Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:патенты / Сборник патентов_4082
.pdf
Селективность контура, включающего вторичный конденсатор 192, такова, что его максимальное напряжение
падает примерно в полтора раза на частоту сигнала, но не в той же точке, что и первый или первичный
конденсаторный контур 184. Ни одна из петель не является колебательной, поскольку сопротивление 188,
обычно составляющее от 100 000 до 200 000 Ом, предотвращает колебания в первой петле, а сопротивление
190 вместе с сопротивлением первичной петли 184, с которой оно соединено, делает вторую петлю
неколебательной. Основная трудность, возникшая при создании этого аппарата, заключалась в разработке
индуктивной катушки для автотрансформатора 189. Сложность проектирования такой катушки заключается в
получении требуемых высоких значений индуктивности (120) при достаточно низкой распределенной емкости.
Подходящая конструкция катушки будет описана далее.
Последние две сети, 193 и 202, похожи на фильтры нижних частот. Сделав элемент индуктивности 125 и
элемент сопротивления переменными, при необходимости можно использовать любой из них по отдельности.
Предпочтительно использовать индуктивный элемент, и может быть целесообразно использовать
сопротивление в параллельном соединении 130 248,822 для управления демпфированием цепи. Каждая цепь
состоит из индуктивной катушки, соединенной последовательно с цепью передачи сигнала, и конденсатора,
подключенного параллельно этой цепи. Рассмотрим схему иным способом: входящая линия передачи или
цепь нагружается индуктивным элементом и элементом емкости, соединенными последовательно. Затем
исходящая линия электропередачи или цепь напрямую подключается к клеммам элемента пропускной
способности. Путем соответствующей регулировки индуктивности и емкости элементов эта схема может быть
сделана в первую очередь эффективной для передачи желаемой частоты, которая может быть необходима
для сигнализации. Путем правильного подбора сопротивления индуктивного элемента можно снизить влияние
соседних частот на схему на любую желаемую величину.
Как правило, сопротивление делают большим, чтобы получить плоскую селективную характеристику
желаемой формы.
Существенным преимуществом такой схемы является относительно резкое ограничение частоты на верхнем
пределе желаемого частотного диапазона.
На рисунках показан тип мостового трансформатора, пригодного для использования в описанных выше
схемах.
8, 9 и 10 на разрезе, плане и плане в разрезе соответственно.
Сердечник 300, состоящий из полос пермаллоя, собирается показанным способом с небольшим воздушным
зазором, который может располагаться на одном конце центральной ножки, но не показан на рисунке.
Первичная обмотка состоит из четырех плоских секций 301, каждая толщиной 0,25 дюйма и содержит 750
витков медной проволоки № 27 в черном эмалевом покрытии, имеющей сопротивление 27 Ом на секцию или
общее сопротивление 108 Ом и индуктивность 225 генри. Вторичная обмотка 302 состоит из одной плоской
катушки длиной 114 дюймов, имеющей 5000 витков медной проволоки № 40 в шелковой изоляции. Первичная
обмотка разделена на две секции, каждая из которых заключена в медный экран 303. Вторичная обмотка
также заключена в медный экран 304 и расположена на центральной ножке сердечника между двумя
секциями первичной обмотки. От каждого медного экрана отходит свинец 305 в точке, симметричной
относительно паза 306 в экране. Первичные экраны подключены к одному из выводов первичной обмотки, как
показано на рис.
4, а вторичный экран заземлен, как показано на том же рисунке. Необходимо проявлять осторожность, чтобы
обеспечить идеальную изоляцию между экраном и обмотками, между экранами и сердечниками, а также
между первичным и вторичным экранами.
Тип катушки, подходящий для автотрансформатора 189 на рис. 6, имеет сердечник, аналогичный сердечнику
мостового трансформатора, описанного в связи с рис. 8, 9 и 10, в котором на одном конце центральной ножки
в магнитную цепь включен небольшой воздушный зазор. Обмотка состоит из 7 плоских секций, каждая
толщиной в дюймы и содержит 8300 75 витков медной проволоки № 40 в шелковой изоляции, имеющей
сопротивление около 6500 Ом на секцию. Общее сопротивление меди составляет порядка 50 000 Ом, а
общая индуктивность приблизительно 6000 80 генри.
