Устройство для частотной модуляции кварцевых генераторов

Устройство для частотной модуляции кварцевых генераторов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

М 71183

СССР

Класс 21а4 14

1111ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

А. A. Магазаник СТРОйСТВО ДЛЯ ЧАСТОТНОИ МОД ЛЯЦИК КВАРЦЕВЫХ

ГЕНЕРАТОРОВ

Заявлено 2 апреля 1946 года в Мияистерство связи СССР за М 3598 (346716) с присоединением заявки Ка 344313

Онуолкковано 31 и .оля 1949 г. ким путем позволяет осуществить управление частотой генератора.

Для изменения величины регулируюшей пндуктивности, включенной последовательно с кварцем, Может быть применена одна из следующих схем.

1. Схема с переменной и и д у кт и в н о ст ь ю (фиг. 1).

Основным недостатком существующих схем частотной модуляции кварцевых генераторов является либо применение режима затягивания, дающего, как известно, худшие результаты в отношении стабильности частоты, чем чисто осцилляторный режим, и сложность перестройки генератора при изменении рабочей частоты, либо невозможность получить большую девиашпо частоты.

Предметом настоящего нзобретеíHsi является устройство для частотной модуляции кварцевых генераторов, работающих в осцплляторном режиме, путем изме.ения индуктивного реактанца, Вклю генного последователь:о кварцевому осциллятору.

Для осуществления частотной мсдуляции в генераторах с кварцевой стабилизацией предлагается использовать метод управления частотой при помощи пндуктивности, включаемой последовательно кварцу. Модуляция величины этой пндуктивности электрическим путем при помощи реактивной лампы или другого устройства приводит к модуляции частоты кварцевого генератора. Изменение нндуктивнссти механичесВ качестве пепеменно.. и..активности мсжно применить вариометр, катушку с геремещающимся магнитным сердечником или катушку с перемещающимся медным сердечником.

По мере увеличения индуктивности резонансная частота катушки приближается к рабочей частоте, что вызывает рост эквивалентной индуктивности контура,„, более быстрый, чем рост самой и:.дукт:isности L ðp:, . Одновременно растет эквивалентное активное соиротивлен!ге с 1,;:; катушки.

Если ограничиться работой в области частот, не превышающих 80",,а от собственiiQli частоты катушки fp, то эквивалентная индуктивность ii

1. № 71183 сопротивление определяются приолиженнымп выражениями: - рек орск

/ 1 — в> С Арег

1—

fo

"" 1 -

Действующая добротность эквивалентной катушки <, ... быстро падает с приближением к резонансу в соответствии с выражением:

Qýêâ где Q=

Так, если рабочая частота составляет 70% от резонансной частоты, то действующая добротность катушки понижается вдвое, Стабильность частоты кварцевого генератора при включении индуктивности последовательно кварцу пони>кается с увеличением активного сопротивления катушки, которое ухудшает условия возбуждения и понижает амплитуду колебаний. Поэтому необходимо по возмо>кности удалять собственную частоту регулирующей индуктивности от рабочей частоты генератора и получать требуемую индуктивность, в основном, за счет собственной индуктивности катушки.

Для этого следует применять катуш; ки с минимальной собственной емкостью. Наилучшими, с этой точки зрения, являются длинные однослойные цилиндрические катушки.

2. Схема с переменной емкостью, включенной пар аллельно постоянной инду кт и в н о с т и (фиг. 2).

В области частот, лежащих ниже резонансной частоты контура LCр„ последний представляет собой комплексное сопротивление с реактивной составляющей индуктивного характера, причем величина реактив176 ной и активной составляющих зависит от близости рабочей частоты к резонансной частоте кочтура. Последняя определяегся величиной емкости Ср„. Следовательно, этой емкостью можно изменять действующую индуктивность, включенную последовательно с кварцем, и ссуществить управление частотой кварцевого генератора.

Добротность эквивалентной катушки падает с приближением к резонансу в соответствии с выражением:

+ экв

=Q ——

Рэкв экв

Поэтому не следует применять значительное повышение действующей индуктивности за счет приближения к резонансу. С этой точки зрения лучшие результаты должна дать регулировка частоты индуктивностью по схеме фиг. 1, если сопротивление потерь регулирующего дросселя не намного превышает потери в контуре.

3. Схема с переменной емкостью, включенной последовательно постоянной ипдуктивпости (фиг. 3).

