Устройство для апериодической трансформации частоты

О ласс 21 аа; ЬЮ ОРСНОЕ СВИДЕТЕЛЬСТВО НА ИЗОБРЕТЕН И С ройства для периодической трансф ации частоты етельству Л. И. Мандепьш 26 июля 1931 года (спр,еа и Н. Д. Папа- перв,92098). К авторскому ленси, зявлени июля 1932 года,о свидетельства опубликовано выдаче авто В ранее поданных заявках авторами были предложены способы трансформации частоты вниз, основанные на особых -свойствах нелинейных колебательных систем. При этом в вышеуказанных способах трансформации частоты получаемый эффект достигался тем, что, с одной стороны, для компенсации постоянных частей емкости и самоиндукции были использованы резонансные свойства системы (равенство ьЕ и . ), а с другой стоасроны, путем применения принципа регенерации, компенсировалось влияние постоянной части омического сопротивления.Таким образом, в уравнении электро- движущих сил оставались, с одной стороны, толЬко существенно нелинейные члены, а с другой стороны, действующее, подлежащее трансформации, напряжение. Как явствует из этого, означенные способы трансформации частоты обладают существенно резонансными свойствами, так как компенсация постоянных .частей данных емкости и самоиндукции возможна лишь при определенной частоте.Для целей трансформации необходимость соответствующей подстройки системы на трансформируемую частоту часто является нежелательной, и перед техникой стоит задача осуществления такого способа трансформации частоты,прикотором эффект получался бы автоматически при воздействии любой частоты. Целью предлагаемого изобретения является такое устройство для апериодической трансформации частоты, чтобы означенная трансформация имела место при любой частоте действующей силы.Согласно изобретению, в устройстве применена электрическая система, действующие величины параметров которой зависят оттоков или напряжений, а постоянные (не зависящие от тока или напряжения) части автоматически полностью или почти полностью компенсированы.Следующий простой случай поясняет идею, лежащую в основе предлагаемого устройства. Пусть система обладает нелинейной самоиндукцией Ь, т.-е. такой, действующая величина которой зависит от амплитуды проходящего через нее тока. Пусть зависимость самоиндукции от тока выражается линейной функцией этого тока, т.-е. Л =Ло(1+дц). Пусть на цепь, состоящую из такой самоий дукции А и некоторого постоянного сопротивления Й действует электродви.жущая сила видаЕ=Ео Я 1 п Оф,Тогда уравнение электродвижущих сил будет иметь вид Ео, К 1+т) г+Й; = Ейп о) 1. д Решением этого уравнения будет:ф=А Бпнри условии, если 1) будет компенсирована постоянная часть самоиндукции Л и2) если будет компенсировано постоянное сопротивление Й.В самом деле, тогда в левой. частидифференциального уравнения остаетсятолько один член, т,-е,сй2 Ью =Еояпв,ю, = оа это уравнение удовлетворяется выражением2 Е,Следовательно, в компенсированной системе, йри любой частоте действующейэлектродвижущей силы автоматически получаются решения, частота которых равнаполовине частоты действующей силы,независимо от частоты,Означенные рассуждения применимы итогда, когда вместо переменной самоиндукции будет переменная емкость, переменное сопротивление или любая, комби.нация из них. Рассмотренный частныйслучай линейной зависимости параметраот тока или напряжения не являетсяисключительным; при любой степени нелинейности параметров в такой системебудет иметь место апериодическая трансформация частоты. .Так, при наличииквадратичной зависимости параметра оттока или напряжения можно трансформировать частоту в 3 раза вниз и т. д.При неполном осуществлении требуемой компенсации или при наличии раз. личных степеней нелинейности параметров, при означенной трансформации частоты не получится только одна требуемая частота, В этомслучае, при трансформации не получается чисто гармонического процесса, Получающиеся послетрансформации колебания, кроме основной частоты, будут содержать еще рядее гармоник.На чертеже фиг. 1 изображает схемупредлагаемого устройства; фиг. 2 - 5 -иные формы выполнения устройства нафиг. 