Особенно подходящая для высокоскоростной передачи сигналов по нагруженному подводному кабелю схема
показана на рис. 6, модифицирована в соответствии с рис. 11. На приемном терминале 85 кабель 5 соединен
с промежуточной точкой автотрансформатора 358 через переменный конденсатор 355 и переменное
сопротивление 356. Суммарная индуктивность автотрансформатора 358 90 составляет от 1 до 15 генри, тогда
как индуктивность участка между нижним выводом и промежуточной точкой составляет от одной четверти до
2 генри. Конденсатор 355 и резистор 356 необходимы только при самых высоких скоростях передачи сигналов
и могут быть эффективно исключены путем замыкания переключателя 357. С помощью переключателя 362
можно подключить переменный конденсатор 360, зашунтированный переменным сопротивлением 361, между
промежуточной точкой автотрансформатора 358 и землей для устранения высокочастотных помех, когда они
становятся чрезмерными. Через цепь 366, состоящую из автотрансформатора 358 и резистора 359,
подключен потенциометр 365.
Конденсатор 363 может быть последовательно включен в цепь с потенциометром 305 путем размыкания
выключателя 364. Конденсатор 363 необходим только тогда, когда возникают проблемы с токами заземления,
и должен быть настолько большим, чтобы постоянная времени этого конденсатора и сопротивления 365
составляла от 3 до 10 секунд, то есть емкость в микрофарадах 115, умноженная на сопротивление в
мегаомах, равнялась от 3 до 10. В случаях, когда токи заземления требуют использования этого
конденсатора, сопротивление 365 будет увеличено до порядка 100 000 Ом, чтобы обеспечить возможность
использования конденсатора умеренного размера.
Функции сетей 184, 193 и 202 на рис. 6 были описаны выше. Далее будет описана работа сети 366, состоящей
из автотрансформатора 358 и резистора 359, который служит для оконцовки кабеля. Задача сети 366 состоит
в передаче от кабеля 248822 к первому каскаду усилителя 6A1 компонентов всех частот, при этом напряжения
компонентов более высоких частот повышаются сильнее, чем напряжения компонентов более низких частот.
Сопротивление 359 обеспечивает разность потенциалов между клеммой кабеля и землей даже при нулевой
частоте (постоянный ток).
При прохождении токов через участок сети 366 к земле входящие токи сталкиваются с импедансом, который
увеличивается с увеличением частоты.
Изменение импеданса обусловлено прежде всего изменением реактивного сопротивления, поскольку
сопротивление этого пути не сильно меняется для разных частот составляющих. Таким образом, каждая
частотная составляющая первичного тока будет испытывать незначительно отличающийся фазовый сдвиг по
сравнению с любой другой частотной составляющей. В точке, где реактивное сопротивление и сопротивление
имеют одинаковую величину, фазовый сдвиг происходит быстро.
незначительные изменения величины реактивного или сопротивления. Если реактивное сопротивление или
сопротивление значительно преобладают, то сдвиг фазы при изменении величины любого из них будет
относительно небольшим. Таким образом, первичная цепь сети 366 выполнена в качестве основного
устройства сдвига фазы, а ее параметры рассчитаны таким образом, чтобы передняя часть кривой прихода
сигнала была достаточно крутой для воспроизведения высокочастотных составляющих сигнала.
Четыре функции сети 366' — это 1. Для обеспечения надлежащего импеданса при подключении кабеля.
2.
Для коррекции относительных фаз компонентов, составляющих импульсный сигнал.
3.
Для повышения напряжения составляющих входящего частотного сигнала:
4.
Для выполнения коррекции затухания необходимо повысить напряжение на более высоких частотах сильнее,
чем на более низких.
Первая функция определяет суммарную величину первичного импеданса сети 366.
Если, например, сопротивление кабеля составляет 400 Ом на сигнальной частоте, то сеть 366,
рассматриваемая со стороны клеммы кабеля и заземления, должна иметь сопоставимое сопротивление,
чтобы удовлетворить хорошо известному принципу согласования импедансов связанных цепей.
Относительные величины элементов сопротивления и индуктивности, необходимые для реализации второй
функции, могут быть определены экспериментально.
Четвертая функция, а именно коррекция затухания, зависит от того, насколько велико соотношение витков
автотрансформатора для выполнения этой функции.
Для обеспечения надежной работы такой катушки необходимы магнитные сердечники, и наилучшим
вариантом является материал, например, спрессованный порошкообразный железо, который обеспечивает
сопротивление и индуктивность, практически не зависящие от тока и частоты.
Фактическая суммарная величина индуктивности зависит, во-первых, от величины первичной составляющей
(определяемой функцией 1), а во-вторых, от требуемого повышения напряжения.
При частоте сигнала 60 Гц, суммарная индуктивность порядка 1 генри, примерно 80 витков, разделенных
поровну, и сопротивление около 15 Ом, включенное последовательно, подходят для оконечного соединения
нагруженного кабеля с импедансом 400 Ом.
Потенциометр 365 позволяет регулировать потенциал всего на 85 м.
