SU61224A1 - Устройство дл многоканальной св зи на одной несущей частоте - Google Patents

Description

Необходима  полоса частот радиовещательной передачи по международному стандарту равна 9 . При большом числе станций в эфире оказываетс  зан тым больша  часть диапазона частот. Это приводит к ограничению числа передающих станций. Теснота в эфире создает особые неудобства в войсковых соединени х, где при современном состо нии техники на небольшом участке сосредоточиваетс  большое число передающих станций. Несмотр  на то, что в этом случае большей частью прилген ютс  коротковолновые передатчики и дианазои Частот между двум  соседними станци ми значительно меньше международного стандарта, возможное число станций на участке все же меньше необходимого. Совре% енна  телефони  осуихествл ет лпюгократную передачу по одной линии путем ведени  отде.тьиых разговоров на различных несущих частотах.

Однако в насто щее врем  передача по воздушным лини м допускает максимальную полосу частот в 140 кгц.

Введение многократной телефонии требует установки аппаратуры высокой частоты и передачи по высококачественным (медным, бронзовым ) линн  t. Таким образом, современное состо ние многоканально св зи по одной лини1 передачи не позвол ет осуществить более 6-ти разговоров.

Нредлагаема  система позвол ет вести передачу несколькпх станций на одной и той же волне, а также вести иесколько разговоров по одной линии на одпо и той же несущей частоте. Это дает возможность значительно разгрузить эфир и уплотнить телефонные линии.

Принцип работы предлагаемой системы заключаетс  в следующем.

В группе одновременно работающих на одной и той же несущей частоте /сц передатчиков, каждый отпираетс  последовательно, один за другим, на короткие промежутки времени так, что в каждый промеJYo 61224- - 2 жуток времени излучает импульсы только одни передатчик. Bee остальпые передатчики в это врем  заперты.

Дл  отиирапи  передатчиков служит генератор, который последовательно излучает импульсы различной частоты, т. е. в следующие один за други.м промежутки времени Д1,, Ata излучаютс  колебани  разли .ных частот /,, f-, после чего цикл начинаетс  сиачала.

Каждый передатчик настроен таким образом, что его отпирают только полученные им и.мнульсы определенной частоты, например, /,.

Аналогично нередатчнка.м, приемники наход тс  в заперто.м состс/ нии и отпираютс  одним из колебаний с частотой /j, f-,, /3 в зависилюсти от того, на какую частоту они настроены.

Приемна  станци , жела1оии и нрин ть какой-либо передатчик, например, отпираемый частотой /,, настраиваетс  на основную (несуЩ}ю ) волну этого передатчика, а также настраиваетс  (другим контуром ) на частоту отнирающего импульса /, Другой контур нодключен параллельно контуру настр0| 1ки па несущую волну.

Таким образом, в данный нромежуток времени Atj работает только один передатчик в группе, отпираемый частотой/,, и все приемники, настроенные на несуш,ую частоту группы и частоту отиирани /i.

Все другие приемиики и передатчики данной грунны в это врем  заперты. По истечении нромежутка времени dt,, имнульсом с частотой /.; отпираетс  другой нередатчнк на врем  Д1., Одновременно с ним отпираютс  все приемиики, настроенные на несущую частоту этой группы передатчиков и частоту отпираии  /:,. Все остальные нриемники и передатчики данной грунны запергы. Таким образом последовательно один за другим отпираютс  все передатчики данной грунпы, после чего цикл начинаетс  сиачала.

Если имеетс  друга  группа передатчиков, работающих на другой }1есущей волне/2, то эти передатчики аналогичньиг образом отпираютс  теми же импульсами /, /о, /з в те же иромежутки времени. Д t, At,, At,.

Однако нрие.м передатчиков этой грунпы возможен только теми приемниками, которые настроены на несущую волну /„г данной группы и на соответствующие частоты отиирани .

Аналогичные рассужденн  дейетвительиы дл  любого числа групп. На фиг. 1 представлена таблица, иллюетриру оша  работу четырех групп передающих станций с числом станций в каждой группе, равной чет III рем.

На этой таблице/о(,/021/03. /о4 -несущие частоты разных групп передатчиков,/|,/2,/3,/i - частоты отпирани  всех передатчиков н приемнаков. А, Л,,, Лзь .  - группа станций, работающих на одной несущей частоте/ц и отпираемых кажда  соответствующей ч iстотой отпирани  /, /о, /j, /4.

