Устройство для многоканальной передачи Советский патент 1949 года по МПК H04J1/08 

Предметом изобретения является устройство для многоканальной передачи с делением передаваемого спектра частот на части.

В системах многоканальной передачи, применяющих деление передаваемого спектра частот на частичные полосы, последние выделя,ются фильтрами и передаются по отдельным каналам. Например, при передаче этим способом диапазона звуковых частот низкочастотная и высокочастотная части его разделяются фильтрами, усиливаются отдельными усилителями и воспроизводятся самостоятельными звуковоспроизводящими устройствами. Мнотоканальная система передачи применяется тогда, когда неискаженная передача всего спектра частот одним каналом по каким-либо причинам затруднительна или требует больших затрат.

Одной из основных трудностей при осуществлении этого способа является разделение спектра на полосы, так как при этом необходим крутой спад частотных характеристик .каналов вблизи границы раздела полос. Часто необходимо также отсутствие фазовых искажений, вносимых фильтрами на частотах, близких к пограничным.

Особенностью Бредл1а гаемо1го устройства является то, что в нем оба эти требования полностью удовлетворяются. Достигается это путем подачи с выхода канала передачи низкочастотной части спектра колебаний, резко ограниченных по частоте при помощи полосовых фильтров, к подачи вспомогательной несущей, модулированной этими колебаниями. Модулированная вспомогательная несущая частота подается после детектирования на вход канала передачи высокочастотной части спектра для устранения в нем частот первого канала.

Сущность изобретения поясняется фиг. 1-7.

На фиг. 1 изображена двухканальная система, состоящая из усилителя низкой частоты для передачи диапазона частот О-10000 гц двумя частями, а именно: О-400 гц и 400-10000 гц.

4:V:t

При этом выходы этих двух каналов могут быть объединены без сдвига фазы при воспроизведении первоначальпого диапазона частот.

Для этой цели предусмотрен двухканальный усилитель, имеющий канал усиления низкой частоты 5 и канал усиления высокой частоты 6. Сигналы звуковой частоты (их полный желаемый диапазон частот, как указано, простирается от О до 10000 гц) от любого источника подводятся к зажимам 7 и 8, к. которым присоединены входные цепи обоих каналов. Входные цепи этих каналов начинаются цепями сеток: цепью 9 для канала 5 и депью 10 для канала 6. Каждая цепь управляющей сетки содержит элемент связи, параметры которого в высокочастотном канале 6 выбраны так, что от пограничной частоты Fco до верхней границы диапазона звуковых частот входное напряжение Еас сдвига по фазе не имеет.

В низкочастотном же канале 5 входное напряжение Edc будет иметь нулевой сдвиг фаз от пограничной частоты вниз до нижней границы передаваемого диапазона звуковых частот. В цепь канала 5 включено последовательно сопротивление Л и параллельно конденсатор 12, образующие фильтр нижних частот.

В канале 6 последовательно включенный конденсатор 13 и шунтирующее сопротивление 14 являются последовательным и щунтирующим элементами фильтра верхних частот.

Выбрав пограничную частоту Fco равной, например, 400 гц, получают частотные характеристики обеих цепей, изображенные на фиг. 2 сплошной линией 15 и пунктирной линией 16. Кривая 16 представляет собой входное напряжение Edc, приложенное к цепи 9 управляющей сетки лампы канала 5, а кривая 15 представляет собой входное напряжение Еас, приложенное к входной цепи 10 канала 6.

Сигналы НИЗ|Кой Ч1астоты используются для модуляции несущей частоты FC. Для этого несущая частота с ее входа 17 через трансформатор и цепь 18 подана к второй уп440

равляющей сетки 21 модуляторной или смесительной лампы 19, к которой присоединена входная цепь 9,

В настоящем примере управляющая сетка 20 соединена со входной цепью 9, а вторая управляющая сетка 21 соединена с входной цепью 18 несущей частоты.

Модулированное напряжение снимается с анодной входной цепи 22, связанной с полосовым фильтром 25 симметричного типа, который обеспечивает отсутствие сдвига фаз верхней и нижней боковых полос. Полосовой фильтр связан с выходной цепью 22 посредством трансформатора связи 26.

Выход фильтра посредством трансформатора 27 связан с двухполупериодным выпрямителем 28. Напряжение Edc в выходную цепь 30 подается с нагрузочного сопротивления 29 выпрямителя.

Напряжение с выходной цепи 30 можно подать па любое устройство, на чертеже не показанное. Это напряжение, создаваемое выходным напряжением ЕЬр полосового фильтра, пройдя через выпрямительное устройство, сохраняет нулевой сдвиг фаз. Затухание, вызываемое наличием фильтра 25, представлено кривой 31 на фиг. 4.