Хотя предпочтительно, чтобы все необходимые сдвиги фазы выполнялись сетью 366, каждая из сетей 366 и
184 может функционировать для выполнения как сдвига фазы, так и коррекции затухания, но в разных
относительных величинах, чтобы правильно формировать сильно искаженные сигналы, которые могут быть
получены от индуктивно нагруженного кабеля — например, кабеля 95, нагруженного никель-железным
сплавом с высокой магнитной проницаемостью, такого как кабель 5 на рис. 11.
Как было указано в только что приведенном описании, настройка сигнала различных элементов будет
меняться в зависимости от различных условий и лучше всего определяется путем наблюдения за формой
принимаемых сигналов. Очевидно, что для настройки усилительного устройства кабельного телеграфного
сигнала таким образом, чтобы форма сигнала была пригодна для приема, требуется значительное время и
усилия.
В большинстве случаев селективные цепи, такие как, например, сети 99, 100 и 110 101 на рис. 4, обладают
настолько сильным затуханием, что не являются колебательными. В некоторых случаях может быть выгодно
допустить их резонанс, в этом случае желательно, чтобы каждая последующая сеть 115, идущая в
направлении передачи, была резонансной на частоте выше той, на которой резонансна предыдущая сеть.
Таким образом, сеть 100 будет резонировать на частоте, более высокой, чем сеть 99 (120 Гц), а сеть 101 — на
частоте, более высокой, чем сеть 100.
Из приведенного выше описания становится очевидным, что модификации, подпадающие под действие
статьи 125, являются очевидным изобретением. Таким образом, подобные изменения подпадают под
действие прилагаемых пунктов формулы изобретения.
Подробно описав и определив природу нашего изобретения и способ его осуществления, мы заявляем, что
то, что мы...
=== НАЧАЛО ФАЙЛА: patent_248823.txt ===
ССЫЛКА: https://translationportal.epo.org/emtp/translate/?ACTION=description-retrieval&COUNTRY=GB&ENGINE=
google&FORMAT=docdb&KIND=A&LOCALE=sq_AL&NUMBER=248823&SRCLANG=EN&OPS=ops.epo.org/3.2&T
RGLANG=ru
========================================
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ GB248823A
[]
[Второе издание.] ]
ПАТЕНТНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ
Дата подачи заявки: Deo, 6, 1924.
Нет, 29,339/24.
248,823 "" "Полностью принято: 8 марта 1926 г.
F-' '- ПОЛНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ.
Усовершенствования в системах подводных кабелей и телеграфной связи.
(Сообщение от компании WESTERN ELECTRIO COMPANY, INCORPORATED, корпорации штата Нью-Йорк,
имеющей главный офис по адресу: 463, West Street, New York, State of New York, United States of America).
Мы, компания WESTERN ELECTRIC OOMPANY, LIMITED, расположенная по адресу: Connaught House,
Aldwych, London, W.O. 2, Англия, британская корпорация, настоящим заявляем, что характер данного
изобретения и способ его осуществления должны быть подробно описаны и установлены в следующем
заявлении:
Данное изобретение относится к подводным кабелям и аналогичным телеграфным системам.
Его основная цель — коррекция искажений сигналов, передаваемых по длинному подводному кабелю, и их
усиление до значения, пригодного для работы приемного прибора.
Согласно настоящему изобретению, индуктивно нагруженный кабель подключается к оконечному устройству,
импеданс которого, если смотреть со стороны кабеля, существенно выше для частотных составляющих
сигнала ниже частоты сигнала, чем для частотных составляющих выше частоты сигнала.
Выгодно оконечно подключать симметричный кабель с помощью клеммной системы с высокоимпедансным
заземлением таким образом, чтобы получить высокое отношение мощности сигнала к помехам, вызванным
дисбалансом.
Как указано в нашей параллельно рассматриваемой заявке № 29338/24 (248822), это может быть достигнуто
путем обеспечения оконечного устройства для кабеля с высоким импедансом для:
Частоты компонентов вблизи частоты сигнала. Это гарантирует, что соотношение сигнальных помех к
несбалансированным помехам будет максимально благоприятным. Терминальное соединение с
высокоимпедансным заземлением включает в себя частичную обратную цепь, заканчивающуюся в море и
включающую длинный металлический проводник и сеть, предпочтительно расположенную в месте окончания
в море, причем вся обратная цепь образует баланс для кабеля.
Ещё одна задача — оконечное подключение кабеля, заземлённого через высокое сопротивление, таким
образом, чтобы обеспечить эффективный приём сигналов. В соответствии с одной из особенностей
изобретения, это достигается в приемной системе, импеданс которой, рассматриваемый со стороны кабеля,
по меньшей мере в несколько раз выше импеданса кабеля на всех частотах, необходимых для передачи
сигнала, а на низких частотах он во много раз выше характеристического импеданса кабеля.
