Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:патенты / Сборник патентов_4082
.pdf
Поэтому были приложены значительные усилия для усовершенствования кабеля или терминального
оборудования с целью увеличения скорости передачи сигналов. Недавно был сделан огромный шаг вперед
благодаря изобретению никель-железного сплава, называемого «пермаллоем», который обладает
удивительно высокой магнитной проницаемостью при низких магнитных силах, участвующих в передаче
сигналов, и другими свойствами, которые, как выяснилось, делают его особенно подходящим в качестве
материала для индуктивной нагрузки подводных кабелей. Такое улучшенное нагружение, применяемое в
трансокеанских кабелях, позволяет многократно увеличить скорость передачи сигналов.
В подводной телеграфной связи принято подавать сигналы, используя на кабель положительные и
отрицательные импульсы в различных комбинациях (например, на острове Прайс), и всегда существует
некоторая предельная частота передаваемых импульсов, выше которой принимаемые сигналы становятся
неразборчивыми. Эта предельная частота может называться предельной сигнальной частотой и выражается
в циклах в секунду.
Под частотой сигнализации понимается количество точечных импульсов, передаваемых за 50 секунд при
последовательной передаче чередующихся точечных и тиреобразных импульсов на заданной рабочей
частоте.
При передаче сигналов кабельного телеграфа используются различные комбинации положительных и
отрицательных импульсов с периодами нулевого тока, так что теоретически передаваемые токи могут иметь
частотные составляющие в любом диапазоне от нуля до бесконечности. Для получения достаточно
информативных сигналов на приемнике такой широкий диапазон частот на самом деле не требуется.
Удовлетворительные результаты могут быть получены при условии надлежащей передачи всех 65
составляющих частот от np до примерно полутора раз превышающих частоту сигнала. Таким образом, для
сигнальных частот от 10 до 60 или циклов важно передавать 70 частотных составляющих вплоть до примерно
100 циклов. Очевидно, что для высоких частот сигнала потребуется передача высокочастотных
составляющих.
Данное изобретение является результатом тщательного исследования факторов, влияющих на передачу
сигналов по подводным кабелям на скоростях, выходящих за рамки ранее использовавшихся в коммерческих
целях, и включающих частоты от 80 до нескольких сотен циклов в секунду.
Однако некоторые особенности изобретения полезны и в других частотных диапазонах, как станет ясно из
приведенных ниже описаний. 85 Хорошо известно, что устройства с электронным разрядом могут
использоваться для усиления 248 822 сигнальных токов подводных кабелей, а электрические сети могут
использоваться для изменения формы волны таких токов.
Изобретение относится к системе сигнализации подводного кабеля, в которой предусмотрено терминальное
устройство, включающее средства для приема сигналов в виде волн, состоящих из ряда компонентов
различной частоты, причем эти компоненты по-разному воздействуют во время передачи по кабелю, в
результате чего сигнальная волна или ее компоненты различаются по амплитуде и фазе.
Было высказано предположение, что для уменьшения или устранения искажений, вызванных неравномерным
затуханием и фазовым сдвигом различных частотных составляющих, можно использовать соответствующую
L-компенсирующую сеть на концах кабеля, однако мы не заявляем о широком применении этой особенности.
С другой стороны, согласно одному из аспектов настоящего изобретения, терминальное устройство включает
в себя средства приема сигнала, содержащие множество элементов формирования волны, которые
сконструированы и расположены таким образом, чтобы по-разному воздействовать на частотные компоненты
сигнальной волны, причем пропорциональное корректирующее воздействие одного из элементов на
амплитуду и фазу различных компонентов отличается от воздействия другого из элементов.
В соответствии с другим аспектом изобретения, терминальное устройство выполнено в виде приемного
устройства, в котором сигнальная волна последовательно обрабатывается элементом, который в основном
корректирует фазовые искажения, элементом, который в основном корректирует амплитудные искажения, и
элементами, которые подавляют нежелательные частотные составляющие за пределами полезного
диапазона сигнализации.
В соответствии с другим аспектом изобретения, устройство приема сигнала включает автотрансформатор,
например, повышающий трансформатор, который сконструирован и расположен таким образом, чтобы
корректировать искажения сигнальной волны и передавать скорректированную волну на устройство
идентификации сигнала, такое как обычный регистратор, через усилитель, причем расположение такое, что
сигнальная волна обрабатывается трансформатором и усилителем для передачи на устройство
идентификации сигнала скорректированной и усиленной сигнальной волны.
— Очевидно, что в соответствии с различными аспектами изобретения реализован способ и устройство, в
которых относительная фаза различных компонентов сигнальной волны сначала сдвигается таким образом,
чтобы волна приближалась к прямоугольной форме, а затем одновременно или впоследствии относительно
изменяются амплитуды различных компонентов, чтобы еще больше приблизиться к прямоугольной форме. 70
Отличительные особенности, которые считаются характерными для данного изобретения, подробно
изложены в прилагаемых пунктах формулы изобретения. Изобретение, как в отношении его организации, так
и способа функционирования, а также других его целей и преимуществ, будет дополнительно разъяснено со
ссылкой на следующее описание, взятое в связи с прилагаемым чертежом, состоящим из следующих фигур:
На рис. 1 схематически изображена дуплексная кабельная телеграфная система, использующая
многоступенчатый электронно-разрядный усилитель на приемном терминале, где 85 схема формирования
сигнала предшествует первой ступени.
