> Техника, страница 62 > Модуляция

Модуляция

Модуляция, изменения тока высокой частоты при помощи звуковой частоты (смотрите), если этот ток применен для передачи каких-либо звуков, речи или музыки (радиотелефония). Ток высокой частоты, как всякие колебания, определяется двумя величинами: частотой и амплитудой, а следовательно и М. может быть двоякого рода: М. частотой и М. амплитудой (вопрос о фазе оставлен незатронутым, как не имеющий значения в настоящее время). М. частотой до сих пор применения почти не имеет, поэтому о ней будут даны сведения в конце статьи, в дальнейшем же под М. следует понимать М. амплитудой.

Коэфициент М. В силу сказанного выше М. есть изменение амплитуды электрич. колебаний высокой частоты. Эти колебания должны быть незатухающими, т. к. затухающие колебания, вследствие свойственных им амплитудных изменений, не могут дать чистой передачи звуков. После детектирования (смотрите Детектор, Ламповый детектор) незатухающие колебания дают в цепи нагрузки постоянный ток, изменение амплитуды незатухающих колебаний влечет за собой пропорциональное изменение силы постоянного тока (фигура 1, где а—модулированные незатухающие колебания, б— ток в цепи детектора, в—ток в цепи нагрузки после сглаживания). Наибольшее возможное изменение амплитуды—от нуля до двойной величины — соответствует полному использованию колебаний ----. ^^____g

для целей модуля- ——

ции (фигура 2). В этом Фигура 1.

случае Ιι=Ι, вообще же ίχ < I и степень использования амплитуды колебаний определяется величиной коэфициента модуляции М:

М=^· (1)

Т. к. максимальная амплитуда I_nmx=Ιχ + 1_Уа минимальная амплитуда l_min=I — Ιχ, то коэф. М. можно определить так:

__ ^ max — lmin. ^2)

I max + lmin

Последнее равенство является наиболее общим определением коэфициента М., так как оно применимо и в тех случаях, когда М. несимметрична, как показано например на фигуре 3. В случае симметричной модуляции ур-ие модулированного тока высокой частоты имеет нижеследующий вид:

г= 1(1 + M cos ώί) sinmi, (3)

где Ω—угловая частота модулирующая, со—

ΜΊ

И)

Фигура 2.

угловая частота высокая. Амплитуда колебаний меняется от I (1 — М) до 1 (1 + М). Очевидно, что в уравнении (3) в скобках может стоять (1-М cos Ωΐ), (1 + М sin ώί), (1-M sin ΩΙ) вместо (1 + Μ cos Ωΐ) в зависимости от того, где находится начало координат.

Для осуществления М. можно воздействовать или непосредственно на цепи высокой частоты или на генератор, создающий колебания высокой частоты. В первом случае М. достигается двумя методами. Первый метод заключается в том, что модуляторное устройство в зависимости от действия микрофона отнимает б. или м. количество энергии. Этот способ М. носит название М. поглощением, или М. абсорбцией. Второй метод заключается в расстройке какого-нибудь контура при помощи модуляционного устройства и носит название М. расстройкой. Воздействие на ламповый генератор дает возможность получить М. также двояким путем. М. на аноде заключается в воздействии на анодную цепь лампового генератора, при М. на сетке оказывается воздействие на цепь сетки. М. поглощением (абсорбцией). Простейшая схема М. абсорбцией—включение микрофона М непосредственно в антенну—изображена на фигуре 4. При изменении сопротивления микрофона меняется амплитуда тока высокой частоты в антенне. Этот способ М. может быть применен при любой системе генератора высокой частоты, однако применяется сейчас лишь в любительских маломощных ламповых передатчиках.

Недостатки этой схемы: 1) схема может работать только при малой мощности в антенне (через микрофон проходит ток высокой частоты, а обычный микрофон не дает возможности пропускать большую силу тока) ; 2) схема не дает возможности получить большой коэф. М. Действительно, если сопротивление антенны (без микрофона) равно R_A, а сопротивление микрофона меняется по закону

U1I

И

Фигура 3.

то сила тока в антенне меняется следующим образом:

т ^Е В Л Ri „. _ПЛ

^1a~Ra+Ro~+R₁ sin at~R_A+.R^ V¹ Rl+Ro^Sin Т

Следовательно коэфициент М.

