Генератор частотно-модулированных колебаний

О П И С А Н И Е 369675ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ боюа Советских Социалистических Республик. Н 0,3 с 30 лрисоедине м заявкиКомитет ло делам вобретениб и открытий ори Совете Министров СССРПриоритетОпубликован УДК 621.376,3(088.8 11.1973. Бюллетень10 Дата опубликования описания 11 Х.19 Авторизобретения И, Черныш аяви НЕРАТОР ЧАСТОТНО-М РОВАННЫХ КОЛЕБАНИ ности связь, льном т 4 имеют максимальную ыполненную, в частности, сердечнике из магнитного Изобретение относится к области радиопередающих устройств.Известен генератор частотно-модулирован. ных колебаний, содержащий колебательный контур, модуляционную индуктивность, усили тель обратной связи и устройство формирования дискретных сигналов управления частотой.Однако известное устройство обладает относительно низкой предельно-допустимой ско ростью передачи дискретных сигналов информации.С целью повышения скорости передачи дискретных сигналов информации в предлагаемое устройство включен дополнительный уси литель обратной связи, синфазный по выходному сигналу с усилителем, модуляционная индуктивность включена между выходами этих усилителей и объединена по магнитному потоку с индуктивностью колебательного кон тура, а устройство формирования дискретных сигналов управления частотами включено в точки управления режимами включено - выключено усилителей.На чертеже приведена схема предлагаемого 25 устройства.Первый колебательный контур генератора .для верхней рабочей частотысостоит из индуктивности 1, емкости 2 и активного сопротивления 3, соединенных последовательно. 30 Второй колебательный контур генератора для нижней рабочей частотысостоит из емкости 2, соединенных последовательно индуктивностей 1 и 4, суммарная величина которых составляет индуктивность б, и активного сопротивления б.Индуктивность 4 является модуляционной и в зависимости от направления включения может вычитаться из индуктивности 1 или складываться с ней.Например, индуктивность 4 включена согласно с индуктивностью 1, а результирующая индуктивность 5 является суммой индуктивностей 1 и 4.Индуктив 1магнитную вна торроидаматериала.Добротности обоих колебательных контуров на соответствующих резонансных частотахи д равны между собой.Усилитель обратной связи для частотывыполнен на триодах 7 - 10, а усилитель для частоты- на триодах 7, В, 11 и 12, при этом триоды 7 и 8 являются общими входными триодами для обоих усилителей обратной связи, выходами которых являются точки соединения триодов 9 - 12 противоположной проводимости, между ними включена модуляционная индуктивность 4.3Коллектор триода 7 соединен с базами триодов 9 и 11 обоих усилителей через сопротивления 13 и 14, а коллектор триода 8 - с базами триодов 10 и 12 через сопротивления 15и 1 б. База-эмиттерные переходы триодов 9 и11, 10 и 12 шунтированы сопротивлениями 17и 18 соответственно.Электропитание предлагаемого генераторачастотно-модулированных колебаний осуществляется от двух источников питани Е и Еьсоединенных согласно в общей точке схемы.Фаза сигнала на выходах обоих усилителейодинакова, так как базовые цепи выходныхтриодов 9 - 12 соединяются с коллекторнымивыходами триодов 7 и 8 через активные сопротивления, при этом число каскадов с обоихусилителей одинаково.Фаза сигнала на выходе каждого усилителясовпадает с фазой входного сигнала на базахтриодов 7 и 8, поэтому оба колебательныхконтура включены в цепь положительной обратной связи; ток контура является входнымсигналом для обоих усилителей.Режим работы выходных триодов 9 - 12 определяется положением контактов в устройствах 19 и 20 формирования сигналов управления, выполненных в виде двух контактов переключения,Сигнал на выходе генератора может бытьснят с выходов 21 - 23, при этом на выходах21 и 23 сигнал имеет прямоугольную форму, ана выходе 22 форма напряжения сигнала синусоидальная,Устройство работает следующим образом.Рассмотрим условия генерации частот 1 и .