Устройство для многоканальной связи на одной несущей частоте

 

М 61224

Класс 21а, 49

СССР к Авторскому свидетельству, !

"" "=HI"O. e

" Л"

С. А. Злотников и И. И. Финкельштейн

УСТРОЙСТВО ДЛЯ МНО(ОКАНАЛЬНОЙ СВЯЗИ НА ОДНОЙ

НЕСУЩЕЙ ЧАСТОТЕ

Заявлено l9 мая !939 г, аа . и 3 О1 в Народны!! Комиссариат обороны

Необходимая полоса частот радиовегцательной передачи по международному стандарту равна 9 «а!ч При Оольшом числе станций В эфире ОказыВается за!н51ть! м большая час "b диан Язон 3 1 астот. Это при водит к ограничени!О числа передаю!цих станций. Теснота в эфире создает особые неудобства в войсковых соединениях. где при современНоМ состоянии техники на неболь!1!Ом участке сосредоточивается большое число передающих станций. Несмотря на то, что в этом случае большей частью применяются коротковолновые передатчики и диапазон частот между двумя соседними станциями значительно меньше международного стандарта, Возможное 1исло cTHHIIIII, и я",! ястке Все же меньше неооходимого. Современная телефония осуществляет многократную передачу по одной линии путем ведения Отдельных разговоров на различных несущих частотах.

Однако в настоя!цее время передача по воздушным линиям допускает максимальную полосу частот в 14Ы ига.

Введение многократной телефонии требует установки аппаратуры высокой частоты и передачи по высококачественным (меднь!!1, бронзовым) линиям. Таким образом, современное состояние многоканальной связи по одной линии передачи не позволяет осугцествить более 6-ти разговоров, Предлагаемая система позволяет вести передачу нескольких станций на одной и той же волне, 3 также вести несколько разговоров по

Одной линии 113 одной и тон "1 е г!ест шей !ястоте.,то дает Возх!Ожность значительно разгрузить эфир и уплотнить телефонные линии.

Принцип работы предлагаемой с1гстемы заключается в следующем.

В группе одновременно работающих на одной и той же несущей частоте f

2.Куток Вре3!ени Haay«aeT ?J>fitly 3bcbt i o a i>t;o oaHrt !3ередят(1?1к. Bce ocTa:ri>rir»e 1IepexaT !ики В это ape?tst 3aHei?òi».

IcIs1 отгшРаниЯ пеРедсlт II!I(013 с !1 жит ГcllePBTDP, KQTQPbIJf последо

В с! . (Л ЬНО tt3;I) (12 ЕТ П \! ПУ.1ЬСЫ 1323 IHЧНОЙ (1ЯСТО ГЫ, Т. P. В СЛЕДУ10ШИЕ ОДИН

32 другим промежутки вре teirH М„М, излучаются колебания разЛ Иi:HbtX I 2CTOT (1, (> ПОС IЕ !ЕГО If ИКЛ !la I 1tH 3C TCH CHB(12,1сl.

Каждый передат(ик нас(роеп таким образом, что егo отпирают

T0JtbKO ПОЛУ(1ЕННЫЕ ИМ И;!try .ibCI>i ОПРЕДЕЛЕННой (JBCTOTbt, HatiPHibtcj?, Аналоги IHQ и(Релат 1иксlм, Н13иемпики нахОДЯтсЯ 13 32HCPT03I соCT(:ЯНИИ И OTHHPBIOJCSI ОДПИ31 ИЗ Ко ICOaiIH?l С .с!СТОТОИ 11, 7ч /с3 В 32bHCHiiJOCTH OT ТОГО, Пс! KBKylо Чс!СТОТ С ОПИ IIBCTPO("II bl.

Приемная стЯпция, жел210щаЯ П13инять кс?КОЙ лиоо передатчик, пап1?имеР, ОГН1!Раева! ы !! i! BcTQTQI I f (, и с1ст13 с! и В аетате?1 па Ос! IGBJI !>10 1несУЩУ Io) ВОЛНУ ЭТОГО 11Е1?ЕДЯТ(IИКс1, с1 TBK?KC Нс(СТРЯИВЯЕТС?! 1ДРУ ГИМ КОНТУ ром) на частоту отпир;1ющего импульса f, Ipytot кон гур подключен параллельно контуру настройки па несущую волну.