М=-

н

R_A+Rq

R₁ всегда меньше R₀, между тем R₀ приходится делать меньше R_A, т. к. иначе сопротивление антенны будет очень велико и излучаемая мощность будет мала. Т. о. коэф. М. получается меньше 50%. Для улучшения коэфициента М. более правильно связывать микрофон с антенной индуктивно (фигура 5). В этом случае подбор сопротивления осуществляется легко. В виду того, что конст

руирование мощного микрофона, который мог бы пропускать большую силу тока, представляет значительные трудности (такие конструкции были в начале развития радиотелефонии), в качестве меняющегося сопротивления применяется вместо микрофона электронная лампа, на сетку которой действует микрофон. Анодная цепь лампы связана с антенной или с другим контуром высокой частоты. Примером применения электронной лампы, которая в этом случае носит название м о-дуляторной, может служить схема, Изображенная кгенёрЛ i на фигуре 6. В случае ^гыйте“1^: необходимости можно применить дополнительное уси- _{фиг 4}ление низкой часто- ‘ ‘

ты между микрофоном и модуляторной лампой. Схемы М. абсорбцией нашли себе применение при передаче токами высокой частоты по проводам, где не требуется большой мощности генератора.

М. расстройкой применяется, так же как и М., поглощением, при воздействии непосредственно на цепи высокой частоты. Вследствие расстройки какого-либо контура сила тока в нем меняется и таким обр. получается М. Кроме того М. расстройкой очень часто получается при М. абсорбцией сама по себе, т. к. всякая нагрузочная цепь отчасти расстраивает контур. Исключительное значение М. расстройкой получает в машинных передатчиках (в передатчиках с машиной высокой частоты), где расстраивается цепь антенны или какого-либо промежуточного контура, настроенного на гармонику частоты тока машины. Обыкновенно такая расстройка достигается изменением самоиндукции контура, причем это изменение удобнее всего получается, если применена катушка самоиндукции с железным сердечником. Путем подмагничи-вания сердечника удается в широких пределах изменять самоиндукцию катушки. Изменение силы подмагничивающего тока происходит со звуковой частотой от микрофонного усилителя и создает М. Этот способ М. называется магнитнойМ. Необходимо при этом способе М. обращать вни-

Фигура 6.

мание на то, чтобы не было обратного воздействия токов высокой частоты на под-магничивающую обмотку. Поэтому обмотку высокой частоты разделяют на две части, так чтобы эдс, наводимые этими частями, были сдвинуты по фазе на 180° (фигура 7). Как при М. абсорбцией, так и при М. расстройкой трудно получить глубокую М. без искажений.

При данном коэф-те Μ. М и данной максимальной мощности, развиваемой в антенне генератором W_A, можно определить мощ-

R_m=R₀+ R_t sm Ωτ,

ность, получающуюся без М. (при молчании). Соотношение между силой тока в антенне -без М. 1_АТ и силой тока в антенне при максимальной мощности 1_А м. б. написано так: 1α= 1_ат(1 + М). (4)

Соотношение между мощностями поэтому получается равным

, W_A=W_AT(1 + M)K (5)

Величина W_АТ является величиной, определяющей мощность радиотелефонной станции, и носит название телефонной мощности. W_А характеризует работу радиотелеграфной станции и называется телеграфной мощностью. Даже при небольших коэфициентах М. разница между телеграфной и телефонной мощностью очень велика. Так, 20-kW радиотелефонная станция при коэф-те М. с 50% должна иметь телеграфную мощность 45 kW. При нормальном телефонном режиме 25 kW, которые оказываются лишними, должны где-то Фигура 7. теряться (в абсорбционном устройстве, в контуре), что показывает неудобство применения модуляции непосредственно в антенне при больших мощностях. Исключение представляет только магнитная М. при радиотелефонных передатчиках на машине высокой частоты, т. к. расстройка антенной цепи изменяет коэф-ты мощности нагрузочной цепи машины и потери не так велики. При ламповых же передатчиках большая потеря мощности делает применение указанных систем М. нерациональным. В ламповых передатчиках М. получается обычно воздействием на генераторный режим лампы. Этот режим при подобранном заранее контуре в анодной цепи охарактеризуется тремя величинами: постоянным напряжением на аноде Е_а, постоянным (смещающим) напряжением на сетке Е _ди переменным (высокочастотным) напряже

Фигура 8. Фигура 9.

нием на сетке V_g (смотрите Ламповый генератор). Таким образом М. можно получить, если изменить одну из этих трех величин. Изменение напряжения на аноде Е„ носит название М. на аноде, а изменение напряжений Е₀ или V_д носит название М. на сет-к е. Можно было бы получить еще М. воздействием на третью цепь, цепь накала, но тепловая инерция нити не дает возможности применить этот способ на практике.

