УСТРОЙСТВО ЧАСТОТНОГО УПЛОТНЕНИЯ ДВУХПРОВОДНОЙ ЛИНИИ Российский патент 1998 года по МПК H04J1/08 H04B1/52 

Изобретение относится к технике электросвязи, в частности к системе телефонной связи.

В известной аппаратуре частотного уплотнения для разделения направлений приема и передачи одного и того же телефонного канала были применены электрические ("направляющие") фильтры.

В последующем был предпринят ряд попыток разделения направлений приема и передачи одного и того же канала связи с помощью дифференциальных систем /1/.

В настоящее время системы уплотнения фирмы Siemens-Albis Швейцария /2/ и автоматической мультиплексной телефонной связи MATEL2 C 802 (Великобритания) /3/ для защиты направлений приема и передачи одного и того же телефонного канала также используют электрические фильтры.

Заявленное изобретение позволяет примерно в 2 раза уменьшить диапазон эффективно передаваемых частот и повысить обеспечиваемую дальность телефонной связи.

Это достигается введением в устройство частотного уплотнения двухпроводной линии, содержащее аппаратуру формирования телефонных каналов (АФТК) и двухпроводную линию, N идентичных блоков разделения направлений передачи и приема телефонных каналов (ППТК), вход каждого из которых подключен к соответствующему высокочастотному выходу передающего полукомплекта АФТК, а выход соединен с соответствующим входом приемного полукомплекта АФТК, вход/выход N блоков разделения направлений ППТК соединены между собой и с двухпроводной линией, причем каждый блок разделения направлений ППТК выполнен в виде последовательно соединенных первого блока согласования, первого перемножителя, второго блока согласования и второго перемножителя, при этом выход первого перемножителя соединен с направляющим фильтром с граничными частотами, соответствующими данному телефонному каналу, через третий перемножитель, к другому входу которого подключен выход генератора согласующей функции, к другим входам первого и второго перемножителей подключены соответствующие выходы генератора функций Уолша, причем входом и выходом каждого блока разделения направлений ППТК являются соответственно вход первого согласующего блока и выход второго перемножителя, а вход/выход направляющего фильтра с граничными частотами, соответствующими данному телефонному каналу, является входом/выходом блока разделения направлений ППТК.

Сопоставительный анализ с прототипом /3/ показывает, что предложенное устройство отличается наличием блока разделения направлений ППТК, содержащего N одинаковых субблоков, входы и выходы которых определенным образом подключены к выходам и входам аппаратуры формирования телефонных каналов АФТК и к двухпроводной линии.

Таким образом, заявленное устройство соответствует критерию "Новизна".

Сравнение заявленного устройства с известными показывает, что оно выполнено на элементах и блоках, описанных в литературе. Однако введенные при построении рассматриваемого устройства связи проявляют новые свойства, что позволяет сделать вывод о соответствии заявленного устройства критерию "Существенные отличия".

Сущность заявленного устройства состоит в том, чтобы введением блока разделения направлений ППТК обеспечить между направлениями передачи и приема затухание порядка 50...60 дБ независимо от изменений сопротивления нагрузки на линейных зажимах телефонного канала /4/, что удовлетворяет нормам МККТТ. Благодаря этому примерно в 2 раза уменьшается диапазон передаваемых частот, а следовательно, примерно на столько же увеличивается дальность телефонной связи, обеспечиваемая при отсутствии промежуточных усилительных пунктов. Отметим, что для прототипа /3/ протяженность усилительного участка не превышает 4 км.

На фиг. 1 изображена структурная схема устройства частотного уплотнения двухпроводной линии, а на фиг. 2 - структурная схема блока разделения направлений приема и передачи телефонного канала.