Ayi, Ло.), Лзз, Л;, -группа станций, работающих на одной несущей частоте/02 и отпираема  кажда  соответственно теми же частотамн отпирани  fj, f,, f.-j, f и так далее.

В дальнейщем все передатчики, работающие на одной и той же несущей частоте и отпираемые разными частотами отпирани  fi, f2,f:i,f4, будем обозначать группой передатчиков, а все станции, работающие на разных несущих частотах foj, fno, fo.3, fo,b но отпираемые одновременно одной частотой отнирани  будем называть р дом.

Из приведенной таблицы следует, что 16 станций работают на 4-х несущих частотах. Таблица может быть продолжена как увеличением числа групп станций, так и увеличением числа станций в каждой группе.

Например, при числе групп станций, равном 10, н при количестве станций в каждой группе, равном 10, т. е. при общем количестве станций , равном 100,-работа этих станций происходит на 10 несущих частотах.

Однако число станций в каждой группе ограничиваетс  свойствами телефона и может быть вз то ориентировочно 4-б станций, работающих на одной несущей частоте.

Разберем работу одной группы, состо щей из трех станций, работающих на одной несущей частоте f,,i и отпираемых соответственно частотами fj, f,, f,-;.

Допустим, что система работает без отпирани , т. е .все три передатчика работают одновременно на одной и той же волне. К приемникам , настроенным на данную длину волны, нриходили бы сигналы со всех трех передатчиков одновременно. Таким образом, приемник не мог бы прин ть ни одну из трех станций из-за наложени  сигналов. Поэтому дл  избежани  взаимных помех передатчиков, работающих на одной и той же волне, возникает необходимость разделени  во времени работы этих станций, т. е. необходимость чередовани  их работы.

Модулирование радиотелефонной нередачи происходит с полосой частот от 30 гц до 2400 гц. Наименьша  продолжительность одной согласной равн етс  ,1 сек, а средн   продолжительность гласной- 0,3 сек. Таким образом, наименьщее число периодов, которое заключает одна согласна  дл  самой низкой частоты передачи, равно 300- 0,. Дл  среднеразговорной частоты пор дка 1000 периодов число периодов, которое заключает одна согласна , будег равно 100.

Дл  чередовани  работы передатчиков наиболее целесообразным  вл етс  поочередное огпирание каждого передатчика на врем , дл щеес  часть периода наивысшей передаваемой частоты - 2400 гц.

Отпирание передатчиков осуществл етс  при помощи синхронных импульсов соответствующих частот отирани  f, f, fg. Синхронные имнульсы указанных частот посылаютс  специальным передатчиком последовательно один за другим, т. е. за промежуток времени ti посылаетс  импульс f,, за врем  At., импульс и за врем  At, импульс f;j, после чего цикл начинаетс  сначала.

Рассмотрим один период передачи сигнала. Дл  простоты рассмотрени  вопроса число циклов чередований частот отпирани  за врем  одного полупериода выберем равным четырем. Это представлено на фиг. 2а, 26, 2в, 2г, 2д, где изобра чекы излучени  каждого из 4-х передатчиков за один полупериод передаваемой частоты. Здесь Atj-врем  работы первого передатчика. At, - второго передатчика. At,, - третьего передатчика и четвертого передатчика. /, II, III, IV - циклы чередовани  отпирающих частот fj, f;,, з, 4Из этих фигур следует, что, чем больше частота чередовани  циклов синхронных имнульсов, тем эффективней будет нередача сигналов, т. к. «число излучений каждым передатчиком за врем  одного полупериода будет увеличиватьс . В этом случае лучше будет сохран тьс  форма кривой передаваемого сигнала.

Допустим, что число циклов передатчика синхронных импульсов 100000 в секунду. Тогда дл  одного полупериода средней разговорной частоты в 1000 гц мы нолучим «число излучений в течение одного по100000 лупериода равным 50.

2ЛОО

Очевидно, что мембрана телефона будет работать в этом случае по огибающей А (фиг. 26, 2в, 2г, 2д).

.YO .61224

№ 61224

Как было изложено выше, генератор синхронных импульсов должен посылать имнульсы равной частоты отпирани  fj, f2, f;;, следующие один за другим.

