Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:патенты / Сборник патентов_3343
.pdf
=== НАЧАЛО ФАЙЛА: patent_234023.txt ===
ССЫЛКА: https://translationportal.epo.org/emtp/translate/?ACTION=description-retrieval&COUNTRY=GB&ENGINE=
google&FORMAT=docdb&KIND=A&LOCALE=sq_AL&NUMBER=234023&SRCLANG=EN&OPS=ops.epo.org/3.2&T
RGLANG=ru
========================================
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ GB234023A
[]
[Второе издание.] ]
ПАТЕНТНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ
Дата подачи заявки: ноябрь. 14, 1923, № 3977125.
23:4,023 Полная спецификация принята: 14 мая 1925 г.
Усовершенствования в области электрических ламповых усилителей и связанные с ними разработки.
Я, Уильям Генри, президент, проживающий по адресу: Централ-авеню и Франклин-стрит, Джерси-Сити,
Нью-Джерси, Соединенные Штаты Америки, гражданин Соединенных Штатов Америки, настоящим заявляю о
характере данного изобретения и о способе его осуществления, которые будут подробно описаны и
установлены в следующем заявлении:
Данное изобретение относится к системам усиления радио- и/или аудиосигналов на ламповых усилителях и
имеет своей главной целью улучшение усиления с точки зрения точности, стабильности, увеличения степени
усиления с соответствующей стабильностью и уменьшения необходимого оборудования.
Мне известно, что в ламповых усилительных системах, включающих несколько каскадов, предлагалось
подключать резисторы параллельно вторичным обмоткам некоторых межкаскадных трансформаторов и не
включать резисторы в других каскадах усилителя с целью подавления избирательности системы и
обеспечения равномерного усиления. Мне также известно, что в ламповых усилительных системах
предлагалось наматывать интервальные трансформаторы резистивной проволокой, чтобы уменьшить их
избирательность и обеспечить равномерное усиление на разных частотах.
Согласно настоящему изобретению, в котором множество каскадов усиления соединены трансформаторами
или дроссельными катушками, соединения содержат множество значений структурного демпфирования,
причем структурное демпфирование каждого соединения имеет различное значение по сравнению с
соседним соединением.
Изобретение также включает средства для изменения эффективного демпфирования соединительных
элементов, как это будет показано далее в подробном описании и прилагаемых чертежах.
Чертежи пронумерованы от 1 до 6 и от 8 до 18 и не включают рисунок 7.
Рисунок 1 представляет собой диаметральное сечение [Цена 1 цент].
Трансформатор, изготовленный для использования в качестве элемента моей усилительной системы (номер
50).
Рисунок 2 представляет собой план трансформатора другой формы; Рисунок 3 представляет собой
вертикальный разрез по линии 3-3 на Рисунке 2; 55 Рисунок 4 представляет собой перспективный вид
трансформатора, показанного на Рисунках 2 и 3; Рисунок 5 представляет собой вид с торца трансформатора
другой формы; Рисунок 6 представляет собой вертикальный разрез по линии 60 6-6 на Рисунке 5; Рисунок 8
представляет собой схематическое изображение простой формы моей системы усиления с использованием
подходящих форм трансформатора, предпочтительно, как на Рисунке 5, и показывает 65 особенность
управления демпфированием цепей трансформатора; Рисунок 8a показывает модифицированную схему
детекторной цепи на Рисунке 8; и 70 Рисунок 8B показывает еще более модифицированную форму
детекторной цепи; Рисунок 9 представляет собой схематическое изображение системы усиления,
аналогичной системе на Рисунке 8, но показывающей дополнительный каскад радиочастотного усиления и
ламповый детектор вместо типов детекторов, показанных на Рисунках 8, 8A и 8B; Рисунок 10 представляет
собой схематическое изображение другой простой формы моей системы усиления, аналогичной рисунку 8, но
с добавлением усиления звуковой частоты, включающего использование в ней другого типа трансформатора,
предпочтительно того, что показан на рисунке 1 или на рисунках 2, 3 и 4; на рисунке 10 также показан
отдельный регулятор демпфирования для входной лампы и резонансная резистивно-емкостная дроссельная
катушка, соединяющая пару ламп; рисунок 11 представляет собой схематическое изображение другой
простой формы моей системы усиления, аналогичной рисунку 10, но с ламповым детектором вместо
детекторов типов, показанных на рисунках 8, 8X, 81 и 10; рисунок 12 представляет собой схематическое
изображение формы моей системы, аналогичной системе телеграфной или телефонной передачи (рисунок
11). Рисунок 13 представляет собой схематическое изображение радиочастот, звуковых частот или обеих
сразу.
