Способ фазовой модуляции

 

Класс 21а, 14

X 77480

СССР. ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Действительный изобретатель иностранец М. Ж. Кросби

СПОСОБ ФАЗОВОИ МОДУЛЯЦИИ

Заявлено 16 июня 1939 г. за ¹ 308163 в Народный Комиссариат электропромышленности СССР.

В известных фазовых модуляторах несущее напряжение делится на два сдвинутых по фазе напряжения, которые дифференциально модулируются го амплитуде и затем снова складываются. В этом случа 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 го амплитуде напряжение с несущим, сдвинутым по фазе на 135, и при этом амплитуда модулированного напряжения равна 0,707 амплитуды немодулированного напря>кения. Регулируя надлежащим образом одномодуляторную систему можно получить результаты, на практике не уступающие действию 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, изображен ного на фиг. 1.

B 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 выходе складываются, давая в результате напряжение, меняющееся по фазе в пределах, зависящих от первоначальной разности фаз несущих напряжений, подводимых к модуляторам 8 и 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 напряжение подводится только к модулятору 8; усилитель 6 является вентилем, защищающим модулятор 8 от возможности возникновения паразитных колебаний.

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

Если модуляторы 3 и 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 3, 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 IIB 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 8 и 4 по двухтактной схеме через трансформатор 5. Модулированные несущие напряжения складываются в общей анодной цепи модуляторов 8 и 4 или в последнем каскаде умножителей частоты, если последние применяются.

Если в схеме па фиг. 2 происходит удвоение частоты, то сдвиг фазы в фазовращачеле 7 должен быть равен 67,5 или 112,5, так чтобы после умножения разность фаз была равна 135 или 225 . Усилитель 6 действует как умножитель частоты, а к модулятору 8 подводится модулирующее напряжение, так что о н 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 уменьшить необходимую первоначальную разность фаз несущих напряжений.

В схеме на <риг 3 модулируется только од но из двух складываемых напряжений. К источнику 1 присоединен контур 9, настроенный на несу щую частоту. Фазовращатель RC действует совместно с двухтактным настроенным контуром 9 так, что к сеткам Gt и Gg 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 амплитуды напряжения, подводимого к усилителю 6.

Суммарное напряжение возникает в настроенном контуре 10, к которо¹ 7(480 му присоединены аноды 11 и 12 и который настроен на несущую частоту. Модулирующее напряжение подводится через джек 18 и трансформатор 14 к запирающей сетке 15 модулятора 8. С контуром 10 связан передатчик lб.

B схеме фиг. 4 модуляторяая 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 6 модуляторной и умножительной лампы 19, а через конденсатор С к сетке 6 умножительной лампы 20. Ко нденсатор Ci 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 С 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 28 генератором 24; фазовращатель RC устанавливается на сдвиг фазы 45 ; амплитуды обоих напряжений выравниваются конденсатором Сь Модулирующие напряжения подводятся через двухтактный трансформатор 25 к антидинатронным сеткам 26 и 27. При первоначальной разности фаз несущих напряжений, равной 45, разность фаз модулированных напряжений в анодных цепях 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 90 по обе стороны от середины указанного предела.

Соотношение амплитуд двух складываемых напряжений регулируется либо подбором 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 з начения, но может улучшить действие умножителей.

В двойном модуляторе можно использовать изображенный на фиг. 8 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 ка налов и амплитудной модуляции, о тл и ч ающи йся тем, что складывают модулиоованное по амплитуде напряжение с несущим, сдвинутым по фазе па 135 .

¹ 77480

7 8

Фиг

Ф ор мат бум. 70 Х 108 /м

Тираж 220

ЦБТИ при Комитете по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Центр, М. Черкасский пер., д. 2/6

Объем 0,35 изд. л.

Цена 7 коп, Подп. к печ. !О.VII-61 г

Зак. 579l

Типография ЦБТИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР, Москва, Петровка 14.

Корректор Б. И. Новиков Техред А. А. Камышникова Корректор Н. В. Щербакова