RU2139630C1

RU2139630C1 - Bidirectional voice-frequency amplifier

Info

Publication number: RU2139630C1
Application number: RU98119008A
Authority: RU
Inventors: С.В. Елягин; А.А. Капитонов; В.А. Николаенко
Original assignee: Ульяновский государственный технический университет
Priority date: 1998-10-20
Filing date: 1998-10-20
Publication date: 1999-10-10

Abstract

FIELD: telephone communications. SUBSTANCE: device depends for its operation on operating time division of two single-ended amplifiers 9, 19 connected in parallel opposition. Their connection to lines is effected by means of two matching transformers 10, 16 through two pairs of switches 1,2 and 3,4 and two variable-frequency clock generators 5, 6. Digital signal picked off amplifier circuits is filtered off to ensure amplification of input signals within voice-frequency band. Capacitors 11, 12, 15, 17 connected to transformers 10, 16 cause flow of variable-polarity transient current during switching intervals which enables compensation of energy stored in transformers 10, 16 by integration thereby suppressing return signals. Adjustment to communication line impedance is made by varying sampling frequency of respective clock generator. EFFECT: provision for simultaneous double-ended amplification of voice-frequency signals in narrow-band two- wire communication lines. 3 dwg

Description

Изобретение относится к усилительным устройствам и может быть использовано в телефонной связи. The invention relates to amplifying devices and can be used in telephone communications.

Известен двунаправленный усилитель, содержащий инвертирующие усилители и резисторы [1]. Known bidirectional amplifier containing inverting amplifiers and resistors [1].

Недостатком описанного аналога является зависимость устойчивого усиления от сопротивления источника и приемника сигналов, изменение которых приводит к самовозбуждению усилителя, поскольку устройство выполнено по дифференциальной схеме и требует стабильности сопротивления нагрузки. The disadvantage of the described analogue is the dependence of the stable gain on the resistance of the source and receiver of signals, the change of which leads to self-excitation of the amplifier, since the device is made according to a differential circuit and requires stability of the load resistance.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является выбранный в качестве прототипа двусторонний усилитель-ретранслятор, содержащий первый и второй ключи, первые выводы которых соединены, третий и четвертый ключи, первые выводы которых соединены, первый и второй конденсаторы [2]. The closest in technical essence to the claimed invention is a two-way repeater amplifier selected as a prototype, containing the first and second keys, the first terminals of which are connected, the third and fourth keys, the first terminals of which are connected, the first and second capacitors [2].

Недостатком прототипа является невозможность одновременного усиления сигналов, приходящих с обоих направлений. Данный недостаток обусловлен тем, что одновременное наличие на входах двустороннего усилителя-ретранслятора сигналов с двух сторон переводит усилитель в неопределенное состояние и приходящие сигналы идут в обход усилителя. Таким образом, усиления входных сигналов не происходит. The disadvantage of the prototype is the inability to simultaneously amplify the signals coming from both directions. This disadvantage is due to the fact that the simultaneous presence at the inputs of a two-sided amplifier-repeater of signals from two sides translates the amplifier into an undefined state and incoming signals bypass the amplifier. Thus, amplification of the input signals does not occur.

Техническая задача изобретения заключается в обеспечении одновременного двустороннего усиления электрических сигналов тональной частоты при работе с узкополосными двухпроводными линиями. The technical task of the invention is to provide simultaneous two-way amplification of electrical signals of a tonal frequency when working with narrow-band two-wire lines.

