Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:патенты / Сборник патентов_11518
.pdf
комбинация сигналов состоит из двух частей: одна часть осуществляет на удаленном приемном устройстве
выбор, общий для более чем одной группы символов, а другая часть осуществляет выбор группы символов,
из которой должен быть произведен окончательный выбор печатного символа. Если первая часть сигнала
состоит, как это обычно бывает в таких случаях, из пяти элементов перестановки, а вторая часть — из одного
дополнительного элемента, такой код эквивалентен шестизначному коду.
В устройствах с клавиатурным управлением, работающих по подобному коду, уже предлагалось
предусмотреть отдельный рычаг переключения регистра на клавиатуре для независимого управления
элементом, который контролирует характер дополнительного импульса или элемента сигнала идентификации
регистра. Настоящее изобретение отличается от этого предыдущего решения тем, что сигналы регистра
должны состоять из того же количества элементов, что и комбинации сигналов, управляемые различными
рычагами клавиатуры. Поскольку эти сигналы регистра устанавливаются или передаются только тогда, когда
происходит фактическое изменение регистра, и не обязательно являются неотъемлемой частью каждой
передаваемой комбинации сигналов, обстоятельства отличаются и, как будет показано далее, требуют
различных способов управления операциями сигнализации регистра.
В телеграфном аппарате согласно настоящему изобретению наиболее удобным средством управления
операциями для сигнальных элементов в комбинации сигналов является соответствующая серия
перестановочных элементов, приводимых в действие при нажатии рычага сигнальной клавиши на клавиатуре,
а наиболее удобным средством осуществления управления операциями сигнализации с клавиатуры является
дополнительный элемент, который может перемещаться с клавиатуры в одно из двух положений аналогично
перестановочным элементам, и при каждом перемещении из одного положения в другое вызывает передачу
или установку комбинации сигналов сдвига или повторного сдвига соответственно.
Для целей настоящего изобретения, следовательно, можно сказать, что этот элемент управления сигналом
корпуса может быть приведен в одно из двух положений любым из множества сигнальных рычагов, а также в
одно из указанных двух положений рычагом переключения корпуса независимо от одновременного
приведения в действие любого из указанных сигнальных рычагов. В приведенном ниже примере элемент
управления сигналом корпуса состоит из двух частей, одна часть может быть приведена в действие любым из
множества сигнальных рычагов, вторая часть обычно перемещается первой указанной частью, а рычаг
переключения корпуса предназначен для приведения в действие второй части независимо от первой части.
Прилагаемый чертеж демонстрирует пример способа реализации изобретения. Показаны только те части,
которые необходимы для понимания изобретения; поскольку остальные части управляемого клавиатурой
устройства уже известны в данной области техники, их включение в настоящую спецификацию не считается
необходимым.
На чертеже показано, что элемент управления сигналом корпуса состоит из двух частей 1 и 2, причем первая
часть 1 может выборочно перемещаться в одном или другом продольном направлении любым из множества
рычагов, каждый из которых соответствует одному символу. На чертеже показан только один рычаг 3,
воздействующий на наклонную поверхность кулачка 22 для перемещения части 1 вправо и представляющий
собой один из немногих рычагов, имеющих два символа в противоположных группах корпуса для одной
клавиши, как в пишущей машинке. Вторая часть 2 перемещается относительно первой части 1 в том же
продольном направлении на штифтах 4 и 5, прикрепленных к частям 2 и 1 и скользящих в пазах 6 и 7 в частях
1 и 2 соответственно. Спиральная пружина 8, прикрепленная с каждой стороны к штифтам 4 и 5 на частях 1 и
2 соответственно элемента управления сигналом корпуса, стремится перемещать эти части 00 относительно
положений, показанных на чертеже, когда дальнейшее относительное перемещение в этом направлении
предотвращается концами пазов B и 7. В этих условиях две части элемента управления сигналом корпуса 105
обычно перемещаются вместе: часть 1 перемещает часть 2 влево через штифт 5 и паз 7, и вправо через
пружину 8 и штифт 4. Часть 2 образует рабочую часть элемента управления сигналом корпуса 110, которая,
перемещаясь из одного из двух своих крайних продольных положений в другое, осуществляет операции
сигнализации корпуса, как описано в сопутствующей заявке, на которую ссылается и которая указана на
настоящем чертеже кулачковой муфтой 9, которая совершает движение на пол-оборота при каждом
перемещении части 2. В описанной выше конструкции часть 1 неизменно перемещается вправо 120 любым
рычагом клавиатуры, соответствующим двум символам, и это движение осуществляет операцию
сигнализации корпуса для символа нижнего регистра.