На рис. 2 показан еще один тип многокаскадного усилителя, в котором между первым и вторым каскадами
используется высокодемпфированная селективная цепь.
На рис. 3 показан еще один многокаскадный усилитель, несколько похожий на усилитель на рис. 2, но
использующий другой тип связи между каскадами. 95 На рис. 4 показана еще одна двухканальная кабельная
телеграфная система, в которой используется специально экранированный мостовой трансформатор и
высокодемпфированные селективные цепи между всеми каскадами. Также показана усовершенствованная
схема заземления.
На рис. 5 показан еще один тип усилителя, аналогичный показанному на рис. 4, но с использованием других
соединений разрядного устройства.
На рис. 6 показан модифицированный усилитель типа 105, в котором схемы формирования волн подключены
к входным цепям нескольких устройств электронно-разрядной обработки.
На рис. 7 показано устройство записи типа 110, подходящее для использования с терминальными
усилителями.
На рис. 8, 9 и 10 показаны различные схематические изображения специально экранированного мостового
трансформатора. 115 На рис. 11 показана часть подводной кабельной телеграфной системы, адаптированной
для использования с расположением, показанным на рис.
6, Особенно подходит для высокоскоростной передачи сигналов по нагруженным подводным кабелям. 120
Теперь подробно опишутся положения, показанные на рисунках.
Следует отметить, что приведенные ниже подробные описания охватывают конструкции, в первую очередь
адаптированные для более низких скоростей в диапазоне используемых скоростей сигнализации, и
конструкции, позволяющие использовать более высокие скорости.
Обращаясь теперь к рис. 1, кабель 5 130 248 822 снабжен терминальным устройством для дуплексной
работы. На клемме X используется система перевернутого моста, включающая резисторные плечи 6 и 7 и
искусственный балансировочный кабель 8 для балансировки электрических характеристик кабеля 5.
Передающее устройство, условно представленное батареей 9, ключами 10 и 11 и резистором 12 в точке S,
показано подключенным к сопряженным точкам дуплексного моста. Приемный усилитель RA соединен через
селективную сеть 13 с вершиной 16 моста. Сигнализация осуществляется хорошо известным способом:
положительные импульсы передаются на кабель 5 путем замыкания точечного ключа 10 на контакте 14, а
отрицательные импульсы — путем замыкания тире 11 на контакте 15.
Такая двухканальная схема позволяет использовать заземленный усилитель, напрямую подключенный к
двухканальному мосту, без трансформатора моста. При определенных условиях такое расположение
является выгодным с точки зрения создания практичной операционной системы.
На клемме Y показано только передающее устройство, причем в стандартной комплектации. Оборудование
на терминале Y может быть идентично оборудованию на терминале X.
Формирующая цепь 13 состоит из переменного конденсатора 17, соединенного последовательно между
вершиной 16 дуплексного моста и сеткой трехэлектродного усилительного устройства IAl. Вокруг
конденсатора 17 зашунтирован переменный резистор высокого сопротивления 18. От каждого из выводов
конденсатора 17 отходит цепь, идущая к нити накала усилителя lAl, при этом нить накала подключена к земле.
Схема, подключенная к левому выводу генератора 17, состоит из катушки с переменной индуктивностью 19 и
резистора с переменным сопротивлением 20. Цепь, подключенная к правому выводу конденсатора 18,
состоит из катушки с переменной индуктивностью 21 и переменного сопротивления 22.
В данном случае все формирующие элементы приемной системы предшествуют первой усилительной лампе,
причем один формирующий элемент включает в себя элементы 19 и 20 и предназначен для компенсации
главным образом фазовых искажений, в то время как другой формирующий элемент включает в себя
элементы 21 и 22 и предназначен для компенсации амплитудных искажений, при этом относительные
фазовые и частотные составляющие сигнала практически не изменяются.
Природа и функции формообразующих элементов будут объяснены более подробно со ссылкой на
соответствующие элементы. 6.
Три усилительных элемента IAl, 1A2, 1A и iAi соединены резисторной связью последовательно. Накаливание
нитей осуществляется от батареи 23. Космический ток подается от батарей 1B1, 1B2, 1B3 и 1B4, по одной на
каждый усилитель. Последовательно с батареями lB1 и 1B2 соединены высокие сопротивления 24 и 25. В
последовательном соединении с батареей 70 1B3 находится более высокое сопротивление 26 Ом. Между
ступенями установлены 27 остановочных конденсаторов. Входные цепи усилителей 1A2, 1A3 и 1A4
зашунтированы резистором утечки 28. Для питания сеток каждого из усилителей подается источник
отрицательной поляризации с потенциалом 29.
