УСТРОЙСТВО СОПРЯЖЕНИЯ ДВУХПРОВОДНОЙ ЛИНИИ С ЧЕТЫРЕХПРОВОДНОЙ Российский патент 1999 года по МПК H04M9/06 H04B1/58 

Изобретение относится к устройствам сопряжения двухпроводных линий с четырехпроводными и может использоваться в телефонной связи.

Известно устройство сопряжения телефонного аппарата с двухпроводной телефонной линией, содержащее входные зажимы, телефон, конденсаторы, резисторы, микрофон, генератор импульсов, электронные ключи [1].

Недостатком описанного аналога является отсутствие возможности подстройки к импедансу двухпроводной линии. Так как сопротивление линий не является чисто активным, то на двухпроводной линии в момент подключения к ней телефона будет присутствовать сигнал, вызванный работой микрофона. Следовательно, произойдет просачивание сигнала с микрофона в телефон.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является выбранное в качестве прототипа бестрансформаторное устройство для соединения четырехпроводного дуплексного телефонного канала с двухпроводной линией, содержащее генератор тактовых импульсов, противофазные выходы которого соединены с управляющими входами первого и второго электронных ключей, первые выводы которых соединены, первый и второй резисторы, первый и второй конденсаторы [2].

Недостатком прототипа является отсутствие возможности подстройки к импедансу двухпроводной линии. Так как сопротивление линий не является чисто активным, то на двухпроводной линии в момент подключения к ней обратного канала четырехпроводной линии будет присутствовать сигнал, вызванный работой прямого канала четырехпроводной линии. Следовательно, произойдет просачивание сигнала с прямого канала в обратный.

Техническая задача изобретения заключается в обеспечении подстройки к импедансу двухпроводной линии.

Поставленная техническая задача решена изобретением. Предлагаемое устройство содержит генератор тактовых импульсов, противофазные выходы которого соединены с управляющими входами первого и второго электронных ключей, первые выводы которых соединены, первый и второй резисторы, первый и второй конденсаторы. В отличие от прототипа устройство дополнительно содержит согласующий трансформатор, вторая обмотка которого соединена с первым выводом первого и второго ключей, второй вывод первого ключа соединен с первыми выводами для подключения выхода прямого канала четырехпроводной линии, а второй вывод второго ключа соединен с первым выводом первого резистора, второй вывод которого соединен с интегрирующим конденсатором и со вторыми выводами для подключения входа обратного канала четырехпроводной линии, параллельно первой обмотке трансформатора подключены первый конденсатор и третьи выводы для подключения двухпроводной линии, а параллельно второй обмотке подключены второй конденсатор и второй резистор.

Сущность изобретения поясняется графическими материалами, на которых изображено: на фиг. 1 - функциональная схема устройства сопряжения двухпроводной линии с четырехпроводной; на фиг. 2 - эквивалентная схема трансформатора с коэффициентом трансформации единица, известная из [3]; на фиг. 3 - эпюры напряжений при передаче сигнала с выхода прямого канала в двухпроводную линию. Кривая 1 есть напряжение на втором резисторе, а кривая 2 - напряжение на интегрирующем конденсаторе.

Устройство сопряжения двухпроводной линии с четырехпроводной содержит генератор тактовых импульсов 1, противофазные выходы которого соединены с управляющими входами первого 2 и второго 3 электронных ключей, вторая обмотка согласующего трансформатора 4 соединена с первым выводом первого и второго ключей, второй вывод первого ключа соединен с первыми выводами 5 для подключения выхода прямого канала четырехпроводной линии, а второй вывод второго ключа соединен с первым выводом первого резистора 6, второй вывод которого соединен с интегрирующим конденсатором 7 и со вторыми выводами 8 для подключения входа обратного канала четырехпроводной линии, параллельно первой обмотке трансформатора подключены первый конденсатор 9 и третьи выводы 10 для подключения двухпроводной линии, а параллельно второй обмотке подключены второй конденсатор 11 и второй резистор 12.

Устройство работает следующим образом: генератор тактовых импульсов вырабатывает управляющие сигналы, которые попеременно открывают первый и второй ключи. Сигнал с выхода прямого канала через открытый первый ключ подается на вторую обмотку трансформатора, интервал времени от Т1 до Т2. Данный импульс заряжает второй конденсатор и распределенную емкость 18 второй обмотки трансформатора, вызывая при этом переходной колебательный процесс в последовательном контуре, который образован индуктивностью рассеяния трансформатора 16 и параллельно соединенными первым конденсатором и распределенной емкостью первой обмотки 13 трансформатора. Индуктивность намагничивания 15 имеет значительную величину и в случае быстрых переходных процессов не оказывает на них влияния. Активные сопротивления первой 14 и второй 17 обмоток достаточно малы и не оказывают существенного влияния на режим работы устройства. Применение трансформатора обусловлено необходимостью гальванической развязки с двухпроводной линией и обеспечением симметрии двухпроводной линии. Поскольку двухпроводная линия подключена параллельно суммарной емкости контура, то частота свободных колебаний, в частности, зависит от импеданса двухпроводной линии. В момент размыкания первого ключа замыкается второй ключ и ко второй обмотке через интегратор, образованный первым резистором и интегрирующим конденсатором, подключается вход обратного канала. Также образуется параллельный контур, состоящий из индуктивности рассеяния и двух последовательных групп емкостей. Первая группа - это параллельно соединенные первый конденсатор и распределенная емкость первой обмотки, вторая группа - параллельно соединенные второй конденсатор и распределенная емкость второй обмотки трансформатора. Возникающий переходный процесс носит колебательный характер с частотой свободных колебаний, определяемой емкостью второй группы конденсаторов. Как и в первом случае на характер переходного процесса влияет величина импеданса двухпроводной линии, причем форма напряжения данного переходного процесса имеет знакопеременный вид, определяемый переходным процессом в последовательном контуре, а скорость изменения этого напряжения определяется частотой свободных колебаний в параллельном контуре (интервал времени от Т2 до Т3 кривая 1). Знакопеременное напряжение переходного процесса через интегратор поступает на вход обратного канала (интервал времени от Т2 до Т3 кривая 2). Изменением интервала интегрирования получают нулевое значение интеграла, а значит, на входе обратного канала получают напряжение переходного процесса нулевой величины. Таким образом, изменением частоты дискретизации осуществляется подстройка к параметрам двухпроводных линий и развязка прямого и обратного каналов.