— Другая задача состоит в том, чтобы закрепить нагруженный кабель таким образом, чтобы предотвратить
гистерезисные искажения, вызванные накоплением аномально высоких значений низкочастотных токовых
составляющих. В соответствии с изобретением это достигается путем обеспечения высокоимпедансного
оконечного устройства кабеля для низкочастотных составляющих сигнала, что гарантирует, что длинная
последовательность сигналов, в которой преобладает одна полярность, не приведет к аномально высокому
нарастанию тока на приемном терминале кабеля.
Это имеет большое значение при работе кабелей, нагруженных никель-железным или другим сплавом с
высокой магнитной проницаемостью при низких намагничивающих силах, поскольку «накопление» тока одной
полярности приводит к работе кабеля в частично намагниченном состоянии и вызывает гистерезисные
искажения принимаемого сигнала.
Ещё одной целью является обеспечение эффективного использования заземленного усилителя в сочетании с
кабелем, сбалансированным по клеммам, имеющим высокоимпедансное заземление. В соответствии с
изобретением, данное концевое устройство включает в себя частичную обратную цепь, заканчивающуюся в
море и включающую длинный металлический проводник и сеть, предпочтительно расположенную рядом с
морским терминалом, причем вся обратная цепь образует баланс для кабеля. Основной кабель и данная
клеммная система индуктивно связаны с заземленным усилителем. Это обеспечивает поддержание баланса
между основным кабелем и клеммной системой относительно помех, которым подвергаются основной кабель
и связанный с ним балансировочный кабель. В выбранном для иллюстрации варианте осуществления
данного изобретения все эти цели достигаются одновременно. В данном варианте осуществления
одножильный подводный кабель, нагруженный никель-железным сплавом, заканчивается двухжильным
участком, каждый проводник которого также нагружен.
На конце двухжильного кабеля, обращенном к морю, один проводник соединен с одножильным кабелем, а
другой заземлен через практически чистое сопротивление, значение которого приблизительно равно
характеристическому импедансу одножильного кабеля. На береговом конце двухжильный участок
заканчивается цепью, состоящей из шунтированного конденсатора, соединенного последовательно с
шунтированной индуктивностью и сопротивлением, пропорции которых подобраны таким образом, что при
подключении к приемному электронно-разрядному усилителю посредством трансформатора, имеющего очень
высокое отношение индуктивности к сопротивлению, цепь удовлетворяет четырем целям, упомянутым выше.
Новые особенности, которые считаются характерными для данного изобретения, подробно изложены в
прилагаемых пунктах формулы изобретения. Изобретение, как в отношении его организации, так и способа
работы, а также другие его цели и преимущества, будут более подробно объяснены ниже со ссылкой на
прилагаемый чертеж, на котором на фиг. 1 схематически показан предпочтительный вариант осуществления
изобретения, как описано выше. На фиг. 2 схематически показан тип приемного усилителя, пригодного для
использования в системе, показанной на фиг. 1. На рис. 3 показаны модификации схемы, представленной на
рис. 2. Обращаясь теперь к рис. 1 чертежа, одножильный подводный кабель 5 заканчивается двухжильным
участком подводного кабеля 6, который проходит между линиями W-W и X-X. Один жильный проводник 7
двухжильного участка 6 соединен одним концом с одножильным кабелем 5, а другим концом подключен к
переключателю 8, с помощью которого он может быть подключен в верхнем положении к приемному
устройству сигнала R, а в нижнем положении — к передающему устройству T. Другой жильный проводник 9
двухжильного участка соединен на морском конце через резистор 10 с проводником, контактирующим с
морской водой.
В показанной схеме резистор подключен к проводам брони кабеля в точке 13, а для обозначения заземления
проводов брони используется стандартное заземление, показанное пунктирными линиями. Жила 9 вместе с
сетью 10, заземленной в точке 13, образует цепь балансировки кабеля. — Конец жилы 9, выходящий на берег,
соединен с приемным устройством R.
Тип сердечника, подходящий как для одножильного, так и для двухжильного кабеля, описан в британском
патенте № 188688, в котором медный проводник снабжен магнитной обмоткой из никель-железного
нагрузочного материала. Преимущество использования этого нагрузочного материала заключается в том, что
его магнитная проницаемость при малых намагничивающих силах порядка 0,01–0,10 гаусс в 20 раз выше, чем
у железа, то есть от 2000 до 4000. Поверх обмотки из никель-железного сплава наносится изоляционный слой
из гуттаперчи или аналогичного материала. Кабель, с которым предназначен для работы описанный здесь
приемный аппарат, защищенный бронированными проводами в соответствии со стандартной практикой
прокладки подводных кабелей, имеет характеристическое сопротивление, составляющее приблизительно 400
Ом в диапазоне сигнальных частот.
Предпочтительно, чтобы оконечный прибор для такого кабеля имел импеданс, равный 105 Ом для сигнальных
и высокочастотных составляющих, составляющий не менее 2000 Ом.