М. на аноде заключается в изменении постоянного анодного напряжения. Е_а и м. б. получена простейшим образом по схеме, изображенной на фигуре 8. В качестве генератора переменного тока м. б. применен микрофонный трансформатор (фигура 9). Изменение анодного напряжения влечет за собой пропорциональное изменение силы анодного тока, причем эта пропорциональность ясно выражена при самовозбуждении, когда напряжение на сетке меняется пропорционально силе тока в контуре, и лишь приблизительна в случае независимого возбуждения. Изменение силы анодного тока почти строго

пропорционально изменению силы тока в антенне. Т. о. устанавливается пропорциональность между постоянным напряжением на аноде и силой тока в антенне. Для получения коэф-таМ. М необходимо,чтобы амплитуда переменного напряжения звуковой частоты на аноде была равна

И_а — МЕ_а. (6)

Т. к. сила тока пропорциональна напряжению, то мощность, отдаваемая генератором переменного тока(например микрофонным трансформатором), равна

W_nep.=~W₀, (?)

где W₀—энергия, отдаваемая источником тока. При большой мощности лампового генератора необходимо иметь мощный генератор звуковой частоты для получения до

статочной глубины Μ. Т. к. мощности микрофона будет недостаточно, то необходимо применять предварительное усиление (фигура 10). Последняя лампа усилителя, обозначенная на фигуре 10 буквой М, носит название модуляторной лампы идолжен быть приблизительно равна по мощности генераторной лампе, обозначенной буквой Г. Вследствие этого источники тока Е_а1 и Е_а2 м. б. объединены, и схема М. получает вид, изображенный на фигуре 11. Замена трансформатора дросселем приводит к обычной схеме анод

ной М., изображенной на фигуре 12. Эта схема впервые предложена Хисингом и носит название схемы Хисинга с дросселем.

Объяснение процессов, происходящих при М., может быть дано двоякое. Первое толкование соответствует тому, что сказано ранее. Модуляторная лампа представляется в этом случае последней ступенью усилителя, работающего через автотрансформатор (дрос-

сель) на нагрузочное сопротивление, которым является генераторная лампа. Схема эта вполне аналогична нормальному усилителю на дросселях. Другое толкование заключается в том,что модуляторная лампа представляет собой сопротивление, меняющееся под действием напряжения звуковой частоты, подаваемого на сетку. Общий анодный ток от генератора постоянного тока изменяется очень мало в виду большой самоиндукции модуляционного дросселя. Изменение сопротивления модуляторной лампы перераспределяет ток, причем, если на сетку модуляторной лампы подано отрицательное напряжение, ток через нее уменьшается, на дросселе появляется напряжение, совпадающее по направлению с напряжением источника постоянного тока, и сила тока через генераторную лампу увеличивается; при положительном напряжении на сетку модуляторной лампы сила тока через генераторную лампу уменьшается, и т. о. достигается М. Оба эти толкования представляют собой изображение происходящих явлений с двух сторон и являются равноправными.

Расчет модуляционного дросселя основан на том, что его индуктивное сопротивление не должен быть меньше сопротивления постоянному току генераторной лампы. Эти сопротивления определяют активную и реактивную слагающую анодного тока модуляторной лампы, и в случае равенства этих сопротивлений сила анодного тока, идущего через модуляторную лампу, лишь в 1,41 раза больше полезного тока,идущего в генераторную лампу. Уменьшение индуктивного сопротивления дросселя влечет за собой увеличение реактивной слагающей силы тока“ через модуляторную лампу, вызывающей излишнее нагревание ее анода. Итак, определив сопротивление постоянному току генераторной лампы

R(i —

Е_а_

°~ΐο

где 1₀—постоянная составляющая анодного тока, находим нормальное значение коэф-та самоиндукции модуляционного дросселя:

где Ω—наименьшая из передаваемых звуковых угловых частот. Большое увеличение L не дает никакого улучшения и лишь увеличивает омич, сопротивление и емкость дросселя, что может повести к нежелательным результатам (падение напряжения, резонансные свойства и т. д.). При конструировании дросселя приходится обращать особое внимание на то обстоятельство, что дроссель подвергается большому подмагничива-нию постоянным током. Для того чтобы избежать вызываемого таким подмагничива-нием уменьшения самоиндукции, сердечник дросселя делают разомкнутым. Наилучшим средством для борьбы с подмагничиванием служит схема, изображенная на фигуре 11. Обмотки модуляционного трансформатора наматываются так, чтобы подмагничиваю-щие токи обеих обмоток друг друга компенсировали. Из остальных деталей схемы необходимо отметить дроссель высокой частоты, коэф. самоиндукции которого должен быть выбран так,

