Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:патенты / Сборник патентов_4943
.pdf
нижними частями 50 этих промежутков не устанавливается. Рядом с диском 4 с выемкой и электрически
соединенным с ним расположен гладкий проводящий диск 6, контактирующий с подающей щеткой 7. Рессора
8 выступает вниз, и ее конец 9 55 повернут внутрь таким образом, чтобы в норме она располагалась чуть
дальше от гладкого диска 6. В нижней части листовой рессоры расположена рукоятка 10, прикрепленная к
рессоре, но изолированная от нее. Эта рукоятка может иметь любую удобную форму, кроме той, что
изображена, например, в виде кнопки.
Пружина 8 и две коллекторные щетки 5 и 7 установлены на раме 3 выключателя между 65 подходящими
кусками изоляционного материала 11, так что указанные устройства изолированы от рамы выключателя.
Пружина 8 и коллекторная щетка 5 соединены вместе и с землей, как показано на рисунке 70, а коллекторная
щетка 7 соединена через обмотку магнита муфты 2 с батареей. В процессе работы вал 1 приводится в
движение от непрерывно вращающегося ведущего вала, когда магнит сцепления 2 срабатывает, чтобы
скрепить эти два вала вместе. Когда необходимо перевести переключатель из одного положения в другое,
оператор нажимает на рукоятку или кнопку 10 вправо, и при этом конец 9 листовой пружины 8 входит в
зацепление с плоским диском 6, расположенным 266054 для использования в m i f r i i 1 i i 1i 11 4 i.1 4 1 266054
на валу переключателя. Теперь цепь замыкается от земли через листовую пружину 8, диск 6, коллектор 7;
обмотку магнита сцепления 2, к батарее.
Магнит сцепления приводит в движение вал. Когда переключатель переместится в положение,
непосредственно предшествующее положению, в котором оператор хочет его остановить, оператор отпускает
кнопку 10, и листовая пружина 8 отсоединяется от поверхности диска 6. Однако переключатель не
останавливается в этом положении, а продолжает перемещаться под управлением центрирующего диска 4 до
тех пор, пока щетки переключателя не будут правильно расположены или отцентрированы в следующем
положении переключателя после положения, которого эти щетки достигли, когда оператор отпустил кнопку 10.
В ходе этой операции центрирования магнит сцепления 2 продолжает находиться под напряжением по цепи,
которую можно проследить от батареи, обмотки магнита сцепления 2, коллекторной щетки 7, диска 6, зубьев
центрирующего диска 4, зацепляемых коллекторной щеткой 5, обратно к земле. Когда щетки правильно
отцентрированы, конец коллекторной щетки 5 опускается в зазор между двумя зубьями диска 4 и размыкает
цепь датчика, прежде чем будет проследован сигнал для магнита 2, так что магнит сцепления 2
обесточивается, и выключатель переходит в состояние покоя.
Как видно, предусмотрено очень удобное средство, позволяющее оператору установить переключатель в
любое желаемое положение или, при необходимости, вернуть переключатель в нормальное положение.
Следует понимать, что в способ реализации данного изобретения могут быть внесены многочисленные
изменения, не выходящие за рамки его сущности.
Дата: 17 ноября 1925 года.
Ф. К. Томлинз, патентный поверенный, от имени заявителей, Коннот-Хаус, Олдвич, Западный округ. 2.
Полная спецификация.
Усовершенствования, касающиеся выбора коммутаторов для использования в телефонных станциях.
Мы, компания STANDAND TELEPHIONES AND CABLES, LIMITED, расположенная по адресу: Connaught
House, Aldwych, London, W.C. 2, Англия, британская компания, настоящим заявляем о характере данного
изобретения и о способе его осуществления, которые будут подробно описаны и установлены в следующем
заявлении:
Данное изобретение относится к автоматическим переключателям, таким как селекторные переключатели
или переключатели последовательности, используемые в телефонных станциях для установления
соединений между абонентскими линиями и для других целей, и относится, в частности, к таким
переключателям с силовым приводом, в которых щетки или диски переключателя приводятся в движение от
постоянно работающего источника питания.
Целью изобретения является обеспечение автоматических переключателей усовершенствованными
средствами ручного управления, позволяющими оператору управлять ими для тестирования или других
целей. В соответствии с одной из особенностей данного изобретения, автоматический переключатель для
использования в телефонных системах снабжен переключателем ручного управления, связанным со
вспомогательной цепью управления и расположенным таким образом, что при нажатии переключатель
автоматически перемещается независимо от своей обычной цепи управления, так что его можно установить в
любое желаемое положение под управлением оператора; предусмотрены средства для управления
остановкой переключателя независимо от отпускания переключателя ручного управления, так что
автоматический переключатель может быть правильно центрирован в своем положении остановки.