Поставленная техническая задача решена изобретением. Предлагаемое устройство содержит первый и второй ключи, первые выводы которых соединены, третий и четвертый ключи, первые выводы которых соединены, первый и второй конденсаторы. В отличие от прототипа устройство дополнительно содержит первый и второй генераторы тактовых импульсов, противофазные выходы которых подключены соответственно к управляющим входам первого и второго ключей и к управляющим входам третьего и четвертого ключей, второй вывод четвертого ключа через второй резистор подключен к второму интегрирующему конденсатору и входу неинвертирующего одностороннего усилителя, выход которого подключен к второму выводу первого ключа, первый вывод которого подключен к второй обмотке первого согласующего трансформатора, параллельно которой подключен первый конденсатор, а параллельно первой обмотке подключен второй конденсатор, выводы которого являются первыми выводами двунаправленного усилителя тональной частоты, вторыми выводами которого являются выводы третьего конденсатора, подключенного параллельно первой обмотке второго согласующего трансформатора, параллельно второй обмотке которого подключен четвертый конденсатор, кроме того, к второй обмотке второго согласующего трансформатора подключен первый вывод третьего ключа, второй вывод которого подключен к выходу инвертирующего одностороннего усилителя, вход которого подключен к первому интегрирующему конденсатору и через первый резистор к второму выводу второго ключа. The technical problem is solved by the invention. The proposed device contains the first and second keys, the first conclusions of which are connected, the third and fourth keys, the first conclusions of which are connected, the first and second capacitors. Unlike the prototype, the device additionally contains first and second clock generators, the antiphase outputs of which are connected respectively to the control inputs of the first and second keys and to the control inputs of the third and fourth keys, the second output of the fourth key through the second resistor is connected to the second integrating capacitor and the non-inverting input one-way amplifier, the output of which is connected to the second terminal of the first key, the first terminal of which is connected to the second winding of the first matching a transformer in parallel with which the first capacitor is connected, and a second capacitor is connected in parallel with the first winding, the terminals of which are the first outputs of a bi-directional tone amplifier, the second conclusions of which are the outputs of a third capacitor connected in parallel to the first winding of the second matching transformer, the fourth capacitor connected in parallel to the second winding, in addition, the first terminal of the third switch is connected to the second winding of the second matching transformer, A swarm output of which is connected to the output of an inverting one-sided amplifier, the input of which is connected to the first integrating capacitor and through the first resistor to the second output of the second switch.

Сущность изобретения поясняется графическими материалами, на которых изображено: на фиг. 1 - функциональная схема двунаправленного усилителя тональной частоты; на фиг. 2 - эквивалентная схема трансформатора с коэффициентом трансформации "единица", известная из [3]; на фиг. 3 - эпюры напряжений при передаче сигнала с выхода неинвертирующего одностороннего усилителя в двухпроводную линию, подключенную к первым выводам двунаправленного усилителя тональной частоты (кривая 1 есть напряжение на первом конденсаторе, а кривая 2 - напряжение на первом интегрирующем конденсаторе). The invention is illustrated by graphic materials, which depict: in FIG. 1 is a functional diagram of a bi-directional tone amplifier; in FIG. 2 is an equivalent transformer circuit with a “unit” transformation coefficient known from [3]; in FIG. 3 - voltage diagrams when transmitting a signal from the output of a non-inverting one-way amplifier to a two-wire line connected to the first terminals of a bi-directional tone frequency amplifier (curve 1 is the voltage at the first capacitor, and curve 2 is the voltage at the first integrating capacitor).