Таким образом, в данный проме>куток времени 4tI работает тольКо 0JH?l пе1?едат(1ик в ГPJ title, 0 (tIIIPaelibIIi IacTQTQJI 1, и 13се ПРие1(!ники, настроенные на несущую частоту группы и частоту отпирания f

Все >(руl Не п13исмнпки и пе1?едат 1и;и дяпнои Г1?уппы В это Время заперты. По HCI e cHHii irpo»c?Kyi ка irpe»eHH At! > Il. it fly 1bcoiht c tacToтой / отпирается другой передатчик па время М., Одновременно с ним отпира!Отс?! Все приемники, настроенные ria несущую частоту этой группы передатчиков и часто!у отпирания f . Все остальные приемники и передат IHKH дынной группы запергы, Таким образом последовательно один за другим отпираются все передатчики данной группы, после чего цикл начинается сначала.

Если имеется другая группа передатчиков, р?!бoт21oгцих па другой несущей волне „то эти передатчики аналогичным образом отпираются теми ?ке импульсами /1, !, (! В Те ?ке tipo3tc>J(yтки времени.

Л12, М,.

Однако прием передатчиков этой группы возможен только темп приемниками, которые настроены па несущую волну )ч данной группы и 112 соответствующие частоты OTJIHpaiIHsi.

Аналогичные рассу>кдения действительны для л!Обого числа групп.

На фиг. 1 представлена таблица, иллюстрирующая работу четырех групп передающих станций с числом станций в каждой группе, равной (етырем.

На этой таблице )о(,/,,/,з, for, — -несУщие частоты Разных гРУпп передатчиков, f J, (.„(1! f — частоты отпирания всех передатчиков и приемнаков. А„, A„, А„„А,,„— группа станций, работа?ощих на одной несущей частоте f„, и отпираемых каждая соответствующей ч iстотой отпирания f„ f„ f.„ f,.

А,, А, А,, А..., — группа станций, работающих на одной несущей частоте )о и отпираемая каждая соответственно теми >«е частотамп отпирания 1„ f,„ fi„ f! и так далее.

В дальнейшем все передатчики, работающие на одной и той жс несущей частоте и отпираемые разными частотами отпирания f„ f,1.! f„ будем обозначать группой передатчиков, и все станции, работающие нп разных несущих частотах f(„, f(, f(, i„i но отпираемые одновременно одной частотой отпирания будем называть рядом.

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

М 61224

Например, при числе групп станций, равном 10, и при количестве станций в ка>кдой 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 ограничивается свойствами телефона и может быть взято ориентировочно 4 — 6 станций. работа!ощих на одной несущеи частоте.

Разберем работу одной группы, состоящей из трех станций, работающих на одной несущей часто е 1„! и отпираемых соответственно частотами f„Ü, f,.

Допустим, что система работает без отпирания, т. е .все три передатчика работают одновременно на одной и той же волне. К приемникам, настроенным на данную длину волны, приходили бы сигналы со всех трех передатчиков одновременно. Таким образом, приемник не мог бы принять ни одну из трех станции из-за наложения сигналов.

Поэтому для избежания взаимных помех передатчиков, работающих на одной и той же волне, возникает необходимость разделения во времени работы этих станций, т. е. необходимость чередования их работы.

Модулирование радиотелефоннон передачи происходит с полосой частот от 30 гц до 2400 г!!. Наименьшая продолжительность одной согласной равняется — 0,1 се!, а средняя продолжительность гласной—

0,3 сек. Таким образом, наименьшее число периодов, которое заключает одна согласная для самой низкой частоты передачи, равно 300. 0,1=30.

Для среднеразговорной частоты порядка 1000 периодов число периодов, ко!орое заключает одна согласная, будег равно 100.

Для чередования работы передатчиков наиболее целесообразным является поочередное огпнрание каждого передатчика на время, длящееся часть периода наивысшей передаваемой частоты — 2400 г!!.

Отпирание передатчиков осуществляется прн помощи синхронных импульсов соответствующих частот отпирания f„ f, f,. Синхронные импульсы указанных частот посылаются специальным передатчиком последовательно один за дру!.их!, т. е. за промежуток времени 1! посылается импульс f), за время М импульс f и за время 41, импульс после чего цикл нач>!нается сна-!ала.

Рассмотрим один период передачи сигнала. Для простоты рассмотрения вопроса число циклов чередований частот отпирания за врел!я одного полупериода выберем равным четырем. Это представлено на фиг. 2а, 2б, 2в) 2г, 2д, де изображены излучения каждого из 4-х передатчиков за один полупериод передаваемой частоты. Здесь Л1! — время работы первого передатчика, М вЂ” второго передатчика, М,— третьего передатчика и М, — четвертого передатчика. 1, П, 1П, IV— циклы чередования отпирающих частот f,, f„ f„, f,.

