Патент 65158

Способ амплитудной модуляции

 

Класс 21а4 15

¹ 65158 ссср

ОПИСАН ИЕ ИЗОБРЕТЕНИ (1 ссс ÎÅi ио

Главног управление электрослаботочной промышленности"" (1ЛTgpI

Дейгтвитгльньш кзобретатгль ин-ц М. Д. Кросби

11, 1

СПОСОБ АМПЛИТУДНОЙ МОДУЛЯЦИИ

Заявлено 7 июня 1940 гола в Нарко(язлентро.(ром за М 35765 (338195) Опуолиновзно 3! августа 1915 года

Действие патента распространяется на 15 лет or 7 июня 1940 года

Иредмето:i изобретения яглягтся

c:iocoo амплитуднэй модуляции, при котором амглитуда несущей вэ:шы пол.;; рживастся максимальчсй при отсутствии модуляции и уменьшается пропорционально ее среднгму

i Р = В IO.

Согласно предлагаемому способу в случае 100-процентной модуляц!ш аз!пг!Итуда несущей волны уменьшается до половины своего нормалькэгэ значения, соответствующего

Сr ) ÒCÒCÈIO МСДУЛЯЦИИ, И З!ОДУ.!Ируется с глубиной 100 а, а при и."ньших коэ(1пщиенгах модуляции ам тлитуда несущей волны поддерж!!вается между половинным и нор.!альным значениями и мсдмлируется с меньшей глубиной. Таким образом модуляционная способность

1:еред атчика в периоды отсутствия модуляции и установления максимальной амплитуды несущей волны может быть сделана почти равной нулю; в момент же наличия полной модуляции, модуляционная с!пособность доходит до 100",(Ilpl4 половинной вели гине несущей волны.

В . известных системах амплитудной модуляции, с управлением ам.г;литуды несущей, практически удобным считалось поддержание псстоянг э!! 100-процентной модулян;!3: !еигк(!г напряжс:1;;я шей волны в сэответстви;I с изменгнигм мэтул!!ру!ошегэ напряжения.

Таки1! путем сильнэ снижался расхс(д мсщисст!! Ис ушей вэлны в (моменты молчания и вообще мощность расходовалась только при наличии гмодуляции. Бг!агодаря пргрыВистсмт х3 рактгрх сольшин тва видов мс11л(яци:.I, а также ввиду тсчтс I(c 1" сания со 100-IIpoll, НТНОИ iIOДз ЛЯЦИЕй! 1 С!!.!Иэа!ОТСЯ CO значительно бэльш.«м к. п. д., чем при отсутствии модуляции, такая система управления несущей волны дает возможность построить передатчитх ". большим к. п. д. Однако эта систгма и!еет тот недостаток, что, вследствие отсутствия несущей волны в периоды молчания, механизм автоматичггской регулировки селективностп .приемника не расотает.

Так как в моменты молчания напряжение несущей волны мало, тс на выхо.де приемника развиваются большие напряжения ст помех, и сравнении с которыми напряжение принимаемого сигнала стачовится

¹ 65158 малым, и .потому вся система оказывается весьма чувствительной к помехам. В системе, сс ставляющей предмет настоящего изобретения, регулировка несущей ivолны имеет обратный характер. Напряжение несущей волны максимально в периоды молчания и может быть использовано для работы автоматической регулировки селективности приемника. Большое напряжение несущей волны спосособствует также уменьшению действия помех. Эта система Обладает .преимущеoòâàìè и с точки .зрения,к.,п. д. передачи. Со стороны передатчика наиболее эффективное усиление требуется в nepzIoäû молчания, т. е. тогда, когда модуляционная способность передатчика снижена. Таким образом и. п. д,. усилителя наиболее высок при отсутствии модуляции и снижается при возрастании средней вели чи ны модуляции. Таксй джим требует меньших величин мощности, рассеиваемОй на аноде мощнОй /сил11тельной лампы, чем Г1ри ООычной системе амплитудной модуляции. Благодаря 1этому при Одн ix u тех же лампах можно получить большую мощность к. п.д. и сравнению с обычHОй системой амплитудной модуляции без управления амплитуды несущей.