В исходном положении контактов управления устройств 19 и 20 выходные триоды 11 и12 закрыты, в работе участвуют триоды 7 - 10и первый контур с резонансной частотой ьПри включении источников питания Е 1 и Етриод 7 через сопротивление 13 получает сигнал положительного смещения и открывается.Соответственно открывается триод 9, и егоколлекторным переходом первый колебательный контур включается между положительным и отрицательным полюсами источникапитания Е,Емкость 2 начинает заряжаться через индуктивность 1 и сопротивление 3, при этом токзаряда еще больше открывает триод 7, переводя его в режим насыщения. Величина сопротивления 14 связи выбрана так, что принасыщенном состоянии триода 7 находится внасыщении и триод 9.Таким образом, направление тока первогоконтура при заряде емкости 2 от источникапитания Е совпадает с направлением проводимости база-эмиттерной цепи триода 7 иколлектор-эмиттерной цепи триода 9.Добротность колебательного контура должна быть не менее величины, при которой обеспечивается колебательный процесс в контурес учетом сопротивлений триодов 7 и 9.С изменением направления тока в первомконтуре триоды 7 и 9 закрываются, а триоды 51 О 15 го 25 30 35 40 45 50 55 60 65 8 и О открываются, при этом емкость 2 начинает перезаряжаться через индуктивность 1 и сопротивление 3 от источника питания Е 2. Ток контура по величине выбирается достаточным для насыщения триода 8, а величина сопротивления б выбирается из условия насыщения триода 10 при установившейся амплитуде тока первого контура.При изменении в последующие полупериоды колебательного процесса в контуре выходные триоды 9 и 10 поочередно подключают к источникам питания Е и Е, первый контур.Так как триоды 7 и 8 работают в режиме насыщения поочередно в соответствующие полупериоды колебательного процесса в контуре, то на выходах 21 и 23 сигналы имеют прямоугольную форму и сдвинуты один относительно другого также на полпериода колебания. Частота колебательного процесса в генераторе в данном положении определяется резонансной частотой первого контура.При сохранении положения контактов в устройствах 19 и 20 управления колебательный процесс в первом контуре непрерывен с восполнением потерь от источников питания Еь Е 2.Для отрицательной и положительной полу- волн колебательного процесса условия одинаковы, поэтому сигнал на выходе 22 симметричный, а по форме синусоидальный.Если в работе участвуют триоды 11 и 12, а триоды 9 и 10 закрыты, то контакты управления в устойствах 19 и 20 находятся в положении, противоположном их изображению на чертеже.Колебательные процессы во втором контуре аналогичны процессам, рассмотренным выше, но частота пх ниже, так как индуктивность б больше индуктивности 1 на величину индуктивности 4, а емкость 2 остается неизменной. Последовательность и режим работы триодов 7, 8, 11 и 12 аналогичны последовательности и режимам работы триодов 7 - 10,Таким образом, при различных и одинаковых положениях контактов в устройствах 19 и 20 частота сигнала различна и определяется резонансной частотой первого и второго колебательных контуров, что соответствует верхней и нижней рабочим частотам генератора. Для равенства амплитуд синусоидальных сигналов на выходе 22 добротности этих контуров должны быть равны на соответствующих резонансных частотах, так как начальные условия по выходным сопротивлениям усилителей и величинам источников питания Еь Е 2 также равны.Генератор частотно-модулированных коле. баний в динамике при поочередном изменении положения контактов устройств 19 и 20 управления работает следующим образом.Процесс переключения контактов безобрывен, оба контакта одновременно изменяют свое положение, время переключения контактов равно нулю. Устройства 19 и 20 выполнены на полупроводниковых триодах.40 45 50 При изменении положения контактов устройств 19 и 20 происходит управление режимов работы усилителей, т. е. запрещается работа выходных триодов, например триодам 9 и 10, и разрешается работа другим выходным триодам, например триодам 11, 12, что приводит к включению в первый контур дополнительной индуктивности 4,В момент переключения выходов усилителей в индуктивности 1 существует определенный магнитный поток, который после подключения дополнительной индуктивности 4 остается в момент переключения неизменным. При выполнении условия равенства добротностей обоих контуров поток в индуктивностп 5 в максимуме остается прежним, что должно подтвердиться сохранением амплитуды сигнала на емкости 2, оставшемся по величине неизменным.