Из этих фигур сг!едует, что, чем больше частота чередования циклов синхронных импульсов, тем эффективней будет передача сигналов, т. к. «н!с.!о излучений» каждым передагчиком за время одного полупериода будет увеличиваться. Б это.,! случае лучше будет сохраняться форма кривой передаваемого сигнала.

Допустим, что число циклов передатчика синхронных импульсов

100000 в секунду. Тогда для одного полупериода средней разговорной частоты В 1000 2!! мы получим << !Ис. !о нзлу !ениЙ>> В течение од>!Ого по100 000 лупериода равным = 50.

2,100

Очевидно, что мембрана телефона будет работать в этом случае по огибающей А (фиг. 2б, 2в, 2г, 2д). № 61224 равный где и — число cTBHLèé в группе. В данном случае и=-4

ll

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

Напряжения с контуров, соответственно сдвинутые по фазе, поступают на усилители, работающие с ни.кпей отсе чкой, при этом угол

2-. отсечки определяется как, где и число станций в группе. п

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

Импульс с усилителя подается на у. равляющую сетку пентагрида и отпирает последний на время подачи импульса с усилителя. Генерируемые триодной частью пентагрида колебания будут пропущены в анодную цепь пентагрида и, следовательно, в антенну, Как видно на фиг. 3 и 4а, каждый пентагрид опирается на /4 часть цикла своим импульсом (верхняя часть синусоиды), т. е. пентагриды в течение одного цикла работают друг за другом.

Для мгновенного отпирания пентагридов подаваемые на их сетки импульсы должны иметь прямоугольную или трапециедальную форму.

Приближенно эту форму импульсов можно получить в усилителях при работе их с нижней и верхней отсечкой, как указано на фиг. 5.

На фиг. 6 представлена принципиальная схема генератора синхронных импульсов для совместной работы четырех групп передатчиков.

Синусоидальное напряжение от задающего генератора частоты 25 кгц детектируется двойным диодом Дь после чего оба полупериода, сдвинутые по фазе на 180, подаются Ila соответствующие сетки триодов (см. фиг. 6).

Анодные контура этих триодов настроены на вторую гармонику.

В результате на анодах триодов появятся колебания с удвоенной частотой в 50 кгц, сдвинутые по фазе одно относительно другого на 2-..

Как было изложено выше, генератор синхронных импульсов должен пОсылать импульсы равной IßñòoTû Отпирания f„ f, f „след 10 щие один за другим.

Число импульсов с частотами отпирания, излучаемых генератором в гечение одного цикла, определяется iислом станций, работающих Ild одной несущей волне, т. е. числом передающих станций в одной группе.

Например, при числе станций в группе, равном 4, генератор должен последовательно излучать колебания с частотами f,, f„ f, f, Эти частоты могут быть выбраны произвольно, например, f, = 5000 кгц; Ь =5003 кгц; f3 — 5006 кгц, f,,=5009 кгц, т. е. полоса, которую могут занимать отпирающие импульсы, опредсляется в данном случае 9000 гц.

Из вышеприведенных соображений выберем число циклов в секунду равным 100000.

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

Синусоидальные колебания от задающего генератора с частотой

1000 кгц детектируются двухполупериодным детектором, с которого оба полупериода подаются на фазовращающие системы. В последних синусоидальные колебания сдвигаются друг относительно друга на угол, № 61224

Каждое из этих колебаний удвоенной частоты подается на соответствующий двойной диод Д Д,. Снова происходит процесс детектирования, в результате которого на управляющие сетки пентагридов подаются полупериоды частоты в 50 кгц, сдвинутые друг относительно ю1 друга на угол — (см. фиг. 6). Эти импульсы отпирают один за дру2 гим соответствующие пентагриды. Отпертый пентагрид посылает в антенну колебания с частотой генератора, собранного в его триодной части, Для мгновенного отпирания пентагридов подаваемые на их сетки импульсы должны иметь трапециедальную форму. Это, как было указано выше, может быть достигнуто при работе с верхней и нижней отсечками.

Развивая схем>, согласно принципам, изложенным выше, можно получить 8, 16 и т. д. следующих друг за другом импульсов.