Со стороны приемника среднее усиление помех по иапря жени1О колеблет ся между нормальным и полови HIHbIIAI знач они ям и нормальной величины усиления. Это происходит благодаря нали чи1о д войной ам плитуды. несущей волны в периоды молчания, так что в эти моменты отношение напряжений сигнала и помехи удваивается по сравнению с нормальным. Та кит образом коэфицие1нт усиления как бы у,дваилается. B периоды полной модуляции усиление по мех и меет нормальную величину, так как амплитуда несущей волны уменьшается наполовину. Средняя величина усиления

:помех за висит от средней глубины

-ч1одуляции. В Toм случае, если характер передачи ссютвгтст вует ..срадней глубине модуляции в 30%, среднее усиление будет колебаться ие между единицей и половиной по отношению к нормальному, а значительно выше.

Описание изобретения поясняется чертежом, на фиг. 1 которого изображена схема, модуляционной системы, в которой амплитуда несущей волны ма ксимальна при отсутс пви и модулирующих напряжений и снижается при. наличии модуляци и, на, фиг. 3, 4, 5 и 6 ее видоизменения, а lHa фиг. 2 изображены кри вьп зыисимбст и амплитуды несущей и ее глубииы модуляции модулирующего напряжения.

Изучение модуляциями описываемого ти па показало, что она сопровождается ра1сыви рением диапазО1на громкости в лереда тчике. Это происходит благодаря тому, что при малой глубине модуляции модулируется несущая 1волна с большей ампл иту дой, чем при большой глуби не модуляции. Обращаясь к фиг. 2 мы видим, что кривая А показывает, как меняется амплитуда несущей po.. û при прилсжении

ыодуляцк и. Пди иоэ рицч енте моду ляции модулирующего напряжения, рави;:м 100%, амплитуда несущей ьолны с нижается до половины сВоего пиковогО значения. И паче говоря, при 50-процентном уро|вне модулирующего кап ряжения амплитуда не:ущей волны и 1,5 раза пре вышает амплитуду несущей ири 100процентиом уровне модули рующего напряжения. Следовательно, результи|рующая глуоииа модуляции бу50 дет .равна, или 33,3,0. При 251,5 процентном уров не модули рующего напряжения а мплитуда несущей будет 1,75 и р;зультирующая глубина

25 модуляции составит, или 14,28%

1,75

Продолжив эти вычислеяия, мы получим кривую В фиг. 2, дающую графическое предста,вление о зависимости результирующей глубинны модуляции От той глубины модуляции, которая имела бы место при

Отсутствии этой инверсной регулировки несущей. Кривая С показывает какому закону в идеальных условиях подчиняется, изменение глубины модуляции в обычном случае при — 3

М 65158 отсутствии регулировки, амплитуды несущей. Сравнение кривых В и: C позволяет судить о расширении диа,па зона громкости, имеющего х«есто в данном случае.

Это расширение диапазона громкости может быть скомпенсировано применением соответствующей компрессии iB усилителе нмзкой ча стоты либо на месте пере«да чи, либо на месте приема.

На фиг. 1 показа на схема у(стройства, .работающего в соответствии с настоящим изобретением. Источник напряжения несущей частоты, 1 ив«еет выходную обмотку 11, связа.н|ную с настроенной об моткой 13, в свою очередь, связа нной с входными электродами 15, 16 модулируемой лампы 20, предста)вляющей собой пентод с модуляцией на прстиводинатронную сетку. Мощный усилитель 23 своим входом связан с на строен««ой выходной индуктивностью 25, присоединенной к «аноду

26 лампы 20. Усилитель 23 усиливает колебания, поступающие от модулируемой лампы, и подводит их к антенне 34. Модулирующее напряжение подводится к г|незду 35 и через трансформатор 36 попадает на управляющую сетку 37 модуляторной лампы 40. Последняя связана через емкость 38 с управляющей сеткой 4! усилителя 43. Анодная цепь усилителя 43 служит источником модулирующего напряжения, непосредственно подающегося через трансфэрматор 48 на прстиводи««ат ронную сетку 19 лампы 20, и напряжения, подающегося через трансформатор 50 на д иодные выпрямители 52 и 53. Выпрямленное ««алряжение развивается на сопротивлении 57, блокированном для звуковых частот конденсатором

58, емкость которого выбрана таким ооразом, что при частотах ни же 50 герц блокирующее действие мало. Это выпрямленное напряже«IIIe является частью напряжения смещения противодинатронной сетки 19 модули руемой лампы 20, так что при возрастании модулирующего напряжения величина смещения протяводинатронной сетки возрастает и, в соответствии с кривой Л фиг. 2, напряжение несущей волны падает. Дополнительное (начальное) смещение на нротиводинатронную сетку задается батареей 59. Цепь противодкнатронной сетки содерж|ит цепь 60, состоящую из емкости

С и сопротивления и обеспечивающую определенную постоянную времени.