Передающее оборудование Т включает в себя хорошо известный передатчик 17, генерирующий
положительные и отрицательные импульсы, последовательное сопротивление 18 и конденсатор 19, а также
шунтирующее сопротивление 20. Как пояснялось выше, транзитное оборудование T может быть подключено к
жиле 7 двухжильного блока 115 секции 6 посредством переключателя 8, расположенного в его нижнем
положении. Аналогичное передающее оборудование (не показано) предусмотрено на дальнем конце кабеля 5
для передачи на приемное устройство 1R и 120, дальнейшее описание не требуется.
Непосредственное окончание для секции с двойным сердечником -6 состоит из конденсатора 21,
соединенного последовательно с индуктивностью 22. Резистор 23, включенный параллельно 125
конденсатора 21; резистор 24, включенный параллельно индуктивности 22; и резистор 25, включенный
последовательно с индуктивностью 22, предназначены для предотвращения свободных колебаний и для
контроля низкочастотных составляющих сигнального тока, как будет описано далее. Экранированный
трансформатор 26 используется для связи индуктивности 22 с приемным усилителем А. Вторичная обмотка
27 трансформатора 26 окружена экраном 28, который соединен с локально заземленным выводом обмотки
27.
Усилитель А может иметь любую подходящую конструкцию и предпочтительно использует усилительные
устройства с электронным разрядом, как указано. Выходная цепь усилителя А проходит через приемное
устройство 29, которое, как указано, может представлять собой сифонный самописец. В показанной схеме
индикаторное устройство 29 для удобства расположено на значительном расстоянии от усилителя А и
соединено с ним посредством кабеля 30. Второе индикаторное устройство 31, которое также может
представлять собой сифонный регистратор, как показано на рисунке, подключено последовательно с
выходной цепью рядом с усилителем А для целей мониторинга.
Как уже упоминалось ранее, для предотвращения помех, вызванных локальными полями, предусмотрена
балансировочная цепь для кабеля 5. Эффективность такой схемы зависит от того, имеют ли проводники 7 и 9
одинаковое сопротивление относительно земли, и поэтому очевидно, что дисбаланс относительно земли на
конце проводников, обращенном к берегу, увеличит количество принимаемых помех.
Необходимо заземлить нити накала усилителя локально на клемме кабеля через заземляющий или
стабилизирующий путь с достаточно низким импедансом, чтобы предотвратить колебания усилителя, как
показано на рисунке условным обозначением заземления на нитях накала усилителя.
1.
Поэтому, чтобы избежать дисбаланса основного кабеля и цепи обратной связи кабеля относительно земли,
желательно соединить усилитель А с оконечной сетью с помощью трансформатора 26.
Поскольку на нагруженном кабеле 5 можно поддерживать высокую скорость передачи сигнала,
трансформатор 26 должен быть способен точно передавать широкий диапазон частотных составляющих.
Для скоростей передачи сигналов 60 циклов в секунду или меньше желательно, чтобы трансформатор в
сочетании с соответствующими формировающими схемами мог поддерживать практически постоянный
потенциал вторичной обмотки в течение примерно одной секунды, если потенциал на передающем конце
кабеля поддерживается стабильным за счет некоторой комбинации сигналов. Для точного воспроизведения
сигналов он должен пропускать частоты примерно в 1,5 раза превышающие частоту сигнала без искажений.
Иными словами, трансформатор должен эффективно работать в диапазоне частот от приблизительно одной
десятой до 100 циклов в секунду. Для получения максимально возможного отклика сигнала при
использовании балансировочной цепи кабеля 70 Ом, сопротивление, на котором подключен кабель и
обратная цепь, должно быть значительно выше 800 Ом на всех частотах, необходимых для передачи сигнала,
что приблизительно соответствует сопротивлению между кабелем и обратной цепью. Для предотвращения
накопления больших амплитуд тока очень низкой частоты на приемном конце кабеля и, следовательно, для
минимизации проблемной формы гистерезисных искажений, импеданс сети также должен иметь как можно
более высокое сопротивление на низких частотах.
Это является отличительной чертой настоящего изобретения.
Было установлено, что при соответствующем проектировании элементов сети и трансформатора 26 эти
требования могут быть удовлетворены. — Также было установлено, что трансформатор 90, имеющий
первичную индуктивность в несколько тысяч генри и эффективное сопротивление порядка половины Ома на
генри на очень низких частотах, является подходящим. Тип трансформатора, обладающего такими
характеристиками, описан в нашей параллельно рассматриваемой заявке № 29338 от 1924 г. (248822).