Двунаправленный усилитель тональной частоты содержит первый 1 и второй 2 ключи, первые выводы которых соединены, третий 3 и четвертый 4 ключи, первые выводы которых соединены, первый 5 и второй 6 генераторы тактовых импульсов, противофазные выходы которых подключены соответственно к управляющим входам первого и второго ключей и к управляющим входам третьего и четвертого ключей, второй вывод четвертого ключа через второй резистор 7 подключен к второму интегрирующему конденсатору 8 и входу неинвертирующего одностороннего усилителя 9, выход которого подключен к второму выводу первого ключа, первый вывод которого подключен к второй обмотке первого согласующего трансформатора 10, параллельно которой подключен первый конденсатор 11, а параллельно первой обмотке подключен второй конденсатор 12, выводы которого являются первыми выводами двунаправленного усилителя тональной частоты 13, вторыми выводами 14 которого являются выводы третьего конденсатора 15, подключенного параллельно первой обмотке второго согласующего трансформатора 16, параллельно второй обмотке которого подключен четвертый конденсатор 17, кроме того, к второй обмотке второго согласующего трансформатора подключен первый вывод третьего ключа, второй вывод которого подключен к выходу инвертирующего одностороннего усилителя 18, вход которого подключен к первому интегрирующему конденсатору 19 и через первый резистор 20 к второму выводу второго ключа. The bi-directional tone amplifier contains the first 1 and second 2 keys, the first conclusions of which are connected, the third 3 and fourth 4 keys, the first conclusions of which are connected, the first 5 and second 6 clock generators, the antiphase outputs of which are connected respectively to the control inputs of the first and second keys and to the control inputs of the third and fourth keys, the second output of the fourth key through the second resistor 7 is connected to the second integrating capacitor 8 and the input of the non-inverting one-way amplifier 9, the output to it is connected to the second terminal of the first key, the first terminal of which is connected to the second winding of the first matching transformer 10, in parallel with which the first capacitor 11 is connected, and the second capacitor 12 is connected in parallel with the first winding, the terminals of which are the first conclusions of the bi-directional tone amplifier 13, the second conclusions 14 which are the findings of the third capacitor 15 connected in parallel to the first winding of the second matching transformer 16, parallel to the second winding of which is connected the fourth capacitor 17, in addition, the first terminal of the third key is connected to the second winding of the second matching transformer, the second terminal of which is connected to the output of the inverting one-sided amplifier 18, the input of which is connected to the first integrating capacitor 19 and through the first resistor 20 to the second terminal of the second key.

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

Первый генератор тактовых импульсов обеспечивает попеременную коммутацию с равным интервалом времени первого и второго ключей. Аналогичным образом, второй генератор тактовых импульсов управляет третьим и четвертым ключами. Приходящий сигнал с двухпроводной линии, подключенной к вторым выводам двунаправленного усилителя тональной частоты, трансформируется во вторую обмотку второго согласующего трансформатора в непрерывном виде, при этом третий и четвертый конденсаторы не оказывают существенного влияния на сигнал, поскольку имеют относительно небольшую емкость. Передача принятого сигнала через четвертый ключ приводит к подаче на интегратор, образованный вторым резистором и вторым интегрирующим конденсатором дискретного сигнала. Данный интегратор выполняет роль фильтра низкой частоты, в результате чего на вход неинвертирующего одностороннего усилителя поступает непрерывный сигнал. Таким образом, усиление входного сигнала осуществляется в диапазоне тональных частот. С выхода неинвертирующего одностороннего усилителя усиленный сигнал поступает на первый ключ, коммутация которого приводит к подаче на вторую обмотку первого согласующего трансформатора дискретного сигнала. В интервал времени от T1 до T2, при котором первый ключ открыт, на вторую обмотку первого согласующего трансформатора подается импульс, который заряжает первый конденсатор и распределенную емкость 26 второй обмотки первого согласующего трансформатора, вызывая при этом переходной колебательный процесс в последовательном контуре, который образован индуктивностью рассеяния 24 первого согласующего трансформатора и параллельно соединенными вторым конденсатором и распределенной емкостью 21 первой обмотки первого согласующего трансформатора. Данный колебательный контур в режиме передачи дискретного сигнала с первого ключа в двухпроводную линию, подключенную к первым выводам двунаправленного усилителя тональной частоты, выполняет роль фильтра низкой частоты, что обеспечивает подавление в выходном сигнале частоты дискретизации. Индуктивность намагничивания 23 первого согласующего трансформатора имеет значительную величину и в случае быстрых переходных процессов не оказывает на них влияния. Активные сопротивления первой 22 и второй 25 обмоток достаточно малы и не оказывают существенного влияния на режим работы устройства. The first clock generator provides alternating switching with an equal time interval of the first and second keys. Similarly, a second clock generator controls the third and fourth keys. The incoming signal from the two-wire line connected to the second terminals of the bi-directional tone frequency amplifier is transformed into the second winding of the second matching transformer in continuous form, while the third and fourth capacitors do not significantly affect the signal, since they have a relatively small capacitance. The transmission of the received signal through the fourth key leads to the supply to the integrator formed by the second resistor and the second integrating capacitor of the discrete signal. This integrator acts as a low-pass filter, as a result of which a continuous signal is fed to the input of a non-inverting one-way amplifier. Thus, the amplification of the input signal is carried out in the range of tonal frequencies. From the output of a non-inverting one-way amplifier, the amplified signal is fed to the first switch, the switching of which leads to the supply of a discrete signal to the first winding of the first matching transformer. In the time interval from T1 to T2, at which the first switch is open, a pulse is applied to the second winding of the first matching transformer, which charges the first capacitor and the distributed capacitance 26 of the second winding of the first matching transformer, causing a transient oscillating process in the series circuit, which is formed by the inductance scattering 24 of the first matching transformer and parallel connected second capacitor and distributed capacity 21 of the first winding of the first matching transformer . This oscillatory circuit in the mode of transmitting a discrete signal from the first key to a two-wire line connected to the first terminals of a bi-directional tone amplifier, acts as a low-pass filter, which suppresses the sampling frequency in the output signal. The magnetization inductance 23 of the first matching transformer is significant and in the case of fast transients does not affect them. The active resistances of the first 22 and second 25 windings are quite small and do not significantly affect the operation mode of the device.

