Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:патенты / Сборник патентов_2537
.pdf
Мы, компания WESTERN ELECTRIC COMPANY, LIMITED, расположенная по адресу: Connaught House,
Aldwych, London, W.C. 2, Англия, британская корпорация, правопреемники Чарльза Сидни-Демарста, 25,
Unadilla Road, Ridgewood, Bergen, Нью-Джерси, и Милтона Лероя Алквиста, 140, Underhill Avenue, Brooklyn,
Kings, Нью-Йорк, Соединенные Штаты Америки, граждане Соединенных Штатов Америки, настоящим
заявляем о характере данного изобретения и о способе его осуществления, которые будут подробно описаны
и установлены в следующем заявлении: Данное изобретение относится к системам сигнализации и, в
частности, к средствам избирательной сигнализации одной из множества станций, составляющих
высокочастотную систему связи. В высокочастотной системе связи, включающей основную или центральную
станцию и множество вспомогательных станций, желательно, чтобы основная станция могла вызывать любую
вспомогательную станцию, не подавая при этом сигналы всем остальным вспомогательным станциям. Целью
данного изобретения является создание системы селективной сигнализации, позволяющей основной станции
вызывать любую конкретную вторичную станцию, исключая при этом все остальные вторичные станции.
Особенностью изобретения является то, что в соответствии с определенным кодом передается серия
импульсов, каждый из которых состоит из несущего тока, модулированного низкочастотным током, и что
каждая из вторичных станций снабжена средствами для обнаружения указанных импульсов низкочастотного
тока и механизмом селективного переключения, сконструированным таким образом, чтобы он срабатывал в
соответствии с конкретным кодом передаваемых импульсов.
Еще одна особенность заключается в том, что первичная станция снабжена источником несущего тока и
подключенным к нему модулирующим устройством, на которое могут подаваться импульсы низкочастотного
тока в соответствии с заранее определенным кодом. Еще одной особенностью изобретения является то, что
вторичные станции снабжены средствами управления, включающими реле, резонансно реагирующее на
импульсы низкочастотного тока, причем второе реле, управляемое первым реле, предназначено для
управления селективным механизмом в соответствии с импульсами сигнального тока, к которым средства
управления резонансно относятся. Ещё одна особенность связана с сигнальным устройством, установленным
на второстепенных станциях и находящимся под управлением селективного механизма. Еще одной
особенностью изобретения является то, что систему можно легко сделать неселективной путем простой
модификации аппарата на центральной и вторичной станциях. Другие особенности изобретения будут!
Это становится очевидным из следующего описания при прочтении в связи с прилагаемым чертежом, на
котором: на фиг. 1 показано изобретение в его простейшем виде, а на фиг. 2 показана модификация схемы
приема сигнала. На рисунке 1 А обозначает основную станцию, а В — одну из множества второстепенных
станций. Эти станции, взятые вместе, могут, например, представлять собой систему беспроводной
телефонной связи «судно-берег», в которой A обозначает береговую станцию, а B, B1 и B2 — множество
судовых станций, которые организованы для связи либо с основной станцией, либо через основную станцию с
подключенным к ней телефонным абонентом. Прямоугольник 1 обозначает либо телефонный или
телеграфный аппарат абонента, либо терминальное оборудование коммутатора в местной телефонной
диспетчерской. Для описания данного изобретения предположим, что 1 представляет собой телефонный
аппарат абонента, соединенный линией 2 с основной радиостанцией А, причем соединение осуществляется
гибридной катушкой 3, включающей множество обмоток 4 и 4.
К этой гибридной катушке подключена сеть балансировки линии 5, разработанная и настроенная для
балансировки цепи линии 2. К гибридной катушке подключен передающий тракт 6 первичной станции,
проводники которого соединены с внешними контактами реле 7, внутренние контакты которого соединены с
источником 8 низкочастотного сигнального тока. Для описания данного изобретения мы исходили из
использования частоты 135 циклов, однако следует понимать, что изобретение не ограничивается этой
конкретной частотой, поскольку могут использоваться и другие частоты. Реле 7 управляется током от
источника потенциала 9, подача которого, в свою очередь, контролируется селекторным ключом 10. Этот
ключ может быть любого известного типа, но предпочтительно того типа, который используется в системах
диспетчерской телефонной связи для поездов, например, как описано в [ссылка на описание]. Патент №
117170 подан 16 августа 2017 года. Вращение этого ключа поднимет рычаг 11, тем самым заземляя
проводник 13 через его верхний контакт 12 и аналогично размыкая указанный контакт всякий раз, когда рычаг
снова опускается в одну из выемок селекторного ключа.
