RU3668U1 - Устройство для усиления принимаемых телефонным аппаратом сигналов - Google Patents

Abstract

Устройство для усиления принимаемых телефонным аппаратом сигналов, содержащее дифференциальный блок, подсоединенный первым входом к первому выводу абонентской линии, усилитель, микрофон телефонного аппарата, подсоединенный одним выводом к одному из выводов абонентской линии, и телефон, отличающееся тем, что в него введен первый генератор тока, подсоединенный входом к выходу усилителя, подсоединенного входом к выходу дифференциального блока, подсоединенного вторым входом к второму выводу абонентской линии, а первым и вторым выводами - к первому и второму выводам абонентской линии соответственно, второй генератор тока, подсоединенный входом к выходу усилителя и первым выводом - к второму выводу абонентской линии, третий генератор тока, подсоединенный входом к выходу усилителя и первым выводом к второму выводу абонентской линии, четвертый генератор тока, подсоединенный входом к выходу усилителя, а первым и вторым выводами - к первому и второму выводам абонентской линии соответственно, причем микрофон телевизионного аппарата другим выводом подсоединен через первичную обмотку трансформатра к вторым выводам второго и третьего генераторов тока, а телефон подключен выводами к выводам вторичной обмотки трансформатора.

Description

УСТРОЙСТВО дж УСШШВВБШШШЛШ: ТЕЛЕШ-ШМ

Полезная модель относится к области электротехники, ж может быть попользована для получения реально доокжмого коэффи циента усиления поступающих телефонных сигналов на телефонный аппарат о максимально допустимым подавлением местного эффекта,

Аналогичные решения известны (см,например, авторское свидетельство СССР # 706534).

Указанный аналог содержит;

-дзухлроводную линию,

-микрофон, подсоединенный к первому выводу двухпроводной линии;

-усилитель, подсоединенный своим входам к выходу макрофона

.1 первым выходом к первому выводу двухпроводной линии и вторым выходом ко второму выводу двухпроводной линии;

-детекторный блок, подсоединенный СВОЕМ входом к третьему выходу усилителя;

-дифференциальный блок, подсоединенный СВОЕМ первым входом к выходу Д еренциального блока, вторым входом к третьему выходу усилителя 2. через резистор к первому выводу двухпроводной линии, а третьим входом ко второму выходу дифференциального блока , а

первым выходом ко второму;

-телефон, подсоединенный одним своим выводом ко второму выходу дифференциального блока и вторым выводом ко второму выводу двухпроводной лжнии

МПК:Н(Ш-1/58

АШАРАТШ СИГНАЛОВ

Общнми признаками этого аналога и предлагаемой полезной модели являются:

-двухпроводная линия;

-дифференциальный блок;

-усилитель, подсоединенный одним своим выводом к одному из выводов двухпроводной линии;

-микрофон, подсоединенный одним своим выводом к одному из выводов двухпроводной линии;

-телефон .

Технический результат, который невозможно достичь этим аналогом заключается в слабом подавлении местного эффекта, что не позволяет в свою очередь достичь большого усиления принимаемых телефонных сигналов

Причиной невозможного получения указанного технического результата является то, что нет идеального разделения входящего и исходящего разговорного сигнала

Наиболее близким аналогом к заявляемой полезной модели является решение , описанное в автороком свидетельстве СССР J 1660200.

Указанный выше (Хзшжайший аналог к заявляемой полезной модели содержит:

-трансформаторный дифференциальный блок к среднему выводу первичном обмотки которого подсоединен вывод микрофона, а другой вывод микрофона и первый вывод первичной обмотки подсоединены соответственно к выводам телефонной линии;

-телефон, подключенный своими выводами к выводам вторичной обмотки трансформаторного дифференциального блока;

-диодный, мост, подсоединенный своими выводами к соот ветствующему выводу первичной обяотки трансформаторного дифференциального блока и ко второму выводу микрофона;

-балансный контур, включенный в диагональ да одного моста;

-усилитель, подсоединенный коллектором и к соответствующим выходам диодного моста;

-выпрямительный блок, подсоединенный своими первым и вторым входами к базе и эмитвру усилителя соответственно, а первым ж вторым выходами к выводам вторичной обмотки трансформаторного дифференциального блока.

Общими признаками ближайшего аналога и заявляемой полезной м одели являются:

-дифференциальный блок, подсоединенный своим первым выводом к первому выводу абонентской линии;

-усилитель;

-микрофон, подсоединенный одним из своих выводов к выводу абонентской линии;

-телефон .