Конструкция моей системы, аналогичная той, что показана на рисунке 11, а также аналогичная той, что
показана на рисунке 12, особенно полезна для приема радиочастот и проводной связи. Вместо использования
каскада усиления звуковой частоты в форме отдельной лампы, последовательно соединенной с детектором,
как показано на рисунках 10, 11 и 12, радиочастотный усилитель № 2 используется также для усиления
звуковой частоты от детектора D при начальной принимаемой слабой мощности. Наиболее эффективным
способом усиления звуковой частоты является создание и размещение трансформаторов для управления
телефоном, что обеспечивает критическое количество демпфирования для исключения Самопроизвольное
колебание или «воющий» процесс по сравнению с рисунком 12 осуществляется посредством действия и для
обеспечения стабильности.
Наиболее широкое применение лампы № 2 как эффективного демпфирующего сопротивления — это радио и
аудиоусилительная лампа. Рисунок 14 представляет собой схематическое изображение внутреннего
импеданса лампы; такое эффективное демпфирующее сопротивление лампы, включающее такое же
количество цепей, как на рисунке 13, но с потенциалом сетки, создаваемым входными токами на неламповом
детекторе D, аналогичное значению, при котором максимальное усиление может быть обеспечено с помощью
множества ламп. Рисунки 8, 81 или 8B, при этом все четыре лампы могут использоваться в качестве
радиочастотных усилителей;
Рисунок 15 представляет собой схематическую иллюстрацию формы моей системы, аналогичной основной
эквивалентной омической системе демпфирования, показанной на рисунке 14, и использующей то же
количество ламп относительно низкого порядка, как указано выше, и влияющей на радиочастоту, как показано
на рисунке 14; рис. 16 представляет собой схематическую иллюстрацию формы моей системы усиления,
аналогичной системам на рисунках 8–15, радиочастотных трансформаторов, которые подключены к
ламповым цепям или посредством демпфирующих сердечников в таком демпфирующем входе; усиление
достигается за счет... При подаче звуковой частоты из такого дополнения я могу предусмотреть детектор 105
для двух ступеней управления демпфированием звуковой частоты оператора для изменения усиления; в этой
форме также используются вышеупомянутые структурные эффективные усилительные трансформаторы в
демпфировании звуковой частоты.
Частотные схемы показаны на рисунках 1, 2, 3. На рисунке 1 показана одна из схем усилителя 4; на этом
рисунке показана комбинированная система усилителя, включающая потенциометр-трансформатор,
предназначенный для использования в моем 110-метровом измерителе, и реостат накала. Первичная
обмотка p, описанная в моей спецификации, и вторичная обмотка S намотаны на сердечник 0 из изолятора.
№ 234,024. Материал для сердечника, например, формованный бакелит. На рисунке 17 представлена схема
формы сердечника, расположенного между интегральными разделительными дисками моей усилительной
системы, аналогичной показанному на рисунке. Каждая обмотка P и S 115 8, иллюстрирующая использование
моего изобретения, подразделена на части. Разделенные части первичной обмотки для усиления
радиочастоты переплетаются с любым необходимым количеством ламповых каскадов, а также с
разделенными частями вторичной обмотки, благодаря чему первичная и вторичная обмотки очень стабильны;
на рисунке 17 также показаны разделенные части вторичной обмотки. Такая конструкция обеспечивает
регулирование демпфирования входной лампы, заменяет собой расстояние между выходной лампой и
корпусом усилительной цепи; первичная и вторичная обмотки соответственно, как показано на рисунке 18,
демонстрируют низкую пропускную способность и связь между этими двумя обмотками. Каждая обмотка P
125, сконструированная, как показано на рисунках 1–6, и S сконструирована таким образом, что их
совмещение друг с другом в различных режимах работы в связи с моей системой усиления; с другими
элементами в их схемах усиления, которые будут описаны далее, или проводной связи, для приемника -
Изобретение полезно в радио- или проводной связи, для приемника - производит искаженный выходной
сигнал с частотой 5023, то есть максимальный выходной сигнал для заданной частоты, т.е. трансформатор
настроен или находится в резонансе в желаемой степени.
Такая конструкция достигается за счет пропорционального подбора размера и количества витков обмоток
таким образом, что если бы провод имел малое или нулевое сопротивление, каждая обмотка, вместе с
другими элементами в своей цепи, и реакция на нее со стороны других обмоток и элементов ее цепи,
вызывали бы резонанс в цепи трансформатора. Для осуществления такой конструкции учитывается
индуктивность самих обмоток трансформатора, их взаимосвязь, распределенная мощность и емкость их
цепей. Однако обмотка, сконструированная таким образом, если бы она состояла из проволоки с низким
сопротивлением, например, медной проволоки большого диаметра, имела бы очень резкую резонансную
характеристику, подобную кривой 2 на рисунке 18, и, следовательно, была бы неэффективна на всех
частотах, кроме одной, и поэтому искажала бы сигнал в широком диапазоне частот. Для оптимальной
адаптации трансформатора к использованию в моей системе каждая обмотка изготовлена из высокоомного
материала, такого как тонкая медная проволока, нихром, германийское серебро или аналогичный, и имеет
такое значение сопротивления, которое требуется для достижения желаемой эффективности усилителя,
стабильности и ширины полосы приема, как будет подробно описано далее.
