Способ разделения цепей в телефонной трансляции или переходном дифференциальном устройстве Советский патент 1935 года по МПК H04B1/52 

Переходные диференциальные устройства получили в настоящее время весьма широкое распространение. На принципе этих устройств основаны все дуплексные телефонные трансляции высокой и низкой частоты (для работы на двухпроводных цепях). Без диференциальных устройств не может обойтись ни одна линия дальней телефонной связи по четырехпроБодным цепям, ни одна установка для телефонирования токами высокой частоть:, ни с-дна линия дуплексной телефонной радиосвязи.

Во всех таких установках диференциальноа устройство является основным элементом, который, одна/со, еще далеко не может быть назван технически совершенным Больше того, он обладает одним весьма суш,ественным недостатком, а именно: обязательным наличием балансных линий, т. е. контуров, балансируюших, урзпгювешиваюш,йх естественные междугородные линии (в дуплексных трансляциях) или абонентские линии с телефонными аппаратами в конце (в конечных пунктах линий дальней связи). Из теории диференциальных устройств известно, что для полного отсутствия „токов не баланса з обмотке диференциального трансформатора

необходимо, чтобы всегда было соблюдено условие полного равенства векторов полного сопротивления естеств-гнной и искусственной линии, т. е. для всех частот должно быть справедливо:

Z Zn или Zj Zo и 9i «.,

Однако, соблЬсти на практике это условие оказывается невозможным уже потому, что Z. линии есть величина переменная в довольно широких пределах, зависящая от температуры, инея, вла:-кности воздуха, способа подвески, материала проводов и изоляторов и многих других причин. Таким образом, если и возможно в какой-то дань-;ый момент точно настроить искусственную линию под данную естественную, то в следующий момент эга настройка нарушается, не говоря уже о том, что данная настройка не годится для других линий. Отсюда и видно все неудобство и несовершенство такой системы.

Практически описанное затруднение обходят тем, что уменьшают усиление до такой степени, чтобы несовершенство настройки и изменение параметроз линии, вызывающие „токи не баланса , не понижали затухания системы ниже

полного усиления ее, что является достаточным условием для невозможности возникновения генерации. Однако, несмотря на такие меры предосторожности, оказывается необходимым при работе дуплексной трансляции время от времени менять настройку баланса в соответствии с из1ченениями линии или же настолько понижать усиление, что польза таких трансляций становится весьма проблематичной.

Диференциальные же устройства в оконечных установках по этим же причинам вносят большие потери в телефонные цепи, требуя для коротких линий включения специальных удлинителей.

В теории дальней телефонной связи выводится, что при данной (возможной пра.чтически} точности настройки балансных линий общая протяженность данной линии связи является величиной, ограниченной определяемой точностью настройки.

Предлагаемое изобретение имеет целью получить способ, свободный от указанных недостатков.

На чертеже фиг. 1 и 2 изображают в двух вариантах оконечное диференциальное устройство после линии дуплексной связи, предназначенное для осуществления предлагаемого способа разделения цепей; фиг. 3 изображает деталь устройства; фиг. 4-устройство дуплексной трансляции.

В оконечном диференциальном устройстве, изображенном на фиг. 1, Ji-обозначает линию, идущую к аппарату абонента или к коммутатору, Л- -линию приема и Л -линию передачи (линии проволочные или радио).

Самое устройство состоит из пяти основных частей: трех трансформаторов и двух катодных ламп: . ТР - входной трансформатор с линии приема Л, который рассчитывается обычно как повышающий. Путем добавления соответствугащих контуров Z первичной обмотки его согласовывается с Z линии, во избежание отражений;

ТР., - выходной трансформатор на линию передачи Л. для согласован.чя Z линии с Rf лампы; обычно он делается понижающим;

ТР -диференциальный трансформатор, соединяющий устройство с абонентской линией Л и совмещающий в себе функции трех трансфор.маторов-входного (обмотки / и //), выходного (обмотки /// и /) и собственно диференциального трансформатора связи (обмотки /// и //);

Vi -трехэлектродная лампа - усилитель приема;

1/2 - четырехэлекгродная лампа-усилите ть передачи и она же диференциальная.