К выходной цепи последнего усилителя 1А4 через переменное сопротивление 31 подключено записывающее
устройство R, представленное в виде катушки, которое может иметь любую подходящую форму, например,
осциллограф или сифонный самописец. Батарея 30 соединена последовательно с регистратором R для
нейтрализации падения потенциала через регистратор R, соответствующего нулевому сигнальному току.
Усилитель RA практически не искажает сигнал, а любые изменения формы волны 90 входящего тока
осуществляются селективной цепью 13.
Схема, показанная на рис. 1, позволяет передавать сигналы с частотой около 10 циклов в секунду при
условии, что дисбаланс поддерживается на уровне ниже 0,1 милливольт. Если дисбаланс превышает это
значение, необходимо несколько снизить частоту сигнала.
Теперь обратимся к рис. 2, где используется несколько иной тип приемного усилителя RA 100. Провод к сетке
усилительного устройства 2A1 соединен с вершиной 16 дуплексного моста и зашунтирован формирующим
элементом 39, включающим катушку с переменной индуктивностью 40 и переменное сопротивление 41.
Данная схема идентична схеме, расположенной с левой стороны конденсатора 17 на рис. 1.
Первые два усилительных устройства 2A1 и 2A2 соединены последовательно через селективную сеть 42.
Второй и третий усилительные элементы 2A2 и 2A3 соединены последовательно с помощью резистивной
связи. Нити накала всех усилительных устройств нагреваются от батареи 43. В отсеке 115 ток подается от
батарей 2B1, 2B2 и 2B3.
Последовательно с батареей 2Б1 соединены переменный резистор 44 и индуктивная катушка 45. Пластина
усилительного устройства 2A1 120 соединена с промежуточной точкой индуктивной катушки 45. Другие
компоненты схемы 42 включают переменное сопротивление 46, переменный конденсатор 47 и переменное
сопротивление 48. 125 Константы элементов сети 42 таковы, что она образует сильно затухающую сеть
избирательного формирования, влияние которой на различные формы волн может изменяться с помощью
переменной 130 i i 3 1 condensef 47 и других переменных элементов. Природа и функции формообразующих
элементов будут более подробно объяснены со ссылкой на соответствующие элементы на рис. 6.
Последовательно с батареей 2B2 находится резистор с высоким сопротивлением 49 Ом. Между ступенями
соединены 50 стопорных конденсаторов.
Входные цепи усилительных устройств 2A2 и 2A3 зашунтированы резистором утечки 51. Для сеток каждого из
усилительных устройств подается отрицательный поляризующий источник с потенциалом 62.
К выходной цепи последнего усилителя 2А3 через переменное сопротивление 53 подключено записывающее
устройство R, аналогичное устройству R на рис. 1. Батарея 54 соединена последовательно с регистратором
IR с той же целью, что и в связи с батареей 30 на рис. 1.
Последние два каскада усилителя RA на рис. 2 практически не искажают сигнал, при этом форма волны
входящего тока изменяется как в цепи 39, предшествующей усилителю 2A1, так и в цепи 42, следующей за
усилителем 2A1, и каждая из этих формирующих цепей оказывает различное пропорциональное
корректирующее воздействие на амплитудные и фазовые искажения сигнала.
В конфигурации, показанной на рис. 2, можно использовать гораздо более высокие скорости. Можно
использовать скорость до 15 циклов в секунду, а при работе в полнодуплексном режиме возможна локальная
скорость передачи 10 циклов в секунду, если ни один из компонентов дисбаланса не превышает 0,2
милливольта при напряжении батареи локального передатчика 60 вольт.
Теперь обратимся к рис. 3, где показан еще один тип многокаскадного усилителя.
Вершина 16 двухпроводного моста соединена с одним из выводов потенциометра 60. Через этот
потенциометр проходит формирующая цепь 61, которая может выполнять ту же функцию, что и элемент 39 на
рис. 2, и состоит из катушки с переменной индуктивностью 62 и переменного сопротивления 63. Четыре
усилительных элемента 3A1, 3A2, 3A3 и 3A4 соединены последовательно посредством формирующих сетей
64, 65 и 66. Накаливание нитей осуществляется от батареи 67. Электрический ток подается от батарей 68,
каждая из которых подключается к соответствующим усилителям. Селективная формирующая сеть-64
состоит из переменного сопротивления 69 и индуктивной катушки 70. Анод усилителя 3А1 соединен через
батарею 68 с регулируемой промежуточной точкой индуктивной катушки 70. Переменный конденсатор 71
подключен параллельно как индуктивной катушке 70, так и резистору 69. Сети 65 и 66 состоят каждая из
переменного резистора 72 и индуктивной катушки 73. Функции формирующих сетей 61, 64, а также сетей 65 и
66 будут описаны более подробно со ссылкой на соответствующие сети на рис. 6.
Сетки 70 различных усилителей поддерживаются на надлежащем потенциале относительно нити накала с
помощью потенциометров 74 и батарей 75. Следует отметить, что у батарей 75 для усилителей 3А2, 3А3 75 и
3А4 положительные клеммы подключены к сеткам. Это необходимо для частичной нейтрализации высокого
отрицательного потенциала, который в противном случае возник бы на сетках из-за падения потенциала в
резисторах 69 и 72 вследствие протекания в них пространственных токов.