Применение согласующего трансформатора обусловлено необходимостью гальванической развязки с двухпроводной линией и обеспечением симметрии двухпроводной линии. Поскольку двухпроводная линия подключена параллельно суммарной емкости контура, то частота свободных колебаний, в частности, зависит от импеданса двухпроводной линии. В момент размыкания первого ключа замыкается второй ключ, при этом образуется параллельный контур, состоящий из индуктивности рассеяния и двух последовательных групп емкостей. Первая группа - это параллельно соединенные второй конденсатор и распределенная емкость первой обмотки, вторая группа - параллельно соединенные первый конденсатор и распределенная емкость второй обмотки трансформатора. Возникающий переходный процесс носит колебательный характер с частотой свободных колебаний, определяемой емкостью второй группы конденсаторов. Как и в первом случае, на характер переходного процесса влияет величина импеданса двухпроводной линии, причем форма напряжения данного переходного процесса на первом конденсаторе имеет знакопеременный вид, определяемый переходным процессом в последовательном контуре, а скорость изменения этого напряжения определяется частотой свободных колебаний в параллельном контуре, интервал времени от T2 до T3, кривая 1. Знакопеременное напряжение переходного процесса поступает на интегратор, образованный первым резистором и первым интегрирующим конденсатором. В результате интегрирования знакопеременного напряжения с выхода данного интегратора на вход инвертирующего одностороннего усилителя поступает возвратный сигнал, кривая 2, интервал времени от T2 до T3. Возвратный сигнал представляет собой часть сигнала, принятого с вторых выводов двунаправленного усилителя тональной частоты. Изменением интервала интегрирования получают нулевое значение интеграла в момент времени T3, а значит на входе инвертирующего одностороннего усилителя получают минимальное напряжение возвратного сигнала. Поскольку инвертирующий односторонний усилитель предназначен для усиления сигналов тональной частоты, а частота возвратного сигнала значительно превышает верхнюю рабочую частоту данного усилителя, то произойдет дополнительное ослабление возвратного сигнала. С выхода инвертирующего одностороннего усилителя возвратный сигнал поступает через открытый третий ключ на вторую обмотку второго согласующего трансформатора, создавая паразитный переходный процесс, который складывается со входным сигналом из двухпроводной линии, подключенной к вторым выводам двунаправленного усилителя тональной частоты. Тем самым, создаются условия для самовозбуждения, которые ограничивают усиление инвертирующего и неинвертирующего односторонних усилителей. Поскольку величина возвратного сигнала определяется тем, насколько верно установлена частота дискретизации первого генератора тактовых импульсов, то изменением частоты дискретизации осуществляется подстройка к импедансу двухпроводной линий, подключенной к первым выводам двунаправленного усилителя тональной частоты. The use of a matching transformer is due to the need for galvanic isolation with a two-wire line and ensuring the symmetry of the two-wire line. Since the two-wire line is connected in parallel with the total capacitance of the circuit, the frequency of free vibrations, in particular, depends on the impedance of the two-wire line. At the moment of opening the first key, the second key closes, and a parallel circuit is formed consisting of the leakage inductance and two successive groups of capacities. The first group is the parallel connected second capacitor and the distributed capacitance of the first winding, the second group is the parallel connected first capacitor and the distributed capacitance of the second winding of the transformer. The resulting transient process is oscillatory in nature with the frequency of free vibrations determined by the capacity of the second group of capacitors. As in the first case, the nature of the transient process is affected by the impedance of the two-wire line, and the voltage shape of this transient on the first capacitor has an alternating form determined by the transient in the serial circuit, and the rate of change of this voltage is determined by the frequency of free vibrations in the parallel circuit, the interval time from T2 to T3, curve 1. The alternating transient voltage is supplied to the integrator formed by the first resistor and the first integrating capacitor. As a result of integrating an alternating voltage from the output of this integrator, the return signal, curve 2, the time interval from T2 to T3 is received at the input of the inverting one-sided amplifier. The return signal is part of the signal received from the second terminals of the bi-directional tone amplifier. By changing the integration interval, a zero value of the integral is obtained at time T3, which means that the minimum voltage of the return signal is obtained at the input of the inverting one-sided amplifier. Since the inverting one-way amplifier is designed to amplify tone frequency signals, and the frequency of the return signal significantly exceeds the upper operating frequency of this amplifier, an additional attenuation of the return signal will occur. From the output of the inverting one-way amplifier, the return signal passes through the open third key to the second winding of the second matching transformer, creating a stray transient process, which is added to the input signal from a two-wire line connected to the second terminals of the bi-directional tone frequency amplifier. Thus, conditions are created for self-excitation, which limit the amplification of inverting and non-inverting one-sided amplifiers. Since the magnitude of the return signal is determined by how correctly the sampling frequency of the first clock generator is set, then by changing the sampling frequency, the two-wire lines connected to the first terminals of the bi-directional tone amplifier are tuned to the impedance.