На верхнем крае второй части 125 2 находится наклонный кулачок 1 Q, который предназначен для зацепления
с нижним краем рычага переключения при нажатии этого рычага, когда часть 2 находится в правом
положении, и, таким образом, для перемещения этой части 2 в другое, или левое, положение, как показано на
чертеже. Это перемещение происходит независимо от положения, в которое может быть перемещена часть 1
с помощью символьного рычага, такого как рычаг 3. Таким образом, рычаг переключения 1 может
удерживаться нажатым, как для верхнего регистра в пишущей машинке, при этом рабочая часть 2 элемента
управления сигналом корпуса удерживается в левом положении, которое выполняет или уже выполнило
соответствующую операцию сигнализации переключения корпуса для верхнего регистра рычага, и
независимо от, например, срабатывания рычага 3, который бы приводил в действие часть 1. Направление,
противоположное положению правой руки, для противоположного или повторного переключения сигнала для
обычного или строчного символа. Чтобы снять нагрузку с любого двухсимвольного ключа, создаваемую
натяжной винтовой пружиной 8 в этих обстоятельствах, предпочтительно предусмотреть кулачковую
поверхность 12, наклоненную в противоположном направлении по отношению к кулачковой поверхности t(, на
части i под базовым рычагом переключения ключа 11, так что две части приводятся в действие в
противоположных направлениях против натяжения пружины 8 самим рычагом переключения корпуса 11, при
этом кулачковая поверхность 10 сначала зацепляется рычагом 11 для перемещения части 2, а затем
кулачковая поверхность 12 на части 1. При отпускании рычага 11 пружина 8 заставляет часть 1 вернуться в
левое положение, в то время как часть 2 все еще удерживается от перемещения в том же левом положении
рычагом корпуса 11, зацепляющимся с вертикальной поверхностью, прилегающей к кулачковой поверхности
10. Это предотвращает любое дальнейшее срабатывание сигнализации корпуса частью 2 при отпускании
рычага 11, любое последующее перемещение части 2. осуществляется посредством части 1, как описано
ранее.
Для удержания клавиши Shift 11 в нажатом положении на чертеже показана фиксирующая клавиша 13 для
клавиши Shift 11, принцип действия которой при блокировке и разблокировке аналогичен принципу действия
стандартной пишущей машинки.
Обычно, как и в пишущей машинке, клавиша 11 остается нажатой до тех пор, пока она удерживается пальцем.
Однако, если клавиша блокировки 13 нажата либо для нажатия клавиши 11, либо после нажатия последней
клавиши, штифт 16 на блокирующей клавише 13 позволяет зубцу в U-образном пружинном элементе 17 войти
в зацепление со штифтом 16 и удерживать клавишу 11 в нажатом положении. Чтобы освободить клавишу 11,
ее нужно на мгновение нажать еще сильнее, когда штифт 19 на ней входит в зацепление с наклонной
поверхностью кулачка 20 на пружинном элементе 17 и приводит этот элемент в действие против натяжения
пружины, освобождая штифт 16 на блокирующей клавише 13, который затем возвращается под действием
пружины в нормальное положение, когда штифт 16 предотвращает зацепление элемента 17 со штифтом 11
на клавише 11.
Подробности описанного выше механизма приведены в качестве примера, и отступ не следует рассматривать
как ограниченный только этой конкретной конструкцией. Видно, что с помощью средств, описанных в
настоящей спецификации, работа управляемого клавиатурой устройства может быть более точно приближена
к работе пишущей машинки, а элемент, управляющий операциями сигнализации с любого из множества
клавишных рычагов символов, также может быть точно вызван клавишным рычагом сдвига символов 80
независимо и одновременно с указанными клавишными рычагами символов. Предполагается, что основное
применение изобретения будет заключаться в управляемых клавиатурой передатчиках сигналов для
телеграфных систем типа «старт-стоп», но следует отметить, что описанные здесь принципы в равной
степени применимы к аналогичному случаю перфораторов ленты для таких систем.
В этом случае часть 2, или кулачковый элемент 9 9 W, будет использоваться для управления, при каждом
перемещении из одного положения в другое, перфорацией той или иной определенной комбинации сигналов,
представляющих соответственно сигналы смещения и повторного смещения корпуса. В данном случае,
селекторные пальцы 95 передатчика сигнала, вместо того чтобы быть приспособленными для управления
передачей сигнальных элементов, будут приспособлены для управления перфорацией соответствующей
серии отверстий j OG в соответствии с сигналом корпуса для сигнала, представляющего собой нажатый рычаг
клавиши.
Подробно описав и определив природу нашего изобретения и способ его осуществления, мы заявляем, что
то, что мы
=== НАЧАЛО ФАЙЛА: patent_408320.txt ===
ССЫЛКА: https://translationportal.epo.org/emtp/translate/?ACTION=description-retrieval&COUNTRY=GB&ENGINE=
google&FORMAT=docdb&KIND=A&LOCALE=sq_AL&NUMBER=408320&SRCLANG=EN&OPS=ops.epo.org/3.2&T
RGLANG=ru
========================================
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ GB408320A
[]
Второе издание -
ПАТЕНТНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ Дата подачи заявки: 7 октября 1932 г. № 27939/32.