Такая конструкция позволяет отклониться от резонансной характеристики, сохраняя при этом определенную
периодичность, и адаптирует трансформатор для усиления более или менее широкого диапазона частот,
обеспечивая стабильность при максимальной эффективности для любой частоты в этом диапазоне (см.
кривую № 1 на рисунке 18). Изменение сопротивления обмоток в большую или меньшую сторону позволяет
трансформатору эффективно и без искажений принимать более узкий или широкий диапазон частот в
зависимости от потребностей. Такое сопротивление уменьшает амплитуду потенциала на вторичной обмотке
на резонансной частоте; однако эффективность и стабильность системы в целом, включая эти
трансформаторы с правильным демпфированием, настолько велики, что средняя амплитуда в широком
диапазоне приема, получаемая с их помощью, превышает амплитуду системы, содержащей трансформаторы
с низким демпфированием, в том же диапазоне частот.
Этот трансформатор, изображенный на рисунке 1, приблизительно указанных пропорций и имеющий
воздушный сердечник, предназначен для использования как с радиочастотами, так и с звуковыми частотами.
При желании он может иметь демпфирующий сердечник, как показано на рисунке 6. Различные
трансформаторы для различных вариантов моей усилительной системы будут описаны более подробно в
связи с компоновкой схем и различными графиками характеристик.
На рисунках 2, 3 и 4 показана другая конструкция трансформатора с плотной связью, в которой первичная
обмотка P и вторичная обмотка S намотаны одна на другую на сердечнике 0, как показано на рисунке,
вторичная обмотка наматывается поверх первичной. Эта форма воплощает тот же общий принцип
построения, что и на рисунке 1, а также на рисунках 5 и 6.
Однако на рисунках 2, 3 и 4 сердцевина O выполнена из ламинированного железа, как показано на рисунке.
Этот железный сердечник выполняет полезную функцию увеличения демпфирования в трансформаторе, а на
радиочастотах расширяет полосу приема, если толщина железных пластин выбрана таким образом, чтобы
они лишь частично проникали в магнитное поле 80, создаваемое током самой высокой частоты, так что
проникновение и, следовательно, магнитная проницаемость увеличиваются с уменьшением частоты. При
использовании трансформатора с звуковыми частотами такой сердечник 85 служит для защиты обмоток от
блуждающих магнитных полей, например, от соседней цепи освещения, динамо-машины или другого
трансформатора звуковой частоты.
Этот тип трансформатора может быть предназначен для использования как в радиочастотном, так и в
звуковом диапазоне. Для радиочастот железосодержащие пластины сердечника очень тонкие, от 0,001 до
0,006 дюйма, а количество витков невелико по сравнению с использованием в звуковых частотах. Для
использования на звуковых частотах используются железные пластины сравнительно большой толщины,
например, 0,015 дюйма.
На рисунках 5 и 6 показана еще одна форма трансформатора 100 с плотной связью, воплощающая принципы
двух описанных выше форм. В случае, если конструкция специально адаптирована для использования в
радиочастотном диапазоне. Трансформатор состоит из однослойной первичной обмотки P и расположенной
рядом с ней однослойной вторичной обмотки S. Две обмотки расположены близко друг к другу для
обеспечения плотной связи и разделены друг от друга изоляционной оболочкой J, а вторая изоляционная
оболочка J1 защищает внешнюю или вторичную обмотку. Первичный элемент P опирается на полый
сердечник F из изоляционного материала, который заполнен демпфирующим сердечником 0 из тонкой
железной проволоки (рис. 5); однако сердечник 115 O может быть из тонкого ламинированного железа, как
показано на рис. 2-4, или из измельченного железа с определенной сеткой, отформованного со связующим
веществом.
Обмотки расположены внутри изоляционных торцевых дисков E. Я предпочитаю располагать обмотки в очень
тесном контакте друг с другом и с железным сердечником.
Важно, чтобы емкость, создаваемая сердечником, и емкость между обмотками были сведены к минимуму в
соответствии с вышеупомянутой тесной связью.
На рисунке 8 показана простая форма системы, воплощающая особенности моего изобретения, включая
трансформаторы 130 234 028 (рисунки 1-6), предназначенные для использования в радиочастотном
диапазоне. Данная схема включает в себя по две лампы, каждая из которых входит в контур,
предназначенный для усиления радиочастотного сигнала. Выходной сигнал лампы № 2 подается на схему,
включающую так называемый «кварцевый» выпрямительный детектор D, телефонный провод L и
шунтированную телефонную линию, соединенную последовательно с детектором.
На рисунке 8 I — входная катушка, на которую подается радиочастотное излучение от линейного провода или
от любой антенны для приема радиоволн, либо от любой из различных форм петлевой или катушечной
антенны. Как и в обычной практике, можно использовать настроечный конденсатор K.