Аналогичные преобразования производятся с сигналом, приходящим с двухпроводной линии, подключенной к первым выводам двунаправленного усилителя тональной частоты. Аналогия вызвана симметрией в топологии двунаправленного усилителя тональной частоты, в частности, идентичность первого и второго согласующих трансформаторов позволяет говорить об эквивалентных процессах при передаче сигналов и эквивалентности параметров самих трансформаторов. Так, приходящий сигнал трансформируется во вторую обмотку первого согласующего трансформатора в непрерывном виде, при этом второй и первый конденсаторы не оказывают существенного влияния на сигнал, поскольку имеют относительно небольшую емкость. Передача принятого сигнала через второй ключ приводит к подаче на интегратор, образованный первым резистором и первым интегрирующим конденсатором дискретного сигнала. Данный интегратор выполняет роль фильтра низкой частоты, в результате чего на вход инвертирующего одностороннего усилителя поступает непрерывный сигнал. Таким образом, усиление входного сигнала осуществляется в диапазоне тональных частот. С выхода инвертирующего одностороннего усилителя усиленный сигнал поступает на третий ключ, коммутация которого приводит к подаче на вторую обмотку второго согласующего трансформатора дискретного сигнала. В интервал времени, при котором третий ключ открыт, на вторую обмотку первого согласующего трансформатора подается импульс, который заряжает четвертый конденсатор и распределенную емкость второй обмотки второго согласующего трансформатора, вызывая при этом переходный колебательный процесс в последовательном контуре, который образован индуктивностью рассеяния второго согласующего трансформатора и параллельно соединенными третьим конденсатором и распределенной емкостью первой обмотки второго согласующего трансформатора. Данный колебательный контур в режиме передачи дискретного сигнала с третьего ключа в двухпроводную линию, подключенную к вторым выводам двунаправленного усилителя тональной частоты, выполняет роль фильтра низкой частоты, что обеспечивает подавление в выходном сигнале частоты дискретизации. Индуктивность намагничивания второго согласующего трансформатора имеет значительную величину и в случае быстрых переходных процессов не оказывает на них влияния. Активные сопротивления первой и второй обмоток достаточно малы и не оказывают существенного влияния на режим работы устройства. Поскольку двухпроводная линия подключена параллельно суммарной емкости контура, то частота свободных колебаний, в частности, зависит от импеданса двухпроводной линии. В момент размыкания третьего ключа замыкается четвертый ключ, при этом образуется параллельный контур, состоящий из индуктивности рассеяния и двух последовательных групп емкостей. Первая группа - это параллельно соединенные третий конденсатор и распределенная емкость первой обмотки, вторая группа - параллельно соединенные четвертый конденсатор и распределенная емкость второй обмотки трансформатора. Возникающий переходный процесс носит колебательный характер с частотой свободных колебаний, определяемой емкостью второй группы конденсаторов. Как и в первом случае, на характер переходного процесса влияет величина импеданса двухпроводной линии, причем форма напряжения данного переходного процесса на четвертом конденсаторе имеет знакопеременный вид, определяемый переходным процессом в последовательном контуре, а скорость изменения этого напряжения определяется частотой свободных колебаний в параллельном контуре. Знакопеременное напряжение переходного процесса поступает на интегратор, образованный вторым резистором и вторым интегрирующим конденсатором. В результате интегрирования знакопеременного напряжения с выхода данного интегратора на вход неинвертирующего одностороннего усилителя поступает возвратный сигнал, который представляет собой часть сигнала, принятого с первых выводов двунаправленного усилителя тональной частоты. Изменением интервала интегрирования получают нулевое значение интеграла в момент размыкания четвертого ключа, а значит, на входе неинвертирующего одностороннего усилителя получают минимальное напряжение возвратного сигнала. Поскольку неинвертирующий односторонний усилитель предназначен для усиления сигналов тональной частоты, а частота возвратного сигнала значительно превышает верхнюю рабочую частоту данного усилителя, то произойдет дополнительное ослабление возвратного сигнала. С выхода неинвертирующего одностороннего усилителя возвратный сигнал поступает через открытый первый ключ на вторую обмотку первого согласующего трансформатора, создавая паразитный переходный процесс, который складывается с входным сигналом из двухпроводной линии, подключенной к первым выводам двунаправленного усилителя тональной частоты. Тем самым, создаются условия для самовозбуждения, которые ограничивают усиление инвертирующего и неинвертирующего односторонних усилителей. Поскольку величина возвратного сигнала определяется тем, насколько верно установлена частота дискретизации второго генератора тактовых импульсов, то изменением частоты дискретизации осуществляется подстройка к импедансу двухпроводной линий, подключенной к вторым выводам двунаправленного усилителя тональной частоты. Использование инвертирующего одностороннего усилителя позволяет исключить самовозбуждение двунаправленного усилителя тональной частоты при его включении, поскольку возможна ситуация, при которой в момент включения все четыре ключа замкнуты. Similar