Конденсатор 71 может быть отрегулирован таким образом, чтобы падение напряжения на нем было
максимальным для токов с частотой в диапазоне частот, необходимых для передачи сигналов.
К выходной цепи последнего усилителя 3А4 через переменное сопротивление 76 подключено записывающее
устройство R. Из-за относительно низкого напряжения батареи 68, нейтрализующая батарея
последовательно с этим записывающим устройством не подключена. Нулевое положение регистратора
можно отрегулировать, сместив подвес регистратора. 95 Расположение элементов на рис. 3 обеспечивает
примерно такую же скорость передачи сигналов, как и на рис. 2. Однако как занимаемое устройством
пространство, так и потребление энергии батареей значительно сокращаются. Регулировка формирования
сигналов также значительно упрощена, так что оператор, даже незнакомый с устройством схемы и
руководствующийся лишь одним листом письменных инструкций, за пятнадцать минут может
удовлетворительно сформировать сигналы со скоростью 1) циклов в секунду.
Теперь обратимся к рис. 4, где показана еще одна модель дуплексной кабельной телеграфной системы, в
которой используется специально экранированный мостовой трансформатор, позволяющий заземлять как
передающую батарею, так и приемный усилитель. В этой конструкции кабель 5 и искусственный
балансировочный кабель 8, 115 вместе с конденсаторами 80 и 81 образуют обычный двухжильный мост.
Передающий прибор S соединен с вершиной моста через регулируемый скользящий провод сопротивления
82. Для регулировки троса и искусственных тросовых плеч моста предусмотрены переменные сопротивления
120 83 соответственно. Через сопряженные точки моста i3 соединяется формирующая сеть 84, аналогичная
сети плиток 39 на рис. 2, но имеющая экран 85.
К этим сопряженным точкам моста подключена основная обмотка специально экранированного мостового
трансформатора 86. Экран 87, окружающий первичную обмотку, соединен с одним из выводов первичной
обмотки, а экран 88, окружающий вторичную обмотку, соединен с землей.
Более подробная информация о конструкции этого трансформатора будет приведена ниже в связи с
дальнейшим описанием рисунков 8, 9 и 10.
Усилитель в данной конфигурации, показанной на рис. 4, состоит из двух секций.
Если требуется использовать регистратор iR, предусмотрена только секция IRA, состоящая из четырех
ступеней. Если же требуется использовать телеграфное реле, необходим усилитель-приемник реле (RRA),
состоящий из двух дополнительных каскадов.
Вторичная обмотка экранированного трансформатора 86 замкнута на потенциометре 122 для удобства
регулировки силы сигналов. Подвижный контакт потенциометра соединен с поляризационным
потенциометром 89.
Этот поскнитометр 89 зашунтирован батареей 90, подключенной таким образом, что воздействие на сетку
усилителя 4A1 будет заключаться в том, что она станет более отрицательной, чем нить накала.
Подвижный контакт потенциометра сетки 89 соединен через резистор 91 с сеткой усилителя 4А1.
Между сеткой усилителя 4А1 и нитью накала по максимально коротким выводам подключен конденсатор 92.
Резистор 91 и конденсатор 92 предназначены для предотвращения выпрямления и передачи через усилитель
4A1 высокочастотных помех, таких как искрение в контактах и т. д.
Цепи накала усилителей 4A1, 4A2, 4A3 и 4A4 соединены параллельно и питаются от батареи 93. Анод
усилителя 4А1 соединен через батарею 94 с промежуточной точкой автотрансформатора 96. Между нижним
выводом автотрансформатора 96 и землей подключен переменный резистор 97. Между
автотрансформатором 96 и резистором 97 установлен переменный конденсатор 98. Этот конденсатор
существенно помогает формировать сигналы и уменьшать влияние помех и дисбаланса.
Автотрансформатор 96 предпочтительно выполнен следующим образом: сердечник имеет форму, которая
будет описана ниже в связи с мостовым трансформатором 86, и состоит из пермаллоевых листов с
минимально возможным воздушным зазором. Обмотки каждого сердечника состоят из трех секций по 0,25
дюйма, каждая из которых содержит 5000 витков медной проволоки № 40 в шелковой изоляции, и двух секций
по 0,35 дюйма, каждая из которых содержит 7000 витков проволоки № 40.
каждый из них состоит из одного медного провода в шелковой изоляции.
Созданный таким образом автотрансформатор имеет относительно высокую собственную частоту по
сравнению с частотами, используемыми в подводной кабельной телеграфии.
В сочетании с таким автотрансформатором, следовательно, можно использовать конденсатор, например,
конденсатор 98, для создания сильно затухающей селективной цепи или формирующей сети 99, состоящей из
автотрансформатора 96, резистора 97 и конденсатора.