Между двумя радиочастотными усилительными лампами № 1 и 2 подключен трансформатор А, а другой
аналогичный трансформатор В подключен между лампой № 2 и схемой детектора D.
Трансформаторы А и В могут быть любыми из описанных выше или их эквивалентами с различными
значениями структурного демпфирования и могут использоваться с радиочастотными цепями ламп 1 и 2.
На рисунке 8 трансформаторы А и В, обеспечивающие наилучшие результаты в расчетном диапазоне,
относятся к типу, показанному на рисунках 5 и 6. Первичные обмотки этих трансформаторов могут иметь
сопротивление порядка 100 и 1000 Ом соответственно, а вторичные обмотки — сопротивление того же
порядка величины. Эти трансформаторы могут иметь коэффициент трансформации один к одному или, как
показано на рисунке, могут быть, и предпочтительно, повышающими трансформаторами напряжения, причем
в последнем случае коэффициент трансформации может составлять, скажем, максимум от одного до шести.
Указанный выше критический порядок величины сопротивления можно сравнить с оптимальным значением в
так называемом резистивном усилителе, где сопротивление сетки и анода составляет примерно 50 000 Ом,
при условии использования ламп одного типа в каждом случае и в соответствии с требованием любого
лампового усилителя о том, что выходное сопротивление анодной цепи должно быть приблизительно равно
или превышать внутреннее сопротивление анодной цепи для достижения максимальной выходной мощности.
Демпфирование лампового контура можно регулировать для поддержания критического демпфирования
путем управления нормальным потенциалом сетки, сохраняя его на уровне, близком к нулю. Например, если в
моей системе входная цепь между источником принимаемых колебаний и первой усилительной лампой имеет
очень низкое затухание, например, из-за использования эффективной петлевой антенны, то условие
критического затухания ламповых цепей может быть достигнуто умеренным увеличением сопротивления в
первичной обмотке трансформатора, подключенного к цепи накала лампы, соединенной с антенной.
Демпфирование этого клапана может быть достигнуто путем регулирования среднего потенциала сетки
оператором с переменным коэффициентом, чтобы увеличить потери в сетке и тем самым обеспечить
демпфирование. Предпочтительно, чтобы это регулирование было отделено от регулирования
демпфирования (если таковое имеется) других каскадов усиления.
В случае, когда отклонение от критического демпфирования могло быть вызвано, например, подключением
усилителя к определенной входной цепи, создание положительного потенциала сетки лампы посредством
управления демпфированием увеличивает потребление мощности из цепи сети и восстанавливает работу
усилительной системы на стабильном значении критического порядка эффективного демпфирования. Если
сопротивление входной цепи высокое, как в случае антенны с прямым подключением или открытой антенны,
то для достижения стабильного значения демпфирования в цепи анода первого трансформатора А (рис. 90 8)
потребуется меньшее демпфирование. Снижение демпфирования всего трансформатора А может быть
достигнуто за счет регулирования демпфирования с помощью уменьшения потенциала сетки ламп 1, 95 и 2
ниже нуля, что, в свою очередь, уменьшит поглощение мощности и, следовательно, демпфирование
вторичной обмотки первого трансформатора А и входной цепи ИК (рис. 8). 100 Поскольку в моей системе
автоколебания могут быть полностью исключены, в последовательность можно собрать столько
усилительных каскадов, сколько необходимо.
Варианты моего усилителя 105 могут быть адаптированы для использования с любым типом антенны, будь то
открытая антенна или замкнутая петля, путем правильного критического порядка демпфирования
трансформатора, как описано выше. Однако в таких случаях можно избежать чрезмерного распределенного
сопротивления в трансформаторах 110 за счет использования моего регулируемого демпфирующего
регулятора, работа которого будет компенсировать различия в условиях входных и выходных цепей. 115 Если
между входной цепью и первой лампой установлен трансформатор, то регулятор демпфирования следует
подключить к входной сетке. Эта система не так эффективна и не так дешева, как прямое подключение входа
120 к первой трубке.
Хотя ниже я приведу точные значения параметров трансформаторов для каждого конкретного случая, тем не
менее, в любом случае новой конструкции для достижения наилучших результатов я предпочитаю
использовать эмпирические методы в дополнение к первоначальному применению общих принципов
изобретения — это связано со сложностью проблемы в каждом конкретном случае и зависимостью
наилучшей степени критического порядка демпфирования от множества факторов, включая взаимодействие
связей в любой данной сборке с заданным числом каскадов усиления, константы входной цепи, константы
выходной цепи и характеристики ламп.
К числу особенностей изобретения, которые могут быть реализованы без эмпирических методов, относятся
следующие: трансформаторы и их схемы спроектированы таким образом, чтобы иметь определенный
резонансный период, центрированный вокруг входных частот, используемых в сочетании с возможностями
ламп и проводкой устройства, к которому должны быть подключены трансформаторы. Повышающий
коэффициент трансформации выгоден во всех случаях. В радиочастотных цепях предпочтительное
соотношение составляет от одного к одному до одного к четырем, в зависимости от собственного периода
колебаний трансформатора. При расчетах следует учитывать магнитную проницаемость железных
сердечников, если они используются для демпфирования трансформаторов.