Изобретение будет более полно понято из следующего описания, приведенного в связи с чертежом № 90,
оставленным вместе с предварительной спецификацией, на котором показан боковой вид части
последовательного переключателя с расположенным на нем устройством управления с ручным управлением.
На рисунке также схематически показан магнит сцепления выключателя.
Обращаясь теперь к чертежу, вал переключателя 1 расположен таким образом, что приводится в движение от
непрерывно вращающегося вала (не показанного на рисунке 100), когда два вала соединены муфтой под
управлением магнита муфты, схематически обозначенного на рисунке 2.
Данная конструкция хорошо известна в данной области техники и поэтому не будет подробно описана. Вал 1
установлен на подшипниках, расположенных в раме 3 выключателя. Вал 1 несет центрирующий диск 4,
снабженный зубьями, выполненными известным способом 110 266,054, которые зацепляются с коллекторной
щеткой 5, которая входит в зацепление с верхними поверхностями зубьев, но не входит в промежутки между
зубьями на достаточное расстояние, чтобы зацепиться с контактной частью диска, так что электрический
контакт с нижними поверхностями этих промежутков не устанавливается. Рядом с диском 4 с выемкой и
электрически соединенным с ним расположен гладкий проводящий диск 6, контактирующий с подающей
щеткой 7. Рессора 8 выступает вниз, и ее конец 9 загнут внутрь таким образом, что обычно она располагается
чуть дальше от гладкого диска 6. В нижней части листовой рессоры расположена рукоятка 10, прикрепленная
к рессоре, но изолированная от нее. Эта рукоятка может иметь любую удобную форму, кроме той, что
изображена, например, в виде кнопки.
Пружина 8 и две коллекторные щетки 5 и 7 установлены на раме 3 выключателя между подходящими кусками
изоляционного материала 11, так что указанные устройства изолированы от рамы выключателя. Пружина 8 и
коллекторная щетка 5 соединены вместе и с землей, как показано на рисунке, а коллекторная щетка 7
соединена через обмотку магнита муфты 2 с батареей. В процессе работы вал 1 приводится в движение от
непрерывно вращающегося ведущего вала, когда магнит сцепления 2 срабатывает, обеспечивая сцепление
этих двух валов. Для перемещения выключателя из одного положения в другое оператор нажимает на
рукоятку или кнопку 10 вправо, в результате чего конец 9 листовой пружины 8 входит в зацепление с плоским
диском 6, расположенным на валу выключателя. Теперь цепь замыкается от земли через листовую пружину 8,
диск 6, коллекторную щетку 7, обмотку магнита муфты 2 и к батарее. Магнит сцепления приводит в движение
вал.
Когда переключатель переместится в положение, непосредственно предшествующее положению, в котором
оператор хочет его остановить, оператор отпускает кнопку 10, и листовая пружина 8 отсоединяется от
поверхности диска 6. Однако переключатель не останавливается в этом положении, а продолжает
перемещаться под управлением центрирующего диска 4 до тех пор, пока щетки переключателя не будут
правильно расположены или отцентрированы в следующем положении переключателя после положения,
которого эти щетки достигли, когда оператор отпустил кнопку 10.
В процессе центрирования магнит сцепления 2 продолжает находиться под напряжением по цепи, которую
можно проследить от батареи, обмотки магнита сцепления 2, коллекторной щетки 7, диска 6, зубьев
центрирующего диска 4, зацепляющихся с коллекторной щеткой 5, обратно к земле. Когда щетки правильно
отцентрированы, конец коллекторной щетки 5 опускается в пространство между двумя зубьями диска 4 и
размыкает цепь до того, как будет проследован сигнал магнита 2, так что магнит сцепления 2 обесточивается,
и выключатель возвращается в исходное положение.
Как видно, предусмотрено очень удобное средство, позволяющее оператору (75 человек) установить
переключатель в любое желаемое положение или, при необходимости, вернуть переключатель в нормальное
положение.
Следует понимать, что в способ осуществления данного изобретения могут быть внесены многочисленные
изменения, не выходящие за рамки его сущности.
Также следует отметить, что данное изобретение никоим образом не ограничивается применением к силовым
выключателям типа 85, описанным выше.