чтобы QL для самой высокой из звуковых частот было мало по сравнению с сопротивлением генераторной лампы R₀ и в то же время чтобы coL было велико по сравнению с эквивалентным сопротивлением контура Z. Точно так же емкость блокировочного конденсатора выбирается т. о., чтобы было мало по сравнению с Z, но ^ было велико по сравнению с R₀. Так как модуляторная лампа является мощным усилителем, то ее можно заставить работать двояким образом. Можно в качестве предварительного условия поставить частоту усиления, а следовательно требование работы модуляторной лампы на прямолинейной части характеристики (усиление 1-го рода). В этом случае необходимо модуляторные лампы рассчитывать на рассеяние на аноде, к-рое получится, когда лампы не будут отдавать мощности,—при молчании. Мощность модуляторных ламп получается в 3—4 раза больше мощности генераторных ламп, если задана 100%-ная М. Действительно модуляторные лампы согласно ур-ию (7) должны отдавать мощность, равную половине мощности подводимой к генераторным лампам, но при колебаниях первого рода кпд их не м. б. больше 50%. В силу этого мощности, подводимые к модуляторным и к генераторным лампам, приблизительно одинаковы. Однако в генераторных лампах лишь от 20 до 35 % мощности рассеивается на анодах (считая кпд от 65 до 80%), в модуляторных aie лампах при молчании рассеивается вся мощность, следовательно количество модуляторных ламп д: б. значительно больше, чем генераторных. Отказываясь от идеальной чистоты передачи, молено уменьшить количество модуляторных ламп. Для этого необходимо понизить рабочую точку и работать лучше всего около нижнего сгиба характеристики (усиление 2-го рода). Тогда при молчании ток, проходящий через модуляторные лампы, ничтожен и поэтому мала мощность, рассеиваемая на аноде. При М. модуляторные лампы работают примерно с тем лее кпд, что и генераторные лампы, и число ламп в модуляторе и в генераторе обычно выбирается одинаковое. _{фиг 13}

Модуляторные лампы молено брать того же типа, что и генераторные, однако лучший результат получается с лампами, которые имеют левые характеристики (малый коэфицнент усиления).

Кроме схемы анодной М. с дросселем, которая называется иначе параллельной схемой анодной М., существует также схема последовательная, в которой источник постоянного тока—генераторная и модуляторная лампы включены последовательно (фигура 13). Изменение сопротивления модуляторной лампы влечет за собой перераспределение напряжений между генераторной и модуляторной лампой. Если на сетку модуляторной лампы подается отрицательное напряжение,

то сопротивление лампы увеличивается, на ней падает бблыная часть напряжения, и ток через обе лампы уменьшается; при положительном напряжении на сетке модуляторной лампы большая часть напряжения падает на генераторной лампе, и ток увеличивается. Можно схему рассматривать иначе: модуляторная лампа работает как усилитель на сопротивлениях, причем нагрузочным сопротивлением является генераторная лампа. Схема последовательная имеет два существенных недостатка: прежде всего для ее питания необходим источник постоянного тока с напряжением, равным приблизительно двойному анодному напряжению генераторной лампы. При высоких анодных напряжениях современных ламп применение такого источника постоянного тока является неудобным. Затем, цепь накала одной из ламп обязательно находится под высоким напряжением. Изоляция цепи накала практически представляет большое неудобство. По этим двум причинам последовательная схема М. на аноде почти не применяется, в то время как параллельная схема нашла себе широкое применение. Эта схема особенно удобна при небольших передатчиках, работающих с самовозбуждением. Несколько хуже работает эта схема в мощных передатчиках с независимым возбуждением, однако она нашла себе применение в ряде станций в СССР, Англии, Франции и США. Телефонной мощностью при этой схеме необходимо считать полную мощность генератора, т. к. при М. максимальная мощность зависит от того, что генератор работает в определенные моменты при сильно повышенном анодном напряжении. Т. о. мощность радиотелефонной станции при М. на аноде определяется ее генераторными лампами. При коротких волнах эту схему М. следует применять осторожно, т. к. повышенное анодное напряжение, даже мгновенное, часто приводит при коротких волнах к разрушению лампы. В общем же параллельная схема анодной М. по праву считается одной из лучших схем М.