Резонансная кривая на радиочастотах для трансформатора или дроссельной катушки, содержащей железо
соответствующей толщины, помимо сглаживания за счет демпфирования, создаваемого железным
сердечником, будет несимметричной относительно резонансной оси. На высоких частотах кривая
зависимости интенсивности от частоты будет резко падать с увеличением частоты, причем падение будет
происходить медленнее, чем у трансформатора с воздушным сердечником или дроссельной катушки, при
снижении частоты относительно средней резонансной частоты. Это объясняется явлением, при котором
глубина проникновения магнитного поля в железо зависит от частоты. При очень высоких частотах
проникновение и, следовательно, проницаемость низки. На более низких частотах глубина проникновения
увеличивается, а вместе с ней и кажущаяся индуктивность и магнитная проницаемость железа, что,
следовательно, приводит к эффективному увеличению индуктивности и автоматической настройке
трансформаторных цепей с частотой.
При проектировании любой модификации моего усилителя я определяю приблизительно правильное
структурное демпфирование трансформатора, проектируя трансформатор с демпфированием общих
порядков, указанных ранее и распределенных по всему трансформатору, а также с учетом демпфирования,
обусловленного железным сердечником, если таковой используется. Я устанавливаю такой трансформатор в
предназначенное для него место в цепи (как показано на рисунке А, рис. 8), подключенной к лампе № 1, и для
питания цепи, соединенной с детектором лампы для целей тестирования. Затем я увеличиваю или уменьшаю
распределенное сопротивление в таком трансформаторе до тех пор, пока не будет получено хорошее
усиление со стабильностью при приблизительно нулевом потенциале сетки лампы № 1, которая на данный
момент в процессе работы является единственным функционирующим усилительным устройством усилителя
70. Это определяет правильное соотношение пропорций трансформатора А. Затем я снимаю схему
контрольного детектора со вторичной обмотки трансформатора А и подключаю к этой вторичной обмотке
лампу усилителя № 2 (рис. 8), а к ней подключаю трансформатор В, к вторичной обмотке которого, как и
прежде, подключен контрольный детектор.
Затем я эмпирическим путем определяю правильное демпфирование трансформатора А для компенсации 80
изменений условий цепи. После сборки всего усилителя обычно требуется внести некоторые незначительные
корректировки в структурное демпфирование из-за связей, создаваемых проводами и т. д. Затем я вношу
такую поправку и таким образом получаю окончательное критическое демпфирование, необходимое для
конкретного собранного усилителя.
В случае, показанном на рисунке 8, при нормальных условиях все три резонансных контура, а именно 1K, A и
B, имеют разную периодичность.
Схема, показанная на рисунке 8, в которой трансформаторы А и В имеют разные характеристики
периодичности, может быть исключена, если не требуется широкая полоса приема, но в таких случаях
следует проявлять максимальную осторожность для обеспечения стабильности путем обеспечения
достаточно высокого демпфирования цепей трансформаторов, посредством структурного демпфирования
самих трансформаторов с использованием или без использования описанных здесь средств управления
демпфированием. 105 Одна из причин описанного выше структурного демпфирования обмоток
трансформатора заключается в обеспечении неколебательных цепей, благодаря чему энергия от лампы
быстро передается с первичной обмотки на вторичную и быстро поглощается на входе следующей лампы и
ее цепи. Это идеальное состояние может быть нарушено некоторыми изменениями во входной цепи.
Наилучшее состояние работы 115 и критическое демпфирование для обеспечения стабильности могут быть
восстановлены путем управления нормальным потенциалом входной сетки и других сеток усилителя
относительно нити накала, а на H (рисунок 8) показано единственное средство 120 для такого управления
демпфированием, включающее простую потенциометрическую схему с сухой батареей.
Регулировка стрелки до определенной критической точки, равной нулю, положительному или отрицательному
потенциалу нити накала сетки, в зависимости от ситуации, восстановит желаемое состояние критического
демпфирования для неколебательного режима, обеспечивая тем самым абсолютную стабильность работы и
максимальную реакцию 130 2-S4(O2) для заданной частоты входной цепи. Как показано, управление
демпфированием может быть практически реализовано для множества ламп с помощью одного
потенциометра H. Как показано, одна сторона всех цепей сетки подключена к шине G, заканчивающейся
регулируемым (стрелка) соединением потенциометра Hl. От H вывод AI идет обратно к нитям накала ламп.
Конденсатор ИК1 служит для обхода радиочастотного сигнала.
Цель состоит не в том, чтобы обеспечить работу сетки с отрицательным смещением относительно нити
накала для размещения сетки на прямолинейном участке характеристической кривой с целью обеспечения
усиления без искажений, и не в том, чтобы обеспечить работу сетки с положительным смещением
относительно нити накала для размещения сетки на изогнутом или несимметричном участке
характеристической кривой с целью обеспечения выпрямления, а исключительно в том, чтобы
контролировать демпфирование или эффективное сопротивление трансформаторных систем.