более плотный 98. Данная схема 99 наиболее эффективна на желаемой частоте в пределах или несколько
выше диапазона частот, необходимых для воспроизведения сигналов, и менее эффективна для соседних
частот на любую желаемую величину. 80 Высоковольтная сторона автотрансформатора 96 также подключена
к сетке усилителя 4А2 через потенциометр 89 и резистор 91, которые одинаковы на всех каскадах. Каждый из
усилителей 85 снабжен конденсатором 92 того же размера и для той же цели, что и конденсатор 92 усилителя
4А1. Следует отметить, что поляризующие батареи сетки на втором и последующих этапах 90 соединены
положительными сторонами к сеткам, как это было в схеме на рис. 3 и для целей, описанных в связи с этим
рисунком. 95 Связь между усилителями 4A2 и 4A3, а также между 4A3 и 4A4 аналогична связи между
усилителями 4A1 и 4A2. Используется тот же тип автотрансформатора 96 и резистора 97. 100 Сети 100 и 101,
следующие за вторым и третьим этапами, аналогичны сети 99 первого этапа.
Конденсатор 102 с сопротивлением 103 и конденсатор 104 с сопротивлением 105 взаимодействуют с
автотрансформаторами 96, обеспечивая избирательность цепей 100 и 101 соответственно к различным
частотам. Сеть 100 избирательно реагирует на частоту, превышающую частоту, на которую избирательно
реагирует сеть 110 (сеть 99), а сеть 101 — на частоту, превышающую частоту сети 100.
Шунтированное сопротивление регулируется методом проб и ошибок до значения, которое не оказывает
негативного влияния на сигналы. При такой настройке на 115 Гц эти шунты существенно помогают снизить
уровень помех, принимаемых на частотах выше диапазона передачи сигнала.
Усилитель 4А4 четвертого каскада 120 предпочтительно состоит из двух вакуумных ламп, соединенных
параллельно, хотя для удобства показана только одна. Переключатель 106 используется для соединения
выходной цепи усилителя 4A4 либо с регистратором 125 R, либо с входной цепью усилителя RRA. При
подключении к регистратору R, как показано на рисунке, анодная цепь усилителя 4A4 проходит через батарею
107, переменное сопротивление 108 и катушку 130 регистратора R, зашунтированную переменным
сопротивлением I(19). Сопротивление 108 регулируется до максимально допустимого значения,
обеспечивающего хорошее качество сигнала; его назначение — выпрямить кривую характеристику
усилительных ламп 4А4 и уменьшить модуляцию сигнала подвижным импедансом регистратора. Резистор
109 предназначен для регулировки демпфирования регистратора. Смещение в работе регистратора,
вызванное пространственным током, корректируется механической регулировкой подвески регистратора.
Когда усилитель используется для управления реле, требуются большие токи, поэтому применяется
резистивно-связанный усилитель без искажений RRA. Этот усилитель может быть подключен к выходной
цепи последнего каскада усилителя мощности путем переключения выключателя 106 вправо. В этом
положении выходная цепь усилителя 4A4, включающая батарею 107, замыкается через высокое
сопротивление 110. Для преодоления падения потенциала, вызванного сопротивлением 110, дополнительная
батарея 111 подключена последовательно с батареей 107.
Отрицательный потенциал на верхнем выводе резистора 110, вызванный падением напряжения на резисторе
110 на 30 Ом, компенсируется положительной батареей 112, благодаря чему сетка усилителя 4A5
приобретает желаемый отрицательный потенциал. Анод усилителя 4А5 соединен с сеткой усилителя 4А6
через резистор 113, конденсатор 114, резистор утечки 115 и отрицательную поляризационную батарею сетки
116.
Схемы -plat3 усилительных ламп 4A5 и 4i6 питаются от одного и того же источника, а именно от батареи 117.
Анодная цепь усилителя 4AG включает резистор 118, функция которого заключается в предотвращении
неблагоприятной модуляции сигнала переменным импедансом реле REL. Это также помогает предотвратить
искажения, выравнивая характеристики усилителя 4A6. Поле в реле REL, возникающее из-за нормального
тока анода усилителя 4A6 50-, не вызывающего маркировки, компенсируется аналогичным полем,
создаваемым отдельной обмоткой 119, которая возбуждается от батареи 121. Это поле регулируется с
помощью сопротивления, значение которого зависит от постоянных обмоток используемого реле.
Накаливание нитей обоих каскадов осуществляется от батареи 121.
На схеме, показанной на рис. 4, следует отметить, что в усилителе RA каждый из элементов схемы, которые
должны быть подключены к земле или к положительной клемме батареи 93, подключен через отдельные
выводы, а не к общей шине, как это обычно делается.
В таких системах этот тип соединения очень важен из-за малых принимаемых токов и необходимости
предотвращения наводок и других помех. Хотя такое расположение проводов одинаково важно во всех 70
показанных системах, для простоты оно показано только на рис. 4.
Исходя из подробного описания приведенных выше рисунков, в дальнейшем описании необходимо лишь
указать, в чем заключаются отличия этих вариантов от уже описанных.
На схеме, показанной на рис. 5, представлен еще один тип усилителя, аналогичный показанному на рис. 80 4,
но с использованием другого типа подключения вакуумных ламп и другого типа межкаскадной связи.
Схемы двухканального моста и мостового трансформатора идентичны схемам, показанным на рис. 4, как и
входной потенциометр 130, соответствующий потенциометру 122 на рис. 4.