М. на сетке применяется в двух разновидностях. Если подвергается изменению постоянное напряжение на сетке (смещающее напряжение) Е_д, то имеет место М. первого класса; если же меняется амплитуда напряжения высокой частоты V_g, то способ М. относится ко второму классу. Как видно будет дальше, можно изменять одновременно и Е_д я Vg, М. получается тогда смешанная Отличие М. на сетке от М. на аноде заключается в том, что модулирующее устройство не добавляет энергии в цепь питания анода, а лишь воздействует на его цепь сетки. Поэтому, если генератор может отдавать в антенну телеграфную мощность W_А, то телефонная мощность W_АТ согласно уравнению (5) в (1+М)² раз меньше. Сила анодного тока в телефонном режиме, то есть без М., в 1+М раз меньше силы анодного тока при телеграфном режиме, причем это относится как к постоянной слагающей, так и к слагающей основной частоты анодного тока:

т _ И

^1т1 1+М

(8)

Т. к. эквивалентное сопротивление анодного контура Ζ остается постоянным, то переменное напряжение на аноде меняется пропорционально слагающей основной частоты анодного тока, а следовательно Г_а=Г_аТ(1 + М).

Постоянное анодное напряжение Е_а не меняется, и следовательно должен меняться коэф-т использования напряжения ξ, равный отношению амплитуды переменного напряжения на аноде к постоянному анодному напряжению Е_а (смотрите Ламповые генераторы):

p5=|=f_r(l + M).

Коэф. полного действия генератора пропорционален ξ и потому ·

η=η_τ(1 + Μ). (9)

Т. о., если генератор в телеграфном режиме может работать при кпд, равном 70%, то в телефонном режиме кпд будет значительно меньше. При расчете на 100%-ную М. (М= 1) кпд в телефонном режиме равен всего 35%. Этим передатчики с М. на сетке резко отличаются от передатчиков с М. на аноде. В последних генераторные лампы работают при максимальном кпд, зато модуляторные лампы при молчании не используются совершенно; при М. на сетке используются все лампы, но с малым кпд. Для работы без искажений при 100% М. число генераторных ламп в передатчиках с М. на сетке примерно в 4 раза больше, чем этого требует номинальная мощность станции. Так, для радиостанции в 20 kW надо применить 4 лампы по 20 kW. Это объясняется низким кпд при телефонном режиме и благодаря этому большим рассеянием мощности на анодах ламп. Т. к. при М. на аноде, как указывалось выше, потребовалась бы одна 20-kW лампа в качестве генераторной и 3 таких лампы в качестве модуляторных, то есть тоже 4 лампы, то, как видно из этого примера,схемы М. на аноде и на сетке по мощности и числу ламп эквивалентны. Схемы М. на сетке имеют то преимущество, что лампы не подвергаются режиму с преувеличенным анодным напряжением, однако имеют тот недостаток, что требуют параллельного включения большого числа генераторных ламп.

М. смещающим напряжением. Для того чтобы изменять смещающее напря

жение, необходимо в цепь сетки включить генератор переменного тока низкой частоты. Если частота будет достаточно малой, чтобы в течение нескольких периодов высокой частоты изменение напряжения было мало, то для генераторной лампы действие этого источника переменного тока эквивалентно изменению смещения. В качестве генератора переменного тока низкой частоты м. б. применен микрофонный трансформатор (фигура 14).

Конденсатор параллельно вторичной обмотке трансформатора служит для пропускания тока высокой частоты и должен представлять собой большое сопротивление для токов низкой частоты. Если мощность генератора велика, то для полной М. мощности микрофона может нехватить. В этом случае применяют усиление низкой частоты, и место микрофонного трансформатора занимает выходной трансформатор усилителя. Эта схема являющаяся самой простой из схем М. на сетке смещающим напряжением, дает хорошие результаты и применяется нередко на практике. Трудность заключается лишь в правильном выборе и конструкции выходного трансформатора усилителя. Расчет такой схемы м. б. произведен следующим образом. Наибольшая величина постоянного напряжения на сетке E_qm определяется телеграфным режимом генератора. Нижний предел постоянного напряжения на сетке будет очевидно тогда, когда сила анодного тока станет равной нулю. Как видно из фигура 15, это будет тогда, когда напряжение Едт=— Vg + Eg,