Приходящий с двухпроводной линии сигнал трансформируется во вторую обмотку в непрерывном виде, при этом второй резистор выполняет роль нагрузки для двухпроводной линии, обеспечивая тем самым необходимое входное сопротивление устройства. Коммутация второй обмотки на обратный канал приводит к тому, что на входе второго ключа появляется сигнал, образованный суммой знакопеременного напряжения переходного процесса и знакопостоянного напряжения с выхода двухпроводной линии. Прохождение суммарного напряжения через интегратор приведет к передаче энергии сигнала с двухпроводной линии в обратный канал с устранением сигнала просачивания, т.к. интеграл от суммы равен сумме интегралов, а интеграл от напряжения переходного процесса равен нулю. Для сигнала, приходящего с двухпроводной линии, интегратор является фильтром нижней частоты и выполняет фильтрацию дискретного сигнала.

Обеспечение подстройки к импедансу двухпроводной линии стало возможным благодаря тому, что в момент работы прямого канала на входе двухпроводной линии с помощью трансформатора и первого конденсатора формируют переходной колебательный процесс с резонансом напряжений, частота свободных колебаний которого является функцией от импеданса двухпроводной линии и параметров последовательного контура, а при работе обратного канала появляется знакопеременное напряжение переходного процесса, скорость изменения которого определяется импедансом двухпроводной линии и параметрами параллельного контура, интегрируя данное напряжение переходного процесса с интервалом интегрирования, зависящим от импеданса двухпроводной линии, получают нулевое значение напряжения просачивания.

Заявляемое изобретение представляет значительный интерес для народного хозяйства, так как позволит обеспечить подстройку к импедансу двухпроводной линии при сопряжении двухпроводной и четырехпроводной линий, тем самым устраняя просачивание сигнала из прямого канала в обратный.

Заявляемое решение не оказывает отрицательного воздействия на состояние окружающей среды. Заявляемое устройство может быть реализовано на базе выпускаемых отечественной промышленности радиоэлектронных элементов.

Источники информации
1. Авторское свидетельство СССР N 532969, кл. H 04 M 01/58 25.10.76
2. Авторское свидетельство СССР N 238611, кл. H 04 M 09/06 10.03.69
3. Ицхоки Я. С., Овчинников Н.И. Импульсные и цифровые устройства, М., "Советское радио", 1973, 592 с.

Устройство сопряжения двухпроводной линии с четырехпроводной содержит генератор тактовых импульсов, противофазные выходы которого соединены с управляющими входами первого и второго электронных ключей, первые выводы которых соединены, первый и второй резисторы, первый и второй конденсаторы, согласующий трансформатор, вторая обмотка которого соединена с первым выводом первого и второго ключей, второй вывод первого ключа соединен с первыми выводами для подключения выхода прямого канала четырехпроводной линии, а второй вывод второго ключа соединен с первым выводом первого резистора, второй вывод которого соединен с интегрирующим конденсатором и со вторыми выводами для подключения входа обратного канала четырехпроводной линии, параллельно первой обмотке трансформатора подключены первый конденсатор и третьи выводы для подключения двухпроводной линии, а параллельно второй обмотке подключены второй конденсатор и второй резистор. Технический результат заключается в обеспечении подстройки к импедансу двухпроводной линии. 3 ил.

Устройство сопряжения двухпроводной линии с четырехпроводной, содержащее генератор тактовых импульсов, противофазные выходы которого соединены с управляющими входами первого и второго электронных ключей, первые выводы которых соединены, первый и второй резисторы, первый и второй конденсаторы, отличающееся тем, что устройство дополнительно содержит согласующий трансформатор, вторая обмотка которого соединена с первым выводом первого и второго ключей, второй вывод первого ключа соединен с первыми выводами для подключения выхода прямого канала четырехпроводной линии, а второй вывод второго ключа соединен с первым выводом первого резистора, второй вывод которого соединен с интегрирующим конденсатором и со вторыми выводами для подключения входа обратного канала четырехпроводной линии, параллельно первой обмотке трансформатора подключены первый конденсатор и третьи выводы для подключения двухпроводной линии, а параллельно второй обмотке подключены второй конденсатор и второй резистор.