Подробно описав и определив природу нашего изобретения и способ его осуществления, мы заявляем, что
то, что мы 90
=== НАЧАЛО ФАЙЛА: patent_266055.txt ===
ССЫЛКА: https://translationportal.epo.org/emtp/translate/?ACTION=description-retrieval&COUNTRY=GB&ENGINE=
google&FORMAT=docdb&KIND=A&LOCALE=sq_AL&NUMBER=266055&SRCLANG=EN&OPS=ops.epo.org/3.2&T
RGLANG=ru
========================================
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ GB266055A
[]
9,--.-- u - - ' -
1
- l=- i -'--:,v j -,v' -...
Г и!
_. -LV'.
[Третье издание.] ] (Сообщение от BELL TELwr:PONE LABORATORIES INCORPORATED, корпорации штата
Нью-Йорк, Соединенные Штаты Америки, с основным местом деятельности по адресу: 463, Вест-стрит,
Нью-Йорк, Соединенные Штаты Америки.) Мы, компания STANDARD TELEP ONES & CALRES LIMITED,
расположенная по адресу: Connaught House, Aldwych, London, W.C. 2, Англия, британская компания,
настоящим заявляем, что характер данного изобретения и способ его осуществления будут подробно
описаны и определены в следующем заявлении:
Данное изобретение относится к фильтрам электрических волн, и в частности к фильтрам, обладающим
свойствами преобразования волн.
Целью изобретения является обеспечение высокоэффективной и избирательной передачи полосы волн с
определенными ограничивающими частотами между оконечными импедансами различной величины.
Некоторые из принципов, лежащих в основе изобретения, подробно изложены в сопутствующей заявке №
243321, поданной 5 октября 1925 года, с особым акцентом на типах фильтров, воплощающих один из видов
изобретения. В настоящем описании будет приведено и описано несколько примеров фильтров,
воплощающих в себе различные специфические формы широкого изобретения, при этом объем настоящего
изобретения указан в пунктах формулы изобретения.
Тип волнового фильтра, в отношении которого раскрывается изобретение, описан в патенте № 142115,
уникальной особенностью которого является то, что он позволяет передавать через систему полосу волн в
пределах определенных частотных диапазонов и резко отсеивает волны с частотами, выходящими за
пределы этой полосы. Для получения дополнительной информации о теории этого фильтра и конструкции
многих его конкретных форм можно обратиться к следующим опубликованным статьям: «Физическая теория
фильтра электрических волн» — Г. А. Кэмпбелл, «Технический журнал Bell System», том... I, № 2, ноябрь 1922
г.; Теория и проектирование фильтров с равномерной и комбинированной волной -0. Дж. Зобель, Технический
журнал Bell System, том. II, № 1, январь 1923 г.; и, Характеристики передачи электрических волновых
фильтров — О. Дж. Зобель, Технический журнал Bell System, том. III, -№ 4, октябрь 1924 г.
В этих источниках развивается принцип, согласно которому свойства включенного участка бесконечной линии
передачи, состоящей из последовательного расположения гомологичных четырехконтактных сетей, могут
быть идентичны собственным свойствам отдельных сетей. Также показано, в частности, в последней
упомянутой ссылке, что передаточные свойства системы, включающей конечное число подобных сетей,
подключенных к любым произвольным импедансам, могут быть легко вычислены через некоторые простые
общие свойства сетей, что позволяет избежать трудоемкого процесса получения решения через параметры
элементарных компонентов сетей.
С помощью этого метода атаки были обнаружены и в упрощенной форме изложены правила
пропорционирования сетей для обеспечения различных типов широкополосной избирательности, а также
разработаны сети многих типов, обладающие свойствами полосовых фильтров различного рода.
Хотя характеристики фильтрации отдельных сетей или секций точно воспроизводятся только в бесконечном
-,'7, -, - I ПАТЕНТНОЙ СПЕЦИФИКАЦИИ
Дата подачи заявки: ноябрь. 17, 1925. № 29016/25.
Полное техническое задание принято: февраль. 17, 1927.
ПОЛНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ.
Усовершенствования в фильтрах электрических волн.
266,055 266,055 Было обнаружено, что они воспроизводятся с большой точностью в конечной системе,
включающей ограниченное количество секций, соединенных между резистивными оконечными импедансами
Z0, и присутствуют в значительной степени даже тогда, когда между ними включена только одна секция:
оконечные сопротивления. Использование резистивного оконечного резистора представляет большой
непрактичный интерес и важность, поскольку генераторы и приемники волн обязательно должны быть в
значительной степени свободны от реактивного сопротивления для достижения высокой эффективности при
выполнении своих функций. (До настоящего времени фильтрующие системы проектировались и
конструировались таким образом, чтобы эффективно работать между равными оконечными импедансами, а в
случае, если оконечные импедансы были неравными, использовался один или несколько трансформаторов
для преобразования импеданса в равные значения, подходящие для оконечного фильтра. В соответствии с
настоящим изобретением преобразование осуществляется самим фильтром, и необходимость в
дополнительных преобразовательных устройствах исключается, поскольку волновой фильтр включает две
реактивные параллельные ветви с неравным импедансом и реактивный импеданс, соединенные
последовательно между собой, причем этот последовательный реактивный импеданс пропорционален
указанным параллельным ветвям таким образом, что сеть приспособлена для избирательной и практически
равномерной передачи в полосе частот волн и одновременно для равномерного преобразования амплитуд
волн в указанной полосе.)