1,1, и Е, - самоиндукции, служащие первая Е для получения нужной компенсации, вторая Е, - для связи с трансформируемой частотой, Е - самоиндукция,действующая величина которой зависитот переходящего через нее тока (самоиндукция с железом). Сопротивления Я,Я, К, самоиндукция А. и лампы 1 и Пявляются элементами, требующимися длякомпенсации. Подбором самоиндукции М,сопротивлений и рабочих точек на харак- ,теристиках ламп можно добиться полйойили почти полной компенсации постоянных частей параметров цепи А. Под действием внешней силы в этой цепи с компенсированными таким образом параметрами будут возбуждаться токи,частотыкоторых будут находиться в рациональном отношении к частоте действующейсилы,На фиг. 2 представлена другая аналогичная схема, Здесь цепь состоит толькоиз самоиндукции. В приведенной схемекомпенсации будет иметь место компенсация самоиндукции. В самом деле,напрягжение на катушке 1. будет М. Ток ьчерез лампу П будет пропорционаленэтому напряжению, а напряжение на конденсаторе Сбудет пропорционально 5 г д 1,т.-е, пропорционально . Ток г, черезлампу 1 следовательно тоже будет пропорционален г и, значит, напряжениена катушке 1. будет пропорциональнеЙ гЛ. при чем абсолютная величинаЫего будет зависеть от величин М 5 ьС, 5, и М Соответственным подборам этихвеличин можно нужным образом скомпенсировать постоянную часть включенныхв цепь А самоиндукций. В такой системепод действием внешней силы, независимеот ее частоты, будет возникать ток час тоты, кратной частоте действующей эле.ктродвижущей силе.На фиг, 3 приведена одна из возможных схем апериодической трансформации частоты с переменной емкостью, .В качестве такой емкости может быть примененалюбая емкость с диэлектриком,Гдиэлектрическая постоянная которого зависит от приложенного напряжения, например, конденсатор с сегнетовой солью. В этом случае по указанной схеме можно скомпенсировать постоянную часть емкости цепи и получить таким образом требуемый эффект. На фиг, 4 приведена схема, в которой одновременно для целей трансформации компенсируются постоянные части: самоиндукция Е, емкость С и сопротивление Р цепи А.На фиг. 5 изображена схема, вкоторой цепь А состоит из самоиндукций и емкостей (1 Г и С в переменн параметры), Здесь компенсация самоиндукции осуществляется схемой Б, а компенсация емкости - схемой В.Во всех описанных устройствах необходимая для осуществления трансформации частоты нелинейность параметров осуществляется таким образом (например, самоиндукция с железным сердечником, емкость с сегнетовой солью и т. и.), что рабочая точка устанавливается при помощи соответствующего тока подмагничивания или смещающего напряжения, Однако, требуемая нелинейность параметров может . бытьосуществлена без введения специальных элементов нелинейности (как, например, железо, сегнетовая соль и т. и,) использованием для этой цели нелинейности характеристик электронных ламп. Такого рода получение нелинейности представляет ряд прак- тических выгод в области очень больших частот, когда свойства железа и соответствующего диэлектрика делают их непригодными (больше потери и т. и,),С помощью, тредлагаемого устройства можно получить не только трансформацию частоты вниз, но при соответствующем подборе нелинейности для трансформации частоты вверх. Предмет изобретения.1. Устройство для апериодической трансформации частоты, отличающееся применением электрической системы, действующие величины параметров которой зависят от токов или напряжений, а по- стоянные (не зависящие от тока или напряжения) части автоматически полностью или почти полностью компенсированы,2. При устройстве по п, 1 применение в качестве переменного параметра само. индукции с сердечниками, степень намагничивания которых зависит от амплитуды токов или емкости с диэлектриком, диэлектрическая постоянная которого есть функция напряжения или сопротивления, не следующего закону Ома, или любой комбинации их.3. При устройстве по п. 1 применение для получения необходимой зависимости действующих величин параметров электрической системы электронных илн ионных ламп с выбранными надлежащим образом рабочими точками.4. Форма выполнения устройства по п, 1, отличающаяся тем, что для компенсации и создания амплитудной зависимости применены отдельные устройства, автоматически подводящие к системе токи или напряжения соответствующей фазы и величины.5, При устройстве по п,п. 1 - 4 применение каскадной трансформации частоты.