Представленный ключ предназначен для передачи определенного кода импульсов. Следует предусмотреть и
другие ключи, конструкция которых позволит передавать различные коды импульсов для сигнализации другим
станциям. Якоря реле 7 соединены с входной стороной низкочастотного усилителя 14, выход которого
соединен с радиопередатчиком 15. Выходная сторона этого передатчика, в свою очередь, соединена с
передающей антенной 16. Данный радиопередатчик может быть любого известного типа, имеющего источник
высокочастотного несущего тока и средства для модуляции этого несущего тока сигнальным током частотой
135 Гц или голосовыми токами, подаваемыми на него. Данный передатчик может также иметь любое
количество каскадов усиления звуковых или радиочастот, или обоих типов усиления, для осуществления
усиления токов. Приемная часть станции А включает в себя антенну 17, соединенную с радиоприемником 18,
который может быть любого известного типа, содержащим детектор и, возможно, один или несколько
каскадов усиления радиочастотного сигнала.
Выходная сторона этого радиоприемника показана подключенной к низкочастотному усилителю 19. Этот
усилитель можно было бы сделать частью самого приемника 18. Выход низкочастотного усилителя 19
соединен с обмотками 4 гибридной катушки 3. «Вторичная станция B, типичная для всех вторичных станций
системы, включает приемную антенну 21, соединенную с радиоприемником 22, который может быть любого
известного типа, содержащим подходящее детектирующее устройство и один или несколько каскадов
усиления радио- или звуковых частот, или и того, и другого». Выходная сторона такого приемника соединена с
якорями реле 23. Это реле управляется током от источника потенциала 24, который, в свою очередь,
управляется приемным переключателем 25. Внутренние контакты реле 23 соединены с телефонной трубкой
абонента 26, показанной на рисунке, установленной на кнопке, что, разумеется, является ее нормальным
положением, когда абонент не разговаривает. Внешние контакты реле 23 соединены с первичной обмоткой 27
трансформатора 28, специально предназначенного для передачи тока низкой частоты, например, порядка 135
Гц.
Вторичная обмотка 29 этого трансформатора подключена к цепи, включающей конденсатор 30 и обмотки
высокочувствительного и селективного реле 31. Путем правильной настройки констант этой цепи ее можно
привести в резонанс на частоте 135 Гц. Якорь 32 этого реле, который заземлен, сконструирован таким
образом, чтобы свободно вибрировать на резонансной частоте. Контактная точка реле соединена через
резистор 33 с цепью. Одна из них включает обмотку реле 34 и резистор 35, а другая — конденсатор 36. Эти
параллельные ветви соединены с источником потенциала 37. Поскольку якорь 32 замыкает и размыкает этот
контакт со скоростью 135 раз в секунду, схема, содержащая элементы 34, 35 и 36, спроектирована таким
образом, что в течение времени, когда якорь 32 не замыкает контакт, конденсатор 36 будет разряжаться через
эту замкнутую цепь и будет стремиться поддерживать якорь 39 реле 34 в этом замкнутом положении. Левый
контакт реле 34 соединен с заземленным источником потенциала 38; правый контакт соединен с устройством
управления цепью 40 с селективным управлением (показано пунктирными линиями), причем это соединение
заземлено в точке 54.