В нормальном состоянии приемники и передатчики заперты. Как приемник, так и передатчик на входе (выходе) имеют два контура: один для приема (передатчики) несущей волны, второй для приема (как в приемниках, так и в передатчиках) отпирающих импульсов. Приходящие на приемники отпирающие импульсы со второго контура подаются на сетку добавочной лампы, работающей в качестве детектора (см. фиг. 7), с анодной цепи которой отпирающее напряжение подается на се ку входной лампы приемника (1-я лампа усилителя в ч. или детектор).

Приемник отпирается на время существования на сетке добавочной лампы отпирающего импульса.

Приходящие на передатчики отпирающие импульсы с добавочного контура подаются на сетку добавочной лампы, работающей в качестве детектора, с анода которой отпнрающее напряжение подается на сетку первой лампы усилителя низкой частоты. Вследствие этого передатчик отпирается только на время про; ождения отпирающего импульса.

Таким образом передатчик и соответственно настроенный приемьик отпираются в одинаковые промежутки времени. В следующий промежуток времени отпирается и работает вторая группа приемников и передатчиков.

Предлагаемая система дает разные возможности использования ее.

В радиотелефонии осуществляется возможность одновременной работы нескольких радиостанций на одной несущей волне, что предсгавляет интерес для войсковой радиосвязи, Применение данной системы сводит до минимума возможность подслушивания, так как для того, чтобы осуществить подслушивание, необходимо иметь две настройки: одну на несущую волну подслушиваемой . передачи, другую на отпирающую волну подслушиваемой передачи.

Станции, отпираемые частотой 1„работают на разных несущих частотах 1„. 1,, fp3 и т. д. (см. табл, фиг. 1).

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

Если подслушивающая станция не имеет отпирающего устройства, она будет принимать смесь передач всех станций, работающих на волне ркема подслушивающей станции. В случае работы в данной группе станций только одной станции, подслушивающая станция может услы шать передачу.

Для исключения этой возможности специальная станция, отпираемая одной из частот отпирания, например 1„излучает в эфир мешающую передачу. В этом случае в эфире будет существовать всегда две (или более) передачи, одна, излучаемая работающим передатчиком, и

Я 61224 другая мешающей станцией, подслушивающая станция примет обе эти передачи, налохкенные друг на друга, т. е. не сможет подслушать.

Для того чтобы мешающая передача обслуживала все группы станций, т. е. группы станций, работающие на разных несуших, необходимо, чтобы несущая частота мешающей станции изменялась бы от частоты f„, до частоты f,, т. е, перекрывала бы весь диапазон частот станций, работающих в данной зоне.

Эlo изменение несущей частоты может быть достигнуто включением параллельно контуру генератора несущей частоты лампы, работающей в качестве параллельной индуктивности. Такое включение лампы применяется в приемниках для автоматической регулировки частоты и огисано в литературе. Изменяя напряжение на сетке лампы, включенной параллельно 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 быть ц, осуществлено несколько двухсторонних разговоров HB ОднОЙ несущей частоте по способу, описанному выше, для радиотелефонной связи.

Частота перерывов передачи дол кна возрастать с увеличением числа станций, работающих на одной частоте.

Частота передачи по проводам ограничена порядком частот в 140 кгц (12-канальная система).

В связи с этим частота перерывов телефонной передачи должна быть взята меньшей, чем для радиотелефонии. Тем самым число каналов в одной группе должно быть взято равным двум или трем.

Данная система позволяет увеличить число передач по одному каналу в 2 — 3 раза и тем самым избежать установки дорогостоящей аппаратуры многократной телефонной связи. Эта система позволяет также уплотнить железные линии, заменив ими дорогостоящие и дефицитные бронзовые и медные линии.

Предмет изооретения

Устройство для многоканальной связи на одной несущей частоте, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что для последовательного отпирания на короткие промежутки времени передатчиков, работающих на одной несущей частоте, применен генератор, излучающий последовательно импульсы разной частоты.

М 61224 — 11—

/1нщенна

Поди, к псч. 26 111-62 г. Формат бум 70 ;,103 /i6

3 а к. 1013 Тираж 200

ЦБТИ прп Ком пете по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Центр, М, Черкасский пер., д. 2/6.

Обьем 0,96 изд, л.

Цена 5 ко .

Орловская областная типография «Труд», г. Орел, ул. Ленина, 1.

Редактор Н. М. Халецкий Текред А. А. Камышникова Корректор А. А. Березуева