Теперь рассмотрим функцию формирующей сети. Поток 109, поступающий на приемный конец подводного
телеграфного кабеля, содержит компоненты сигнального тока от почти нуля до частоты, в несколько раз
превышающей нормальную частоту сигнала, но при этом компоненты с более низкой частотой значительно
сильнее, чем компоненты с более высокой частотой, и компоненты с высокой частотой предшествуют
компонентам с низкой частотой по времени прихода. Для того чтобы восстановить сигнал до распознаваемой
формы, необходимо создать максимально благоприятные условия приема для частотных составляющих
порядка 1,5 от частоты сигнала и пропорционально менее благоприятные для более высоких и более низких
частотных составляющих, а также скорректировать фазовые сдвиги и избежать колебаний в любых
резонансных контурах 120, которые могут быть использованы. В соответствии с настоящим изобретением
также необходимо поддерживать высокое сопротивление на клеммах на всех частотах, необходимых для
передачи сигнала, и существенно выше для частотных составляющих сигнала ниже частоты передачи
сигнала, чем для составляющих сигнала выше частоты передачи сигнала, чтобы минимизировать
гистерезисные искажения.
Эти требования выполняются в сетевом соединении, которое связывает кабель с усилителем, посредством
комбинации конденсатора и индуктивности, соединенных последовательно, таких значений, что их
реактивные сопротивления приблизительно равны на частоте, в 1,5 раза превышающей частоту сигнала.
Колебания предотвращаются с помощью шунтирующего резистора 24, подключенного параллельно
индуктивности 22, при этом определенное количество низкочастотных составляющих сигнала проходит мимо
конденсатора 21 через шунтирующий резистор 23 с высоким сопротивлением, а отношение сопротивления к
сопротивлению в цепи катушки 7 22 регулируется до нужного значения с помощью резистора 25. Напряжение
на индуктивной катушке 22 и связанных с ней сопротивлениях 24 и 25 затем подается на первичную обмотку
трансформатора 26 и через нее на вход усилителя А. Минимальное сопротивление цепи в этом случае
приблизительно совпадает с резонансной частотой индуктивности 22 и конденсатора 21 и сводится к
эффективному сопротивлению этих цепей. Такая схема позволяет неограниченно повышать импеданс цепи за
счет увеличения индуктивности и, соответственно, уменьшения емкости.
Однако практические вопросы конструкции до сих пор ограничивали индуктивность примерно 50 Генри.
Если первичное реактивное сопротивление трансформатора велико по сравнению с сопротивлением его
цепи, то ток через первичные обмотки прямо пропорционален потенциалу и обратно пропорционален частоте
любого сигнального компонента, воздействующего на него. Поскольку вторичный потенциал прямо
пропорционален скорости изменения первичного тока, вторичный потенциал имеет ту же форму, что и
первичный потенциал в диапазоне частот, для которых сопротивление первичной цепи низкое по сравнению с
первичным реактивным током. Это можно выразить иным способом, сказав, что первичный ток является
интегралом первичного потенциала, а вторичный потенциал — производной первичного тока.
Независимо от того, насколько велико первичное реактивное сопротивление по отношению к сопротивлению,
невозможно поддерживать постоянный потенциал на вторичной обмотке трансформатора, если потенциал на
первичной обмотке остается постоянным. Вторичный потенциал постепенно снизится до нуля. Однако, если
позволить первичному потенциалу продолжать расти с правильной скоростью, чтобы компенсировать
тенденцию вторичного потенциала к падению, можно поддерживать постоянный вторичный потенциал в
течение значительного времени. Это можно сделать, воспользовавшись тем фактом, что напряжение на
приемном конце подводного кабеля продолжает расти в течение нескольких секунд после подачи напряжения
на передающий конец, и соответствующим образом скорректировав приемную сеть. Это означает, что
система формировательной сети и трансформатора, показанная на рис. 1, может работать практически так
же, как если бы трансформатора не было, в течение одной секунды.
Очевидно, что регулировка элементов сети между кабелем 75 и усилителем зависит не только от
характеристик кабеля, но и от скорости передачи сигнала, а также от регулировки формирующих элементов,
которые могут быть включены в сам усилитель 80. Таким образом, элементы shpapirg становятся
регулируемыми. Конденсатор 21 имеет емкость от 0,01 до 10 микрофарад, а шунтирующее сопротивление 23
имеет максимальное значение два мегаома. 85 Индуктивность катушки 22 изменяется ступенчато от
примерно половины генри до 53 генри. Сопротивление 24 имеет максимальное значение 100 000 Ом, а
сопротивление 25 — 10 000 Ом. 90 На рис. 2 показана подходящая конструкция усилителя А, расположенного
между линиями Y-Y и Z-Z на рис. 1. Этот усилитель включает в себя четыре каскада электронно-разрядных
усилителей с соответствующими цепями связи и сигма-формирующими сетями. Первый усилитель 2А1
снабжен батареей 100 с отрицательной сеткой. Нити накала всех усилителей заземлены, как показано на рис.
