Передатчик или приемник частотно-модулированных колебаний

 

Класс 21а4, 8„

21a, 29„

2la, 22

С CCP, о 63529

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ"СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Зарегистрировано в Бюро изобретении Госцлана рц 4„НК.;СССР!

i 1А. С. Виницкий

Передатчик или приемник частотно-модулированных колебаний

Заявлено 9 сентября 1940 r. в Наркомсвязи за № 2351 (309276) Опубликовано 30 апреля 1944 года

Сигнал передатчика с частотной модуляцией можно представить либо в виде одной частоты, периодически изменяющей свою величину около некоторого среднего значения, либо в виде фиксированной несущей с двумя спектрами боковых частот, сдвинутых по фазе относительно несущей. Оба способа изображения этого сигнала вполне равноценны, так как в результате сложения спектров боковых частот с фиксированной несущей как,раз получается одна результирующая частота, периодически изменяющаяся около значения несущей.

Несмотря на то, что фактически на вход приемника в каждый данный момент поступает от данного частотно-модулированного передатчика лишь одна частота, полоса пропускания всех современных приемников должна перекрывать весь диапазон значений, которые эта частота принимает за период модуляции (при широкополосной передаче 150 — 200 кгц). В то же время, если бы можно было заставить полосу пропускания приемника

«бегать» вслед за частотой принимаемой станции, эту полосу, а с нею и все помехи, можно было бы уменьшить в десятки и сотни раз без ущерба для качества воспроизведения.

Настоящим изобретением ставится цель решить изложенную задачу.

В усилителе предлагаемого передатчика или приемника частотно-модулированных колебаний, согласно изобретению, применяется настраивающийся фильтр с относительно узкой полосой пропускания частот, параллельно которому включена электронная лампа, управляющая посредством одного из известных способов частотой, на которую настроен фильтр, и соеди нен ная с трактом низкой частоты (усилитель низкой частоты в приемнике и модулирующий каскад в передатчике) таким образом, чтобы средняя частота, на которую настроен фильтр, автоматически следовала за изменением частоты приходящих сигналов в приемнике и модуляцией в передатчике.

Таким выполнением аппарата достигается: а) уменьшение уровня помех, б) уменьшение внутреннего шума ламп и сопротивлений, в) увеличение коэфициента усиления на каскад, г) уменьшение фазовых искажений (контур усилителя всегда работает в пике резонансной кривой). № 63529

Сущность изобретения поясняется прилагаемым чертежом, на фиг. 1 которого изображена блок-схема приемника, выполненного согласно изобретению, на фиг. 2 (а, Ь, с, d, е) и, на фиг. 3 — пояснительные диаграммы, На схеме по фиг. 1 показайы:

УВЧ вЂ” усилитель высокой частоты;

СМЕС., — смеситель; ГЕТЕР.— местный гетеродин; УПЧ вЂ” усилитель промежуточной частоты;

ОГР. — ограничитель амплитуды;

ДИСКР. — дискриминатор частоты;

ДЕТ. — детектор; УНЧ1 — предварительный усилитель низкой частоты;

УНЧ2 — оконечный усилитель низкой частоты; P — репродуктор, Л вЂ” P — лампа — реактивность, подключаемая параллельно к одному из контуров промежуточной частоты (аннотации статей по таким лампам см. в № 8 «Информ. бюллетеня по технике связи» за 1940 r.).

Принцип работы схемы очень прост и сводится к следующему (фиг. 2).

Изменения частоты в передатчика с частотой 2 модуляции вызывают пропорциональные им изменения амплитуды напряжения Е„,„,. на выходе дискриминатора приемника.

По тому же закону изменяется мгlновенное значение е, напряжения на выходе УНЧь Помимо обычного исгользования его для «раскачки»

УНЧ2 это напряжение подается на лампу — реактивность. Благода ря этому реактивность Л вЂ” P начинает изменяться в такт с е., изменяя, в свою очередь, резонансную частоту контура промежуточной частоты а,, параллельно которому она подключена. Нетрудно видеть, что приправильном выборе характеристик е, =f,(à) и а, = f,(å, ) частота а, бу дет изменяться синхронно и синфазно с частотой со передатчика. Весьма важно, что перестройка со станции на станцию не требует никаких изменений в тракте промежуточной частоты. Полоса пропускания «бегающего» фильтра, потребная для ,неискаженного приема частотномодулированной передачи, должна здесь получиться во много раз меньше полосы обычного фильтра промежуточной частоты в приемнике частотно-модулированных колебаний. Действительно, здесь полоса пропускания определяется уже не полным размахом частоты передатчика (150 †2 кгц), а только временем переходного процесса в фильтре. В таком фильтре не требуется времени для установления амплитуды колебаний данной мгновенной частоты, так как в фильтре все время имеют место колебания неизменной амплитуды. Лишь частота этих колебаний меняется с частотой модуляции. Для получения неискаженной передачи от такого фильтра достаточно сделать его полосу пропускания равной максимальной частоте модуляции, т. е. при самом высококачественном вещании порядка 15 кгц.

