Способ радиопередачи

 

-" :. -:.„.Класс 211 а

М 45329

« .

«« ° ° «!««: «(и««/ эл "ц;;в««т -1;

«

%ВТОР«СКОЕ СВИДЕТЕЛЬСТВО НА ИЗОБРЕТЕНИЕ, Л

ОПИСЯЙИЕ способа радио переда ч и.!

"К авторскому свидетельству А. А. Магазаник, заявленному

26 ноября 1934 года (спр. о перв. ¹ 157859).. «« с.

0 выдаче авторского свидетельства опубликовано 31 декабря 1935 года.

-..««- . .;:" ««««ГЪ

« Ю

%ЪЖ

« «

Предлагаемое изобретение касается . " способа многократного использования радио - приемно - передающих устройств, основанного на применении амплитудной модуляции и частотной манипуляции несущей частоты передатчика.

Указанный способ позволяет вести одновременное телеграфирование и телефонирование, причем мощность телеграфного канала соответствует мощности несущей тонально-модулированного телеграфного передатчика, мощность же телефонного канала — обычному телефонному передатчику с той же номинальной мощностью ламп.

Телефонный канал может быть использован для тональной телеграфии или для одной из многократных систем, использующих низкочастотную м« бду ляцию.

Уже известные способы многократного использования приемнопередающих устройств основаны либо на модуляции несущей частоты телефонного передатчика по амплитуде, лйбо на телеграфной манипуляции генерируемой передатчиком

" -" частоты.

Первый метод неизбежно связан

- со значительным уменьшением мощности каждого из каналов по сравнению с мбщ* Йостью обычного однократного передат ". —;"ЮЖа с "той же номинальной мощностью

"-Ф 3ЙМЙ; Второй метод в предложенных до сих пор разработках допускает только телеграфную работу практически не больше, чем двумя каналами.

Между тем, объединяя оба метода, можно создать двукратную систему, допускающую использование одного из каналов для телефонии, причем мощность телефонного и телеграфного каналов соответствует телефонной мощности и мощности несущей тональномодулированного передатчика.

На чертеже фиг. 1 изображает принципиальную схему предлагаемого способа радиопередачи; фиг. 2 и 3— электрические схемы, по которым может быть осуществлен предлагаемый способ.

Идея способа заключается в следующем. Спектр частот телефонного передатчика можно в некоторых пределах сдвигать, не нарушая условий приема.

Манипулируя в этих допустимых и ределах частоту несущей телеграфной работой и затем модулируя ее по амплитуде, можно получить двукратное использование передатчика.

Сказанное поясняет фиг. 1.

При нажатии ключа передатчик излучает несущую частоту и боковые полосы, изображенные на рисунке сплошными линиями; при отжатии ключа весь спектр частот сдвигается (пунктирные линии).

Совершенно очевидно, что для отсутствия наложения телеграфной манипуляции на телефонную работу приемник должен обеспечить равномерное пропускание всего спектра частот при обоих положениях ключа.

Рассмотрим, какие пределы манипуляции частоты несущей -можно допустить. Полоса пропускания современного коммерческого телефонного приемника по промежуточной частоте — порядка б килоциклов. Спектр частот телефонного передатчика (при коммерческой телефонии) 5 килоциклов. Один килоцикл остается таким образом в запасе с расчетом на небольшие самопроизвольные изменения частоты приходящих сигналов и первого гетеродина приемника. Перемещение спектра частот при манипуляции уменьшает этот запас и поэтому желательно степень манипуляции частоты по возможности уменьшить.

Другим обстоятельством, требующим уменьшения степени манипуляции частоты, является необходимость сохранить свободный участок в части излучаемого спектра, непосредственно примыкающей к несущей частоте. Разделение в приемном устройстве частоты отжатия от частоты нажатия возможно только при том условии, что ни одна из боковых частот при нажатии не совпадает с несущей частотой отжатия и наоборот.

Из фиг. 1 ясно, что для выполнения этого условия изменение частоты при манипуляции должно быть меньше, чем интервал между несущей и ближайшей боковой частотой. Другими словами, степень изменения частоты при манипуляции должна быть меньше наинизшей из передаваемых звуковых частот.