К лампам подводятся нормальные напряжения анода, накала и сетки.

При передаче колебания звуковых частот подводятся от абонента линией Л к обмотке / трансформатора ТР;. Подведенные электрические колебания индуктируют во вторичных обмотках // и /// этого трансформатора некоторые э. д. с.

Э. д. с. обмотки ///, накладываясь на анодное напря.жение лампы У, вызывает в ней незначительные колебания анодного тока (переменная э. д. с. очень мала по сравнению с анодным напряжением). В сеточную цепь лампы эти колебания не проникают.

Э. д. с. же обмотки // воздействует на сетку Q лампы К и усиливается ею. Усиленные колебания попадают в обмотку / трансформатора ТР и через него передаются в линию передачи /4.

Прием осуществляется следующим образом. Подведенные с линии Л- колебания звуковой частоты воздействуют на обмотку / трансформатора ТР и с обмотки // его передаются на сетку лампы 1/1 и на сетку С лампы l/g.

Колебания, усиленные лампой Vj, подаются в обмотку /// трансформатора ТЯз через обмотку / его-на линию Л к абоненту. Параллельно с этим колебания в обмотке /// этого трансформатора индуктируют колебания з обмотке //; обмотки // и /// включены так, что напряжение, подводимое с обмотки // на сетку Q лампы l/g, сдвинуто по фазе на 80° по отношению к напряжению в обмотке ///.

Колебания, подведенные к сетке С. лампы V, с обмотки /7 трансформатора Tf, после усиления их лампой 1/, подаются на обмотку/трансформатора ТР

-с такой же фазой, как и колебания в обмотке /// трансформатора ТР-.

Так как напряжение, подведенное к сетке GI, сдвинуто на 180° по отношению к напрян ению в обмотке /// трансформатора TPj, то и напряжение в обмотке / трансформатора ТР, подаваемое с сетки Cj лампы Л, будет сдвинуто на тот же угол по отношению к напряжению, поп,гвземому на эту же обмотку с сетки С,

В результате получится что в анодной цепи лампы У (в обмотке / трансформатора 7Pg) будут иметься два напряжения, противоположные по фазе.

Обмотки /// и // трансформатора ТР и козфициенты усилений и- лампы V относительно сеток Q и С должны быть подобраны так, чтобы эти напряжения были еще и равны по величине. Эти два условия являются необходимыми и достаточными для полной компенсации двух напряжений.

Иначе говоря, результирующее действие обоих напряжений .в первичной обмотке трансформатора ТР будет равно нулю и, следовательно, во второй обмотке никаких э. д. с. индуктироваться не будет.

Таким образом получается, что с линии приема //J колебания попадают только в линию У/ абонента и совершенно не проникают в линию передачи Л, т. е. круговой связи через линию приема, диференциальное устройство, линию передачи и диференциальное устройство на другом конце возникнуть не может.

Как выше указывалось, обмотки /// и I трансформатора ТР- представляют собой обычный выходной трансформатор, служащий для согласования Z линии с R лампы, и потому они соответственно и рассчитываются.

Отличие от обычного выходного трансформатора должно заключаться только в том, что первичная обмотка flf его должна иметь очень малое омическое сопротивление. Необходимость этого ясна из следующего: пусть соотношения между обмотками трансформатора ТР и коэфициентами усиления ламп Vj и Va выбраны такими, чго при не нагруженной обмотке / трансформатора ТР на обмотке / трансформатора ТР переменное напряжение равно нулю (т. е. случай полной компенсации). Если теперь нагружать обмотку / трансформатора TPj, то в случае малого омического сопротивления обмотки /// падение напряжения в ней будет ничтожно, и э. д. с. в обмотке // не изменится и, следовательно, компенсация не нарушится. В случае же большего сопротивления обмотки ///, вследствие больших потерь в ней, э. д. с. обмотки II будет сильно меняться с изменением нагрузки обмотки / и, следовательно, компенсация будет нарушаться.