Такая замена широкополосного фильтра промежуточной частоты узкополосным фильтром, полоса пропускания которого «бегает» вслед за частотой принимаемой станции, имеет следующие важные преимущества:

1. Уровень атмосферных помех снижается примерно в число раз, равное квадратному корню из отношения полос пропускания обычного и предлагаемого приемника, т, е. не менее чем в ф 10 раз.

2. Уровень помехи от соседних станций ничтожен, Действительно, если в обычных частотно-модулирован ных приемниках для уверенного устранения и нтерференции необходимо превышение при самом глубоком фединге уровня полезного сигнала над .помехой вдвое, то здесь важно, чтобы уровень полезного сигнала был лишь немного выше уровня мешающей станции для устранения увеличения частоты

«бегающего» фильтра мешающей станцией, а не при нимаемой. Самому трудному случаю соответствует момент t> на фиг. 3, когда обе станции увлекают частоту пропускания фильтра в одну и ту же сторону, а в точке А расходятся, Если при этом уровень мешающей станции будет выше уровня принимаемой, М 63529 частота фильтра может перейти на кривую мешающей станции, т. е. не в точку В, а в точку С. Однако, если уровень полезного сигнала хоть немного превышает уровень помехи, этого не произойдет.

В моменты, подобные ti, попадание сигнала помехи на вход фильтра промежуточной частоты не даст никакого «прослушивания» помехи, поскольку могущий при этом произойти скачок амплитуды срежется ограничителем, а могущее получиться кратковременное изменение принимаемой частоты столь мало, что не может быть обнаружено дискриминатором. Нетрудно убедиться, что здесь совпадение частот сигнала и помехи не создает никаких дополнительных трудностей.

Таким образом, помехи от других станций здесь не могут сказаться, пока уровень помехи ниже 8090 0 уровня полезного сигнала (это верно даже при точном совпадении несущих частот обеих станций), что открыва ет новые возможности в области уплотнения эфира.

3. Сужение полосы пропускания фильтра промежуточной частоты позволяет увеличить усиление каскадов промежуточной частоты не менее, чем в 10,раз, что даст возможность значительно сократить число каскадов усиления и этим с запасом скомпенсировать добавление одной лампы Л вЂ” P.

Если селективности одного контура промежуточной частоты не хватит, можно ввести второй идентич ный ему контур, зашунтированный второй лампой Л вЂ” P, управляющая сетка которой включена параллельно сетке первой лампы

Л-P (т. е. к выходу УНЧ1).

Следует отметить, что в предлагаемой схеме на работе приемника совсем не сказывается нестабильность местного гетеродина, если только рабочая полоса частот принимаемой станции не выходит за пределы прямолинейного участка характеристики (фиг. 2, в), Описанный принцип усиления можно эффективно использовать не только в приемниках, но также и в усилительных каскадах передатчика, подавая на сетки ламп реактивностей напряжение низкой частоты непосредственно с модулирующего каскада. По сравнению с существующими методами усиления частотно-модулированных колебаний в передатчиках изобретение дает следующие преимущества:

1. Повышение коэфициента усиления на каскад (пропорциональное степени сужения полосы) и связанное с этим резкое снижение числа каскадов.

2. Снижение внутренних шумов ламп и схемы.

Равным образом описанный принцип можно применить к усилителям в свип-генераторах и ко всяким другим усилителям колебаний, модулированных по частоте.

Предмет изобретения

Передатчик или приемник частотно-модулированных колебаний, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью уменьшения уровня помех, фазовых искажений, внутреннего шума ламп и сопротивлений и увеличения коэфициента усиления на каскад, в усилителе промежуточной частоты применен настраивающийся фильтр с относительно узкой полосой пропускания частот, параллельно которому включена электронная лампа, управляющая посредством одного из известных способов частотой, на которую настроен фильтр, и соединенная с трактом низкои частоты (усилителем низкой частоты в приемнике и модулирующим каскадом в передатчике) таким образом, чтобы средняя частота, на которую настроен фильтр, автоматически следовала за изменением частоты приходящих сигналов в приемнике и модуляцией в передатчике.

К авторскому свидетельству № 63529

Фиг. 1

Фиг. 2

Фиг. 3

pdnazu nn Олу )тфф4цЯ

„„dzz .- „,, Отв. редактор Д. А. Михайлов

Техн. редактор М. С. Бондарев

Д101629, Подписано к печати 14/V1I 1945 г Тираж 500 экз. Цена 65 к. Зак. 73

Типография Госпланпздата, ии. Воровского, Калуга