ДУПЛЕКСНЫЙ ТЕЛЕФОННЫЙ УСИЛИТЕЛЬ Советский патент 1941 года по МПК H04B13/36 

Как известно, работа существующих типов дуплексных усилителей с балансным контуром базируется на использовании диференциальной системы.

Диференциальная система представляет собой обычный мостик и включается на входе усилителя между линией и балансным контуром.

Усилительные элементы, дающие усиление в обе стороны, включаются в диагонали мостика, чем и достигается устранение взаимодействия между последними.

Основным условием работы дуплексного усилителя с балансным контуром является полное соответствие входных сопротивлений линии и балансного контура на всем спектре передаваемых частот.

Последнее обстоятельство является основным недостатком дуплексного усилителя, если последний работает на воздушных линиях, входное сопротивление которых зависит от внешних условий.

Это же обстоятельство делает невозможным применение дуплексных усилителей этого типа в условиях линейно-избирательной связи, когда число и расположение включаемых в линию приборов непрерывно меняется.

Предлагаемый дуплексный усилитель безбалансного контура не имеет этих недостатков.

Согласно изобретению, в предлагаемом дуплексном телефонном усилителе, для устранения явления обратной связи без применения балансного контура, линии вспомогательного усилителя включены так, чтобы разговорные токи одного направления передачи, усиленные основным и вспомогательным усилителями, создавали в диференциальном трансформаторе равные магнитные потоки противоположного направления.

На схеме предлагаемого дуплексного телефонного усилителя буквами У₁ и У₄ обозначены основные усилители, У₂ и У₃ - вспомогательные усилители и ДТ₁ и ДТ₂ - диференциальные трансформаторы.

Схема показывает, что диференциальная система отделена от линии и включена на выходе двух усилителей, из которых один основной, а другой вспомогательный. Входы обоих усилителей включены параллельно.

Если усиления обоих усилителей будут одинаковы, то напряжения на выходах обоих усилителей также будут одинаковы, а это значит, что одинаковы будут и токи в обеих обмотках диференциального трансформатора. Если одинаковы будут также и первичные обмотки диференциального трансформатора, а направления витков последних будут встречными, то потоки, создаваемые этими обмотками, будут взаимно компенсированы. На вторичной обмотке диференциального трансформатора э. д. с. индуктироваться не будет. Это соответствует условию полного баланса в усилителях с балансным контуром.

Линия включена между первым и вторым каскадами основного усилителя.

Поскольку основным условием работы данной схемы является равенство усилений основного и вспомогательного усилителей, то проблема дуплексного усилителя безбалансного контура сводится к созданию такой схемы усилителя, при которой усиление не зависело бы от входного сопротивления линии, включенной каким-то образом между каскадами усилителя.

Решение последней проблемы не представляет затруднения и может иметь много вариантов.

Очень удобно использовать принцип негативной обратной связи, при которой, как известно, усиление усилителя почти не зависит от собственного усиления того же усилителя. При достаточно глубокой негативной связи и при условии включения линии через небольшой удлинитель получаются вполне удовлетворительные результаты. Эта же проблема гораздо полнее решается применением специальных мостиковых схем.

Необязательно, чтобы усиления обоих усилителей - основного и вспомогательного - были одинаковыми. Они могут быть и различными, если иметь соответственно неодинаковые обмотки диференциального трансформатора. Можно всегда иметь вспомогательный усилитель однокаскадным при двухкаскадном основном усилителе.

Действие предлагаемого усилителя заключается в следующем: напряжение с линии L₁ попадает на второй каскад усилителя У₁. Первый каскад служит буфером, благодаря которому это напряжение не может попасть на вход вспомогательного усилителя У₂.

Усиленное первым каскадом напряжение попадает в обмотку диференциального трансформатора ДТ₁ и, не будучи компенсировано второй обмоткой, индуктирует э. д. с. в точках a-b. Эта э. д. с. попадает на включенные параллельно входы основного и вспомогательного усилителей У₃ и У₄, затем усиливается и попадает в первичные обмотки второго диференциального трансформатора ДТ₂. Так как обмотки трансформатора включены навстречу, то потоки компенсируются и в цепи вторичной обмотки в точках с-d э. д. с. индуктироваться не будет.

Усиленное первым каскадом основного усилителя У₄ напряжение попадает в линию L₂. То же самое будет происходить при работе схемы в обратном направлении.

Идеальной компенсации в обмотках диференциального трансформатора быть не может, так же как ее нет и в существующих усилителях с балансным контуром. Однако это обстоятельство не является препятствием к их широкому использованию.

Предлагаемая схема имеет то преимущество, что ее работа не зависит от входного сопротивления линии, и она может найти широкое применение во всех случаях, где использование обычного усилителя не представляется возможным или достаточно затруднено. Особенно это касается многочастотной связи, где, как известно, применение балансного контура не представляется возможным.

Недостаток схемы заключается в наличии четырех усилителей вместо двух, имеющихся в обычном дуплексном усилителе.

1. Дуплексный телефонный усилитель, отличающийся тем, что с целью устранения явления обратной связи без применения балансного контура, линии вспомогательного усилителя включены так, чтобы разговорные токи одного направления передачи, усиленные основным и вспомогательным усилителями, создавали в диференциальном трансформаторе равные магнитные потоки противоположного направления.

2. Форма выполнения усилителя по п. 1, отличающаяся тем, что основной и вспомогательный усилители имеют различные коэфициенты усиления и их различие компенсируется соответственным подбором обмоток диференциального трансформатора или другим известным способом.