conversions are made with a signal coming from a two-wire line connected to the first terminals of a bi-directional tone amplifier. The analogy is caused by the symmetry in the topology of the bi-directional tone amplifier, in particular, the identity of the first and second matching transformers allows us to talk about equivalent processes in the transmission of signals and the equivalence of the parameters of the transformers themselves. So, the incoming signal is transformed into the second winding of the first matching transformer in a continuous form, while the second and first capacitors do not significantly affect the signal, since they have a relatively small capacitance. The transmission of the received signal through the second key leads to the supply to the integrator formed by the first resistor and the first integrating capacitor of the discrete signal. This integrator acts as a low-pass filter, as a result of which a continuous signal is input to the inverting one-way amplifier. Thus, the amplification of the input signal is carried out in the range of tonal frequencies. From the output of the inverting one-way amplifier, the amplified signal is supplied to the third switch, the switching of which leads to the supply of a second matching transformer of a discrete signal to the second winding. In the time interval during which the third switch is open, a pulse is applied to the second winding of the first matching transformer, which charges the fourth capacitor and the distributed capacitance of the second winding of the second matching transformer, causing a transient oscillating process in a series circuit, which is formed by the dissipation inductance of the second matching transformer and parallel connected by the third capacitor and the distributed capacity of the first winding of the second matching transformer. This oscillatory circuit in the mode of transmitting a discrete signal from a third key to a two-wire line connected to the second terminals of a bi-directional tone amplifier, acts as a low-pass filter, which suppresses the sampling frequency in the output signal. The magnetization inductance of the second matching transformer is significant and in the case of fast transients does not affect them. The active resistances of the first and second windings are quite small and do not significantly affect the operation mode of the device. Since the two-wire line is connected in parallel with the total capacitance of the circuit, the frequency of free vibrations, in particular, depends on the impedance of the two-wire line. At the moment of opening the third key, the fourth key closes, and a parallel circuit is formed consisting of the leakage inductance and two successive groups of capacities. The first group is the parallel connected third capacitor and the distributed capacitance of the first winding, the second group is the parallel connected fourth capacitor and the distributed capacitance of the second winding of the transformer. The resulting transient process is oscillatory in nature with the frequency of free vibrations determined by the capacity of the second group of capacitors. As in the first case, the nature of the transient process is affected by the impedance of the two-wire line, and the voltage form of this transient on the fourth capacitor has an alternating form determined by the transient in the serial circuit, and the rate of change of this voltage is determined by the frequency of free vibrations in the parallel circuit. The alternating transient voltage is supplied to the integrator formed by the second resistor and the second integrating capacitor. As a result of integrating an alternating voltage from the output of this integrator, a return signal is received at the input of a non-inverting one-way amplifier, which is part of the signal received from the first terminals of a bi-directional tone frequency amplifier. By changing the integration interval, the zero value of the integral is obtained at the moment of opening the fourth key, which means that the minimum voltage of the return signal is received at the input of a non-inverting one-way amplifier. Since a non-inverting one-way amplifier is designed to amplify tone frequency signals, and the frequency of the return signal is significantly higher than the upper operating frequency of this amplifier, an additional attenuation of the return signal will occur. From the output of a non-inverting one-way amplifier, the return signal passes through the open first switch to the second winding of the first matching transformer, creating a stray transient process, which is added to the input signal from a two-wire line connected to the first terminals of the bi-directional tone frequency amplifier. Thus, conditions are created for self-excitation, which limit the amplification of inverting and non-inverting one-sided amplifiers. Since the magnitude of the return signal is determined by how correctly the sampling frequency of the second clock generator is set, then by changing the sampling frequency, the two-wire lines connected to the second terminals of the bi-directional tone amplifier are tuned to the impedance. Using an inverting one-sided amplifier eliminates the self-excitation of a bi-directional tonal frequency amplifier when it is turned on, since a situation is possible in which at the moment of switching on all four keys are closed.