Полная спецификация принята: 9 апреля 1934 года.
ПОЛНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ
Усовершенствования в системах несущей сигнализации или относящиеся к ним.
Мы, компания STANDARD TEL Er HOHNES AND CABLE S, L Imi TED, британская компания, Кеннет Джордж Хо
Д. Гсо Н., подданный Великобритании, Бент Бу Лоу Якобсен, подданный Дании, и Фрэнк Роу, подданный
Великобритании, все из Коннот-Хаус, Олдвич, Лондон, W.C 2, Англия, настоящим заявляем о характере
данного изобретения и о способе его осуществления, которые будут подробно описаны и установлены в
следующем заявлении:
Настоящее изобретение относится к усовершенствованиям систем передачи сигналов с использованием
несущей волны, и в частности к системе передачи сигналов с использованием несущей волны, в которой
предусмотрен дополнительный канал для передачи широкого диапазона частот высокого качества,
предназначенной, в частности, для передачи вещательных программ по каналам передачи сигналов с
использованием несущей волны.
Увеличение объема работ, выполняемых телефонными компаниями для обеспечения программных каналов
связи между вещательными станциями, привело к проблеме получения каналов требуемого уровня качества
передачи при минимальных финансовых затратах. Низкий уровень шума, достигаемый в телефонных каналах
с достаточно высокими несущими частотами, дает таким каналам важное преимущество перед каналами
голосовой связи для высококачественной передачи, а также значительные преимущества перед кабельными
каналами для междугородней связи благодаря высокой скорости распространения сигнала по открытым
проводным линиям на высоких частотах и равномерности этой скорости в широком диапазоне частот.
При наличии такой системы также можно получить желаемые программные каналы с минимальным
воздействием на существующие линии и оборудование, поскольку без каких-либо изменений в линии, за
исключением, возможно, дополнительных перестановок, система передачи программного сигнала может быть
введена в эксплуатацию без влияния на другие цепи, такие как телеграф постоянного тока, физический
телефон, фантомный телефон или несущая телефонная связь, которые уже могут передаваться по данной
паре проводов.
В соответствии с настоящим изобретением lP ice Is l Price 4 S 6 i, мы предлагаем систему сигнализации
несущей волны, включающую программный канал a 5 с широкой полосой пропускания в дополнение к другим
сигнальным каналам, характеризующуюся тем, что передается только одна боковая полоса программного
канала, расположенная выше всех других каналов в частотном спектре 61', а пилотная частота для
программного канала размещена между самой высокой из указанных других каналов и каналом прямой
передачи.
Еще одна особенность изобретения, описанного в пункте 65, заключается в передаче только нижней боковой
полосы программного канала.
Еще одна важная особенность изобретения заключается в использовании отдельного кварцевого фильтра в
дополнение к электрическим фильтрам 7 для удаления нежелательных боковых полос программного канала.
Еще одна особенность изобретения заключается в предоставлении коммутационных устройств,
приспособленных для того, чтобы определенное оборудование (например, кварцевый фильтр 7N) на
терминальной станции могло использоваться как для передачи, так и для приема, а также для того, чтобы
приемные и передающие усилители терминальной станции могли быть организованы как ретрансляционная
станция для программного канала SQ.
Другие особенности изобретения станут очевидны из следующего описания схемы и прилагаемых пунктов
формулы изобретения.
Система UQ с передачей несущей волны программного обеспечения, в которой используется как несущая
частота.
Согласно настоящему изобретению, подавление одной боковой полосы имеет ряд важных преимуществ,
главными из которых являются: (а) Экономия требуемой ширины полосы частот.
(b) Экономия мощности, передаваемой в линию при заданном соотношении сигнал/шум на приемном
терминале 95. Настоящее изобретение применимо как к существующим схемам, так и к новым схемам,
специально разработанным для этой цели. Тот факт, что программный канал находится в верхней части
доступного частотного диапазона, означает, что он подвержен сильному затуханию в линии.
В данном случае экономия полосы пропускания, обеспечиваемая однополосным методом работы с
подавленной несущей, предлагает значительные преимущества, поскольку частотное разделение между
верхним и нижним краями программного канала сводится к минимально допустимому разделению,
соответствующему требуемой полосе пропускания.
5. Важность экономичности передаваемой мощности заключается в широком диапазоне уровней,
охватываемых передаваемой программой, и необходимости поддержания адекватного отношения сигнал/шум
на самых низких уровнях n 10 передаваемых сигналов.