Изобретение будет полностью понято из следующего подробного описания, приведенного в связи с
прилагаемыми чертежами, из которых на рисунках 1 и 2 показана теорема, на которой основано изобретение.
На рисунках 3, 4 и 5 показаны конкретные формы секций волнопреобразующих фильтров, имеющих ту же
конфигурацию, что и их нетрансформирующие прототипы. На рисунках 6 и 7 показаны другие конкретные
формы волнопреобразующих фильтров, нетрансформирующий прототип которых показан на рисунке 8.
На рисунках 9 и 10 показаны, соответственно, дополнительная форма преобразующего фильтра и
непреобразующий прототип.
2
- На рисунке 11 показана схема Z2.
в форме применения изобретения к соединению усилителей iii тандемом. dei В схеме, показанной на рис. 1,
между двумя оконечными резисторами Z1 и Z2 расположен последовательный резистор и трансформатор T,
обладающий определенными свойствами. В общих чертах эти свойства заключаются в том, что
трансформатор не только не накапливает и не рассеивает энергию волн в своих обмотках, но и преобразует
интенсивность волн равномерно на всех частотах. В частности, обмотки должны обладать бесконечной
индуктивностью и нулевым сопротивлением, а также быть идеально соединены друг с другом. Хотя каждая из
индуктивностей бесконечно велика, их отношение будет конечным и будет зависеть от желаемого
коэффициента преобразования.
Схема на рис. 2, в которой комбинация Z0 и идеального трансформатора заменена схемой из резисторов Za,
Zb и Zc, эквивалентна схеме на рис. 1 в отношении передачи волн между оконечными резисторами Z1 и Z2
при условии, что между резисторами двух систем существует следующее соотношение: ZG = 0, Z0, Z-0-1, Z0,
Za = 1, Zb = -s80 (1), где b — коэффициент преобразования повышающего напряжения идеального
трансформатора, i2 — отношение индуктивности вторичной обмотки S к индуктивности вторичной обмотки P.
Следует отметить, что сумма импедансов Za, Zb и Zc равна нулю, и что Zb и Zc находятся в соотношении -q.
Доказательство эквивалентности двух цепей может быть установлено путем применения законов Кирхгофа
для определения в этом случае тока в импедансе Z2, соответствующего приложенной электроотталкивающей
силе E, включенной последовательно с Z1.
В сети на рис. 1 предположение об идеальных свойствах трансформатора дает решение (2) 10, где
обозначает ток в импедансе À. Прямое решение сети на рис. 2 дает для принимаемого тока, обозначенного !
2, значение + a)E Za Zb l 2 _-z= + Za) { (z + b + Z) (Z2 +Zb)-Zb2} 'Za2 (Z2 +Zb), которое при упрощении путем
подстановки этих импедансов равно - значениям, заданным уравнениями 1 для Za, - тикальному со
значениями Zb и Ze и, заметив, что сумма По аналогичной процедуре (3) нуля, становится
идентифицированной уравнением 2. 110edure также может быть E I2 #(Z1 +Z0) +Z2 266,055 показано, что два
входных тока I1 и Ill равны, тем самым полностью устанавливая эквивалентность двух сетей относительно
передачи волны от Z1 к Z2.
Эквивалентность этих двух методов для передачи волн в противоположных направлениях непосредственно
следует из принципа взаимности, или же она может быть установлена отдельно с помощью уже описанных
методов.
Импедансы Za, Zb и Ze имеют одинаковый тип и совпадают с типом Z0; например, Z0, состоящий из
индуктивности Za, Zb и Z, также будет иметь природу индуктивности. Однако одна из индуктивностей, либо Za,
либо Zb, в зависимости от того, меньше или больше единицы отношение q, должна быть отрицательной, и,
следовательно, для построения физической электрической цепи точно в соответствии с рис. 2 потребуется
новый тип элемента цепи, а именно отрицательная индуктивность. Однако, как уже указывалось в
Спецификации № 243321, в механических системах на практике могут быть реализованы определенные
элементы, обладающие характеристиками отрицательного импеданса.