Вышеупомянутый контроль демпфирования также весьма полезен (независимо от различных заданных
частот) для компенсации паразитных связей трансформаторов и проводки, которые, если изначально не
выполнены с абсолютной точностью, могут привести к нестабильности из-за колебательных условий в
какой-либо точке цепочки ламп. Таким образом, наличие таких компенсирующих средств устраняет
необходимость в особой тщательности при изготовлении трансформаторов с учетом конкретных цепей, для
которых они предназначены, которая потребовалась бы в противном случае для обеспечения их абсолютного
соответствия теории конструкции.
Это имеет большое практическое значение, поскольку в противном случае при изготовлении
трансформаторов не пришлось бы учитывать различные провода и соединения, составляющие сеть, которая
соединяет элементы устройства внутри обычного корпуса или ящика. Кроме того, наличие такого
регулируемого демпфирования позволяет добиться меньшей степени постоянного или структурного
демпфирования трансформатора. Регулировка демпфирования также весьма полезна в связи с настройкой с
помощью конденсатора К, которая может привести к установлению таких соотношений с первичной обмоткой
трансформатора 55-А, что вызовет колебательные возмущения стабильности работы лампы №.
1,
Этого легко можно избежать, отрегулировав потенциометр H для изменения эффективного демпфирования
трансформатора -60 таким образом, чтобы его первичная цепь не могла подвергаться колебаниям из-за
входных колебаний в цепи сети.
— С другой стороны, даже без средств регулируемого демпфирования, система усиления, воплощающая
принципы, показанные на рисунках 1-6, полезна, например, в особых случаях, когда подается только одна
частота, и в таком случае стабильность и предотвращение постоянных колебательных состояний достигаются
за счет использования трансформаторов, показанных на рисунках 1-6.
На рисунке 8 может быть столько радиочастотных усилительных ламп, сколько необходимо, но последний
трансформатор B показан как питающий схему, включающую 75-выпрямительный детектор D, который может
быть твердотельного («кристаллического») выпрямительного типа или другого нелампового типа, например,
жидкостного («электролитического»), показанного в схемах детекторов на рисунках 8a и 8b. Благодаря такому
расположению множества радиочастотных усилителей, питающих такие типы детекторов, обеспечивается
достаточно энергии для активации телефонов или громкоговорителя L, однако детектор расположен в точке,
отделенной усилителями от входа радиоантенны, так что детектор, таким образом, защищен от
неработоспособности из-за статических помех или слишком сильных сигналов.
Хотя вместо выпрямителя D можно использовать газовый или "мягкий" ламповый детектор, последний
позволяет избежать искажений, присущих ламповому детектору, и дополняет работу 95 радиочастотных
усилителей, исключающую искажения. Детектор D также выгоден в сочетании с радиочастотными
усилителями, поскольку все они могут работать без необходимости нагрева нитей накала лампы постоянным
током от аккумуляторной батареи; а типы детекторов, показанные на рисунках 8-8B, выгодны тем, что не
требуют критически важных настроек, необходимых для ламповых детекторов. 105 На рисунке 9 показана
система, аналогичная схеме на рисунке S, но с тремя радиочастотными усилителями и тремя
трансформаторами усилителей; также в качестве детектора D1 используется мягкая лампа с сетчатым
конденсатором 110 G( и сетчатым разрядником GL) вместо детекторов D на рисунках 6-8B. Схема
демпфирующего потенциометра H и его цепи аналогична схеме на рисунке 8; однако здесь батарея
потенциометра 115 используется в качестве батареи для нагрева нити накала и снабжена обычным
реостатом нити накала FR. Здесь, как и на рисунке 8, конденсатор K1 служит для отвода радиочастотного
излучения от нити накала.
Также конденсатор 120 BP служит для обхода колебаний вокруг батареи b. Конденсаторы K1 и BP можно не
устанавливать в тех случаях, когда проводка обеспечивает достаточную мощность для шунтирования
радиочастотных токов. 125 Такая конфигурация, показанная на рисунке 9, даст более громкий отклик, чем на
рисунке 8, но при этом может возникнуть некоторое искажение, вызванное использованием трубки 284,02A D'
в качестве детектора, в отличие от детекторов D на рисунках 8-83.
На рисунке пунктирными линиями также показана схема обратной связи, соединяющая пластину клапана № 3
с сеткой клапана № 1 и включающая переменный конденсатор K9 и переменную индуктивность P9; эта схема
более подробно описана в моей спецификации № 234025.
На рисунке 9, несмотря на отсутствие схемы нагрева нитей накала от сети переменного тока, как на рисунке 8,
нити накала всех ламп нагреваются от одной батареи a через схему, включающую шины V, W.