где V_g—амплитуда переменного напряжения на сетке высокой частоты, а Eg—то напряжение, при котором прямолинейная характеристика лампы пересекает ось абсцисс. На фигуре 15 изображена идеальная прямолинейная характеристика лампы (нижняя часть действительной характеристики изображена пунктиром). Колебания напряжения от Ед_М до Е_дт соответствуют 100% М., так как амплитуда анодного и антенного тока колеблется от нуля до максимальной величины, получающейся при телеграфном режиме. Если расчетный коэф. М. меньше 100% (М < 1), то наименьшее постоянное напряжение на сетке

Едт= ГчГм ^МЕ_дт + E_qM( — М)].

Телефонный режим получается при смещающем напряжении

771 _ EgUf + Щт _ ЕдМ+ МЕд_т

2 1 + М

кзадающ.^ генератор

Фигура 16.

Указанная выше схема М. смещением не является единственной. Так как смещающее напряжение на сетке может быть получено с помошыо гридли-ка (утечки сетки), то, изменяя сопротивление гридлика, можно изменять и напряжение и модулировать колебания, даваемые лампой. Основанная на этих соображениях схема М. была впервые предложена Шефером, а затем и целым рядом других ученых и известна под названием М. гридликом (фигура 16). В качестве гридлика применяется электронная лампа, сопротивление которой меняется под влиянием напряжения звуковой частоты, подаваемой на сетку. М. по схеме Шефера имеет весьма широкое распространение и наряду со схемой Хисинга считается одной из лучших схем модулирования. Кроме указанных выше существует еще целый ряд схем, почти не имеющих однако применения.

М. амплитудой переменной слагающей напряжения на сетке. Наиболее яркой представительницей этих схем является схема, изображенная на фигуре 17. Возбудитель 1 в этой схеме модулирован, причем применена М. на аноде (понятно, можно было применить и М. на сетке, например смещающим напряжением). Модулированные колебания подаются на сетку мощного каскада II, который их усиливает. Для лампового генератора II М. происходит на сетке, причем смещающее напряжение E_q остается постоянным, меняется

амплитуда переменной слагающей напряжения на сетке V_д. Схема эта носит название М. в предыдущем каскаде. Кроме этой схемы существует ряд других, которые основаны на изменении. амплитуды переменного напряжения V_д, путем воздействия на цепи высокой частоты. Большого применения эти схемы не получили. Для того чтобы получить усиление без искажений М., необходимо работать или на прямолинейной части характеристики, что невыгодно с точки зрения энергетической в виду малого кпд, или стать на нижний сгиб характеристики. Действительно, согласно ур-ию Валлаури (смотрите Ламповые генераторы)

Vg=-DV_a + i

и кроме того

-V_a=hZ,

где jTj—амплитуда силы тока основной частоты в анодной цепи, I — амплитуда, которая была бы, если бы лампа одинаково проводила ток в обе стороны, Z—эквивалентное сопротивление контура. Т. о.

V_g=I₁DZ+^Is.

Неискаженная М. получается при пропорциональности V_g и 1_г. Так как S, D, Z— постоянные величины, то неискаженная М. может получиться лишь в том случае, если 1_г пропорционально I, но

_Т j Θ - sin Θ cos θ

1-1=1--»

^А л где 0—угол отсечки анодного тока. Требование пропорциональности I и I_t м. б. удовлетворено только при условии постоянства угла 0:

0=Const.

Так как смещающее напряжение остается постоянным, то не меняется и ток покоя 1_п.=1 cos 0=S(E_g —Eg.

Итак, ток покоя 1_п. постоянен, I меняется; поэтому очевидно, что Θ не м. б. постоянной величиной, если cos ΘφΟ. Т. о. а значит при М. амплитудой переменного напряжения на сетке необходимо работать на нижнем сгибе характеристики. Обычно такой режим и подбирается. Понятно, что небольшие колебания в ту или другую сторону допустимы, причем обычно дается несколько большее смещение и угол Θ око~о 80° для того, чтобы получить несколько больший кпд при незначительном искажении. Модуляц я на сетке применялась также при генераторах с самовозбуждением (фигура 18). В этом случае получается одновременное изменение Е_д и V_д, т. к. первое зави-I сит от второго. М. i получается неболь-J шая, при настройке на хороший кпд W получаются срывы.

Фигура 18. М. на сетке при ге нераторах с самовозбуждением хотя и может применяться, но „дает худшие результаты, .чем при работе с независимым генератором.