Построение сетей в соответствии с рис. 2 в самом общем смысле потребует не только отрицательных
индуктивностей, но и отрицательных емкостей.
и сопротивления. Традиционно емкостное сопротивление описывалось как отрицательное, а индуктивное —
как положительное, и из этого возникла практика рассматривать индуктивность как отрицательную емкость и
наоборот. Однако емкость может соответствовать отрицательной индуктивности только на одной частоте
волны и, следовательно, не может использоваться в качестве элемента с отрицательной индуктивностью в
трансформаторной сети. Отрицательные элементы, необходимые для того, чтобы сеть на рис. 2 была
универсально эквивалентна сети на рис. 1, должны в каждом случае соответствовать постоянным
положительным элементам, а поскольку такие элементы в настоящее время недоступны, построение
преобразующей сети как отдельной физической сущности практически невозможно.
Однако, если сеть включена в расширенную систему, то ее можно истолковать таким образом, что негативные
элементы могут быть поглощены или компенсированы позитивными элементами соответствующего типа,
которые являются существенными частями системы. В этих условиях желаемый преобразующий эффект
может быть полностью реализован.
Волновые фильтры типа, описанного в пункте -60, упомянутом в предыдущей части данной спецификации,
специально адаптированы для модификации с помощью преобразовательной сети, результатом которой
является создание новых типов фильтров, в которых интенсивность волн преобразуется, в то время как
селективные характеристики остаются неизменными.
Примеры волновых фильтров показаны на рисунках с 3 по 7 включительно и на рисунке 9. В каждом примере
показана отдельная секция 70, расположенная между неравными оконечными импедансами Z1 и Z2.
Значение термина «секция» применительно к фильтрам с повторяющимися волнами определяется в
вышеупомянутых источниках, в которых также описаны 75 различных типов секций в зависимости от способа
оконечного сопротивления применительно к фильтрам так называемого лестничного типа, которые
представляют собой тандемное расположение аналогичных последовательных импедансов 80 и аналогичных
параллельных импедансов. В лестничной структуре повторяющегося, или равномерного, типа наиболее
важными участками являются средний последовательный и средний шунтирующий участки. В своей
обобщенной форме 85-я последовательная секция представляет собой Т-образную сеть, включающую два
равных последовательных импеданса, каждый из которых равен половине импеданса полной
последовательной ветви повторяющейся структуры, и параллельный импеданс, равный импедансу полной
параллельной ветви повторяющейся структуры. Средняя часть шунтирующей цепи получается, так сказать,
путем разрезания повторяющейся структуры посередине двух последовательных шунтирующих импедансов;
таким образом, она состоит из цепи II, имеющей два шунтирующих импеданса, каждый из которых равен
удвоенному импедансу полной шунтирующей ветви, и полного последовательного импеданса ветви,
соединенного между ними.
Важными характеристиками однородных фильтрующих элементов являются итеративный импеданс и
постоянная распространения.
Их наиболее удобно определить, ссылаясь на бесконечно длинный равномерный фильтр, поскольку свойства
бесконечного фильтра наиболее просто связаны со свойствами отдельных его участков. 110 Итеративное
сопротивление — это сопротивление, измеренное на входе в бесконечно протяженный фильтр. Если фильтр
бесконечно расширен в обоих направлениях, можно предположить, что в некоторой произвольной точке 115
производится разрыв, и импеданс одной или обеих частей измеряется в месте разрыва.
Существует неопределенное число итеративных импедансов, которые зависят от конкретной точки, в которой
происходит расщепление. Если соединение выполнено в середине шунта, импедансы обеих частей дважды
продолженной линии будут равны, и то же самое произойдет, если соединение выполнено в середине
последовательности. Эта симметрия является уникальной характеристикой двух точек сечения (125), и,
следовательно, итеративные импедансы в середине последовательного и параллельного участков
приобретают особое значение.
Еще одной отличительной особенностью выводов средней части микросхемы 130 266 055 является то, что в
селективных цепях, таких как волновые фильтры, в которых элементы являются чисто реактивными, характер
итерационного импеданса тесно связан с характеристикой селективности цепи. В пределах полос
пропускания итерационные импедансы являются чисто резистивными, а в диапазонах частот, в которых
волны затухают, итерационные импедансы являются чисто реактивными.
Кроме того, следует отметить, что шунтирующая и последовательная секции равномерного фильтра
симметричны относительно входного и выходного выводов.
