PL39205B1 - - Google Patents

Description

o Opublikowano 4nia 10 lutego J?§8 r? I Ur.-.-;-Jj P^-f-jn* ¦;„:^: 1 iii"" . - •¦' ¦¦ POLSKIEJ RZECZYPOSPOLITEJ LCPCWEJ OPIS PATENTOWY ¦'.'¦wj..-^"'^^-^1. igy Nr 39205 KI. 21 a* 41/01 Witold NcnwcJU Warszawa, Polska Urzadzenie wzmacniajace moc elektryczna w postaci odllumika czwórjiikowfte* Patent trwa od dnja 11 listopada 1954 r.Obecna technika tetókomynj^yjngt zas 3 sposoby dwukierunkowego wzn^^cnjanja mocy elektrycznej.Jeden z nich polega na zastosowaniu zwyk¬ lego jednokierunkowego wzmacniacza lampowe¬ go, uzupelnionego rozgaleznikiem, np. rozgalez¬ nikiem transformatorowym, który zostaje wtra¬ cony do toru telekomunikacyjnego. Jedna z 2 pozostalych par zacisków rozgaleznika laczy sie przy tym z obwodem siatki wzmacniacza, nato¬ miast druga — z obwodem anody. Wzmacniacz taki jest uwidoczniany na fig. 1. Ten sposób dwukierunkowego wzmacniania hedzie dalej na¬ zywany dla skrócenia sposobem A.Drugi sposób który zostanie nazwany sposo¬ bem *B, a który znalazl s^ejpfeie zgtstosowiwe w praktyce, polega na uzyciu 2 jednokierunko¬ wych wzmacndaczy, 2 roz#a*efaiifców i t rewno- wafcttików topów nie liczac niektórych urzadzen dodatkowych. Zadaniem równowazników jest odtwomt mpe&wie ***imm* lem w <*n^ lonym z«krwe ci&UMwtei i * Safcm 4&t$Cr no&aa. Odpowietrze wcafeemej vvrpfc#m&ve na fig. 2, jeet powszeefenj* xrmm pod mwwa Wreszcie trzeci sposób, który bedzie nazywa¬ ny sposcfoem C, a który chociaz w zasadzie zna¬ ny od -dawna nie byl przez dluzszy czjas stoso¬ wany w praktyce, polega na realizacji ujemnych impedancji za w drugiej 1** trzeciej ewfartee plaszczyzny liczb zespolonych) ca pomoca ukladów lampo¬ wych (lub im równowaznych), w których zasto¬ sowano sprzezenie zwrotne dodatnie oraz ewen¬ tualnie równiez sprzezenie ewrofoe ujemne. Moz¬ na przy tym nadac ujemnej impedaneji p©zcda«- na zaleznosc obu jej skladowych (rzeczywistej i urojonej) od czestotliwosci, jak równiez mozna uczynic te impedaneje praktyeznie niezalezna od atn^itady dopawwadnenege napiecia (lub pra-du) w okreslonym zakresie tych amplitud. Tak uzyskane impedancje ujemne wtraca sie albo w przewód (lub przewody) toru, albo miedzy przewody toru. Odpowiednie urzadzenia nosza nazwe odtlumików, przy czym ze wzgledu na sposób ich wlaczenia do toru nalezy odróznic odtlumiki wzdluzne, uwidocznione na fig. 3a, od odtlumików poprzecznych,, uwidocznionych na fig. 3b. Poniewaz ujemne impedancje moga byc albo typu lukowego, albo typu dynatronowego, przeto niezaleznie od podzialu odtlumików na wzdluzne i na poprzeczne nalezy odróznic odtlu¬ miki typu lukowego od odtlumików typu dyna¬ tronowego. Wszystkie tego rodzaju odtlumiki mozna nazwac ogólnie odtlumikamd dwójniko- wymi.Kazdy z 3 wymienionych sposobów ma swoje zalety i wady. Tak wiec sposób A wymaga nie¬ wielkiej liczby elementów, a w szczególnosci po¬ zwala zrealizowac wzmocnienie przy uzyciu na¬ wet tylko jedinej lampy. Prady sygnalizacji ze- wowej i impulsy wybierania automatycznego, których czestotliwosc jest zwykle bardzo mala a moc stosunkowo znaczna, moga swobodnie przechodzic przez urzadzenie, aczkolwiek w pra¬ ktyce nie sa wzmacniiane. Jednakze stabilna pra¬ ca urzadzenia jest ograniczona róznica impe- dancji wejsciowych S, w toru. Poniewaz w prak¬ tyce róznica ta moze byc dosc znaczna, przeto osiagalne wzmocnienie nie jest duze. Jest to glównym powodem, iz urzadzenia tego rodzaju nie znalazly wiekszego zastosowania.Sposób B pozwala na uzyskanie wiekszego