При коммерческой телефонии обычно отфильтровываются все частоты ниже

400 пер/сек. Отсюда следует, что манипуляция частоты не должна превышать

250-300 пер!сек.

Если телефонный канал используется для тональной телеграфии, то нет нужды ограничивать манипуляцию частоты такими узкими пределами. Необходимо лишь соблюсти приведенные выше условия: равномерное пропускание приемником всего спектра частот и сохранение б б

От разрешения этой задачи разделения высоких частот, разнящихся на величину того же порядка, чтб и неизбежные колебания промежуточной ча стоты приемника, и зависит возможность практического осуществления предлагаемого способа при коротковолновых,:связях.

«

При разности между частотами в несколько сот периодов их разделение возможно только в низкочастотной части приемника прй помощи низкочастотных фильтров. Отсюда следует необходимость вторичного гетеродинировайия промежуточно" частоты, Устранить колебания промежуточной частоты ниже известных пределов невозможно. Поэтому, естественно, напрашивается мысль заставить второй гете родин следовать за изменениями промежуточной частоты, Л поддерживая тем самым частоту биений неизменной. Другими словами, разделение частот в данных условиях окажется вполне возможным, если применить автоматическую регулировку частоты второго гетеродина приемника, что вполне осуществимо.

С вопросом о степени манипуляции частоты связан также вопрос о преде«льной скорости манипуляции В самом деле, при разделении частот ширина полосы пропуска ния низкочастотных фильтров связана вполне определенным образом с разностью разделяемых частот. Если задаваться предельной скоростью манипуляции — 200 слов в минуту, то фильтр должен обладать полосой в 80 пер/сек. Для полного разделен3 я частот двумя фильтрами с полосой 80 периодов йй -резбнансйые частотьг ТИ основании опытных данных должны от-стоять друг от друга на расстоянии не менее 200 периодов (здесь учитывается также возможность отклонения частот от исходных значений в пределах

20 периодов).

Эта величина и должна рассматриваться, как нижний предел для степени ганипуляцйи чж .тбть

Прежде чем переити к разбору Ч%Г дополнений в схемах передающей и йфй емной части; которые должны быть сделаны при прйменении предпага щл р способа cia ост НМиться вкратце(е "=@

Совершенно очевидно, что мощность телефонного канала телеграфным каналбм никак не ограничивается и предельная глубина телефонной модуляции определяется исключительно качеством модуляционного устройства передатчика.

Мощность телеграфного канала соответствует мощности " несущей и равна при симметричной 100% -й модуляции

= Одной четверти от „телеграфной" мощИбстй передатчика. Другими словами, фй анодной модуляции в мощном каскаде мо цность телеграфного канала соответствует номинальной мощности генераторных ламп. При сеточной модуляции ана падает в четыре раза.

Тут уместно отметить следующее.

При сравнении различных многократных систем одно только сопоставление мощностей, приходящихся на отдельные каналы, не отражает действительных соотношений качества связи. Дело в сущности не в мощностях, а в том, насколько в той или иной системе передачи и приема конечный эффект от приходящих сигналов превышает действие помех.

С этой точки зрения, помимо мощности, должен быть учтен целый ряд других факторов.

В описываемом способе можно отметить следующие моменты, улучшающие условия приема:

1. Отсутствие манипуляции мощности несущей частоты позволяет применить в приемнике авторегулировку силы приема (с достаточно малой, к тому же, постоянной времени).

2. Наличие двух частот манипуляции приводит после разделения их и выпрямления в диференциальной схеме включения реле. Поскольку обе частоты телеграфного канала разнятся друг от друга очень незначительно, можно предположить, что процент помех со спектром, захватывающим одновременно области, примыкающие к обеим несущим частотам, будет велик. При этом дифе— ренциальное включение реле должно

Ййт1ГЙЁ"ГФЙт67%Мый - эффект в отношении ь ферных раз3. Само по себе наличие частоты

:=="-;. отжатия должйо умейьшйт ййгрязЪбййе записи во время пауз между телеграф/ . у.-,",Дф ными знаками посторонними помехами благодаря явлению „самоограничения" или вернее „саморегулирования приемников.

4. Сущность способа приводит к применению в телеграфном канале фильтров с весьма узкой полосой частот.