В первых трех 90 ступенях используются конденсаторы 13] и резисторы 132, предотвращающие замыкание.
Анод усилителя 5А] соединен с промежуточной точкой автотрансформатора 133, который может быть
идентичен автотрансформатору 96 на рис. 4.
Нижняя сторона автотрансформатора 133 соединена с положительной стороной батареи 5B через
переменное сопротивление 134.
Между автотрансформатором 133, резистором 134 и батареей 5B11 расположен переменный конденсатор
135. Верхний вывод 100 автотрансформатора 133 также соединен с сеткой усилителя 5А2 через конденсатор
136, отрицательную поляризационную батарею сетки 138 и резистор 132, предотвращающий наведение
помех. Конденсатор 1(05 131) соединен в виде sho-n между сеткой и нитью накала, а резистор утечки 137
соединен от точки между конденсатором 136 и батареей 138 к земле. 110 Анод усилителя второго каскада 5А2
соединен с промежуточной точкой автотрансформатора 139, нижняя точка которого соединена с
положительным полюсом батареи 5Б2 через переменный резистор 115 140. Верхняя сторона
автотрансформатора 139 соединена с сеткой усилителя 5А3 через конденсатор 141, отрицательную
поляризующую батарею 142, резистор утечки 143 и резистор 132 и конденсатор 131 устройства
предотвращения срабатывания. Регулируемый конденсатор 144 и регулируемое сопротивление 145,
зашунтированные от верхнего вывода автотрансформатора 139 к земле, настроены на значения, которые 125
уменьшают высокочастотные помехи, не влияя на сигнал.
При использовании регистратора R анод усилителя 5А3 соединен через переключатель 151 с верхней
стороной шага 248,822 248,S22 7 вниз автотрансформатора 146 и через него и резистор 147 с положительным
полюсом батареи 5Б3. Падение потенциала на регистраторе R компенсируется компенсирующей батареей
148 и потенциометром 149, поскольку недопустимо протекание тока более 500 мкА через катушку
регистратора R.
Когда усилитель, показанный на рис. 5, используется для управления реле, пластина усилителя 5А3
соединяется с промежуточной точкой автотрансформатора 150 путем перемещения переключателя 151 в
верхнее положение. Резистор 152, включенный последовательно с автотрансформатором 150, является
переменным. Верхняя сторона автотрансформатора 150 зашунтирована на землю конденсатором 153 и
резистором 154, которые, соответственно, идентичны конденсатору 144 и резистору 145 и функционируют
аналогичным образом. Верхний вывод автотрансформатора также соединен с сеткой усилителя 5А4 через
конденсатор 155, резистор утечки 156 и отрицательную полярную батарею 157. Анод усилителя 5А4 соединен
через резистор 158 и одну обмотку реле REL с положительной стороной батареи 5Б3. Резистор 158
предназначен для предотвращения модуляции сигнальной волны изменением импеданса реле. Электронное
поле реле, создаваемое нормальным анодным током усилителя 5А4, нейтрализуется полем, создаваемым
током от батареи 161 через обмотку 159, который регулируется переменным сопротивлением 160.
Нити накаливания трубок нагреваются батареей 161.
На рисунке 6 показан усилитель, специально адаптированный для работы на высоких скоростях, вплоть до
частоты передачи сигналов 60 и более циклов в секунду. Этот усилитель несколько похож на усилитель,
изображенный на рис. 5. Как показано на рис. 6, усилитель приспособлен для работы с записывающим
устройством, таким как сифонный самописец или осциллограф, но дополнительные каскады усиления могут
быть добавлены способом, показанным на предыдущих рисунках. На рисунке первый каскад показан
подключенным непосредственно к кабелю 5, который подходит для одноканального режима работы, но,
конечно, его можно подключить к двухканальному мосту способом, показанным и описанным в связи с
предыдущими рисунками.
Между кабелем 5 и землей подключен потенциометр 180. Мост (через потенциометр 180) представляет собой
формирующую цепь 61, аналогичную цепи 61 на рис. 3 и включающую индуктивность 62 и сопротивление 63.
Промежуточный вывод потенциометра 180 соединен через резистор 181 и отрицательную поляризующую
батарею 182 с сеткой усилителя 6А1. Конденсатор 183 соединен посредством максимально коротких
проводов от сетки к нити накала усилителя 6А1 и, совместно с резистором 181, предотвращает наводки.
Выходная цепь усилителя 6А1 соединена с формирующей цепью 184 посредством высокоомного резистора
75 и конденсатора 186. Последовательно с резистором 185 Ом подключена батарея питания
пространственного тока 6Б1. Формирующая цепь 184 состоит из переменного конденсатора 187,
регулируемого резистора 188 и автотрансформатора 189. Конструктивные особенности данного
автотрансформатора будут описаны ниже. Верхний вывод автотрансформатора 189 соединен с сеткой
усилителя 6А2 через переменный резистор 85 Ом 190 и отрицательную сетевую батарею 191.
Конденсатор 192 взаимодействует с резистором 190 для предотвращения наводок, как описано выше, а также
помогает формировать сигналы 90 и подавлять высокочастотные помехи.
