки 4, и 4 сердечников 1 и 11, изменяют самоиндукции катушек 3 и 3, намотанных на этих сердечниках. В виду того, что обмотки 4> и 4» одинаковы, а обмотки 3 и 3, также одинаковые> включены друг против друга, то при одинаковом магнитном состоянии обоих трансформаторов в колебательном контуре

1 — 2 — 3 — 3, при прохождении переменного тока через обмотки 4> и 4„никакой электродвижущей силы не наводится. Вто же самое время сердечники трансформаторов претерпевают периодическое изменение намагничивания с периодом первичного тока. Как уже известно, при соответствующей настройке вторичной системы 1 — 2 — 3 — 3 и соответствующем соотношении между относительным изменением параметра системы и декрементом затухания контура во вторичной системе возникают колебания понижен1 ной частоты. Регулирование декремента затухания системы осуществляется применением принципа регенерации, например, с помощью трехэлектродной лампы 7, включенной по одной из известных схем обратной связи.

Вышеизложенный способ трансформации частоты, основанный на изменении внешней силой (в данном случае током, вызванным внешней электродвижущей силой) параметра системы, мы будем в дальнейшем называть способом гетеропараметрического трансформирования частоты колебаний.

Другой способ трансформации частоты заключается в том, что трансформация частоты происходит в системе, на которую действует внешняя электродвижущая сила, причем необходимое для этой трансформации изменение параметра осуществляется собственным током или напряжением в системе; Этот способ, в отличие от вышеуказанного, мы будем называть автопараметрическим трансформированием частоты.

На фиг. 2 чертежа изображена примерная схема осуществления этого способа. Здесь подлежащие трансформации токи, проходя через обмотку 7, воздействуют на колебательную систему 3 — 1—

2 — 4, самоиндукция 2 которой зависит, в данном случае, от проходящего через нее тока. Лампа б включена по одной из известных схем обратной связи и служит для компенсации потерь в контуре. Как уже известно, в этой системе при соответствующей настройке возникают колебания пониженной частоты.

Оба приведенные выше способа трансформации частоты -(гетеропараметрический и автола ра метрический) имеют то преимущество, что они по отношению к приходящим колебаниям дают резонансную кривую, приближающуюся по форме к прямоугольной, т. е. к идеальной форме кривой, необходимой для неискаженного и свободного ат помех приема. На фиг. 3 чертежа показана форма такой кривой, экспериментально полученной для случая уменьшения частоты в 3 раза.

Как видно из чертежа (фиг. 3), при частотах приходящих волн, соответствующих промежутку or точки а до точки b оси абсцисс в системе, имеют место колебания значительной силы, прекращающиеся при переходе от точки а к меньшим или от точки b к большим частотам. Промежуток от а до b есть ряд тех значений частоты вынуждающей силы, при которых в колебательной системе возникают колебания трансформированной частоты или, иными словами, имеет место трансформация частоты приходящих колебаний.

Небольшой ток (ордината оа), имеющийся в контуре при частотах вынуждающей силы, лежащий по оси абсцисс; вне промежутка а — b, есть ток не трансформированной частоты и является просто током, вызываемым переменной электродвижущей силой в контуре, не настроенном на частоту этой электродвижущей силы. Для получения эффекта в чистом виде, т. е. для того, чтобы не было колебаний при частотах приходящих волн, не лежащих в промежутке а — b, можно скомпенсировать ток оа в контуре. Для этой цели можно применить разного рода известные уже диференциальные схемы.

При применении способа автопараметрической трансформации понижение частоты в два или втри раза и т. д. может быть выполнено различными спосо! бами в зависимости от того, чем определяется закон зависимости параметров, определяющих частоту системы от проходящего через них тока.

Так, например, при применении в качестве такого параметра самоиндукции с железом степень трансформации определяется рабочей точкой на кривой намагничивания.

Точно так же для получения зависимой от тока самоиндукции можно применить шунтирование части самоиндукции проводником или полупроводником, величина сопротивления которого зависит от тока.

На. фиг. 4 и 5 изображены отдельные каскады предлагаемого приемного устройства, причем на фиг. 4 изображена примерная форма выполнения для. случая трансформации частоты в два раза, а на фиг. 5 — для случая трансфор! мации частоты в три раза. На фиг. 4 колебательный контур состоит из конденсатора 1 и самоиндукции 2. Последняя шунтируется, например, электронным или ионным прибором 3 с квадратичной характеристикой. Еа и Eg — напряжения смещения, необходимые для уста, новления определенной рабочей точки на характеристике лампы. Электронная лампа 4 включена по обычной регенеративной схеме (катушка 5 — обратной связи) для компенсации затухания контура. Колебания от предыдущего каскада подводятся к контуру через катушку 6.

Таким образом, прибор 3 — одновременно используется и для усиления подводимых колебаний. Само собой разумеется, однако, что это не является обязательным и что электронный или ионный прибор 3 может быть использован лишь для того, чтобы самоиндукция зависила от тока в контуре, а колебания подводились к контуру отдельно.

На фиг. 5 изображена схема, при которой наибольшее значение в выражении нелинейной зависимости имеет кубичный член. Для этого самоиндукция шунтируется проводником, имеющим симметричную форму зависимости тока от напряжения.