При создании системы с одной боковой полосой, подобной описанной выше, возникают определенные
важные проблемы, главная из которых — удаление нежелательной боковой полосы. Для целей вещания
необходимо, чтобы низкие частоты в голосовом диапазоне передавались адекватно, и обычно считается, что
должны передаваться все частоты до 30 циклов в секунду. Поскольку границы двух боковых полос,
соответствующих голосовым частотам до 30 циклов в секунду, находятся на расстоянии всего 60 циклов друг
от друга, разделение двух боковых полос представляет значительные трудности.
Это сложно и невозможно осуществить с помощью обычных электрических фильтрующих цепей. Крайне
важно полностью удалить нежелательную боковую полосу, поскольку даже если несущие частоты
демодулятора и модулятора точно совпадают, любая незначительная разница в фазе двух боковых полос,
которая может возникнуть в фильтрующих цепях, приведет к нежелательным эффектам биений, если
затухание нежелательной боковой полосы не будет как минимум на 25 дБ ниже, чем у желаемой боковой
полосы. Более того, если несущие частоты на передающем и приемном терминалах не синхронизированы
точно, даже если разница будет, для истинной однополосной передачи пренебрежимо малое, неполное
подавление одной боковой полосы все равно приведет к нежелательным эффектам биений.
Хотя в речи определенное смещение может быть допустимо, очень малые различия порядка 4 циклов в
секунду или меньше приводят к значительным искажениям в музыке, особенно на низких частотах.
Поэтому, чтобы избежать этих эффектов, необходимо, чтобы в частотном диапазоне между верхней и нижней
полосами частот, соответствующими самой низкой частоте голоса, передаваемой системой, 355 ослабление в
фильтрах подавления боковых полос было увеличено как минимум на 30 дБ.
Если, как уже было сказано, эта более низкая частота составляет 30 циклов в секунду, то это увеличение
затухания должно быть достигнуто за 60 циклов, что при несущей частоте 40 кГц.
составляет всего 0,15%. Невозможно разработать фильтр, состоящий из катушек и конденсаторов, который
обеспечивал бы столь резкое срезание с удовлетворительными характеристиками импеданса зеркального
канала, и поэтому, согласно настоящему изобретению, обычный фильтр электрических волн дополняется
специальным пьезоэлектрическим кристаллическим фильтром, работающим в желаемом диапазоне, для
повышения резкости среза электрического фильтра 70. Вторая важная трудность, которая заключается в
необходимости поддержания точной синхронизации между передающей и приемной несущими частотами,
преодолевается за счет использования пилотной частоты, передаваемой 75 между передающим и приемным
терминалами. На передающем терминале установлен генератор пилотной частоты высокой стабильности, и
генерируемая им волна передается на приемный терминал 80 для управления частотой локально
генерируемой несущей волны. В соответствии с настоящим изобретением, для экономии в общем частотном
диапазоне пилотная частота размещается в интервале 85 между нижними несущими каналами на линии и
боковой полосой программного канала.
Изобретение более подробно описано со ссылкой на прилагаемые чертежи (см. рис. 90), на которых показано
расположение различных каналов в частотном спектре (см. рис. 1).
На фиг. 2 показан передающий терминал согласно настоящему изобретению 95. На фиг. 3 показан приемный
терминал.
На рисунках 4, 5, 6, 7, 8, 9 и 10 показаны детали расположения кристаллического фильтра.
На рис. 11 представлена схема генераторов пилотной частоты и несущей волны. На рис. 12 показана схема
переключения, реализованная в настоящем изобретении.
Обращаясь к рис. 1, видно, что используемый частотный диапазон простирается от нуля до 42,5 кГц.
Диапазон от нуля до 105,3 кГц занят обычной телефонной цепью. Диапазон от 3 кГц до кГц содержит ряд
коммерческих несущих телефонных или телеграфных каналов, расположенных известным образом.
Программный канал имеет полосу пропускания 8 кГц и расположен над коммерческими несущими каналами в
диапазоне от 34,5 кГц до 42,4 кГц. Несущая частота BC имеет частоту 42,5 кГц и подавляется, при этом
нижняя боковая полоса программного канала между 42,5 кГц и 34,5 кГц передается, как показано на рисунке.
Пилотная частота 34 кГц расположена непосредственно под программным каналом в промежутке 120 Гц
между 3 и 34,5 кГц.