wzmocnienia i to tym wiekszego, im wiekszy wysilek zostanie wlozony w odtworzenie impe- dancji wejsciowych S, W toru za pomoca równo¬ wazników. Wadami urzadzenia sa jednak prócz zwiekszonej liczby elementów, a zatem i zwiek¬ szonych wymiarów, niemoznosc przesylania pra¬ dów sygnalizacji zewowej i impulsów wybiera¬ nia automatycznego. Dla przesylania tych pra¬ dów i impulsów nalezy stosowac specjalne prze¬ kaznikowe urzadzenia obejsciowe," co jeszcze bardziej komplikuje i podraza urzadzenie.Wreszcie sposób C, realizowany w praktyce pod postacia odtlumików wzdluznych typu lu¬ kowego, jest oszczedny pod wzgledem liczby niezbednych elementów (moze byc zrealizowa¬ ny przy uzyciu tylko jednej lampy), a ponadto nie wymaga urzadzen obejsciowych, bowiem pra¬ dy sygnalizacyjne i impulsy wybierania prze¬ chodza przez urzadzenie tak samo dobrze, jak przy sposobie A. Powaznymi i przykrymi w praktyce wadami odtlumików dwójnikowyeh jest jednakze ich wieksza wrazliwosc na zmiany impedancji wejsciowych S, W toru, zachodzace w funkcji czestotliwosci i w funkcji czasu: zmiany te ograniczaja osiagane wzmocnienie w. wiekszym stopniu niz we wzmacniakach jedno¬ torowych, sa przyczyna wiekszych znieksztalcen tlumieniowych, wreszcie sprawiaja, ze urzadze¬ nie jest (w tych samych warunkach pracy) mniej stabilne od wzmacniaka jednotorowego.Mozna uniknac wszystkich tych wad odtlumi¬ ków dwójnikowyeh, zachowujac jednoczesnie praktyczna zdolnosc urzadzenia do przesylania pradów malych czestotliwosci, jezeli zastosowac uklad wedlug wynalazku, przedstawiony na fig. 4. Uklad ten zawiera 2 ujemne impedancje —ZQ, —Z0* oraz 2 opornosci Z, Z, przy tym impedancje ujemne, z których jedna ma byc typu lukowego, a druga typu dynatronowego, powinny spelniac warunek przeciwstawnosci. z0z0* = Z2 ..... (i) Aby zachowac symetrie doziemna ukladu, mozna zastosowac uklad, uwidoczniony na fig. 5, stanowiacy odmiane poprzedniego ukladu. W ukladzie tym impedancje —1f*ZQ —i^z0t moga byc w praktyce wykonane w postaci jednej im¬ pedancji —ZQ, sprzegnietej z przewodami toru w znany sposób za pomoca transformatora o 3 uzwojeniach. Mozna tez zastosowac inne ukla¬ dy, równowazne ukladom przedstawionym na fig. 4 i 5, których wspólna cecha powinno byc zawsze to, ze 2 ujemne impedancje, z których jedna jest typu lukowego, a druga typu dyna¬ tronowego, spelniaja warunek przeciwstawnosci.Urzadzenia wzmacniajace oparte na zastoso¬ waniu wymienionych ukladów mozna nazwac ogólnie odtlumikami czwórnikowymi. j Omówione uklady moga byc w razie potrzeby uzupelnione z obu stron czwórnikami dopaso¬ wujacymi. Zadaniem tych czwórników jest spro¬ wadzenie impedancji wejsciowej toru do warto¬ sci rzeczywistej i mozliwie niezaleznej od cze¬ stotliwosci w okreslonym zakresie czestotliwo¬ sci. Do tego celu moga byc uzyte znane czwór- niki dopasowujace, np. w przypadku toru pupi- nizowanego, czwórnik, przedstawiony na fig. 6.Jezeli impedancje wejsciowe sa praktycznie rze¬ czywiste i niezalezne od czestotliwosci (tj. jezeli w przypadku zastosowania wzmacniaka jednoto¬ rowego mozna by je zrównowazyc jedna opor¬ noscia), to czwórniki dopasowujace sa zbyteczne.Wlasnoscia tak skonstruowanych odtlumików czwórndkowych jest to, ze ich impedancja falo¬ wa pozostaje równa Z niezaleznie od wartosci, - 2 -jakie zastana nadane impedancjom ujemnym —ZQ, —ZQ*, oraz ze ich wzmocnosc falowa rów¬ nasie i K = 1 n —— (2) A.Z Z gdzie 1c = —- = -x- oznacza tzw. zredukowa- Z Zo na impedancje ZQ. Wzmocnosc ta nie zalezy