Обеспечение одновременного усиления сигналов тональной частоты с обоих направлений при работе с узкополосными двухпроводными линиями стало возможным благодаря применению временного разделения работы инвертирующего и неинвертирующего односторонних усилителей, подключаемых к вторым обмоткам согласующих трансформаторов, а также за счет организации подавления возвратных сигналов путем формирования знакопеременных импульсов переходного процесса и их интегрирования. Так на первом конденсаторе в момент времени, при котором открыт второй ключ, в общем случае присутствуют два сигнала: один, принимаемый из двухпроводной линии, подключенной к первым выводам двунаправленного усилителя тональной частоты, создает на первом конденсаторе знакопостоянные импульсы напряжения; другой, передаваемый с неинвертирующего одностороннего усилителя через первый ключ, знакопеременные импульсы переходного процесса. Прохождение данного суммарного напряжения через интегратор, образованный первым резистором и первым интегрирующим конденсатором приведет к передаче энергии сигнала с двухпроводной линии, подключенной к первым выводам двунаправленного усилителя тональной частоты, в двухпроводную линию, подключенную к вторым выводам двунаправленного усилителя тональной частоты, с устранением возвратного сигнала. Такая особенность обусловлена тем, что интеграл от суммы равен сумме интегралов, а интеграл от знакопеременного напряжения переходного процесса равен нулю. Для сигнала, приходящего с двухпроводной линии, подключенной к первым выводам двунаправленного усилителя тональной частоты, интегратор является фильтром нижней частоты и выполняет фильтрацию дискретного сигнала. Аналогичные процессы происходят с сигналами на четвертом конденсаторе, таким образом, осуществляется двустороннее усиление тональных сигналов. Ensuring the simultaneous amplification of tonal frequency signals from both directions when working with narrow-band two-wire lines was made possible by the use of temporary separation of the inverting and non-inverting one-sided amplifiers connected to the second windings of matching transformers, as well as by organizing the suppression of return signals by generating alternating transient pulses and their integration. So on the first capacitor at the time at which the second key is open, in the general case there are two signals: one, received from a two-wire line connected to the first terminals of the bi-directional tone frequency amplifier, creates alternating voltage pulses on the first capacitor; another, transmitted from a non-inverting one-way amplifier through the first key, alternating transient pulses. The passage of this total voltage through the integrator formed by the first resistor and the first integrating capacitor will transfer the signal energy from the two-wire line connected to the first terminals of the bi-directional tone amplifier, to the two-wire line connected to the second terminals of the bi-directional tone amplifier, with the elimination of the return signal. This feature is due to the fact that the integral of the sum is equal to the sum of the integrals, and the integral of the alternating transient voltage is zero. For a signal coming from a two-wire line connected to the first terminals of a bi-directional tone amplifier, the integrator is a low-pass filter and filters the discrete signal. Similar processes occur with signals on the fourth capacitor, thus, two-way amplification of tonal signals is carried out.