На рис. 2 в блок-схеме показана схема расположения элементов на передающем терминале. Входящая
программа с голосовой линии VFL проходит через эквалайзер голосовой частоты VFE, предназначенный для
компенсации потерь, вносимых в нижнюю часть диапазона голосовых частот низкочастотным модулирующим
фильтром и кварцевым фильтром. Затем она проходит через модулятор MOD, который является балансным и
работает как модулятор тока сетки, предназначенный для подавления несущей частоты. Два балансирующих
конденсатора, вставленные в цепи сетки, позволяют получить высокую степень баланса, что приводит к
низкой утечке несущей частоты. Баланс анодной цепи не имеет большого значения, поскольку на выходе
имеется настроенный контур известным образом, устраняющий любые следы несущей частоты. Верхняя и
нижняя боковые полосы частот программы проходят через модулирующий фильтр MOD F, который
представляет собой низкочастотный фильтр с частотой среза 42 6 кОм и разработан таким образом, чтобы
иметь высокое сопротивление на частотах выше частоты среза, что позволяет модулятору работать в
наиболее благоприятных условиях. Для устранения нижних частот верхней боковой полосы, проходящих
через модулирующий фильтр MOD F, после модулирующего фильтра установлен кварцевый резонатор CRY
F. Подробности о кварцевом фильтре будут описаны позже, и здесь достаточно отметить, что он
предназначен для устранения любых остаточных следов верхней боковой полосы. Модулятор MOD получает
несущую волну от генератора несущей волны C OSC через фильтр несущей волны CF, который
предотвращает попадание пилотной частоты на модулятор.
Генератор несущей волны управляется пилотным генератором P OSC, как описано ниже, определенная часть
выходного сигнала которого подается на вход генератора несущей волны для управления его частотой, а
оставшаяся часть проходит через линию в качестве пилотной частоты, уже описанной -40. Пилотная частота
составляет 34 кГц, а частота несущей волны — 42,5 кГц; следовательно, 5-я гармоника пилотной частоты
совпадает с 4-й гармоникой частоты несущей волны, -45 обеспечивая эффективное управление несущей
волной с помощью пилотной частоты, так что генератор несущей волны остается синхронным, даже если
пилотная частота изменяется в диапазоне 80 циклов в секунду. И наоборот, если пилотная частота остается
постоянной, собственная частота генератора несущей волны может изменяться в диапазоне 100 циклов в
секунду из-за изменений температуры, не выходя из синхронизма -0,55.
Пилотная частота подается на линию на уровне примерно на 35 дБ ниже максимального уровня
передаваемой боковой полосы. Как пилотная частота, так и боковая полоса усиливаются передающим
усилителем T.AMP любого подходящего типа, и после прохождения через линейный эквалайзер LE и
линейный фильтр LF, также известной конструкции, передаются по несущей линии O 5 CL на удаленный
приемный терминал.
Другие несущие каналы в нижней части частотного диапазона передаются в линию через линейные фильтры
НЧ 1, НЧ 2 и т. д.
минимальным известным способом.
Приемный терминал показан на рис. 703. Входящие несущие частоты разделяются на соответствующие
каналы линейными фильтрами НЧ, НЧ1, НЧ2 и т. д., программный канал проходит через линейный фильтр
НЧ, линейные эквалайзеры LE75 к приемному усилителю RAMP. Линейные эквалайзеры и фильтры, а также
приемный усилитель могут быть подходящими и известными устройствами. Пилотная частота и программная
боковая полоса проходят через демодулирующий фильтр DE MOD F и кварцевый фильтр CRY F, которые
идентичны модуляторному фильтру и кварцевому фильтру в передатчике. Принимаемая пилотная частота
выбирается пилотным фильтром PF и усиливается пилотным усилителем PA, причем усиленная пилотная
частота используется для управления частотой генератора несущей волны RC OSC в приемнике.
Демодулирующая несущая волна подается на демодулятор DE MOD через несущий фильтр CF,
расположенный, как и в передатчике, таким образом, чтобы предотвратить попадание пилотной частоты в
демодулятор. Демодулированная боковая полоса проходит через демодулирующий фильтр DE MOD F и
через голосовой канал. Частотный эквалайзер VFE подключен к линии голосовой частоты Vj IFL.
Пилотная частота также поступает в демодулятор, и демодулированная пилотная частота 100 отображается
на выходе демодулятора в виде сигнала частотой 8500 Гц, но этот сигнал не проходит на линию голосовой
частоты с помощью фильтра нижних частот демодулятора, который обрезает сигнал на частоте 8000 Гц. При
необходимости к выходу пилотного усилителя можно подключить индикатор пилотной частоты Pl.
Индикатор включает в себя ламповый выпрямитель с соответствующим измерительным прибором в
выходной цепи и, следовательно, выдает индикацию уровня входящей пилотной частоты, тем самым
предупреждая о любом изменении затухания в линии.
Кристаллический фильтр CRY F, как указывалось ранее, предназначен для дополнения и повышения резкости
среза модуляторного фильтра MOD F. Кристаллические фильтры уже известны и обладают подходящими
свойствами для выполнения таких условий, но они включают в себя несколько кристаллов и другие элементы
схемы, а стоимость такого устройства была бы недопустима в условиях, в которых предполагается работать
схемы данного типа. Однако настоящее изобретение позволяет использовать для этой цели один кристалл,
причем результаты во всех отношениях столь же удовлетворительны, как и при более сложных схемах. Это
достигается путем последовательного или параллельного соединения одного кристалла с 408,320 схемами
чистых резисторов. Работа этой схемы может быть объяснена следующим образом:
Хорошо известно, что если плоская пластина из кварца или другого пьезоэлектрического материала свободно
установлена между двумя проводящими пластинами таким образом, чтобы подвергаться воздействию любого
электростатического поля, существующего между ними, то с точки зрения ее реакции на любую
электрическую цепь, к которой она может быть подключена, такое сочетание можно считать эквивалентным
электрической сети, показанной на рис. 4.