В этой схеме регулировка эквивалентной пндуктивности достигается изменением емкости Ср причем рабочей является область, в которой последовательный контур L „, С„„ (L „,, †эквивалентн индуктивность катушки L с учетом ее распределенной емкости) сохраняет индуктивную реакцию, т. е. область, в которой рабочие ч-.ñòîòû выше резонансной частоты этого контура, но ниже собственной частоты катушки L.

Существенным достоинством этой схемы является лучшая форма регулировочной характеристики. Изменение частоты при повороте конденсатора C.„-„ (фиг. 3) происходит в данном случае более плавно, чем в рассмотренных выше схемах при повороте вариометра, перемещении сердечника или повороте конденсатора.

Вторым достоинством этой схемы управления частотой является относительное постоянство эквивалент№ 71183 ного активного сопротивления, включенного последовательно кварцу, что обеспечивает постоянство амплитуды колебаний при изменении частоты.

Наконец, достоинством этой схемы является и то, что она позволяет в некоторых пределах изменить частоту в положительную сторону по отношению к номинальной частоте кварца, если использовать область частот, лежащих ниже резонансной частоты последовательного контура

L „С,-„в которой последний ведет себя как емкость.

При резонансе контура L Ср,„ последовательно с кварцем оказывается включенным только сопротивление R>«. Схема генерирует в этом случае приблизительно номинальную частоту кварца.

Описанный выше способ управления частотой при помощи индуктивности, включаем ой последовательно кварцу, согласно изобретению, использован для осуществления частотной модуляции в генераторах с кварцевой стабилизацией. Модуляция величины указанной индуктивности электрическим путем при помощи реактивной лампы или другим устройством приводит к модуляции частоты кварцевого генератора.

Блок-схема подобного частотномодулированного кварцевого генератора изображена в двух вариантах на фиг. 4 и 5.

Поскольку последовательная индуктивность позволяет менять часилу кварца в широких пределах, этим методом можно осуществить частотную модуляцию кварцевого генератора с относительно большей девиацией.

Для модуляции последовательной индуктивности могут быть использованы различные способы управления реактивным сопротивлением электрических цепей.

На фиг. 6 и 7 даны примерные схемы, иллюстрирующие два способа управления реактивным сопротивлением и основанные на применении реактивных ламп.

В этих схемах величина реактивного сопротивления цепи, включенной последовательно кварцу, меняется при помощи реактивной лампы, 12 свод. выпуск 7, 1949 г. связанной тем или иным способом с этой цепью. Реактивная лампа может бьггь включена по схеме, эквивалентной индуктивности или емкости.

На фиг. 7 реактивная лампа, эквивалентная некоторой емкости, включена последовательно управляющей индуктивности L и определяет величину действующей индуктивности L, включенной последовательно кварцу.

В приведенных схемах, помимо управляющей индуктивности, последовательно с кварцем включена емкость С, посредством которой можно в известных пределах корректировать частоту генератора, Эта емкость повволяет также частично компенсировать исходное смещение частоты, вызываемое включением управляющей нндуктивности.

Кроме приведенных вариантов схем, можно применить для той же цели схемы, в которых: 1) используется динамическая емкость сетка — катод; 2) величина реактивности изменяется при помощи шунтирующего диода или газоразрядной лампы; 3) изменение индуктивности достигается насыщением ферромагнитного сердечника и 4) изменение индуктивности достигается при помощи механического реле, на которое подаются телеграфные импульсы (фиг. 8).

° Применяя соответствующее умножение частоты, можно осуществить описываемым методом широкополосную частотную модуляцьчо передатчиков УКВ диапазона. При этом может оказаться необходимым гетеродинирование частоты кварца в сторону ее понижения с тем, чтобы можно было применить умножение частоты, требуемое с точки зрения девиации.

Описанные выше схемы управления частотой могут быть применены для построения звуковых генераторов на биениях и свип-генераторов относительно несложной конструкции.

Предмет изобретения

Устройство для частотной модуляции кварцевых генераторов, работающих в осцилляторном режиме, 177 № 71183

Фиг. 2

Фиг. 1 фиг. 3

Фиг. 4 фиг. 5 путем изменения при помощи реактивной лампы или любого другого кзвестного устройства индуктивного реактанца, связанного с кварцевым осциллятором, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что изменяемый индуктивный реактанц включен последователь о с кварцевым осциллятором.

Я

Фиг. 6

Фиг. 7

Ф:г.

179 оууп г-ор напряж еиия —

Iô óó óî Й нс р ржен Я

Тепег арнь!е

urrnynr сь

Отв. редактор М. М. Акншин

Редактор В. Н. Чистов