Заявляемое изобретение представляет значительный интерес для народного хозяйства, так как позволит обеспечить двустороннее усиление электрических сигналов в узкополосных двухпроводных линиях. The claimed invention is of significant interest to the national economy, as it will provide two-way amplification of electrical signals in narrow-band two-wire lines.

Заявляемое решение не оказывает отрицательного воздействия на состояние окружающей среды. The claimed solution does not adversely affect the state of the environment.

Заявляемое устройство может быть реализовано на базе выпускаемых отечественной промышленностью радиоэлектронных элементов. The inventive device can be implemented on the basis of produced by the domestic industry of electronic components.

Источники информации
1. Авторское свидетельство СССР N 1170585, кл. H 03 F 03/62 бюлл. N 28, 1985.Sources of information
1. Copyright certificate of the USSR N 1170585, cl. H 03 F 03/62 bull. N 28, 1985.

2. Авторское свидетельство СССР N 1614097, кл. H 03 F 03/62 бюлл. N 46, 1990. 2. USSR author's certificate N 1614097, cl. H 03 F 03/62 bull. N 46, 1990.

3. Ицхоки Я. С., Овчинников Н.И. Импульсные и цифровые устройства. М., "Советское радио", 1973, 592 с. 3. Yitzhoki Y. S., Ovchinnikov N.I. Pulse and digital devices. M., "Soviet Radio", 1973, 592 p.

Claims

A bi-directional tone amplifier containing the first and second keys, the first terminals of which are connected, the third and fourth keys, the first terminals of which are connected, the first and second capacitors, characterized in that it further comprises the first and second clock generators whose antiphase outputs are connected respectively to the control inputs of the first and second keys and to the control inputs of the third and fourth keys, the second output of the fourth key through a second resistor is connected to the second integrating cond to the sensor and the input of a non-inverting one-sided amplifier, the output of which is connected to the second terminal of the first key, the first terminal of which is connected to the second winding of the first matching transformer, the first capacitor is connected in parallel, and the second capacitor is connected in parallel with the first winding, the terminals of which are the first conclusions of a bi-directional tone frequency amplifier , the second conclusions of which are the conclusions of the third capacitor connected in parallel with the first winding of the second matching trans an ormator, in parallel with the second winding of which the fourth capacitor is connected, in addition, the first terminal of the third key is connected to the second winding of the second matching transformer, the second terminal of which is connected to the output of the inverting one-sided amplifier, the input of which is connected to the first integrating capacitor and through the first resistor to the second terminal of the second the key.