Следует отметить, что формирующая цепь 184 подключена к входной цепи последующей лампы усилителя,
что 95 отличает ее от ранее описанных схем. Благодаря этому соединению предотвращается протекание
пространственного тока из предыдущей трубки в автотрансформаторе волнообразующей цепи, и,
следовательно, на пластину предыдущей трубки могут быть воздействованы потенциалы на 100 более
высоких значений без вредного воздействия на волнообразующую цепь. С помощью конденсатора 187 можно
сделать высокодемпфированную селективную сеть 184 наиболее эффективной на любой желаемой частоте,
чтобы усилить те частоты сигнального тока, которые наиболее сильно затухают во время передачи, и
уменьшить помехи. При этом конструкция устройства может быть практически неспособна влиять на
относительную фазу различных компонентов сигнала. 115 Усилитель 6А2 соединен с формирующей цепью
193 посредством высокоомного резистора 194 и конденсатора 195. Последовательно с резистором 194
соединена батарея токов космического пространства 6Б2.
Схема 193 состоит из регулируемой индуктивной катушки 196, регулируемого конденсатора 290 и
регулируемого резистора 197. Катушка 196 и сопротивление 197 соединены параллельно друг другу и
последовательно с разделительным конденсатором 125-195 и подключены между пластиной f трубки 6А2 и
сеткой трубки 6А3.
Конденсатор 290 подключен к резистору утечки сетки 198, который соединен с сеткой трубки 6A3 через
отрицательную батарею 199 и, таким образом, образует замыкание между сеткой этой трубки и землей.
Усилитель 6A3 аналогичным образом соединен с формирующей сетью 202 через резистор 200 и конденсатор
201. Формирующая цепь 202 состоит из регулируемой индуктивной катушки 203, переменного конденсатора
291 и переменного резистора 204. Катушка 203 и сопротивление 204 соединены параллельно друг другу и
последовательно с разделительным конденсатором 201 между пластиной трубки 6A3 и сеткой трубки 6A4.
Конденсатор 291 подключен к резистору утечки 205, который соединен с сеткой трубки 6А4 через
отрицательную сетку 206, образуя таким образом шунт от сетки этой трубки к земле. Батарея 6B3
обеспечивает космический ток для трубки 6A3. Выходная цепь лампы 6А4 подключена через батарею 613Б4 к
регистратору R.
Регистратор R может представлять собой высокоскоростной сифлоновый регистратор, схематически
показанный на рис. 7. Подвижная катушка 210 зашунтирована переменным резистором 211. Полевая катушка
214 питается током от батареи 212 под управлением соответствующего резистора 213. Смещение подвижной
катушки, возникающее из-за нормального протекания через нее анодного тока в условиях отсутствия
маркировки, может быть нейтрализовано регулировкой подвеса или отдельной батареей, как поясняется в
связи с рис. 1.
Функции, выполняемые различными частями схемы, показанной на рис. 6, будут рассмотрены более
подробно. Так бывает, что при приеме телеграфных сигналов от большинства кабелей, заканчивающихся
магнитными шунтами обычного типа, при условии надлежащей регулировки шунта, различные частотные
составляющие сигналов находятся практически в правильном фазовом соотношении. Усилитель
формирования сигнала, за исключением магнитного шунта, служит, не внося сам по себе таких относительных
фазовых сдвигов различных частот, которые могли бы существенно повлиять на форму сигнальной волны,
для коррекции неравномерного затухания, испытываемого различными частотными компонентами в кабеле,
для устранения помех от частот, превышающих необходимые для формирования сигнала, и для повышения
амплитуды сигнала до подходящего уровня.
Четыре каскада усиления формирующего усилителя делят его на четыре части; первая включает в себя
кабельную оконечность, в том числе магнитный шунт 61, а вторая — сеть 184 между первыми двумя
каскадами. Эта сеть с магнитным шунтом осуществляет основное формирование сигнала. Катушка 62 и
связанное с ней сопротивление 63 являются основными факторами фазовой коррекции, и для этой цели
катушка 62 может иметь индуктивность от 2 до 8 генри, а сопротивление 63 может составлять от 0 до 150 Ом.
Сети 193 и 202, которые похожи друг на друга, за исключением констант элементов, служат в первую очередь
для устранения высокочастотных помех без серьезного искажения сигнальных волн, то есть без
дискриминации предварительно скорректированных частотных составляющих сигнала. Эти 80 сетей
действительно оказывают некоторое влияние на сглаживание углов ранее сформированных сигналов, но это
допустимо для устранения высокочастотных помех. 85 При коррекции неравномерного затухания волн разных
частот при прохождении по кабелю необходимо учитывать довольно широкий диапазон частот,
простирающийся от 90° (очень низкий предел) до частоты, возможно, в полтора или более раз превышающей
частоту сигнала.