Якорь 39 также соединен с другим выводом этого устройства, причем указанное соединение включает
конденсатор 56. Это устройство управления цепью 40 с избирательным управлением предпочтительно
относится к типу, показанному в патенте 117170, поданном 16 августа 1917 года. Для простоты изложения на
рисунке это показано в схематической форме. Полное описание конструкции и принципа действия содержится
в вышеупомянутом патенте. Основными элементами этого селектора являются обмотки 41, которые
управляют якорем 42, предназначенным для вращения кольцевого элемента 44, несущего заземленный
контакт 46. Данный контакт предназначен для зацепления с контактом 47 всякий раз, когда элемент 44
перемещается на необходимое расстояние, что будет достигнуто соответствующим образом при
срабатывании храпового механизма 43 посредством якоря 42. С элементом 44 связано множество отверстий,
таких как 45, предназначенных для вставки в них штифтов. Расположение контактов, обычно их три,
определяет чувствительность конкретного селектора.
В данном документе работа данного селектора будет описана лишь в общих чертах, поскольку полное
подробное описание содержится в вышеупомянутом патенте. Контакт 47 соединен с обмотками реле 48, к
которому также подключен заземленный источник напряжения 49. Этот источник также соединен с якорем
указанного реле таким образом, что при срабатывании реле ток будет протекать от него через сигнальное
устройство 50. В простейшем виде передающий тракт станции B включает в себя передатчик 51, соединенный
с радиопередатчиком 52, который может быть любого известного типа, содержащим подходящий источник
высокочастотных токов, модулирующее устройство и предпочтительно один или несколько каскадов усиления
радио- или звуковых частот, или и того, и другого. Этот радиопередатчик соединен с передающей антенной
53. Секции антенн, обозначенные буквами B и B2, символически представляют другие вторичные станции
системы, имеющие аналогичное оборудование, как и станция B. Принцип работы системы следующий.
Если оператор на станции А желает связаться с абонентом на станции В для установления связи с ним, он
должен нажать соответствующую кнопку селектора, чтобы отправить необходимый код импульсов для
управления селекторным оборудованием на станции В. Если эта кнопка селектора равна 10, она будет
вращаться с постоянной скоростью, чтобы размыкать и замыкать контакт 12 определенное количество раз,
причем указанные импульсы группируются способом, который будет более подробно описан позже. При
замыкании контакта 12 реле 7 сработает и подключит источник 8 тока частотой 135 Гц к радиопередатчику 15
через низкочастотный усилитель 14. Этот сигнальный ток будет модулировать высокочастотный несущий ток,
создаваемый радиопередатчиком и излучаемый антенной 16. Высокочастотный ток будет продолжать
модулироваться с частотой 135 циклов в течение времени, пока рычаг 11 перемещается по зубцу 55
селекторного ключа, вращающегося в направлении стрелки. Эта высокочастотная модулированная волна
будет воздействовать на антенну 21, а после прохождения через радиоприемник 22 будет демодулирована в
нем.
Приёмник предназначен для обнаружения компонента с частотой 135 Гц. Поскольку в данный момент
приемник 26 находится на приемной крюке, реле 23 обесточено, и, следовательно, якоря реле 23 касаются
своих внешних контактов. Соответственно, ток частотой 135 Гц будет проходить в цепь, содержащую
первичную обмотку 27, вторичная обмотка которой подключена к реле 31. Поскольку этот ток имеет
подходящую частоту, он заставит якорь реле 31 вибрировать со скоростью 135 раз в секунду. Как только якорь
32 коснется контакта резистора 33, ток начнет течь от источника 37, заряжающего конденсатор 36, а также
подавать ток через обмотку реле 34 на землю, вызывая срабатывание реле. Протекание тока через обмотку
реле 34 активирует это реле и притянет его якорь 39, тем самым приводя его в контакт с левой контактной
точкой, которая соединена с источником потенциала 38. Как уже отмечалось, якорь 32 замыкает и размыкает
этот контакт со скоростью 135 раз в секунду.
При разрыве этого контакта конденсатор 36 разряжается через замкнутую цепь, содержащую также обмотку
реле 34 и резистор 35, и направление тока от конденсатора через указанную обмотку будет таким, чтобы
удерживать якорь 39 на его левом контакте в течение промежутка времени, в течение которого якорь 32
находится вне своего контакта. Таким образом, видно, что пока импульс передается со станции А, якорь реле
31 будет вибрировать со скоростью 135 раз в секунду, но якорь реле 34 переместится в свою левую точку
контакта, как только указанный импульс будет принят на станции В, и будет оставаться в этой точке контакта
до тех пор, пока импульс продолжает поступать, независимо от перемещения якоря 32 в ответ на частоту
указанного импульса. Когда якорь 39 коснулся своего левого контакта, ток потек от источника 38 через
указанный контакт и якорь 39 через конденсатор 56 и обмотки 41 к земле в точке 54, подавая питание на
указанные обмотки и заряжая указанный конденсатор.