На рисунке 10 схемы нагрева нитей накала и демпфирования трансформаторных цепей такие же, как на
рисунке 9, за исключением случаев, указанных ниже, а схема подключения двух радиочастотных ламп и
детектора D такая же, как на рисунках 8, 81 или 8B. Однако имеется дополнение в виде схемы, включающей
усилительную лампу № 3, соединенную со схемой детектора D одним из моих трансформаторов усилителя
звуковой частоты X. Функция этой дополнительной схемы заключается в том, чтобы брать ток звуковой
частоты из схемы детектора D и усиливать его на пути к телефонам L.
Ранее отмечалось, что при определенных критических настройках и демпфировании входного контура в
первом ламповом контуре наблюдается общая тенденция к нестабильности. На рисунке 10 показана схема
подключения входной лампы и между первой и второй лампами, которая полностью исключает любую
тенденцию к нестабильности или автоколебаниям. Схема связи включает в себя сопротивление R,
включенное последовательно с анодной цепью лампы № 1, резонансную дроссельную катушку L10,
включенную последовательно с сеткой лампы № 2, и конденсатор C10, расположенный между анодом лампы
№ 1 и сеткой лампы № 2.
Сопротивление R имеет тот же порядок величины, что и внутреннее сопротивление анодной цепи. Дроссель
L10 находится в резонансе с желаемой полосой восприимчивости и обладает структурным демпфированием
и эквивалентными характеристиками моих трансформаторов (рис. 1-6), резонансные характеристики которых
показаны на рис. 18. Конденсатор C10 обычно имеет небольшое значение порядка 10 А и 10⁶ микрофарад.
Данная схема существенно отличается от резистивного усилителя тем, что обладает резонансными
характеристиками и не подвержена «закупорке» сетки.
Для простоты я обозначил эту комбинацию сопротивления, емкости и демпфированной катушки дросселя
буквой «А».
— Эти схемы типа «А», разработанные мной, могут использоваться для замены трансформаторов,
изображенных на рисунках 1–6, благодаря приблизительной эквивалентности резонансного затухающего
дросселя и резонансного затухающего трансформатора. 70 Сопротивление может быть индуктивным или
неиндуктивным. При индуктивном режиме он должен обладать резонансными характеристиками затухающей
дроссельной катушки L10; во всех случаях предпочтительно использовать проволочное сопротивление,
поскольку известные в настоящее время стержневые сопротивления подвержены ухудшению.
Обратная схема по отношению к схеме "А", а именно дроссельная катушка L'0 в анодной цепи и
сопротивление R в сетке 80, полезна, но по своему действию уступает схеме "А", показанной на рисунке.
На рисунке 10 показана отдельная регулировка демпфирования H1 для первой, или входной, лампы и
регулировка демпфирования H для второй и третьей ламп, что обеспечивает более эффективную настройку
усилительной системы. При желании их можно объединить в одном регуляторе демпфирования, или же
регулятор демпфирования можно опустить, и все демпфирование будет конструктивным, или же для каждой
трубки можно предусмотреть отдельный регулятор демпфирования. В тех случаях, когда в цепи сети
отсутствует соединение для управления демпфированием, цепь сети предпочтительно подключается к
некоторой точке, имеющей промежуточный потенциал между положительным и отрицательным полюсами
батареи.
Система, изображенная на рисунке 11, в целом идентична системе, изображенной на рисунке 10, за
исключением того, что вместо выпрямительного детектора D на рисунке 10 вставлена жесткая трубка D',
снабженная сетчатым конденсатором GC и сетчатым конденсатором GL для выполнения функции детектора.
В схеме на рисунке 11 я предусмотрел отдельный регулятор демпфирования для первой лампы, что
позволяет осуществлять регулировку для обеспечения стабильности различных типов входных цепей и
различных настроек этих цепей.
В этих условиях трансформатор А может иметь низкое демпфирование в цепи анода или первичной обмотке,
а лампа № 1 115 стабилизируется желаемой нагрузкой сетки на входе, обеспечиваемой регулировкой
демпфирования HI.
Конструкция моей системы, изображенная на рисунке 12, включает в себя детекторную трубку D1,
снабженную также 120 связью между ее анодным и сеточным контурами, состоящей из индуктивной катушки
I13 и конденсатора C12, которая служит в качестве системы обратной связи, благодаря чему эта трубка может
усиливать сигнал на радиочастоте 125 в дополнение к обнаружению, за счет усиления сетки этой трубки
потенциалами, возникающими из-за пульсации тока в аноде этой трубки и, как следствие, увеличения
пульсаций анодных токов 130 этой трубки. Включение системы обратной связи делает такое использование
трубки еще менее желательным, чем использование трубки D1 на рисунке 11, по сравнению с детектором D
на рисунке 10, из-за искажений; однако на рисунке 12 показано, что система обратной связи может быть
использована, при желании, в моей системе в качестве усиленного детектора. Я также показал схему сетки
первой лампы, усиленную связью с анодной цепью через катушки I и I12.