Использование минимальной полосы частот также должно привести к ослаблению действия посторонних помех.

5. Нетрудно собрать схему приемной части так, что для срабатывания реле достаточно будет хотя бы одной из частот манипуляции.

Все эти соображения, вытекающие из применения для телеграфного канала двух весьма близко расположенных частот, приводят к выводу, что при применении в передатчике, используемом по описываемой системе, анодной модуляции качество приема телеграфного канала будет выше качества приема этого же передатчика, используемого для обычной телеграфии незатухающими колебаниями.

Эти же соображения позволяют предполагать, что устойчивость приема телеграфного канала при применении в передатчике сеточной модуляции будет ближе к устойчивости приема обычного телеграфного передатчика с той же номинальной мощностью генераторных ламп чем это следует из простого сопоставления мощностей.

При коротких волнах прием телефонного канала может сопровождаться телеграфными помехами в тех случаях, когда одна из несущих частот выпадает при селективных фадингах. Установлением надлежащей величины постоянной времени авторегулиров ки силы приема телефонного канала эти помехи могут быть уменьшены. Насколько существенно они будут отражаться на качестве телефонного приема можно установить лишь опытным путем.

Для работы по предлагаемому способу радиопередачи может быть использован любой хорошо стабилизированный телефонный передатчик.

Телефонный канал никаких изменений в схеме передающего устройства не требует. Необходимо только ввести по изложенным выше соображениям фильтр, защищающий модуляционное

Я(»;, « д устройство от звуковых частот ниже

400 пер/сек.

Для телеграфной работы схема передатчика должна быть дополнена устройством манипуляции частоты.

В тех случаях, когда передатчик имеет задающий генератор с параметрической стабилизацией, манипуляция частоты может производиться в самом задающем генераторе, подключением при помощи телеграфного реле параллельно колебательному контуру соответствующей величины безваттного сопротивления.

Степень манипуляции частоты при ширине используемого для телеграфного канала спектра в 400 пер. должна быть — 200 пер. (при этом получаются наиболее благоприятные условия для разделения частот манипуляции в приемном устройстве).

В передатчиках, стабилизированных кварцем, манипуляция частоты может быть осуществлена методом, примененным Щукиным в его системе двукратного телеграфирования.

После буферного каскада в передатчик вводится „манипулятор частоты", одна из возможных схем которого изображена на прилагаемом чертеже (фиг. 2).

Здесь имеются переходной высокочастотный каскад А, собранный по балансной схеме Карсона, и манипув лируемый по частоте вспомогательный генератор B. К сеткам ламп Л, и Л„ подводится в оцинаковой фазе напряжение генерируемой кварцем частоты f„, и в противоположных фазах напряжение частоты f„,„от генератора В. При этом, в анодном контуре LC текут токи частоты (,„+/;,„и f„, — f„,„. Если частота f„„достаточно велика, то соответ уа ствующей настройкой контура LC можно выделить одну из этих частот.

Манипуляция частоты генератора П, подключением к его контуру при помощи телеграфного реле небольшой емкости С, приводит к соответствующей манипуляции рабочей частоты передатОтсюда определяется необходимая степень манипуляции частоты генератора

 — 4f„,„=,, где А — величина при- мененного в пере,датчике общего умн6жения частоты.:

Выбор частоты вспомогательного гетеродина зависит от рабочей частоты передатчика. Она должна быть доста- точно велика, чтобы не было затруднений в выделении анодными контурами

„манипулятора частоты" и ближайших к нему каскадов нужно" нам разностной или суимарной частоты. Чрезмерное увеличение частоты („,„понижает общую стабильность передатчика, так как генератор В может быть стабилизирован только параметрически.

Оптимальная величина /„„для корот-.

I коволновых передатчиков лежит в пределах 1+2 ° 10 пер/сек, для длинноволновых — 1+5 10 пер/сек.

Само собой очевидно, что амплитуд= ная модуляция должна произвбдиться в одном из каскадов передатчика, где модулйрованная частота полностью выделена.

В разобранных выше способах мани:- пуляции частоты передатчика телеграфное реле воздействует непосредственно на колебательный контур генератора.