На фиг. 1 приняты следующие обозначения:
1, 2 - соответственно передающий и приемный полукомплекты аппаратуры формирования телефонных каналов АФТК; 3₁...3_N - низкочастотные входы передающего полукомплекта АФТК; 4₁...4_N - низкочастотные выходы передающего полукомплекта АФТК; 5₁...5_N - полосовые фильтры передающего полукомплекта АФТК; 6₁...6_N - полосовые фильтры приемного полукомплекта АФТК; 7, 7₁ ... 7_N - соответственно блок разделения направлений приема и передачи телефонных каналов и его субблоки; 8 - двухпроводная линия связи.

На фиг. 2 приняты следующие обозначения:
9, 12 - первый и второй блоки согласования; 10, 13, 15 - первый, второй и третий перемножители; 14 - генератор функции Уолша; 16 - генератор согласующей функции; 17 (17₁...17_N) - направляющий фильтр.

Как видно из фиг. 1, передающий 1 и приемный 2 полукомплекты аппаратуры формирования телефонных каналов АФТК имеют соответственно низкочастотные входы 3₁. ..3_N и выходы 4₁...4_N, к которым подключены передающие и приемные ветви разговорного тракта, а также высокочастотные входы и выходы, к которым подключены полосовые фильтры 5₁...5_N и 6₁...6_N соответственно передающего 1 и приемного 2 полукомплектов АФТК, присоединенные соответственно к первым входам и первым выходам разделительного блока 7 (7₁...7_N), вторые входы/выходы субблоков 7₁...7_N соединены параллельно и подключены к двухпроводной линии связи 8.

Согласно схеме, изображенной на фиг. 2, к входу первого блока 9 согласования субблока 7₁(7_N) подключен выход полосового фильтра 5₁(5_N) передающего полукомплекта 1 АФТК, а выход соединен с первым входом первого перемножителя 10, выход которого через общую шину 11 подключен к входу второго блока 12 согласования.

Выход данного блока присоединен к первому входу второго перемножителя 13, выход которого подключен к входу полосового фильтра 5₁(5_N) приемного полукомплекта 2 АФТК, вторые входы первого 10 и второго 13 перемножителей соединены с соответствующими выходами генератора 14 функций Уолша.

К общей шине 11 подключен также первый вход (выход) третьего перемножителя 15, к второму входу которого присоединен выход генератора 16 согласующей функции, а выход (вход) подключен к входу (выходу) направляющего фильтра 17. Выходы (входы) всех направляющих фильтров 17₁...17_N субблоков 7₁...7_N блока 7 соединены между собой и подключены к двухпроводной линии 8.

Устройство работает следующим образом.

Допустим, что речевые сигналы поступают на низкочастотный вход 3₁ передающего полукомплекта 1 аппаратуры формирования телефонных каналов, а с его выхода 5₁, например, сигнал, модулированный по амплитуде, подается на первый вход субблока 7₁. Далее этот сигнал через первый узел 9 согласования (см. фиг. 2) поступает на первый вход первого перемножителя 10, к второму входу которого от генератора 14 подается последовательность импульсов, соответствующая, например, функции Уолша Sal(1, θ).

Передаваемый сигнал из общей шины 11 поступает на вход второго узла 12 согласования, с выхода которого он передается на первый вход второго перемножителя 13, на второй вход которого с выхода генератора 14 функций Уолша подается, например, последовательность импульсов, соответствующая функции Уолша Sal(2, θ). Так как произведение функций Уолша Sal(1, θ) и Sal(2, θ) равно нулю, то, следовательно, на выходе второго перемножителя 13 будет иметь место потенциал логического нуля, т.е. данное направление для сигнала, поступающего с выхода первого перемножителя 10, окажется закрытым.

Сигнал, поступающий из общей шины 11 на вход третьего перемножителя 15, к второму входу которого с выхода генератора 16 подается последовательность импульсов, соответствующая согласующей функции, на выходе перемножителя 15 приобретает тот же вид, который он имел на выходе полосового фильтра 5₁. После прохождения через направляющий фильтр 17 передаваемый сигнал очищается от паразитных составляющих и поступает в двухпроводную линию 8.