На фиг. 5 чертежа такой проводник осуществлен в виде двух противоположно электронных или ионных приборов

31 и 3; Е а и Е- а — анодные напряже. ния, играющие роль лишь смещающих напряжений; остальные элементы системы те же, что и на фиг. 4.

Колебания от предыдущего каскада могут либо непосредственно воздействовать на контур, либо через катушку 5 и 5>, используя таким образом одновременно лампы 3, и 32 для усиления подводимых колебаний.

Иногда может оказаться полезным совокупное применение упомянутых вы. ше способов авто- и гетеропараметрической трансформации частоты.

В этом случае целесообразно в пер. вых каскадах приемного устройства (при трансформации высоких частот) применить способ автопараметрической трансформации частоты, а в последующих каскадах (при трансформации пониженных частот) применить способ гетеропараметрического трансформирования частоты.

Приемное устройство в целом, согласно настоящему изобретению, состоит из ряда каскадно включенных такого рода систем. При приеме одной определенной станции все каскады предлагаемого устройства могут, разумеется, иметь неизменную настройку. При необходимости перехода от одной принимаемой волны к другой, однако, вовсе нет необходимости в перестройке всех каска. дов- приемного устройства. Согласно настоящему изобретению, часть каскадов можно оста вить неизменной при всех настройках. Для этой цели требуется лишь применить метод гетеродинирования частоты приходящих колебаний или частоты предыдущего каскада до совпадения одной из комбинационных частот с настройкой следующего каскада.

Упомянутый метод гетеродинирования можно применять различно, напр., можно гетеродинировать непосредственно приходящие колебания и затем их трансформировать по частоте, согласно настоящему изобретению, или же- осуществить это гетеродинирование перец одним из промежуточных каскадов предлагаемого приемного устройства.

Применительно к последнему случаю сущность способа будет заключаться в том, что .приходящие колебания частоты предварительно трансформируются в частоту щ, и последняя методом гетеро. динирования, т. е. наложением частоты щ2 местного генератора и последующим детектированием приводится к частоте со, соответствующей настройке первого из последующих каскадов. В последующих каскадах происходит дальнейшее трансформирование частоты либо вплоть до,получения звуковой частоты, либо до получения промежуточной частоты, после которой прием, как это уже указывалось вы ше, производится обычным способом. Само собой разумеется, что в зависимости от условий может найти применение та или иная комбинация описанных выше способов приема.

Предмет изобретения. 1. Способ радиоприема, в особен-. ности на коротких. волнах, при котором приходящие колебания до воздействия на детектор или индикатор приема подвергаются каскадной трансформации по частоте вниз в колебательных системах, отличающийся тем, что в качестве упомянутых систем применены такие, у которых параметры, определяющие собственную частоту системы, являются функциями тока или напряжения, причем одновременно с настройкой этих систем на определенную частоту, находящуюся в рациональном и дробном отношении к частоте, воздействующей на систему электродвижущей силы, потери в системе полностью или частично компенсируются при помощи регенерации.

2. При способе радиоприема по и. 1

-применение для трансформации частоты в системах, частотные параметры коих зависят от тока или напряжения, частоты, уже предварительно пониженной методом гетеродинирования.

3. При способе по п,п. 1 — 2 применение.трансформирования частоты до получения в приемник звуковой частоты.

4, Видоизменение способа по и. 3, отличающееся тем, что трансформация частоты производится лишь до получения промежуточной частоты, достаточно большой по сравнению с модулирующей частотой, после чего прием достигается обычными методами.

5. При способе по п.п. 1 — 4 применение, с целью получения неизменной настройки определенного числа каскадов приемного устройства при переходе от приема одной станции к приему другой, метода гетеродинирования частоты предыдущего каскада, для получения комбинированной частоты, соответствующей настройке последующего каскада. б. Прием осуществления способа по и. 1, состоящий в том, что токи трансформируемой частоты воздействуют на самовозбужденную колебательную систему, один или оба из частотных параметров коей являются функциями тока или нап ря ж ения.

7. При способе по и. 1 применение в качестве зависящего от тока или напряжения частотного параметра самоиндукции, целиком или частично шунтированной проводником или полупроводником, величина сопротивления которого зависит от проходящего через него тока. 1

8. Прием осуществления способа по, и, 7, состоящий в том, что самоиндук- ция системы шунтируется электронным или ионным прибором, в цепях коегопредусмотрены смещающие напряжения.

9. Прием осуществления способа пои. 7, состоящий в том, что самоиндукция системы шунтируется двумя противоположно включенными электронными или ионными приборами, в цепях каковых приборов предусмотрены постоянные смещающие напряжения.

10. При способе по п.п. 7 — 9 одновременное использование шунтирующих самоиндукцию электронных или ионных и риборов для усиления подводимых к контуру колебаний.

11. При способе по п.п. 1 — 10 применение компенсации не трансформированных по частоте токов, вызываемых непосредственной индукцией предыдущего каскада.

Б авторскому свидетельству Л. И. Мандельштама и

Н. Д. Папалекси ¹ 33589

:Г

Фиг.2

Фиг.5

Эксперт А.. 17.селезнев

Редактор А. Лохлов

Ленпромпечатьсоюз. Тип, „Печ. Труд". Зак. 21981000