При этом переход от частоты отжатия к частоте нажатия и обратно происходит практически мгновенно, что приводит к возникновению широкого спектра бо;. ковых частот, могущего создать в неко- торых случаях помехи телефонной работе.

Ограничение этого спектра может быть достигнуто некоторым замедлением времени перехода от одной частоты к другой. Простейшим путем подобная :, манипуляция может быть осуществлена изменением потенциала сетки вспомога= тельной лампы, приключенйой своей анодной цепью параллельно колебатель-," -.", ному контуру генератора. Включением в цепь сетки этой лампы телеграфного фильтра время перехода от одной ча-стоты к другой может быть -увелйчен Г в необходимо" стей"е1Тй"."" -" :=:

Прием телефонного ка»йала мможет б

/ на него сильного постороннего Импульса понижать до нуля свбю чувствительность к полезному сигналу. Если диференциальная схема дает эффект в отношении борьбы с атмосферными помехами, то устранение из схемы элемента, выводимого этими помехами из строя, представляется весьма желательным.

Слуховой контроль телеграфной

: - фаботы может вестись после фильтра Ifl. .-.7...-

Для обеспечения постоянства частот, " .а," подводимых к фильтрам 1И, IV, при ко тором только и возможна устойчивая

=:, .- ::: работа схемы, применена автоматическая регулировка частоты гетеродина. -=

С колебательным гетеродина IC инI :" " дуктивно связана самбиндукция 1, Генерируемая гетеродином частота зависит от величины приключенной параллельной этой самоиндукции сопротивления анодной цепи лампы Л . Это сопротивление можно в широких пределах менять измененйем напряжения на сетке лампы. Таким образом генерируемая гетеродином частота зависит в конечном счете от потенциала сетки лампы Л,.

Обведенная пунктиром часть схемы и служит для того, чтобы, воздействуя на потенциал сетки лампы Л,, приводить к изменению частоты гетеродина, возвращающему частоту биений к исходйому (вернее почти исходному) значению.

Это управление сопротивлением лампы,Р осуществляется следующим образом.

Усиленные токи низкой частоты

"через фильтры V, VI, V11 подводятся к сеткам ламп Л,,Л,. Фильтр V про. йускае*т"- равнбмерйо обе частоты манипуляции. фильтры VI, VII представляют собою резонансные контуры с малым дМрементом. Один из них настроен на частоту, несколько большую (примерно на 50 пер.) частоты отжатия; настройка

\ второго настолько же и в ту-же сторону сдвинута относительно частоты нажатия.

Подбором смещений на сетках ламп Л4 и Л5 схема регулируется так, чтобы токи этих ламп были равны. При этом, очевидно, разность потенциалов между точками а, б равна нулю. Если теперь почему либо частоты манипуляции сдвинутся относительно исходных значений, то напряжение на сетке лампы Л изменится и баланс схемы нарушится.

Возникающая при этом разность потенциалов между точками а, б подается на сетку лампы Л,, управляя ее внутренним сопротивлением.

Удовлетворительная работа регулятора частоты возможна только при условии сохранения постоянства подводимых к нему напряжений. С целью обеспечить это постоянство в схему введена автоматическая регулировка усиления усилителя низкой частоты, использующая анодный ток лампы Л4.

Существенным является вопрос о постоянной времени регулятора частоты.

Необходимо, чтобы при кратковременных фадингах, ведущих к выпаданию одной или обеих частот манипуляции, регулятор не успевал изменять частоты гетеродина. На регулировке частоты большая величина постоянной времени отрицательно не скажется, так как колебания частоты происходят достаточно плавно. Подбором сопротивления и емкости С величина постоянной времени должна быть установлена в пределах 10 — 15 секунд.

Предмет изобретения.

Способ радиопередачи, отличающийся тем, что для телеграфного сообщения меняют несущую частоту передатчика, модулированную по амплитуде для телефонного или ряда других телеграфных сообщений.

Йф)рчффффеьфМ".»афти:Фес....к » -,—.:-.-.- :»-...:" т- Ф,ф спектра - частот, который он должен равномерно пропускать, остаются теми же, что и при обычной телефонии, так как при полосе в б килоциклов происходящее в нашем случае расширение спектра на несколько сот периодов существенной роли не играет.