Несущая и боковые частоты. При работе с настроенными контурами всякие несинусоидальные колебания удобнее разлагать на ряд синусоидальных колебаний, т. к. в этом случае легко применяются обычные ф-лы переменного тока. Модулированные незатухающие колебания для рассмотрения процессов, происходящих в цепях передатчика и приемника, и при распространении энергии в какой-либо среде приходится также разбивать на ряд гармонии, колебаний. В этом смысле ур-ие (3) для модулированных колебаний м. б. выражено так:

г=1(1 + М cos sin ωί=I sin ωί +

+ sin (ω -f Ω)1 + — sin (ω — Ω)i. (10)

При отсутствии M. существует тотько первый член, к-рый носит название несущей частоты, или несущей волны. При М. прибавляются два других члена, которые носят название боковых частот (смотрите). Если М. производится не одной частотой, а полосой частот, то появляются полосы боковых частот:

i=I (l + 2 Мi cosΩ$) sin ωί=1 sin ωί +

+2 ^τ~ίγ ^sin (^ω++2“^^sin (^{ω й}«·)··

Τ. о. полоса частот, занимаемая радиотелефонной станцией, в два раза больше сймой высокой из звуковых частот, ко орые надо передать. Для концертной радиотелефонии желательно передавать частоты до 10 000 пер/ск. Полоса частот концертного радиотелефонного передатчика должна была бы быть равной 20 кц. В действительности благодаря взаимным помехам радиовещательных станций приходится полосы частот, отдаваемые в распоряжение каждой станции, сильно сокращать. Главная часть энергии, отдаваемой передатчиком, идет на создание несущей частоты; на долю боковых частот приходится лишь незначительная часть. Действительно, соответствующие величины мощности несущей и боковых частот равны:

Часть, к-рую берет на себя несущая частота, равна

w„,₄. ₌ 2

W 2 + М2

Т. о. далее при 100%-ной М. несущая частота отнимает ²/з всей мощности, а на каждую из боковых частот приходится лишь по Ve· При 1ί=0,5 на долю несущей частоты приходится 89% всей мощности. Между тем несомненно лишь боковые частоты являются полезными, так как они переносят отражение звуков, переданных микрофоном. Ток несущей частоты в приемнике служит лишь для получения биений с токами боковых частот, чтобы в результате получились передаваемые звуковые частоты.

Передача без несущей частоты. Указанные выше соотношения мощностей несущей частоты и боковых частот привели к мысли обойтись без излучения несущей частоты, создавая ее при помощи гетеродина в приемнике. Уничтожение несущей частоты м. б. произведено несколькими способами. Наиболее употребительным является метод балансной М., предложенный впервые Карсоном (фигура 19). Генератор высокой частоты подает напряжение на лампы 1 и II в фазе, звуковая же частота подается на лампу II сдвинутой по сравнению с I на 180°. Поэтому несущие частоты в анодных цепях ламп А и В находятся в фазе, а боковые частоты сдвинуты на 180°. Во вторичной обмотке трансфопматора анодной

Фигура 19.

цепи Д эде несущей частоты уничтожатся, а боковых частот сложатся, и получается т. о. передача 2 боковыми частотами. Т. к. по существу дела необходимой является лишь одна из боковых частот, то часто вторую боковую частоту отфильтровывают и производят передачу одной боковой частотой. Для отфильтрования одной из боковых полос применяют иногда двойную балансную М., раздвигая боковые частоты сначала при помощи промежуточной частоты, а затем, отфильтровав одну боковую частоту, модулируют высокую частоту. Схемы передач без-несущей частоты имеют большое преимущество, т. к. при мощных передатчиках сберегают значительное количество энергии, а затем создают меньшие помехи другим станциям. Недостатком их является сложность, а кроме того невозможность приема на приемник без регенерации или без гетеродина. Благодаря последней причине передатчики без несущей частоты не применяются для целей радиовещания.

М. частотой имеет место тогда, когда ур-ие силы тока м. б. выражено след, обр.: г=1 sin (ωί + Δω sin Ωί).

В этом ур-ии фаза для простоты опущена. Как указано впервые Карсоном, М. частотой, так же как и М. амплитудой, дает несущую частоту и полосы боковых частот,.