Якорь 42 приводится в действие таким образом, чтобы переместить элемент 44 в направлении, указанном
стрелкой, и на расстояние, определяемое углом между двумя соседними штифтовыми отверстиями 45. Когда
рычаг 11 селекторного ключа 12 пройдет над зубцом 55 и войдет в паз 57 на конце этого зубца, контакт 12
разомкнется, освободив реле 7 и прекратив передачу импульса тока частотой 135 Гц. Соответственно, реле
31 перестанет работать, а реле 34 будет обесточено, что позволит его якорю 39 отступить назад. Это
разомкнет цепь от источника 38, после чего конденсатор 56 разрядится, и ток потечет через обмотки 41 к
земле в точке 54. Хотя передаваемый через него импульс будет иметь противоположное направление тому,
которое создается током от источника 38, механизм, связанный с якорем 42, устроен таким образом, что
действие этого импульса заключается в перемещении вращающегося элемента 44 в направлении стрелки, а
именно, в том же направлении, в котором импульс от источника 38 переместил указанный элемент.
При подаче необходимого количества импульсов подвижный контакт 46 будет приведен в такое положение,
чтобы коснуться неподвижного контакта 47, тем самым заземлив реле 48 и вызвав его срабатывание. При
такой операции ток будет течь от источника 49 через его якорь и внутренний контакт к сигнальному устройству
50, которое может представлять собой любой визуальный или звуковой сигнал, например, в лампе, звонке или
подобном устройстве. Поскольку все вторичные станции системы связи будут принимать модулированную
высокочастотную волну, и поскольку их реагирующие реле, такие как 31, предназначены для реагирования на
одну и ту же частоту, а именно 135 Гц, очевидно, что все станции системы будут получать сигналы, если не
будут приняты какие-либо меры для осуществления такого выбора. В нашей системе этот выбор
осуществляется путем отправки соответствующего кода импульсов и использования на каждой вторичной
станции избирательно управляемых средств управления цепью, как это показано в патенте № 117170,
поданном 16 августа 1917 года.
Схема, показанная на рис. 2, является модификацией схемы, показанной на рис. 1. Антенна 21 может быть
подключена любым известным способом, например, через трансформатор 100, к радиоприёмной схеме,
показанной здесь как включающая детектор 101 и усилитель звуковой частоты 108. Антенная цепь
настраивается конденсатором 125 на частоту несущей передающей станции; вторичная обмотка
трансформатора 100 настраивается конденсатором 126. Входная цепь детектора содержит сетчатый
конденсатор 102 и сетчатый датчик утечки 103. К нити накаливания подключен источник потенциала 104 и
средство для изменения тока. К анодной цепи детектора подключен источник потенциала 105. Данная схема
соединена со схемой усилителя через трансформатор 107. В схему подключения также входит разъем 106,
предназначенный для подключения штекера 114. Этот разъем сконструирован таким образом, что схема
подключения будет эффективно соединена со схемой усилителя, когда штекер 114 не вставлен в указанный
разъем; альтернативное расположение разъема показано пунктирными линиями, обозначенными 106,
представляющими собой мостовое соединение разъема.
Схема усилителя содержит источники напряжения 109, 110 и 111, а также разъем 112, предназначенный для
приема штекера 113, благодаря чему приемник 26 может быть подключен к выходной стороне усилителя.