Например, если частота сигнала составляет 60 циклов, желательно уделять корректирующее внимание всем
частотам, начиная, возможно, с 90 циклов и до четверти цикла. Низкие частоты становятся важными, когда
условия на линии остаются неизменными в течение некоторого времени, например, когда оператор
считывания 100 меняет ленту, операция, занимающая, возможно, одну секунду. В течение этого времени
приемник должен оставаться в своем нормальном рабочем нулевом положении и не отклоняться в ложное
начальное положение, где он может дать неверные показания, когда фактические сигналы снова начнут
поступать. Если требуется больше времени, перед началом передачи 110 сигналов следует отправить серию
реверсов для очистки кабеля. Это означает, что система усиления должна работать на частотах, очень
близких к нулю, то есть на постоянном токе.
Как указывалось ранее, для большинства кабелей 115 магнитный шунт 61 практически полностью
компенсирует фазовое смещение волновых компонентов принимаемых сигналов и в некоторой степени
компенсирует искажение амплитуды. Основная часть формирования волны 120, то есть около двух
миллиметров от нее, предпочтительно осуществляется с помощью формирующей сети 184 между первым и
вторым этапами, причем формирование волны в этой сети состоит главным образом из коррекции искажений
амплитуды 12, при этом относительная частота различных частотных компонентов очень мала. «Сети
промежуточного этапа wVo 193 и 2u2 могут фактически ухудшать сигнал в части формирования iLs 13j
248,822, но выполняют другую важную функцию, как указано выше и объяснено ниже.»
Возвращаясь к основной цепи формирования волн 184, сопротивление 185, которое может составлять около
200 000 Ом, обеспечивает прямолинейную характеристику усилителя первого каскада 6AI и достаточную
разность потенциалов на низких частотах, передаваемую на цепь формирования волн 184.
Конденсатор 186, емкость которого может составлять около 22 микрофарад, с легкостью пропускает все
частоты в рассматриваемом диапазоне от одной четверти цикла в секунду и выше. Первичный конденсатор
187, вместе с той частью индуктивности автотрансформатора 189, с которой он фактически соединен в цепи,
наиболее избирательно реагирует на частоты, приблизительно в полтора раза превышающие частоту
сигнала. Это означает, что схема, несмотря на критическое демпфирование, обеспечивает несколько более
высокое сопротивление для частот, в полтора раза превышающих частоту сигнала, чем для частот ниже, но
значительно более низкое сопротивление для высоких мешающих частот. Следовательно, это способствует
выравниванию неравномерно затухших частотных составляющих. Предпочтительно, чтобы большое
сопротивление 188 было в несколько раз больше величины, необходимой для критического демпфирования.
Величины первичной обмотки автотрансформатора 189 и регулируемого сопротивления 188 определяются
компромиссом между противоречащими условиями. Можно сказать, что сопротивление должно быть
достаточно большим по отношению к реактивному сопротивлению первичной обмотки автотрансформатора
189, чтобы фазовый сдвиг между различными частотными составляющими был пренебрежимо мал по
сравнению с влиянием на форму сигнальной волны в том частотном диапазоне, в котором
автотрансформатор эффективно обеспечивает дифференциацию в пользу более высоких частот.
Было установлено, что эти результаты могут быть получены, если индуктивность первичной обмотки
автотрансформатора составляет от 50 до 200 генри, а сопротивление 188 — от 0,1 до 0,2 мегаом.
Трансформатор не оказывает никакого воздействия на постоянный ток и оказывает незначительное влияние
на очень низкие частоты. Его эффект относительно возрастает с частотой до точки, выходящей за пределы
интересующего диапазона, например, от 0 до 150 циклов, после чего распределенная мощность катушки
начинает снижать трансформаторный эффект. Временной интервал между сигнальной составляющей
определенной частоты на вторичных клеммах и сигнальной составляющей другой частоты практически
совпадает с временным интервалом между этими сигнальными составляющими на первичных клеммах в
большей части диапазона частот, в котором автотрансформатор эффективен для повышения напряжения,
или, если рассматривать с точки зрения изменения фазовых углов.
Вместо интервалов, выраженных непосредственно в единицах времени, компоненты напряжения сигнала,
появляющиеся на вторичных клеммах, сдвинуты по фазе относительно тех же компонентов сигнала на
первичных клеммах на угол, приблизительно пропорциональный частоте компонентов. Сопротивление,
разумеется, должно быть достаточно большим, чтобы селективная цепь 184, включая первичную
индуктивность 80, не колебалась, но это условие обычно выполняется, если выполняется предыдущее
требование. Что касается индуктивности, следует отметить, что схемы анодных цепей усилителя имеют
высокое сопротивление (85 Ом), и желательно, чтобы значительная часть выходного напряжения первого
каскада усилителя 6A1 была доступна для второго каскада усилителя 6A2. Соответственно, первичная
обмотка автотрансформатора имеет указанное значение от 50 до 200 генри.
Затем, для получения большого повышающего напряжения при низкочастотных токах, коэффициент
трансформации автотрансформатора значительно увеличивается, достигая значения 95. Как указывалось
ранее, следует избегать резонансных или сильно колебательных цепей, а сопротивление, которое может
составлять около 2 мегаом, помогает контуру, включая вторичный конденсатор 192, удовлетворять этому
условию.
Соседние файлы в папке патенты