Число импульсов с частотами отпирани , излучаемых генератором в течение одного цикла, определ етс  числом станций, работающих на одной несущей волне, т. е. числом передающих станций в одной группе. Например, при числе станций в группе, равном 4, генератор должен последова7ельно излучать колебани  с частотами fj, f-, з, i- Эти частоты могут быть выбраны произвольно, например, f 5000 кгц; i,5003 кгц; fg - 5006 кгц; L,-5009 кгц, т. е. полоса, которую могут занимать отпирающие импульсы, определ етс  в данном случае 9000 гц.

Из выщеприведенных соображений выберем число циклов в секупду равным 100000.

На фиг. 3 представлена принципиальна  схема генератора отпирающих импульсов дл  совместной работы группы из четырех передатчиков . Схема может быть развита дл  любого количества станций.

Синусоидальные колебани  от задающего генератора с частотой 1000 кгц детектируютс  двухполупериодным детектором, с которого оба полупериода подаютс  на фазовращающие системы. В последних синусоидальные колебани  сдвигаютс  друг относительно друга на угол,

равный , где п - число станций в группе. В данном случае л 4.

Сдвиг фаз в фазовращающих системах может быть осуществлен целым р дом общеизвестных способов (изменение реактивного параметра цепи , мостиковый метод и т. д.).

Напр жени  с контуров, соответственно сдвинутые по фазе, поступают на усилители, работаюп;ие с нижней отсечкой, при этом угол

отсечки определ етс  как , где п число станции в группе.

На фиг. 4а, 46, 4в, 4г и 4д представлен один полупериод на выходе фазовращающихс  систем, причем на фиг. 4а представлены импульсы (защтрихованы) на выходе усилителей после отсечки.

Импульс с усилител  подаетс  на уьравл ющую сетку пентагрида и отпирает последний на врем  подачи импульса с усилител . Генерируемые триодной част1зЮ нентагрида колебани  будут пропущены в анодную цепь певтагрида и, следовательно, в антенну.

Как видно на фиг. 3 и 4а, каждый пентагрид опираетс  на /4 часть цикла своим импульсом (верхн   часть синусоиды), т. е. пентагриды в течение одного цикла работают друг за другом.

Дл  мгновенного отпирани  пентагридов подаваемые на их сетки импульсы должны иметь пр моугольную или трапециедальную форму. Приближенно эту форму импульсов можно получить в усилител х при работе их с нижней и верхней отсечкой, как указано на фиг. 5.

На фиг. 6 представлена принципиальна  схема генератора синхронных импульсов дл  совместной работы четырех грунп передатчиков. Синусоидальное гапр жение от задающего генератора частоты 25 кгц детектируетс  двойным диодом Дь после чего оба полупериода, сдвинутые по фазе на 180°, подаютс  па соответствующие сетки триодов (см. фиг. 6).

Анодные контура этих триодов настроены на вторую гармонику. В результате на анодах триодов по в тс  колебани  с удвоенной частотой в 50 кгц, сдвннутые по фазе одно относительно другого на 2-.

Каждое из этих колебаний удвоенной частоты нодаетс  на соответствующий двойной диод MzMz- Снова происходит процесс детектировани , в результате которого на управл ющие сетки пентагридов подаютс  полупериоды частоты в 50 , сдвинутые друг относительно

друга на угол - (см. фиг. 6). Эти импульсы отпирают один за друРИМ соответствующие пентагриды. Отпертый пентагрид посылает в антенну колебани  с частотой генератора, собранного в его триодной части. Дл  мгновенного отпирани  пентагридов подаваемые на их сетки импульсы должны иметь трапециедальную форму. Это, как было указано выще, может быть достигнуто при работе с верхней и нижней отсечками.

Развива  схему, согласно принципам, изложенным выше, можно получить 8, 16 и т. д. следующих друг за другом импульсов.

В нормальном состо нии пpиe ;ники и передатчики заперты. Как приемник, так и передатчик на входе (выходе) имеют два контура: один приема (передатчики) несущей волны, второй дл  приема (как в приемниках, так и в передатчиках) отпирающих импульсов. Приход щие на приемники отпирающие импульсы со второго контура подаютс  на сетку добавочной лампы, работающей в качестве детектора (см. фиг. 7), с анодной цепи которой отпирающее напр жение подаетс  на сегку входной лампы приемника (1-  лампа усилител  в.ч. или детектор). Приемник отпираетс  на врем  существовани  на сетке добавочной лампы отпирающего импульса.