1 и 190, и нагреваются током от батареи под управлением реостатов, как показано на рис. 2.
Выходная цепь усилителя 2А1 соединена с формирующей цепью 101 посредством 195 средств, включающих
высокое сопротивление 102 и конденсатор 103. Последовательно с резистором 102 находится источник
питания — батарея 2BI.
Формирующая цепь 101 состоит из первичного переменного конденсатора 104, вторичного переменного
конденсатора 107, регулируемого резистора 105 и индуктивной катушки или автотрансформатора 106.
Верхний вывод катушки 106 соединен с сеткой усилителя 2А2 через отрицательную батарею 108 (115 В).
Формирующая сеть 101 не является в первую очередь резонансной сетью, а включает в себя
автотрансформатор с аномально высоким первичным сопротивлением. 129 Это сопротивление настолько
велико по отношению к первичному реактивному сопротивлению на всех высокочастотных компонентах
сигнала, что ток в первичной цепи практически совпадает по фазе с напряжением на нем. Однако
коэффициент трансформации трансформатора настолько велик, что вторичное индуцированное напряжение
для высокочастотных компонентов сигнала значительно добавляется к напряжению, передаваемому
проводящим образом на вторичные клеммы за счет падения потенциала на первичном сопротивлении.
Характерной особенностью данной сети 101 является то, что низкие частоты передаются на вторичные
терминалы без изменений, в то время как напряжение на высоких частотах существенно увеличивается. Фазы
составляющих сигнала смещаются приблизительно пропорционально их частоте. В этих условиях фазовые
сдвиги не изменяют форму сигнала, а лишь замедляют его во времени.
Однако, поскольку усиление на высоких частотах больше, чем на низких, затухание кабеля частично
компенсируется. Первичный конденсатор 104 и вторичный конденсатор 107 используются с осторожностью,
главным образом для уменьшения влияния помех, частота которых выше частоты основных компонентов
сигнала, а также для внесения желаемого фазового сдвига в сигнал.
Усилитель 2A2 соединен с формирующей цепью 109 посредством высокоомного резистора и конденсатора
111. Последовательно с резистором 110 Ом подключена батарея токов 2Б2. Формирующая цепь 109 включает
в себя индуктивную катушку 112 и конденсатор 113, соединенные последовательно в цепи выходного
сигнального тока усилителя 2A2.
Входная цепь усилителя 2А3, включающая отрицательную поляризующую батарею 116, подключена
параллельно конденсатору 113, который, в свою очередь, зашунтирован резистором утечки сетки 115.
Катушка 112 зашунтирована переменным сопротивлением 114:
Усилитель 2А3 соединен с формирующей цепью 120 посредством высокоомного резистора 117 и
конденсатора 118. Последовательно с резистором 117 подключена батарея пространственного тока 2Б3.
Формирующая цепь 120 включает в себя индуктивную катушку 121 и конденсатор 123, соединенные
последовательно с цепью выходного сигнального тока усилителя 2A3. Входная цепь усилителя 2А4, включая
отрицательную поляризующую батарею 125, подключена параллельно конденсатору 123, который, в свою
очередь, зашунтирован резистором утечки сетки 124. Катушка 121 зашунтирована высоким сопротивлением
122. Ток в пространстве для усилителя 2А4 подается от батареи 2Б4. Усилитель 2А4 предпочтительно
состоит из двух вакуумных ламп, соединенных параллельно. Для простоты показан только один пример.
Сети 109 и 120 настроены таким образом, чтобы уменьшить мешающие токи с частотами выше тех, которые
необходимы для передачи сигнала.
Модификация усилителя, показанного на рис.
2
показано на рис. 3. Идентичные элементы на обоих рисунках обозначены одними и теми же ссылочными
символами. Внесенные изменения направлены главным образом на повышение гибкости регулировок и,
таким образом, позволяют усилителю хорошо работать в более широком диапазоне скоростей передачи
сигналов, чем усилитель, изображенный на рис. 2.
В усилителе, изображенном на рис. 3, резисторы связи 102, 110 и 117 регулируются в четыре этапа до
максимального значения 75, равного 192 000 Ом. Меньшие значения используются для работы на более
низких скоростях передачи сигналов, чтобы уменьшить величину усиления. Конденсатор 103 имеет
регулируемую емкость от 10 до 40 микрофарад. 80 Конденсаторы 111 и 118 имеют емкость по 10 микрофарад
каждый. Сопротивление регулируется до максимального значения в 250 000 Ом.