Фильтрующие секции, преобразующие волны, согласно настоящему изобретению, в силу своих
преобразующих свойств, представляют собой несимметричные структуры относительно входных и выходных
клемм. Однако принцип их работы и метод определения конструкции проще всего понять, рассмотрев их
взаимосвязь с симметричными участками однородных фильтров.
Обращаясь к рис. 3, сеть, расположенная между пунктирными линиями B, B' и C, C1 может рассматриваться
как соединительное звено между расширенным фильтром с низким импедансом, представленным
обобщенным импедансом Z1, и расширенным фильтром с высоким импедансом, представленным Z2. Можно
предположить, что эти два фильтра представляют собой однородные участки той же общей формы, что и
соединительная цепь.
Соединительная схема может быть выполнена из двух частей: одна часть предназначена просто для
расширения низкоимпедансного фильтра, а другая — для согласования с высокоимпедансным фильтром.
Затем эти две части можно соединить, например, в секции AA, с помощью трансформатора, имеющего
соответствующее коэффициент трансформации и в максимально полной мере обладающего свойствами
идеального трансформатора. В этом случае соединительная цепь будет включать в себя комбинацию типа,
показанного на рис. 1, а именно последовательное сопротивление, образованное последовательным
конденсатором и идеальным трансформатором. Таким образом, замена данной комбинации эквивалентной
сетью из трех мощностей в соответствии с рис. 2 не приведет к изменению характеристик системы. В этом
случае отрицательная мощность трансформаторной сети может быть объединена с положительной
мощностью одной из параллельных ветвей для получения положительного результирующего тока.
Для более подробного разъяснения процедуры, описанной в предыдущих параграфах, будут разработаны
формулы расчета для фильтрующей секции, показанной на рис. 3.
Поскольку данная процедура не зависит от особенностей оконечных импедансов Z1 и Z2, можно
предположить, что они представляют собой линии передачи с резистивными импедансами R и R
соответственно. Сначала будет рассчитана фильтрующая секция как симметричная среднешунтирующая
секция, подходящая для соединения двух одинаковых сопротивлений величиной R, после чего будет
определена необходимая модификация для получения правильного преобразования волны.
Обозначения C, L2, C2, L3 и C3 элементов схемы относятся к окончательной структуре, а символы также
обозначают соответствующие значения емкости и индуктивности.
Для обозначения коэффициентов исходной структуры будут использоваться те же символы, но с
добавлением штриха.
Коэффициенты симметричного сечения, рассчитанного на импеданс R, определяются следующей формулой,
в которой f1 и f2 обозначают соответственно нижнюю и верхнюю предельные частоты полосы пропускания.
C1 = Al +A2 1 4-fif2 R, 2 = C31 = 27f2 (f2-fl) El L21 =L3' = (f2-fl)R, 27rfAf 7F) 8ck 8,5 (4) Вывод этих формул
объясняется 0. Дж. Зобель, Теория и проектирование однородных и составных фильтров электрических волн,
Bell System Technical Journal, том II, № 1, январь 95a 1923 г., формула, относящаяся к рис. 3, приведена в
приложении II, раздел V.
Если теперь предположить, что свойство преобразования волн должно быть обеспечено путем установки
идеального трансформатора в секции AA', то наилучшее значение коэффициента преобразования 0
соответствует максимальному потоку энергии через систему и определяется уравнением + =-JR, 105.
Для установки трансформатора необходимо увеличить импеданс части фильтрующего участка справа от AA'
в соотношении 0,2:1. Для этого необходимо умножить значение L13 на 02 и разделить значение C'3 на 02.
Следующий шаг — замена эквивалентной трансформаторной сети на комбинацию последовательной
мощности C' и идеального трансформатора — непосредственно приводит к окончательной конструкции.
Последовательная мощность C равна мощности C', первоначально вычисленной в уменьшенном
соотношении 1:4. Поскольку преобразующая сеть 120 266 055 включает в себя элементы, обладающие
емкостью, импедансы увеличиваются обратно пропорционально уменьшению емкости, следовательно,
множитель, включающий отношение c в уравнении 1, должен быть обращен, чтобы получить значения
емкости в терминах Cl.
Левая шунтирующая емкость C равна результирующей емкости C², параллельно соединенной с
положительной емкостью, имеющей значение C11(0 - 1) + 0, а правая шунтирующая емкость C3 является
результирующей параллельного соединения емкости Cl3 + 0² и отрицательной емкости C1(1 - 0) 1 2f 1 2 3 4
irf2 R, 12 X Анализ уравнения (7) показывает, что при больших значениях 0 результирующая емкость может
стать отрицательной и что, следовательно, существует предельное значение коэффициента преобразования,
которое на практике не может быть превышено. Предельное значение, обозначенное буквой О, задается
уравнением f22 + A 2 0-f22_ - 12 (8) Это значение предельного отношения не является общим, а относится
только к сети на рис. 3 и к некоторым тесно связанным сетям. В любом другом конкретном случае значение
можно довольно легко вычислить, приравняв величину отрицательного элемента в преобразующей сети к
величине положительного элемента, с которым он должен быть объединен.