Одновременно вь«прямленвое нап ряжение подается через цепь 60 на одну из вспомогательных сеток

61 лампы 40, так что усиление этой лампы снижается соответственно с ростом модулирующето напряжсния. Это снижение усиления обеспечивает сжатие диапазона громкости, компенсирующее его расширение, характеризуемое кривой В фиг. 2.

При разработке опи сываююй системы передачи с регулировкой амплитуды. несущей установлено, что имеет место склонность к перемодуляции при внезапном возрастании х одул.:","ую:це" о напряжения. Г1р««чина явления перемодуляции заключается в налп «ии некоторой постоянной гремени в цепях диодов 52 и

53, вь:п рямляющих модуляционное напряжение, а так ке В U,епях 60

60 . Ввиду наличия этих псстоянных времени, модулирующее напряжение может дойти дс лaìïû 20 раньше, чем выпрямитель подаст необходимое смещение, снижающее амплитуду несущей во,HbI, у "иливаемэй лампой 20. В связи с этим прн таком возрастании модули рующего напряжения в течение некоторого промежутка времени будет иметь место перемодуляция. Этот промежуток в ремени мал и получающиеся искажения мало заметны, однако, в тех случаях, когда действительно необходима высококачесTBeiHная характеристика верности передачи, может быть применен один из методов (ила их комбинация), указанных на фиг. 3, 4 и 6, уничтожающ,их эти искажения.

На фиг; 3 диоды 70 и 70 шунтируют сопротивления 60" и 60. Если при этом к проводникам 80, соответствующим точкам Х, Y на фиг. 1, внезапно подвести большое напряжение звуковой часX 65158 тоты, то на сопротивлении 57 и конденсаторе 58 появляется выпряв!лениное напряжение, которог !!1п1кладывается в последовательной цепи из конденсатора С и сопротивления 60. В момент зарядки конден" атора С все это на пряжение гадает на сопротивлении 60" и диод 70 начинает проводить ток, шунтируя coIIlpoTiilBëåíèà 60". Таким образо» постоянная времени прохождения выпрямлснч!сго .напряи ения к лам нам 20 и 40 сн;lжагтся и этим лампы регулируются с сольшой cKоростью, так как смещение а сетку !9 лм!пы 20 и компре,=сиру!ощее напряжение на сетку 61 лампы 40 подаются быстрее. Ьлагодаря этому усилитель несущей IBстоты бы!Стро ста!Иится в нср»альный режим lII в псрвыс жс моме;.IT!I внез;I»iol.о возрастания модулируlощего напр51жения схем!а IlpoTIIIIoдействует пере х!одуляции. В цепь диода 70 включе.!а батарея 82, co?: !:Oi;I. !Я ll КЗ 1ОР !О " :Д"P.:К:; Л».1T -;ðó1oùåãо действия и, таким образо», рсгулк!ру!о!цая ве:нгчи!!у и c:<оро=ть этого действия. фиг. 4 изобр!!.кена схез!а, принцип де!1 ствия ко-;орой почти пзображен-! юй на фиг. 3, с той лишь разницей, i To м ссто диодо 70 и 70 л:почеI иы конденсаторы 90 и 90 . Зти,конде:-:саторы шунтируют сопротивлгш!я 60 в те моменты, когда скоpoсcть изменения папряжсния вслиK< !. COOT 3CTCTÇC:-!НО ЭТО. !У IiIIC3!!IIIIO з!сняlо!Циеся,па пряжс !!!!я вызов т тох че рез конденсаторы 90 и 90, и плазные изменения пипряжс1п!я создадут ток в сопротивлениях 60.

11а фиг. 5 изображена самс"тоятельная схема усилителя с компрессией диапазона громкости, который может применяться с систе»ой, !!эображонной на фиг. 1, причем модуляторная лампа 40 заменена обы шой усилительной ла»пой 4У, при=оеднняемой к лампе 20 и обеспс п1вающей наличие згодуляцин.

Модус1ирующее !напряжение подается,на зажимы 101 .и попадает Iia зажимы 103, непо .Сре!дст!пенно связа нные с !входной цепью модуляторной лам!пы 40. Коэфициент усиления усилителя 105, использующего лампу, аналогичную лампе 40 . по фиг. 1, уменьшается с возраста,нием модулирующих нап1ряжений.