Несущая частота Fc выбрана так, что она лежит выще диапазона передаваемых частот (фиг. 3). Здесь диапазон от О до 10000 гц изображен кривой 32, а выходное напряжение модулятора изображено кривой 33. Это последнее может в данном случае содержать частоты от 19600 до 20400 гц при средней частоте 20000 гц.

Напряжение ЕЬр, снимаемое с полосового фильтра, показано пунктирной кривой 34 и перекрывает полосу частот от частоты, равной разности несущей и частоты среза, до частоты, равной сумме несущей частоты и частоты среза. При частоте среза (пограничной частоте обоих каналов), равной 400 гц, ширина полосы фильтра 25 сделана равной 800 гц.

Желательно иметь полосу несколько более щирокую, чем удвоенная пограничная частота Fco. Предм ет изобретения Устройство для многоканальной передачи с делением передаваемого спектра на части, отличающееся тем, что, с целью получения крутых характеристик, напряжение частоты одного из каналов подведено после детектирования к другому каналу для устранения из спектра частот второго канала частот первого канала.

Часть выходного напряжения Edc канала низкой частоты 5 в противофазе подается через цепь связи 36 на вход канала высокой частоты 6.

Амплитуда этого напряжения подбирается так, чтобы полностью CRQiMneHcujpOBaTb часть напряжения входного сигнала Еас, содержащую частоты 1ннже пограничной частоты FCO.

В настоящем примере цепь связи 36, служащая для подачи напряжения низкой частоты от низкочастотного канала, состоит из последовательно включенного конденсатора 37 и шунтирующего активного или комплексного сопротивления 38. Эта цепь связана с управляющей сеткой 39 усилительной лампы 40. Первая управляющая сетка 41 лампы 40 соединена с входной цепью W канала 6. Такое устройство комбинирует входные напряжения, снятые с цепей }0 и 30. Выходное напряжение канала 6 снимается с анодной цепи 42 через конденсатор 43 и шунтирующее активное или комплексное сопротивление 44, которые соединены с выходной цепью 45 высокочастотного канала.

Цепь связи, содержандая конденсатор 37 и сопротивление 38, имеет такую же кривую затухания в зависимости от частоты, как и входная цепь, содержащая сопротивление М и конденсатор J3.

На фиг. 5 показано, каким образом напряжения частоты ниже пограничной подаются в противофазе на усилительный каскад. Кривая 46 изображает входное напряжение Еас канала 6, а кривая 47-входное напряжение, взятое с выхода низкочастотного канала 30 и сдвинутое по фазе на 180° относительно напряжения Еас для компенсации в высокочастотном канале всех частот, ниже пограничной частоты FCO.

Сдвиг фаз и затухание сигнала при прохождении через цепь 13 и 14 такие же, как и при прохождении через цепь 37-38. В результате выходное напряжение Еас канала 6 имеет вид, изображенный па фиг. 5 пунктирной кривой 48 н

частью 49 кривой 46, лежащей выше пограничной частоты.

Выходные напряжения обоих каналов можно представить кривыми 50 и 51 (фиг. 6).

Сравнение кривых, изображенных на фиг. 6 и 2, показывает, что в последнем случае перекрытие двух каналов на пограничной частоте снизилось до относительно узкой полосы, обеспечивающей более высокую однородность выходного напряжения системы в том случае, если выходы обоих каналов комбинируются электрически или другим способом.

Из вышеизложенного вытекает, что для модуляции несущей можно использовать колебания любой из частичных полос (желательно только, чтобы несущая частота была выще самой высокой рабочей частоты системы передачи). Для этого необходимо лищь, чтобы фильтр обрезал в спектре модулированного колебания все частоты, лежащие за пределами частоты среза.

По описанному снособу можно получить полосовой фильтр низкой частоты при помощи двух каналов, подобных каналу 5, один из которых пропускает сигналы в диапазоне частот от О до 60 гц, а другой от О до 50 гц. Для этого выходные сигналы двух указанных каналов должны быть объединены, как показано на фиг. 7. Здесь выходной трансформатор 27, выпрямитель 28 и выпрямительные цепи 29 и 30 соединены так, что напряжения их на выходе 54 вычитаются. В этой выходной цепи получается сигнал в полосе частот 50-60 гц.

Для получения режекторного фильтра выход схемы, изображенной на фиг. 7, должен быть подан на вход вышеописанного канала.

Для переменной регулировки схемы при работе в качестве фильтра нижних частот, полосового фильтра, фильтра верхних частот или режекторного фильтра желательно брать несущую частоту высокой, чтобы сделать возможным применение в полосовом фильтре 25 малогабаритных подстроечных конденсаторов 56 и катушек переменной индуктивности 57.

441

Фиг. 2

IГ CO 15

,

-/

ff

Фиг. 4

31

Фиг. 3

32

Фиг. 5

Фиг. 6

Гсо Го

50

5/

.

Фиг. 7