Описанный выше процесс рассуждений в связи с проектированием данного участка делает очевидным, что
свойства фильтра по отбору волн сохраняются. Теперь рассмотрим некоторые импедансные характеристики
данного участка.
Можно предположить, что импеданс Z1 представляет собой бесконечную последовательность симметричных
промежуточных секций того же схематического типа, что и секция связи, и спроектированных в соответствии с
уравнением (4) для импеданса R,. Аналогично, импеданс Z2 можно считать представляющим собой фильтр,
разработанный для импеданса R2.
В таких условиях импедансы, измеренные с обеих сторон участка BB', будут равны, как и импедансы с обеих
сторон участка CCW. Однако на последнем участке импедансы будут в 2 раза больше, чем на первом участке,
то есть импедансы на обоих участках будут иметь одинаковую характеристику относительно частоты, но для
любой заданной частоты они будут находиться в соотношении 1:q2.
Это легко заметить, поскольку значения теперь можно записать следующим образом:
0202 Li0w1 J вниз 15 (6) С помощью уравнения (4) эти значения могут быть выражены через сопротивление
линии и частоты среза, например:
+ (1 - 0) (f22 -fe1) P71 a (f2-Al) k 1 формирующий участок фактически эквивалентен однородному участку с
импедансом R,, например, за которым следует идеальный трансформатор с коэффициентом трансформации
i.
Таким образом, данный участок работает так, как если бы на его противоположных клеммах имелось
различное итеративное сопротивление, причем эти сопротивления находились бы в соотношении 0,2. Однако
по определению итеративное сопротивление сети — это сопротивление, которое она проявляет при
подключении к своим удаленным терминалам бесконечной линией повторяющихся участков, или, другими
словами, при подключении к ней на основе собственного итеративного сопротивления. Однако
преобразовательная секция не предназначена для работы в таких условиях, следовательно, ее фактические
итерационные импедансы не имеют большого значения.
В идеальных условиях эксплуатации, описанных выше, трансформирующая секция соединяет два
бесконечных фильтра, при этом потери на отражение в местах соединения не возникают. 90 Таким образом,
для завершения несимметричного участка можно использовать два импеданса: один на одном конце, а другой
на другом, чтобы создать систему, свободную от потерь на отражение. Эти 95 импедансов были названы
«импедансами изображения» данного участка.
В одной из уже упомянутых работ, «Характеристики передачи волновых фильтров» — О. Дж. Зобель,
«Технический журнал Bell System», том III, № 4, октябрь 1924 г., показано, что зеркальное сопротивление на
одном конце четырехконтактной сети представляет собой геометрическое среднее сопротивлений
разомкнутой и короткозамкнутой цепи, измеренных на этом конце. Импедансы изображения представляют
собой характерные свойства самой сети, независимо от какой-либо системы, к которой она может быть
подключена. В частном случае 110 симметричной сети изображение и итерационные импедансы идентичны.
Для эффективной работы преобразовательная секция должна быть завершена собственными импедансами
изображения (6:26,5) или физическими структурами импеданса, обеспечивающими удовлетворительное
приближение к ним. Последовательно преобразующие секции могут быть соединены последовательно, и
каждая может иметь одинаковое соотношение преобразования или использоваться с разными
соотношениями, но каждая последующая секция должна начинаться с импеданса, достигнутого предыдущей,
чтобы избежать потерь на отражение.
В общем случае, участки с одинаковым импедансом изображения могут быть соединены вместе для
образования любой желаемой последовательности, так же как и в случае симметричных фильтров участки с
одинаковым итерационным импедансом могут быть соединены вместе.
При рассмотрении потока энергии через эти волнообразующие фильтры следует отметить, что
электромагнитная сила и ток передаваемых волн будут преобразовываться в обратно пропорциях. Когда
электромагнитная сила увеличивается в соотношении, превышающем единицу, ток пропорционально
уменьшается, и наоборот. Результирующая электродвижущая сила и ток на выходе такого фильтра могут
быть найдены, прежде всего, определив известными методами значения, которые получились бы, если бы
вся система была спроектирована единообразно для зеркального импеданса на входе, а затем применив к
вычисленным значениям единый коэффициент преобразования, равный произведению всех коэффициентов
преобразования, используемых в системе.