На этой диаграмме Lo, Co и Ro — константы, зависящие только от самого кристалла.
Cl представляет собой, по сути, электростатическую емкость, которая существовала бы между электродами с
учетом диэлектрической постоянной кварца, если бы между электродами и самим кварцем не было
воздушного зазора, и кристалл не мог бы свободно вибрировать.
Cg — это вместимость, учитывающая это воздушное пространство, которая становится бесконечной, когда
это пространство сводится к нулю.
-15 Поскольку, как правило, кристалл будет демонстрировать более одного резонанса при изменении частоты
электродвижущей силы, приложенной к электродам, значения Ln, Co, Ro будут справедливы только в
диапазоне частот, близком к конкретному резонансу. Однако при соответствующем выборе размеров
кристалла и направления его среза относительно осей симметрии кварца можно добиться того, чтобы в
широком диапазоне частот возникал только один резонанс.
Схема на рис. 4 может быть упрощена путем исключения емкости Cg, поскольку при условии, что кристалл
механически демпфирован лишь незначительно, так что реактивное сопротивление Lo очень велико по
сравнению со значением R0, значения оставшихся величин могут быть скорректированы с учетом его
влияния.
Измененные значения показаны на рис. 5.
Реактивно-частотная характеристика этой сети имеет вид, показанный на рис. 6, при этом резонансная
частота fo (при низком импедансе) и антирезонансная частота foo (при высоком импедансе) задаются
соответственно формулами:27 r= /L 1 -2 W i или % 2 I -1 c o 1 +c 1 'J Два возможных случая, когда кристалл
соединен последовательно или параллельно с чистыми сопротивлениями в соответствии с настоящим
изобретением, показаны на рис. (7a) и (7bh). Кристаллы представлены в соединении с источником
переменного тока с внутренним сопротивлением RI, работающим на нагрузке R2. Если a — уменьшение
напряжения на R2 в дБ из-за наличия кристалла, то соотношения между a и частотой для двух случаев имеют
общий вид, показанный на рис. Sa и Sb, где частота показана горизонтально, а затухание — вертикально,
точки минимума и максимума. Затухание, соответствующее частотам fo и foo. Пунктирные линии показывают
соответствующее затухание, полученное заменой кристалла на емкость, равную 01 в Big 5. При
соответствующем выборе R1 и R2 небольшой провал затухания при минимальном значении может быть
пренебрежимо малым. Быстрый рост между fo и foo, следовательно, соответствует типу, необходимому в
данных обстоятельствах, при условии, что уменьшение затухания за пределами этого диапазона не слишком
быстрое, чтобы позволить основному фильтру MOD F или DE MOD F получить требуемое значение до того,
как затухание кристалла станет пренебрежимо малым.
Последовательное соединение подходит для случая, когда нижняя боковая полоса пропускается через 85
полос, как в описанной выше схеме, тогда как параллельное соединение подходит для случая, когда нижняя
боковая полоса пропускается через 85 полос. Теперь будут описаны факторы, влияющие на выбор и способ
установки кристалла.
Кристалл 4 предпочтительно имеет форму прямоугольного параллелепипеда, в котором используемый
резонанс определяется в основном его длиной. Для такого кристалла, вырезанного так, что его ширина
параллельна оптической оси кварца, а толщина параллельна электрической оси, существуют следующие
соотношения между размерами кристалла, физическими свойствами кварца и константами эквивалентной
схемы (Van Dyke Proc.
Л.Р. Э. 1928, О. 756):
E,_p t 8 Es 2bl 7 rt 2 p Qtb L, SE 2 _b; Co -T( 1 _t -i R 8 < 2 b W 30355 > foo = 408,320 где 1 = длина стержня.
b = ширина стержня.
t=tdтолщина стержня.
p = плотность кварца.
E = пьезоэлектрическая постоянная кварца (данная Voigt-Leherbuch der Kristall Physik-Leipzig 1910 as-4 77 x
104 абсолютный E S.
единиц).
-10 Гс = модуль Юнга для данного вида колебаний.
Q = величина, включающая механическое демпфирование материала стержня, а в практическом случае также
и воздействие воздуха или других внешних демпфирующих факторов.
Если электроды имеют одинаковую площадь с кристаллом и находятся в контакте с ним, то значение C1
определяется формулой T = 4 фут·К, где K — диэлектрическая постоянная кварца.