На рис. 3 изменено расположение межступенчатых сетей 109 и 120. Вместо резистора 115 резистор 115 был
установлен потенциометр 130 цепи 109, а его положение изменено таким образом, чтобы он находился в
шунтировании как катушки 90 112, так и конденсатора 113, вместо того, чтобы находиться в шунтировании
только конденсатора 113. Аналогичным образом, резистор 131, заменяющий резистор 124 в цепи 120,
подключается параллельно как катушке 121, так и конденсатору 123 95, а не только параллельно
конденсатору 123.
Сети 109 и 120 могут быть настроены таким образом, чтобы состоять из последовательно соединенных
сопротивления и емкости, или последовательно соединенных индуктивности и емкости, или последовательно
соединенных шунтированной индуктивности с емкостью, причем напряжение, подаваемое на входную цепь
последующего усилителя, во всех 105 случаях будет равно напряжению на конденсаторе. Каждая из настроек
исключает влияние компонентов, имеющих частоты выше тех, которые необходимы для передачи сигналов.
Кроме того, первая регулировка ssdjusting приводит к относительному сдвигу фазы высокочастотных
составляющих сигнала на 110 градусов относительно низкочастотных, то есть к сдвигу в том же направлении,
что и сдвиг, создаваемый кабелем.
Вторая регулировка может быть, например, 115, чтобы относительно запаздывать фазы компонентов до
определенной частоты и опережать их за пределы этой частоты. Третья регулировка может действовать в
любом направлении в зависимости от относительной величины трех элементов цепи. Эти регулировки в
отношении сети 109 не будут эффективны, если потенциометр не установлен в максимальное положение. 125
Один из способов внесения этих корректировок с целью уменьшения помех на более высоких частотах, чем
сигнал, заключается в установке индуктивности на максимум и сопротивления на бесконечность, 130 b
248,823, а затем: уменьшении емкости до тех пор, пока колебания не начнут накладываться на сигнал. Затем
сопротивление уменьшается до тех пор, пока колебания не исчезнут.
При использовании сетей 109 и 120 форма сигнала становится несколько более округлой, чем при их
неиспользовании, но помехи значительно уменьшаются. На длинных нагруженных кабелях может
потребоваться использование перемещений. - Сетевые поляризующие батареи 100, 108, 116 и 125 Qf (рис. 3)
подключены рядом с заземленными сторонами фильеры. Передающий конденсатор - 19 - - Шунтирующее
сопротивление 20 - Передающее сопротивление 18 Передающий потенциал Переданный сигнал - - - - - На
приемном терминале, Конденсатор 21 - - Сопротивление 23 - - - - - Индуктивность 22 - Сопротивление
индуктивности 22 Шунтирующее сопротивление 24 - Сопротивление 25 - - - - - Сопротивления межкаскадной
связи - 102, 110 и 117 каждое - - Схема 101 на рис. 3.
Первичный конденсатор 104 - Первичная индуктивность трансформатора 106 - Первичное сопротивление
трансформатора -- 106 и - сопротивление 105 Общая индуктивность трансформатора 106 Вторичный
конденсатор 107 - Схема-109 на рис. 3; - Потенциометр -130 (отвод в максимальном положении) -- -
Индуктивность 112 - - Сопротивление 114 - Конденсатор 113 Схема! 120 рис. 3.
-Сопротивление 131 (не регулируется) - --- -Индуктивность 121 - - Сопротивление - 122 - - -. Конденсатор 123.
Из приведенных выше значений индуктивности и сопротивления элемента 22 видно, что в его магнитной цепи
(не показана) используется магнетический материал.
Описанные выше специальные устройства способны обеспечивать передачу сигналов со скоростью до 60
импульсов в секунду между Нью-Йорком и Азорскими островами по подводному кабелю, нагруженному
никель-железным сплавом. Используется новая конфигурация терминала, которая позволяет очень
эффективно выполнять множество функций. Изобретение не ограничивается конкретными конфигурациями и
значениями, указанными выше, но допускает значительные модификации в рамках вариантов, отличных от
тех, что показаны на рис. 2. Такое решение упрощает проблему их теплоизоляции.
Как указывалось ранее, любой конкретный набор корректировок зависит от большого числа условий. В
качестве иллюстрации того, какие корректировки могут потребоваться для работы со скоростью передачи
сигналов 56 циклов в секунду при наличии нагрузки на кабеле. 2400. При наличии уравновешенного участка
длиной 100 миль на приемном конце, обеспечивающего устойчивость системы, заданы следующие значения
переменных элементов:
- - -- 33 микрофарада - - - 11 000 ом - -- 20 ом.
-- - 48 вольт _-- - 100% маркировка - - -0,16 микрофарад - - - - 1 100 000 мОм.
- -- - 26,5 генри - - - 253 олима.
- 40 000 Ом.
- - - 3000 Ом.
- - - 192 000 олимов.
Соседние файлы в папке патенты