Приход пхие на передатчики отпирающие импульсы с добавочного контура подаютс  на сетку добавочной лампы, работающей в качестве детектора, с анода которой отпирающее напр н ение подаетс  на сетку первой лампы усилител  низкой частоты. Вследствие этого передатчик отпираетс  только на врем  прохождени  отпирающего импульса.

Таким образом передатчик и соответственно настроенный приемник отпираютс  в одинаковые промежутки времени. В следующий промежуток времени отпираетс  и работает втора  группа приемников и передатчиков.

Предлагаема  система дает разные возможности использовани  ее.

В радиотелефонии осуществл етс  возможность одновременной работы нескольких радиостанций на одной несущей волне, что представл ет интерес дл  войсковой радиосв зи.

Применение данной системы сводит до минимума возможность подслущивани , так как дл  того, чтобы осуществить подслущивание, необходимо иметь две настройки: одну на несущую волну подслущивае .юй . передачи, другую на отпирающую волну подслущиваемой передачи .

Станции, отпираемые частотой fj, работают на разных несущих частотах foi, f|;2, fo3 и т. д. (см. табл. фиг. 1).

В случае работы в одной группе двух или более станций, в эфире существует две или более передачи, следующих одна за другой.

Если подслушивающа  станци  не имеет отпирающего устройства, она будет принимать смесь передач всех станций, работающих на волне приема подслушивающей станции. В случае работы в данной группе станций только одной станции, подслущивающа  станци  может услышать передачу.

Дл  исключени  этой возможности специальна  станци , отпираема  одной из частот отпирани , например f, излучает в эфир мешающую передачу. В этом случае в эфире будет существовать всегда две (или более) передачи, одна, излучаема  работающим передатчиком, и

- 5 -№ 61224

№ :бГ224

друга  мешающей станцией, подслушивающа  станци  примет обе эти передачи, наложеиные друг на друга, т. е. не сможет подслушать.

Дл  того чтобы мешающа  передача обслуживала все группы станций, т. е. группы стапций, работающие па разных песущих, пеобходимо , чтобы несуща  частота мешающей станции измен лась бы от частоты До частоты If,.,, т. е. перекрывала бы весь диапазон частот станций, работающих в данной зоне.

Это изменение несущей частоты может быть достигнуто включенпе .м параллельно контуру генератора несущей частоть лампы, работающей в качестве параллельпой индуктивности. Такое включение лампы примен етс  в приемниках дл  автоматической регулировки частоты и описано в литературе. Измен   напр жение на сетке ламны, включенной параллельпо контуру генератора при помощи пилообразных колебаний с релакционного генератора, мы получим плавное изменение индуктивности контура и тем самым несущей частоты мешающей станции.

При передаче телефонных разговоров по проводам может быт осуществлено несколько двухсторонних разговоров на одной несущей частоте по способу, описанному выше, дл  радиотелефонной св зи.

Частота перерывов передачи должна возрастать с увеличением числа станций, работающих па одной частоте.

Частота . передачи по проводам ограничена пор дком частот в 140 кгц (12-канальна  система).

В св зи с этим частота перерывов телефонной нередачи должна быть вз та меньшей, чем дл  радиотелефонпи. Тем самым число каналов в одной группе должно быть вз то равным двум или трем.

Данна  система позвол ет увеличить число передач по одному каналу в 2-3 раза и тем самым избежать установки дорогосто щей аппаратуры многократной телефонной св зи. Эта система позвол ет также уплотнить железные линии, заменив ими дорогосто щие и дефицитные бронзовые и медные линии.

П р е д м е т изобретени 

Устройство дл  многоканальной св зи иа одной несущей частоте, отличающеес  тем, что дл  носледовательного отпирани  на короткие промежутки времени передатчиков, работающих на одной несущей частоте, применен генератор, излучающий последовательно импульсы разной частоты.

ФИГ2С

спиг,25

ФИГ1

ШИГ.ЕЙ

фиг.2

фИГ2с

u)

1

I ci

JtiSSSSiJ

r TWirr -b

-B

ФИГ45

ШИГ45

фИГ/.г

ШИГ5

vJluuA/HliГТПППп