Штекер 114 соединен со шнуром 116, к которому также подключен другой штекер 115, который может быть
вставлен в разъем 117. В качестве альтернативы для использования с разъемом 106 его можно вставить в
разъем 119 или 120. Схема, к которой подключены разъемы 117, 119 и 120, может быть обозначена как схема
приема сигнала. Данная схема содержит усилительную лампу 123, к которой подключены входной
трансформатор 121 и выходной трансформатор 28. Остальные элементы этой компоновки идентичны
элементам на рис. Мне были присвоены те же самые номера. Схема на рис. 2 принципиально отличается от
схемы на рис. 1 наличием дополнительного реле 122, управляемого реле 34, которое меняет полярность
потенциала, подаваемого на управляющую цепь селектора 40, содержащего конденсатор 56 и обмотки
магнита 41, всякий раз, когда реле 34 срабатывает или отключается.
Принцип работы данной системы следующий: предположим, что станция А посылает высокочастотную
несущую волну, модулированную импульсом тока частотой 135 Гц. Эта волна будет принята антенной 21 и
передана на детектор 101 трансформатором 100, благодаря чему будет обнаружена низкочастотная
составляющая. Кроме того, предположим, что штекер 114 вставлен в разъем 106, а штекер 115 — в разъем
117. Соответственно, низкочастотный сигнальный ток будет проходить от выходной цепи детектора 101 по
проводникам шнура 116; при нерабочем положении клавиши 118 и разъема 119 низкочастотный сигнальный
ток будет подаваться на первичную обмотку трансформатора 121 по следующей цепи: от пластины 127
детектора 101, разъема 106, верхнего проводника шнура 116, разъема 117, проводника 128, контактов 129 и
130 клавиши 118, контактов 131 и 132 разъема 119, первичной обмотки трансформатора 121, контактов 133 и
134 разъема 119, батареи 135 к земле, затем к заземленному выводу катода 136 детектора 101 и через
пространство внутри него к пластине 127.
Этот низкочастотный ток будет усилен усилителем 123, и результирующий усиленный ток будет подаваться
на цепь реле 31, настроенного на 135 Гц. Якорь 32 этого реле будет вибрировать со скоростью 135 раз в
секунду до тех пор, пока импульс продолжает приниматься антенной 21. Как только якорь 32 коснется своего
контакта, ток начнет течь от батареи 37 по проводникам 60 и 61, затем через обмотку 34 и конденсатор 36,
соединенные параллельно, затем через контакт якоря 32 и проводника 62 к противоположному полюсу
батареи 37. Это активирует реле 34 и приведет к тому, что его якорь 39 коснется своего контакта. Благодаря
действию конденсатора 36, описанного ранее, этот якорь будет продолжать поддерживать замкнутый контакт
до тех пор, пока импульс продолжает вызывать вибрацию якоря 32. После замыкания контакта якоря 39 ток
также будет течь от батареи 37 по проводникам 60 и 61 через обмотку реле 122 и контакт реле 34 к
противоположному полюсу батареи 37, активируя реле 122.
Якоря 124 и 124 указанного реле будут притягиваться к своим внутренним контактам. Таким образом, ток
будет течь от батареи 38 по проводнику 63, якорю 124, затем через конденсатор 56, обмотку магнита 41, якорь
124 и проводник 64 к противоположному полюсу батареи 37. Как видно, эти батареи соединены
последовательно, что облегчает их использование. Обмотка 41 будет под напряжением, и якорь 42 будет
приведен в действие. Вращающийся элемент 44 селектора 40 будет перемещаться на заданное расстояние
под действием якоря 42 способом, подробно описанным в вышеупомянутом патенте. После завершения
импульса якорь 32 перестанет вибрировать, тем самым отключив реле 34 и 122. Когда якоря 124 и 124
отходят назад, через обмотку 41 передается импульс противоположной полярности, который усиливает
импульс, накопленный в конденсаторе 56. Как уже было отмечено, селектор 40 сконструирован таким
образом, что вращающийся элемент 44 будет перемещаться на то же расстояние и в том же направлении, что
и при первом импульсе, хотя направление протекания тока в цепи обмоток 41 в двух случаях различно.