oczywiscie od impedancji wejsciowych toru.Jezeli zamierza sie uczynic wzmocnosc falowa K odtlumika czwórnikowego niezalezna od cze¬ stotliwosci, to nalezyAuczynic impedancje 2Q (a zatem i impedancje ZQ*) rzeczywista i niezalez¬ na od czestotliwosci, czyli nalezy uczynic Z0 = ZQ = const (a zatem i ZQ* = Zo = const). Wów¬ czas K = 1 n_L_ (3) |l-k| Zn Z gdzie k = —±-_ Z Zo* Na fig. 7 uwidoczniono zaleznosc wzmocnosci falowej K wyrazonej w neperach od zredukowa¬ nej impedancji k. Jak widac, te sama wzmoc¬ nosc falowa uzyskuje sie dla pewnej wartosci Je, co i dla wartosci 2-k. Chcac natomiast uzyskac zadana zaleznosc wzmocnosci K od czestotliwo¬ sci, nalezy^uczynic impedancje zQ (a zatem i (im¬ pedancje ZQ*) zalezna w odpowiedni sposób od czestotliwosci.W warunkach pracy wlasnosci wzmocnienio- we urzadzenia powinny byc charakteryzowane nie jego wzmocnoscia falowa, lecz wzmocnoscia wtraceniowa {lub wzmocnoscia skuteczna). Moz¬ na wykazac, ze wzmocnosc wtraceniowa odliu- mika czwórnikowego zalezy od impedancji wej¬ sciowych toru w tym samym stopniu, co wzmoc¬ nosc wtraceniowa wzmacniaka jednotorowego, co zreszta wystarczajaco tlumaczy sie tym fak¬ tem, ze omawiane odtlumiki, podobnie jak i wzmacniaki jednotorowe, sa czwómikami. Je¬ zeli przy tym odchylenia impedancji wejscio¬ wych toru od wartosci przepasanej sa nieznacz¬ ne, to wzmocnosc wtraceniowa odtlumika czwór¬ nikowego, podobnie jak i wzmacniaka jednoto¬ rowego, rózni sie tylko nieznacznie od wzmoc¬ nosci falowej. Tymczasem wzmocnosc wtrace¬ niowa odtlumika dwójnikowego, jak to wyka¬ zano, zalezy od impedancji wejsciowych toru w znacznie wiekszym stopniu. Powyzsza równo- wartosciowosc odtJumików czwórnikowych i wzmacfiiaków jednotorowych pociaga za soba z natury, rzeczy ich irównowartosciowosc pod wzgledem znieksztalcen tlumieniowych.'Co sie tyczy stabilnosci odtlumików czwórni¬ kowych, to niezaleznie od tego, czy impedancje wejsciowe toru beda mniejsze, czy wieksze od wartosci przepisanej Z, oraz niezaleznie od tegOt która z 2 ujemnych impedancji bedzie typu lu¬ kowego, a która typu dynatronowego, otrzymu¬ je sie te same granice obszaru stabilnej pracy urzadzenia, jak to uwidoczniono na fig. 8, gdzie rsii1 rwp1 ,. .. y. = \ — =1 — I , przy czym nalezy obie¬ rac ten z dwóch znaków (plus, mdnus), dla któ¬ rego x !• Z teorii wzmacniaka jednotorowe¬ go wiadomo jednak, ze granice obszaru stabil¬ nosci wzmacniaka jednotorowego sa takie same.Tak wiec i pod wzgledem stabilnosci odtlumik czwórnikowy jest równowartosciowy wzmaema- kowi jednotorowemu.Natomiast odtlumik czwórnikowy w przeci¬ wienstwie do wzmacniaka jednotorowego moze byc przepuszczalny dla pradów malej czestotli¬ wosci i stosunkowo duzej mocy (a wiec dla pra^ dów sygnalizacji zewowej i impulsów wybiera¬ nia automatycznego), bowiem impedancja — ZQ nie jest w stanie zewrzec calkowicie tora przy bardzo malych czestotliwosciach, nawet jezeli jej wartosc (z nieuniknionych w praktyce przy¬ czyn/ bedzie przy tych czestotliwosciach bardzo mala. Nalezy to tlumaczyc obecnoscia dwóch opornosci Z. Jezeli jednak korzystny wplyw tych opornosci nie bedzie z tego punktu widzenia wystarczajacy, to mozna uniknac calkowicie efektu zwierajacego przez wlaczenie szeregowo z impedancja — Zc kondensatora o dostatecznie duzej pojemnosci. Dla zachowania warunku przeciwstawnosci wskazane jest wówczas zbocz-' nikowac impedancje — ZQ cewka o indukcyjno- sci L = CZ2. Takich mozliwosci nie ma nato¬ miast we wzmacniaku jednotorowym. PL