Прием телеграфного канала требует дополнения схемы приемника устройством для разделения частот.

При коротковолновом приеме это устройство должно включать в себя приспособление для автоматической регулировки частоты местного гетеродина

:приходящими сигналами. При длинных волнах надобность в подобном приспособлении отпадает, так как возможные колебания частоты передатчика и приемных гетеродинов не велики, происходят очень плавно и могут быть поэтому компенсированы ручной регулировкой приемника.

Во всем остальном схемы дополнительных устройств в обоих случаях совпадают, поэтому можно ограничиться рассмотрением более сложного случая приема коротких волн.

Для приема телеграфного канала может быть использован либо приемник телефонного канала, либо если в данном пункте прием телефонного канала не производится, обычный телеграфный

»приемник с преобразованием частоты.

Схема дополнительного устройства для случая коротковолнового приема приведена на прилагаемом чертеже (фиг. 3).

Работа схемы протекает следующим образом. Усиленные приемником токи промежуточной частоты через полосовой фильтр 7, рассчитанный на пропускание спектра в 1 / — 2 килоцикла, подводятся к детекторной лампе Л,. С этой же .=- лампой связывается второй гетеродин. ф Частота биений настройкой гетеродина устанавливается примерно в 2500 пер/сек для частоты нажатия и 2700 пер)сек

®,г, для частоты отжатия (относительно вы—,—: сокие частоты взяты здесь с тем, чтобы — устранить возможность появления биений

И между частотой гетеродина и боковыми частотами телефонной модуляции, могущих сделать невозможным дальнейшее разделен е частот).

Далее, зти две частоты, пройм " ; фильтр ll с полосой 2300 — 2900 Нфоп : . -,: усиливаются усилителем низкой частотй"" и через полосовые фйльтры П1, fV йод, .* водятся к сеткам выпрямительньФ" ламп Л, Лз. Фильтр 111 пропускаег только частоту нажатия, фильтр 1Y ;,: "-: -" : только частоту отжатия. Изменения анодных токов ламп Л, и Л, при манипуляции передатчика создают импульсы тока через обмотки реле Р, приводящ е -: -:- ". к заряду-разряду конденсаторов С,, C

Когда передатчик излучает несущую, :--У--=,» : частоту нажатия на сопротивлении R падает часть напряжения анодной ба- . ., -:- тареи, что приводит к заряду конденсатора С,. Импульс зарядного тока, про - .3; . ходя через обмотку реле, перекидывает его якорь. Отжатие ключа на передатчике приводит к появлению тока в анодной цепи лампы Л, и заряду конден - сатора С . Якорь реле при этом перекидывается в обратную сторону. Если частота отжатия почему-либо (например благодаря селективному фадингу) прием:- ником не уловлена, то якорь реле все же будет переброшен обратно разрядныи током конденсатора С,. Таким образом для срабатывания реле достаточно хотя бы одной из частот манипуляции.

В тех случаях, когда на сетки ламп М и Л,. одновременно попадают имйульс я атмосферных помех с равными амплитудами, реле, благодаря диференциаль - ной схеме включения его, переброшейо не будет.

Требует пояснений отсутствие в схеме телеграфного выхода ограничителя» :$

В данном случае он не нужен, так как в приведенной схеме всякому прямому,4, импульсу через реле соответствует той же

Ч,, ф -...»:Я"ф перегрузки; то реле защйщейо от й6 насыщением ламп

2 и 3 торами, и странение огра ичителя дает изве стное преимущество. Всякий тель обладает свойством при воздеис

X 4э329

В авторскому свидетельству А. А. Магазаник

f сриг I

ПЯЮСЯ CRC rO t e00n1rOfeCael7I p =6

1 о ЧООл

+Ю.0

3 !

4 (су Ð! а!

ИфВЮ!. х..ф с... -"р. У л 1 с, 1 1р ЕЯ <5R : у - . "-., .- . фФ

Тип. „Печатный Труд". Зан. 203 — 506

1

I

1 !

I

0:. ° Ку( е р4

1

1 !

I !

T — - -1

+.7Я +ЙН !

A

1

X уа Соитию с а ли ycspur cpv

I

c „

L !

1 лЫ " — — Ю.H.

-: "Ж

I —