В данном рассмотрении важны следующие соотношения, которые выводятся из вышеизложенного для случая
отсутствия воздушного зазора и электродов, имеющих ту же площадь, что и кристалл.
( 1) Резонансная частота fo зависит только от длины кристалла и определяется формулой fo = \l i p.
( 2) Когда fo фиксировано, импеданс каждой из величин L,, Co, PLO и C 1 зависит только от отношения i,, так
что -импеданс сети прямо пропорционален этому отношению.
( 3) - -3 Z = константа, зависящая только от природы и огранки α-кварца.
Его стоимость составляет порядка 150.
( 4) foo-fo ' fo a: очень близко.
Исходя из приведенного выше значения, при температуре C KC частота колебаний составляет 133
цикла/секунду.
Если C искусственно увеличивается путем добавления внешней емкости, эта величина может уменьшиться,
но не может превысить указанное выше значение. (Представляется маловероятным, что увеличение fo-fo
будет достигнуто за счет использования электродов меньшей площади, чем площадь кристалла, поскольку в
этом случае весь кристалл не будет подвергаться воздействию электростатического поля, и эффективное
значение e, вероятно, уменьшится.)
Если затухание, вызванное кристаллом на рис. 8, выразить через (foo-fo), то окажется, что полоса частот, в
которой затухание превышает заданную величину, большую, чем на частотах, значительно удаленных от foo,
является наибольшей, когда (foo-fo) является наибольшим. Таким образом, семейство кривых для рис. 8а с
(fo'f-o) в качестве параметра будет выглядеть так, как показано на рис. 9.
Если несущая частота настроена таким образом, что желаемая боковая полоса, соответствующая самой
низкой голосовой частоте (например, f), которая должна передаваться, находится на частоте fo на рис. 9, то
при условии, что затухание достаточно велико на частоте (fo + 2fv), чем больше значение f, тем шире полоса
пропускания, охватываемая кварцевым резонатором. Следует позаботиться о том, чтобы было реализовано
максимально возможное значение (fo - fo), особенно учитывая, что его всегда можно уменьшить, если это
необходимо, путем добавления параллельной емкости.
Из соответствующих значений lo, Los и т. д. на рис. 4 и 5 легко показать, что воздушный зазор (а) не влияет на
fo и (б) приводит к увеличению Afo резонансной частоты fo таким образом, что Afo = 6 J) 70. Поскольку
диэлектрическая постоянная кварца равна 4,5, воздушный зазор между каждым электродом и кристаллом,
равный одной девятой толщины кристалла, уменьшит (fofo) 5 на 50 %.
Поэтому важно устранить этот эффект. Этого можно добиться, используя электроды, нанесенные
непосредственно на кристалл методом катодного осаждения. Таким образом также устраняется возможный
источник нестабильности, обусловленный воздействием температуры и механических ударов.
Контакт с кристаллом осуществляется с помощью легких спиральных пружин, расположенных под углом 95° к
узловой линии в центре кристалла; пружины также служат для поддержки кристалла, который может
опираться ребром на вату или подобный материал. При тщательной механической конструкции такой
держатель может быть изготовлен таким образом, чтобы параллельная емкость, обусловленная им, была
очень мала из-за экранирующего эффекта самих электродов. На практике установлено, что ни контактное
давление пружин (при условии, что оно мало), ни точное расположение пружин на узловой линии не имеют
большого значения, влияя лишь на затухание вблизи пикового значения.
В предпочтительной конфигурации кристалл 110 Ofilter имеет частотный диапазон от 80 до 100 циклов, а его
резонансная частота настроена таким образом, что точка резонанса находится между 42,5 кГц и верхним
краем нижней боковой полосы на 30 циклов ниже 115,42,5 кГц.
Из (2) выше видно, что импеданс кристалла пропорционален b', и поэтому для уменьшения его импеданса
408,320 необходимо либо уменьшить t, либо увеличить b. Если бы кристалл был включен в структуру
обычного фильтра для получения желаемой резкости среза, требуемой в данной системе, его требуемый
импеданс определялся бы его соотношением с другими элементами фильтра и, как правило, должен был бы
быть низким (например, порядка 600–1000 Ом).
Из-за сложностей изготовления и недостаточной механической прочности, размер t нельзя уменьшить ниже
определенного уровня, а увеличение b приведет к увеличению стоимости более чем пропорционально
увеличению размера.