Из приведенного выше объяснения свойства преобразования и вычисление дополнительных участков будут
легко понятны, и их описание будет ограничено наиболее важными характерными особенностями.
Формула, относящаяся к проектированию симметричных или нетрансформирующихся фильтров, из которых
могут быть получены отдельные трансформирующиеся секции, задается формулой 0.
Дж. Зобель, Теория и проектирование равномерных и составных фильтров электрических волн; Технический
журнал Bell System, том. II, - № 1, январь 1923 г., со ссылкой, в частности, на приложение II, разделы с IV по XI
включительно.
На рис. 4 и 5, как и на рис. 3, символы обозначают коэффициенты несимметричной преобразующей сети.
Коэффициенты симметричных структур, соответствующих этим коэффициентам, будут обозначаться теми же
символами с добавлением штриха. Симметричный pro6-? Типы, показанные на рис. 4 и 5, имеют такое же
структурное расположение элементов, как и трансформирующиеся секции. В каждом случае будет
предполагаться, что симметричный прототип разработан для согласования с более низким импедансом Z11.
В схеме на рис. 4 последовательная индуктивность является основой преобразования, а параллельные
индуктивности эквивалентного трансформатора типа 7r объединяются с собственными параллельными
индуктивностями участка, что дает конечные индуктивности L24 и L:3.
Следуя методу, описанному в связи с рис. 3, коэффициенты на рис.
4
может быть выражено через коэффициенты симметричного прототипа.
Ниже приведены следующие значения:
L,4i = Ll41 -- L241 Ll41 L24 - (--1) L241 + L,41 L34 = 0 L341 L141 L= (l-+) L341 +L41 C2 =C24 C34= 041, 02 j (9)
Значение L34 становится бесконечным для особого значения = 00, выраженного уравнением o¤= 1 - L14 -,3,1
(10), при котором индуктивность может быть исключена из цепи.
- В показанном на рис. 5 последовательном соединении, на котором основана трансформация, используются
индуктивность и емкость, соединенные параллельно.
Параллельные ветви имеют одинаковую конфигурацию, и отрицательные элементы эквивалентного
трансформатора могут быть включены в них.
Значения коэффициентов через коэффициенты прототипной структуры выражаются следующими
уравнениями: L,5=L,5' L15 L251= + - Ltsz L L = (0--')-L2 Z + L, 5 C2 = 25L + -J' C'1 =j2 - L 15 L351 -L3/5 (1-i) L35 +
L,51 - c9 =02 ( C3 1 + C, 151) - (11) При одном значении коэффициента трансформации индуктивность L3s
становится бесконечной и становится отрицательной при превышении этого значения. Емкость C s становится
равной нулю при другом значении отношения и отрицательной при больших значениях. Предельное значение
коэффициента преобразования — это меньшее из двух начальных значений.
Участки, показанные на рис. 6 и 7, основаны на симметричном прототипе, показанном на рис. 8. Схема на рис.
6 получена из прототипа путем использования последовательной индуктивности L18 в качестве основы
преобразования.
Из уравнения (1) следует, что понижающее преобразование возможно только в направлении от Z1 к Z2, иначе
индуктивность L46, соответствующая Zz на рис. 2, будет отрицательной, и сеть будет непрактичной.
Предельное значение коэффициента трансформации — это такое значение, при котором индуктивность L26
становится бесконечной, то есть это индуктивность, в которую включен отрицательный элемент
эквивалентного трансформатора.
Коэффициенты сети, показанной на рис.
6
Они выражаются через коэффициенты прототипной сети на рис. 8 и коэффициент преобразования
следующими уравнениями:
L16 = OL18 - L18 L28 L26 = + (0-1 L28 = p L1I 6 02 L18 L4 (1_0) U26 = (j28 J Остальные коэффициенты Cl., L3. и
C36 отличаются от соответствующих прототипных коэффициентов a18, L28, C38 в соотношении 02:1, при
этом емкости и индуктивность изменяются в обратных соотношениях.
На рис. 7 показана вторая трансформаторная схема, основанная на прототипной схеме на рис. 8, но в этом
случае для получения эквивалентного трансформатора используется последовательная мощность C18.
Для того чтобы емкость C47 была положительной, в сети такого типа необходимо повышение напряжения
между Z1 и Z2. Предельное значение коэффициента трансформации W5 — это то значение, при котором
мощность C37, аналогично L26 на рис. 6, представляет собой элемент, включающий отрицательный элемент
Соседние файлы в папке патенты