На приемной стороне передаваемый сигнал через направляющий фильтр 17₁ поступает на первый вход третьего перемножителя 15, к второму входу которого подключен выход генератора 16 согласующей функции. Так как передающая ветвь субблока 7₁(7_N) является однонаправленной, то поступающий сигнал передается на вход второго узла 12 согласования и с его выхода поступает на первый вход второго перемножителя 13. Ввиду того, что произведение согласующей функции и функции Уолша Sal(1, θ) равно единице, поступающий сигнал передается на вход полосового фильтра 6₁ приемного полукомплекта 2 аппаратуры формирования телефонных каналов и далее - на низкочастотный выход 4₁, к которому подключена приемная ветвь разговорного тракта.

Принцип действия дифференциальной системы, на основе которой выполнен разделительный блок 7 /7₁...7_N/, подробно описан в [4]. Отличие состоит в том, что из устройства по а.с. N 896767 [4] исключен фильтр низких частот ФНЧ₂, а взамен фильтра ФНЧ₁ введен направляющий фильтр 17 /17₁...17_N/ с граничными частотами, соответствующими определенному каналу связи. Благодаря этому сигнал, поступающий на приемный конец тракта, воспринимается только тем субблоком 7₁. . .7_N, направляющий фильтр которого соответствует полосе частот используемого канала связи.

Предполагаемое изобретение благодаря уменьшению примерно в 2 раза по сравнению с прототипом /3/ используемого диапазона частот при прочих равных условиях позволяет существенно упростить создание легкого полевого кабеля либо значительно увеличить протяженность усилительного участка, что особенно важно для локальных сетей связи подвижных пунктов управления.

Предлагаемое изобретение относится к технике электросвязи, в частности к системе проводной телефонной связи. Предлагаемое устройство по сравнению с прототипом позволяет примерно в 2 раза уменьшить диапазон передаваемых частот и при прочих равных условиях заметно увеличить обеспечиваемую дальность телефонной связи. Это достигается введением в состав устройства, содержащего аппаратуру формирования телефонных каналов, к низкочастотным входам и выходам которой подключены соответственно выходы и входы электроакустических трактов, а высокочастотные выходы (входы) соединены с входами (выходами) направляющих фильтров, N блоков разделения направлений приема и передачи телефонных каналов, причем каждый из таких блоков имеет в своем составе дифференциальную систему, выполненную на базе а.с. N 896767, и полосовой фильтр, аналогичный по своим параметрам направляющему фильтру соответствующего телефонного канала.

Устройство частотного уплотнения двухпроводной линии, содержащее передающий и приемный полукомплекты аппаратуры формирования телефонных каналов (АФТК) и двухпроводную линию, отличающееся тем, что в него введены N идентичных блоков разделения направлений передачи и приема телефонных каналов (ППТК), вход каждого из которых подключен к соответствующему высокочастотному выходу передающего полукомплекта АФТК, а выход соединен с соответствующим входом приемного полукомплекта АФТК, вход/выход N блоков разделения направлений ППТК соединены между собой и с двухпроводной линией, причем каждый блок разделения направлений ППТК выполнен в виде последовательно соединенных первого блока согласования, первого перемножителя, второго блока согласования и второго перемножителя, при этом выход первого перемножителя соединен с направляющим фильтром с граничными частотами, соответствующими данному телефонному каналу, через третий перемножитель, к другому входу которого подключен выход генератора согласующей функции, к другим входам первого и второго перемножителей подключены соответствующие выходы генератора функций Уолша, причем входом и выходом каждого блока разделения направлений ППТК являются соответственно вход первого согласующего блока и выход второго перемножителя, а вход/выход направляющего фильтра с граничными частотами, соответствующими данному телефонному каналу, является входом/выходом блока разделения направлений ППТК.