Однако, благодаря конструкции, предложенной в настоящем изобретении, в которой кристалл представляет
собой полностью отдельный блок, работающий в качестве связующего звена между лампами, импедансы, в
пределах которых он работает, могут быть большими (порядка 100 000 Ом), и может использоваться кристалл
с высоким импедансом, что приводит к снижению стоимости. Кристаллический фильтр подробно показан на
рис. 10. На этом рисунке показано, что кристалл CRY расположен между соответствующими сопротивлениями
в качестве связующего элемента между каскадами двухлампового усилителя с резистивной связью. Видно,
что кристалл расположен последовательно в цепи -30 R3, R5, R5, R5, и в этой цепи он действует как
переменный импеданс в желаемом диапазоне частот. На практике компоненты схемы могут иметь следующие
значения: V1 — лампа с внутренним импедансом около 60 000 Ом, а V2 — лампа с умеренно низким
внутренним импедансом около 6000 Ом, R2 — около 60 000 Ом и R5. 1 и R, соединенные последовательно,
сопротивлением около 150 000 Ом. R представляет собой высокоомный резистор утечки, который вставлен
для снятия любых электростатических зарядов или напряжений с кристалла. R,; имеет значение около 25 000
Ом и должно оставаться малым по сравнению с импедансом нити накала сетки V2, чтобы обеспечить низкое
эффективное последовательное реактивное сопротивление комбинации по сравнению с реактивным
сопротивлением кристалла, поскольку в противном случае эффективная резонансная частота f будет
увеличена. По аналогичным причинам следует поддерживать малыми собственные емкости сопротивлений
R1, R4 и R5 и всех последовательных емкостей заземления. Конденсатор C3 является блокирующим
конденсатором и может иметь значение 0,1 мкФ. Его значение не критично, но должно быть большим по
сравнению с параллельной емкостью кристалла. Из вышеизложенного видно, что сам кристалл включен
последовательно с общим сопротивлением приблизительно 200 000 Ом. Кристаллический фильтр на рис. 10
соединен последовательно с модулятором или демодуляторным фильтром MOD F или DE MOD F, и такая
комбинация обеспечивает адекватную защиту от неожидаемой боковой полосы. Даже с учетом влияния
температуры можно получить адекватную частоту среза для входных голосовых частот, поскольку всего 30
циклов в секунду.
Пилотный генератор и генератор несущей волны, используемые на каждом выводе, подробно показаны на
рис. 11. Пилотный генератор включает в себя ламповый генератор с обратной связью V, выходной сигнал
которого усиливается на лампе V4 и подается на сетку генератора несущей волны V5. Частота пилотного
генератора составляет 34 кГц, а частота генератора несущей волны V5, также с обратной связью, составляет
42,5 кГц, а синхронизация осуществляется за счет совпадения 5-й гармоники частоты пилотного генератора и
4-й гармоники частоты несущей волны. Пилотный генератор обладает высокой степенью стабильности, и его
частота не изменяется более чем на 1 или 2 цикла в секунду в нормальных диапазонах напряжения батареи.
Для обеспечения адекватной дискриминации нежелательной боковой полосы, избегая при этом чрезмерных
потерь в верхней части желаемой боковой полосы, 90 необходимо поддерживать несущую частоту в ее
надлежащем соотношении с частотой среза фильтров, даже если последняя может незначительно
изменяться при изменении температуры. Поэтому предусмотрена возможность регулировки несущей частоты
относительно резонансной частоты кварцевого фильтра путем регулировки верньерного конденсатора 04, и
если это условие выполняется, система будет удовлетворительно работать 100 в широком диапазоне
температур, даже если локальные температуры двух выводов могут значительно различаться. Для усиления
выходного сигнала несущего 105 генератора предусмотрена усилительная лампа V6, работающая известным
способом.
На рис. 12 схематически показана коммутационная схема, применяемая на любом терминале, с помощью
которой может быть выполнено несколько схем коммутации, и 110 определенное количество оборудования,
за счет чего достигается экономия. Для большей ясности вспомогательное оборудование, такое как
генераторы несущей волны, синхронизирующее и пилотное оборудование, опущено, поскольку их цепи 115
расположены, как показано на предыдущих рисунках. Показано оборудование для трех входящих или
исходящих линий несущей, а способ расширения для большего числа линий очевиден из чертежа. 120 Каждая
линия оборудована фильтрами верхних частот HP 1, HP 2 и HP. Фильтры нижних частот LP 1, LP 2, LP 3
предусмотрены для подключения других каналов связи к линии. Также предусмотрены линейные эквалайзеры
LE 1, LE 0, LE, 125. Каждая линия имеет передающий усилитель TA, TA 2, TA 3, но требуется только один
приемный усилитель RA, поскольку в силу особенностей установки никогда не будет более одного входящего
усилителя. 130 Модулирующие и демодулирующие фильтры, а также кварцевый фильтр, весом 408 320
грамм, предусмотрены, как и в описанном ранее оборудовании.
Переключатели, обозначенные цифрами (1), (2), (2), (4), (5), (6), (7), (8), установлены, как показано на рисунке.
Это двухполюсные переключатели, положения которых обозначены буквами a и b соответственно.
Оборудование приспособлено для выполнения любой из следующих функций:
( 1) Выступать в качестве приемного терминала с любой линии.
Соседние файлы в папке патенты