Claims (6)

1. Zastrzezenia patentowe i 1. Urzadzenie, wzmacniajace moc elektryczna, w postaci odtlumika czwórnikowego, zna¬ mienne tym, ze zawiera w sobie co^najmniej jedna pare impedancji ujemnych (—ZQ —ZQ*), spelniajacych warunek przeciwstawnosci.

2. Urzadzenie wedlug zastrz. 1, znamienne tym, ze jedna z dwóch impedancji ujemnych pary impedancj}' jest impedancja typu lukowego, a wiec impedancja wzbudzajaca sie przy jej zwieraniu, podczas gdy druga jest impedan¬ cja typu dynatronowego, a wiec wzbudzaja¬ ca sie po jej odlaczeniu od obwodu. - 3 -

3. Urzadzenie wedkug zastr*. 112, znamiejme tym, ze impedancje ujemae maja postac ukla¬ dów lampowych, ukladów tranzystorowych lufo iiUiycL ukladów równowaznych.

4. Urzadzenie wedlug zaatrz. 1 — 3, znamienna tym, te jedna z impedaneji ujemnych jest wtracona w przewód (lub w przewody) toru albo bezposrednio, albo za posrednictwem transformatorów, podezaa gdy druga jest wtracona miedzy przewody toru równiez #1W btEPofrtdoio, albo za peiridmeiwejB traa**- formatora.

5. Urzadzenie wedlug zastrz. 1 — 4, znamienia* tym, ze zawiera na zewnatrz ukladów lampo¬ wych (tranzystorowych lub równowaznych) 2 lub 4 oporniki (Z, Z lub ViZ, */$Z, V«Z, VaZ) o jednakowej opornosci, wtracone w przewód lub przewody toru. Witold Nowicki W Fil-t t_j"1 -^T^^^ ^.3 /Xfu2. t J 1" ' 1 ! 111 n \Vt i/ ¦ f M/1 \ 1 Je 1 4- J ¦ htfC\ i ii, 1 1 ¦ li i Jp * 4 1 1 1 1 1 1 \ N Kii M r Fi9 7 ^jy ft$.S J I T X 1 1 Fig.

6 .J i ¦ „. „¦ . ., ¦ ii In Lrt 1111 rtl i II 1 lir JJ44+W i T f 1 i T t 1 7 1 U -l 1 J 1 r z\—1—!—l—1—1 1 L ¦.u ..i .. . ..,-. » 1 1 I 1 1 1111 rrl i T4an4/Ti//1 ^l^iTTil k 1 r Tr *l 1 1 1 \ \ 1 1 hs i w.ufc. lsw. W-^ya. Zai». s® t--!¦•-•'¦ - - ¦ ¦ ¦ ¦.¦:: "'.r.'?*) «»t. w. iii ^o g. bi — 100 PL