причем последние не будут уже, чем при М. амплитудой. Т. о. то преимущество, которое можно было ожидать от М. частотой—сужение пучка частот, оказалось несуществующим. Прием при М. частотой происходит благодаря резонансным свойствам приемника и на практике встречает большие затруднения. Поэтому М. частотой, несмотря на проявленный и проявляемый к ней большой интерес, не получила до настоящего времени применения в радиотехнике.

Лит.: Бонч-Бруевич М. А., «Радиотехник», Н.-Новгород, 1920, 11; Испытание радиотелефона системы А. Т. Углова, там же, 1921, 14; Бонч-Бруевич М. А., «ТиТбП», 1921, 11, 1923, 3, (20); Григорьева А. А., там же, 1924, 3 (25), 1927, 4 (43), в (45); М и и ц А. Л., там же, 1924 (3), 25, 1925, (3), 30, 1926, 3 (36); К л я ц к и н И. Г. и М и н к А. Л., там же, 1927, 3 (42), 1929, 1 (52),

4 (55); Шмаков П.В., там же, 1927, 1 (40); Смирнов Н. Д., там же, 1928, 4 (49); Meissner А., «Jahrb. d. drahtl. Telegr. u. Teleph.», B., 1919, B. 14, H. 5; R u k о p H., «Telefunken-Ztg», В., 1923—24,

В. 7, 31—35; Culver С. A., «Proc. of the Inst, of Rad. Eng.», N.Y., 1923, v. 11, p. 479; Forest L., «Rad. Revue», P., 1919, 1, p. 153; H e is in g R. A.,

«1 roc. of the Inst, of Radio Eng.», N. Y., 1921, v. 9, p. 305; К ii h n L., «Jahrb. d. drahtl. Telegr. u. Teleph.», B., 1923, B. 18, p. 406; Carson J. K., «Proc. of the Inst, of Rad. Eng.», N. Y., 1919, v. 7, p. 187; ColpittsE. H. a. Blackwell 0. B., «Trans. Amer. Inst, of Electr. Eng.», New York, 1.921, v. 40, p. 205; Hartley R. V. L., «Proc. of the Inst, of Rad. Eng.», N. Y., 1923, v. 11, p. 34; Jo os G. u.

Z e η n e k J., «Jahrb. d. drahtl. Telegr. u. Teleph.», B., 1923, B. 22, p. 93; M a u z E. u. Z e η n e k J., ibid., 1922, B. 19, p. 256; Until H., «Telefunken-Ztg», В., 1924, В. 6, 34, p. 27; Arnold H. D. and Espenschied L., «JAIEE», 1923, p. 815;

P u n g s L., «Elektrische Nachrichten Technik», Bfr-lin, 1925, 2, p. 93; E e i g s A., ibid., 1925, 2, p. 96; Schaffer W., «Telefunken-Ztg», В., 1922, 26/27, p.

7, 28, p. 44; L u b z y n s k i G., «Jahrb. d. drahtl. Telegr. u. Teleph.», B., 1926, B. 27, H. 2, p. 33; H e is i n g R. A., «Proc. of the Inst, of Rad. Eng.», New Yc rk, 1920, Febr.—Apr.; Purrington, «Scient. Pap. Bur. of Stand.», Wsh., 423; Carson J. R., «Proc. of the Inst, of Rad. Eng.», N. Y., 1922, v. 10,

I, p. 57; David M., «L’onde dlectrique», P., 1923, Oct., p. 579; Walker H. S., «Exper. Wireless a. Wireless Engineer», L., 1924, Aug., p. 643; S t r i e g e 1 R., «Jahrb. d. drahtl. Telegr. u. Teleph.», B., 1927, B. 29, Jan., p. 10; Macdonald W. A., «Radio Review», N. Y., 1921, v. 11, 8, p. 409; Heising R. A., «Proc. of the Inst, of Rad. Eng.», N. Y., 1925, June, p. 291; Oswald A. und S c h e 1 1 e n g J. ibid., p. 313; Pocock L. C., «Electrician“, L., 1921, v. 86, p. 246; Alexanderson E. F. W., «Proc. of the Inst, of Rad. Eng.», 1920, Aug., p. 263; Carson

J. R., ibid., 1921, June, p. 243; W e i n b e r g e r J., ibid., 1924, Dee., p.748; L ittleD.G.a.D a v isR.

L., ibid., 1926, Aug., p. 479; VmderPol Balth,

ibid., 1930, July, p. lI94;Eckersley T.L., «Experimental Wireless and Wireless Engineer». 1 ondon, 1930, Sept., v. 7, 84. И. Кляцкин.