Это уменьшение усиления усилителя 105 п!ро порцио!нально величине выпряв!ленного модулирующего напряжения, раэв!И вающегося на нагрузочном сопротивлении выпрямителя 106, вход которого подключен к усилителю 100.

Постоянная времсни выпрямителя

106 и цени компенсируется по"тоянной времени цепи 107, которая сообщает некоторую задержку напря кени!о, питающему усилитель с м": яющимся коэфици!гитой усиления 105. Величина этой задержки рапп!а величине задержки, и=пыты»„,е»ой регулирующими напряжениями, развивающимнся на выходе вып!рямителя 106 и цепи RC. Выпря»итель 106 может та!кже служить источником смещения в канале усиления несущей частоты. (- - -..! 1- - - ч- ° ! . „,:.м, . .:с! .. —, !". прессорная схема по фиг. 5 отлична оТ схсмы по фиг. 1, та«#3K в схеме фиг. 1 применяется обычная система автоматической рггулировкп г1о гкости, и то вры.я как в схеме фиг. 5 имеется специальный канал !!ыпрял.!!eiния, питающее напряжение которого нс подвергается регулировке. Система регулировки по ф! ..". 5 может. быть отрггулиро вана

II Toччом соотгетствии и с модулиру сщим напряже!гнем и поэтому

llоз11иKi!101цсе в c;емp экспандиpOII3— !

Иие может быть точно скомпенсиров-!10. Однако более простая схема компрессии Iio фиг, 1, использующая принцип автоматической рггу;IHpGIçêII громкости, может быть во многих случаях !вполне удовлетворительной.

Дальнейшим методом ис!кл!очеиия прoизво IblHогo экспандирования, возникающегo при этой системе модуляции, является и!рименение отрицательной обратной связи. Отрицательная обратная связь может быть осуществлена известным способом, заключающимся в выпрямлении части модулированного напряжения н подаче этого напряжения в противофазе на вход канала уси№ 65158 летия низкой частоты. Такая обратная связь ооладает способностью уменьшать изменения в усилении, подобные тем,,какие возникают при экапандировании. Цепи обратной связи снабжены блокирующими емкостями, исключающими возможность обравного воздействия при медленных изменениях амплитуды несущей частоты, но не препятствующих та кому воздействию при резких изменениях, соот ветсгввую-!!!их модуляционным частотам.

Фиг. 6 иллюстрирует применение предлагаемого опособа в схеме сеточной модуляции. Выход источника несущей частоты 120 связа н с помощью иядуктивностей 122 и 123 с сеткой 124 и катодом 125 лампы

126, нейтрализуемой конденсатором

I 27. Модулирующее !!апряжен ие !!сдводится к гнезду 129 через трансформатор 130. Батарея 132 обеопечквает псстоянное с;!ещение на сетке 124. Величина этого смех!ения такова, что Ври отсутствии модулиру!ощего напряжения на за>клмах 129 лампа 126 отдает макслмальну!о мощность несущей в элны.

Паде!Рие напряжения íà сопротйзлении R служит тем сз!елен!!ем, которое снижает амплитуду несут ей частоты при появлении модуляции. Ксгда модуляция отсутствует, часть смещения ка сетке 124 лампы 126 образуется за счет падения напряжения на сопротивлении Я от начального сеточного тоха. С ноявлением напряжения модуляции сеточный ток растет, смещение также растет, а амплитуда несущей падает, Степень падения амплитуды несущей может регулироваться изменением соотношения смещений, получаемых от батареи 132 и соп ротивления. Конденсатор 135 сглаживает йульсации смещения, так что лишь плавные изменения, соответст вующие изменению уровня модуляции, отражаются на величине смещения, а звуковые частоты отфильтровываются.

Весьма целесообразно вместо батареи 132 и сопротивления применять выпрямитель переьменното тока. Внутреннее сопротивление такого,выпрямителя заменяет сопротивле:ние.

Предмет патента

Способ амплитудной модуляции, отличающийся тем, что при

Отс утствии модуляция! дела!От амплитуду несущей голны наибольшей, а при модуляции уменьшают ее в несколько раз. g 65158

Фиг. 4

Фиг. 6

Отв. редактор Д. A. Михайлов

Техн. редактор М. В. Смольякова

Л43624. Подписано к печати 18/II-И47 г. Тира>к 500 экз. Цена 65 к. Зак. Зв1

Фиг. 5

Гб

Типография Госпланиздата, им. Воровского, Калуга

-Я (г