Когда вращающийся элемент 44 переместится настолько, что подвижный контакт 46 коснется неподвижного
контакта 47, завяжется цепь от батареи 37, проводников 60 и 65, обмотки реле 48, контактов 47 и 46 и
проводника 67 к противоположному полюсу батареи 37, что приведет к включению реле 48. При срабатывании
реле 48 сработает и реле 66, и ток потечет от батареи 37 по проводникам 60 и 69, от левого контакта реле 66 к
сигнальному контакту 50, а затем по проводнику 68 к противоположному полюсу 37, тем самым приводя в
действие указанный сигнальный контакт. Реле 66 будет заблокировано на своем правом контакте, при этом
блокирующее соединение включает ключ 118. После получения этого сигнала абонент нажмет клавишу 118.
Это фактически отключает цепь приема сигнала от радиоприемника, частью которого является детектор 101.
Замыкание верхнего контакта клавиши 118 обеспечивает эффективное соединение анодной цепи детектора
101 через трансформатор 107 с усилителем речевых частот 108.
Поскольку штекер 113 обычно вставляется в разъем 112, приемник 26 фактически соединяется с антенной 21,
и, соответственно, речевые сигналы, принимаемые антенной 21, будут слышны абоненту на приемнике 26.
Действие ключа 118 также служит для размыкания цепи блокировки реле 66, тем самым прекращая звонок.
Вставив штекер 114 в разъем 1061, а штекер 115 в разъем 119, детектор 101 будет подключен к входной
стороне усилителя 123, тогда как, если штекер 115 вставлен в разъем 120, детектор будет подключен через
трансформатор 28 к резонансному контуру реле 31, тем самым отключая усилитель 123. Хотя на рис. 1 и 2
показана селективная система сигнализации, описанная выше, представленные там схемы могут быть легко
переведены в неселективный режим путем простой модификации аппаратуры на центральной и
второстепенной станциях. Таким образом, например, на рис. Ключ 10 может быть заменен любым простым
ключом, позволяющим открывать и закрывать цепь реле 7.
На вторичной станции B селектор 40 может быть отсоединен от правого контакта и якоря 39 реле 34. Затем
этот якорь можно напрямую соединить с любым реле медленного действия, обмотка которого должна быть
заземлена. Якорь такого реле может быть выполнен таким образом, чтобы управлять сигналом, например, 50.
В такой системе всякий раз, когда ключ на центральной станции А замкнут, срабатывает реле 7, и с антенны
16 передается несущий ток, модулированный сигнальным током частотой 135 Гц. Этот ток будет
демодулирован радиоприемником .22, а компонент частотой 135 Гц будет управлять реле 31, которое, в свою
очередь, будет управлять реле 34 способом, подробно описанным выше. При включении этого реле источник
потенциала 38 соединится с упомянутым выше реле медленного действия, которое, в свою очередь, будет
управлять сигналом 50. Кроме того, следует отметить, что, хотя система, изображенная на рис. 1 и 2, описана
как односторонняя система сигнализации, а именно от станции А к станциям В, В1 и В2, необходимо
понимать, что она не является столь ограниченной, а может быть легко адаптирована для двусторонней
сигнализации.
Таким образом, путем установки в передающие ветви различных вторичных станций селективного
передающего устройства, подобного тому, что показано на передающей ветви станции А, можно передавать
кодовые сигнальные импульсы с различных вторичных станций. Введя в приемную ветвь станции А
низкочастотную сигнальную схему, подобную показанной на приемном тракте станции В, и соединив с ней
множество селекторов, можно принимать кодовые импульсы, передаваемые от вторичных станций, что
позволит не только вторичным станциям сигнализировать оператору на центральной станции, но и указывать
номер вызывающей станции. Хотя уже упоминалось о наличии множества клавиш-переключателей на
станции А для вызова отдельных вторичных станций, следует отметить, что может использоваться
мастер-клавиша, подобная той, что описана в патенте № 117170, поданном 16 августа 1917 года, с помощью
которой при желании можно одновременно вызвать все вторичные станции. Также следует отметить в связи с
рис. 2, что усилитель 123 может быть опущен, если выходной энергии детекторной трубки достаточно для
срабатывания реле 31.
Хотя данное изобретение было описано в конкретной форме и расположении частей, следует понимать, что
оно не ограничивается этим, а может быть реализовано в других и различных формах без отступления от
духа и объема прилагаемого документа.
Соседние файлы в папке патенты