Величина тока в первом контуре по подключению модуляционной индуктивностп 4 изменяется скачкообразно, что следует пз закона сохранения энергии в контуре при изменении его параметра.Таким образом, при переключении с частотына частотуэнергия в контуре не изменяется, а изменяется только скорость обмена энергиями между емкостью 2 и индуктивностью 5.При переключении контактов устройств 19 и 20 управления в исходное положение вновь изменяется индуктивность контура, но модуляционная индуктивность 4 отключается от индуктивности 5.Однако при таком отключении индуктивности 4 энергия магнитного потока в индуктивности 1 остается без изменения, а скорость дальнейшего изменения потока в индуктивности 1 определяется уже параметрами первого контура.Неизмененность магнитного потока при этом объясняется полной магнитной связью индуктивностей 1 и 4 и равенством добротностей обоих контуров. Ток в цепи контура при изменении индуктивности контура скачком увеличивается.Так как включение и выключение модуляционной индуктивности осуществляется только за время включения и выключения выходных триодов 9 - 12, а это время составляет порядка 1 или 2 лксек, то для частот тонального диапазона время изменения частоты генератора можно с достаточной точностью не учитывать.Таким образом, при обеспечении условия 5 10 15 20 25 Зо З 5 сохранения энергии в колебательном контуре изменение его параметров не сопровождается появлением переходных процессов амплитуды и частоты сигнала на выходе генератора. Безобрывность фазы колебания сигнала на выходе является следствием безобрывностп переключения выходных триодов 9, 10 и 11, 12 усилителей и равенством фаз сигналов на их выходах.Модуляционная индуктивность 4 включена между выходами усилителей и на ее выходах индуктируется переменное напряжение, величина которого зависит от добротности контура, девиации частоты и величины напряжений питания.Например, если в работе участвуют триоды 9 и 10, а триоды 11 и 12 закрыты, то на коллекторы триодов 11 и 12 приложено напряжение, индуктированное на модуляционной индуктивности 1, если открыт триод 11, то напряжение коллектор-база триода 12 определяется по величине разностью напряжений на индуктпвности 4 и напряжения источника питания Е а по направлению напряжение индуктивности 4 совпадает с проводимостью закрытого перехода база-коллектор триода 12.При превышении напряжения индуктивности 4 над величиной напряжения питания Е переход коллектор-база триода 12 через сопротивление 18 шунтирует контур на уровне величины напряжения питания Е. При малой относительной величине напряжения на индуктивности 4 и большой величине напряжений питания Еь Е контур шунтируется. Предмет изобретения Генератор частотно-модулированных колебаний, содержащий колебательный контур, модуляционную индуктивность, усилитель обратной связи и устройство формирования дискретных сигналов управления частотой, отличаюцийся тем, что, с целью повышения скорости передачи дискретных сигналов информации, включен дополнительный усилитель обратной связи, синфазный по выходному сигналу с усилителем, модуляционная индуктивность включена между выходами этих усилителей и объединена по магнитному потоку с индуктивностью колебательного контура, а устройство формирования дискретных сигналов управления частотой включено в точки управления режимами включено - выключено усилителей.Редактор Т. Морозова Корректор Л. Новожилова Типография, пр. Сапунова, 2 Заказ 1255/13 Изд,1323 Тираж 780 ПодписноеЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССРМосква, Ж, Раушская наб., д. 4/5