Схема fdrm моей системы, показанная на рисунке 13, аналогична схеме четырехламповой схемы на рисунке 9,
за исключением того, что детектор D', вместо подачи звуковой частоты на телефоны L, имеет анодную цепь,
соединенную через трансформатор звуковой частоты X с сеткой лампы № 2. Благодаря такой схеме звуковая
частота в анодной цепи детектора D1 усиливается лампой № 2, поскольку я обнаружил, что одна лампа может
одновременно усиливать как радиочастоты, так и звуковые частоты без помех при использовании
демпфированных трансформаторов с демпфированием или без него. Поскольку в моей системе
предотвращается колебательное движение и поскольку из анодной цепи детектора D' может проходить только
звуковая частота, амплитуда тока, возникающего в отражении от детектора D1 к сетке лампы № 2, может быть
любой желаемой величины без опасности возникновения нестабильных колебательных состояний.
Рефлексная цепь первичной обмотки аудиочастотного трансформатора X проходит от анода детектора D',
лампы № 4, до первичной обмотки P, затем к батарее b, к батарее a, к шине накала W и обратно к нити накала
детектора D1.
Рефлексная цепь вторичной обмотки X простирается от указанной вторичной обмотки S до вторичной обмотки
трансформатора усилителя -A, до сетки лампы №.
2,
через; пространство трубки к регулируемому демпфирующему регулятору HII и батарее, а затем от стрелки на
H{ к шине G к нижней стороне вторичной обмотки S трансформатора X.
Трансформатор X предназначен для преобразования звуковых частот, как показано на рисунке 1 или рисунках
2-4.
Она обладает очень большим индуктивным сопротивлением любой радиочастоте, которая может достигать
её первичной обмотки от анода детекторной лампы Di. Конденсатор BP вокруг вторичной обмотки S действует
как шунт, позволяя пропускать колебания от сетки лампы № 2 к регулятору переменного демпфирования HI.
На очень высоких частотах мощности обмоток звукового трансформатора обычно достаточно для
шунтирования.
Реакция одной частоты на другую отсутствует, поскольку разделяющая их полоса частот обеспечивает связь.
Импеданс вторичной обмотки трансформатора А не оказывает существенного сопротивления звуковой
частоте, подаваемой на нее вторичной обмоткой трансформатора X. Обходной конденсатор BP,
расположенный вокруг телефонов L70, позволяет пропускать радиочастотные токи через батарею b к нити
накала лампы № 2. Принцип работы источника звуковой частоты — от детектора D' через трансформатор X —
заключается в создании токов звуковой частоты от анода лампы № 2, через контакты L, к батарее b и нити
накала лампы. Предпочтительно сделать так, чтобы импульс трансформатора X суммировался с
выпрямленной составляющей 80 в лампе № 2.
На рисунке 14 показана система с четырьмя трубками, как на рисунках 11 и 13. В нем также используется
фазоинверторная или звуковая частотная схема усиления, показанная на рисунке 13 (см. рис. 85). Детектор D
расположен между лампой № 4, работающей, с одной стороны, в качестве радиочастотного усилителя, а с
другой — той же лампой, работающей через фазоинвертор в качестве звукового усилителя. 90
Предпочтительно, чтобы трансформатор X был поляризован, как указано ранее. Хотя на рисунке 13 показано,
что трансформатор звуковой частоты X питает лампу № 4, а на рисунке 13 — лампу № 2 95, он мог бы питать
любой из каскадов усиления радиочастотного сигнала в схеме, или, по сути, все их последовательно, за
исключением того, что, в отличие от случая радиоусиления, существует практический предел количества
каскадов усиления звуковой частоты, которые возможны без чрезмерного «шума» или искажений. Это
ограничение применяется независимо от того, используется ли фазоинверторная схема, как показано на
рисунках 105, 13 и 14, или же усиление звуковой частоты достигается с помощью независимой лампы, которая
не выступает в качестве радиочастотного усилителя.
На рисунке 15 изображены четыре лампы и 110 — «кристаллический» выпрямительный детектор ID, как на
рисунке 8, но схема с фазоинвертором включает две лампы радиочастотного усиления № 3 и 4, с
использованием, как показано, двух трансформаторов усилителя звуковой частоты 115 X и Y; такую схему
можно назвать двойным фазоинвертором; эта схема подробно описана в спецификации №.
234,025. 120 — На рисунке 15 я показал радиочастоту.
Частотные шунтирующие конденсаторы BP, касающиеся всех обмоток трансформаторов X и Y, а также
телефонов. Любой из этих конденсаторов или все они могут быть исключены, если распределенная емкость
обмоток достаточна для эффективного пропускания радиочастотных токов. Эти конденсаторы необходимы на
низких частотах, но могут быть и опущены. Очень высокие радиочастоты 130 284 028. Ниже приведены
данные трансформаторов, пригодных для использования в варианте осуществления изобретения,
представленном на рисунке 15.
Соседние файлы в папке патенты