Кроме этого условия, при расчете трансформатора TPg, как выходного, должно быть выбрано такое соотношение между j и R, при котором возможные изменения Z, не изменили бы заметно коэфициента усиления этого каскада. Практически, выбирая коэфиZjiциента - - достаточно большим (

рядка 5-6), можно достичь того, что при изменении -2 от минимальной его величины до со, усиление каскада, а следовательно и э. д. с. обмотки // заметно меняться не будет, а это даст гарантию стабильности компенсации при любых изменениях вплоть до обрыва. При выборе достаточно большого « изменение угла сдвига фаз линии Л тзкже не сможет нарушать компенсации.

Обмотка // трансформатора ТР и коэфициент усиления лампы V. относительно сеток GI и С выбираются такими, чтобы были соблюдены два условия: 1) необходимая величина усиления от линии Л к линии Л, через трансформатор ТР. (об 1отки / -//), лампу (сетка С) и трансформатор ТР (обмотки /-//) и 2), чтобы произведение коэфициента усиления J. лампы Vi на коэфициент трансформации (J трансформатора ГРз (обмотки ///-У/) и на коэфициент усиления лампы Vz (сетка С) равнялось коэфициенту усиления J..j лампы Уо (сетка .

Все эти соотношения выдержать нетрудно, если изготовить специальную лампу с двумя сетками. Сетка С должна быть расположена ближе к катоду.

чем сетка Cj, а мощность лампы должна быть достаточной для питания линии //2Описанное дкферанциальное устройство может быть осуществлено и без применения специальной четырехэлектродной лампы с заменой ее двумя трехэлектродными (фиг. 2), но этот вариант труднее в осуществлении и менее технически совершенен.

Устройство по фиг. 2 ничем существенно не отличается от устройства по фиг. 1. Разница заключается только в том, что здесь функции диференциала и усилителя выполняют отдельные лампы.

Питание всего устройства в обоих случаях не представляет никаких затруднений. Все лампы питаются от общих батарей или выпрямителя.

Затруднение может быть только в подаче отрицательных смещений на сетку лампы Ц и сетку Cj лампы V в устройстве по фиг. 1 (в устройстве по фиг. 2 соответственно сетки лампы У и Уз) в случае, если эти смещения должны быть разными.

Но и в этом случае вопрос решается весьма просто применением схемы, изображенной на фиг. 3.

Вопрос о согласовании Z линейных обмоток трансформаторов С Z соответствующих линий решается здесь также обычными методами: соответствуюш.им расчетом их и включением корректирующих контуров.

Дналогичным образом включением контуров подготовляется и сдвиг фаз в 180° между напряжением, подводимым к сеткам С-, и С, лампы V., в

устройстве по фиг. 1 или между сетками лампы У -А Уз в устройстве пофиг. 2,

Описанное диференциальное устройство, будучи правильно рассчитано и настроено, потом без всякой дополнительной настройки и регулировки работать на любой линии, давая не затухание, как современные устройства, а усиление

Соединяя два описанных диференциальных устройства по схеме фиг. 4, можно получить дуплексную трансляцию без балансных линий, свободную от недостатков современных трансляций.

Кроме почти полной независимости работы трансляции от линий и изменения их, эта трансляция должна дать возможность получить гораздо большее усиление, чем обычная трансляция.

Предмет изобретения.

Способ разделения цепей в телефонной трансляции или переходном диференциальном устройстве, отличающийся

тем, что для компенсации колебаний, попадающих из цепи приема в цепь передачи, тетрод (или два триода) включают так, что на сетки его (или на сетки двух триодов) подводятся противоложные по фазе и соответствующей величины напряжения с линии -Л, а передаваемые колебания воздействуют только на одну сетку этой лампы (или на сетку только одного триода) и, поэтому, не компенсируясь, усиливаются и посылаются на линию передачи Л, минуя линию Л2к авторскому свидетельству Д. Г. Фиг.1Ф Г,Р, У1/ J/IN l1 I JA Л2 и Фиг2 Оп Т Л Задеренко Л 44962. игЗ -УС. -УСг Фиг.4