Технический результат, который невозможно достичь ближайшим аналогом заключается в слабом усилении принимаемых сигналов, хотя подавление местного эффекта приближено к максимально возможному.

Причиной невозможного получения указанного технического результата является то при попытке увеличить усиление сигнала, подаваемого на телефон и в обратную связь через транзистор 9 соответственно, транзистор 9 изменяет своё внутреннее сопротивление в довольно-таки широких пределах, а это вызывает изменение напряжения и тока в абонентской линии, что приводит к появлению обратной связи и невозможности получения высокого усиления принимаемых телефонных сигналов.

нических решении можно сделать вывод, что задача создания устройств для усиления принимаемых телефонных сигналов, имеющих максимальное подавление местных эффектов и максимально возможное значение коэффициента усиления, является актуальной на сегодняшний день

Технический результат, указанный выше достигается тем, что в устройство для усиления принимаемых телефонных сигналов,содержащее дифференциальный блок, подсоединенный первым своим входом к первому выводу абонентской линии, усилитель, микрофон телефонного аппарата, подсоединенный одним своим выводом к одному из выводов абонентской линии, и телефон, введены: первый генератор тока, подсоединенный своим входам к выходу усилителя, подсоединенного своим входом к выходу дифференциального блока, подсоединенного своим вторым входом ко второму выводу абонентской линии, а первым и вторым выводами к первому и второму выводам абонентской линии соответственно; второй генератор тока, подсоединенный своим входом к выходу усилителя и своим первым выводом ко второму выводу абонентской линии; третий генератор тока, подсоединенный своим входом к выходу усилителя и своим первым выводом ко второму выводу абонентской линии; четвертый генератор тока, подсоединенный своим входом к выхода усилителя, а своими первым и вторым Вгшодами к первому и второму выводам абонентской линии соответственно, причем микрофон телефонного аппарата другим своим

выводом подсоединен через первичную обмотку трансформатора ко вторым выводам второго и третьего генераторов тока , а телефон подключен своими выводами к выводам 1торвзной обмотки трансформатора

отделить входной сигнал, усилить его и через управляемые генераторы тока , в зависимости от полярности постоянного входного напряжения, поступающего о абонентской линии, передать его на телефон телефонного аппарата. При этом обеспечивается минимально возможная обратная связь , которая и позволяет получить большой коэффициент усиления, так как усиленный сигнал, который поступает на телефон телефонного аппарата не вызывает измене- ния тока и. напряжения в абонентской линии, потому, что изменения тока в управляемых генераторах тока I и 2 (3 и 4) в зависимости от полярности постоянного напряжения ) одинаковы по величине и противоположны по фазе , то #сйв, что компенсируют друг друга. Усиленный сигнал не поступает во входные цепи и не вызывает появления обратной связи и самовозбуждения устройства при положительной обратной связи или ограничения по коэффициенту усиления - при отрицательной обратной связи), чем существенно снижаются местные эффекты , а, значит, достигается максимально достижимый коэффициент усиления

Предлагаемая полезная модель поясняется нижеследующим опиоанием и чертежами, где на фиг представлена её функциопальная схема , а на омг.2 представлены управляемые генераторы тока. Предлагаемая полезная модель содержит:

-абонентскую линию с выводами I и 2;

-дифференциальный блок 3, подсоединенный своими входами к выводам I и 2 абонентской линии;

-усилитель 4, подсоединенный своим входом к выходу дифференциального блока 3;

-первый генератор тока 5, подсоединенный своим входом к выходу усилителя 4, первым своим выводом - к первому выводу I абонентской линии и вторым выводом - ко второму вывода 2 абонентской линии;

-второй генератор тока 6, подсоединенный своим вход см к выхода усилителя 4 и своим первым выводом ко второму выводу абонентской линии 2;

-третий генератор тока 7, подсоединенный своим входом к выхода усилителя 4 и первым своим выводом ко второму выводу абонентской линии;

-четвертый генератор тока, подсоединенный своим входом

к выходу усилителя 4, первым своим выводом ко второму вывода абонентской линии 2 и вторым своим выводом к первому вывода абонентской линии I;

-микрофон 9 телефонного аппарата 10, подсоединенный одним своим выводом к первому выводу абонентской линии I, и вторым выводом через первичную обмотку трансформатора II ко вторым выводам второго и третьего генераторов тока;

-телефон 12, подключенный своими выводами к выводам вторичной обмотки трансформатора II.

Первый генератор тока 5 содержит:

п-р-п транзистор 13, подключенный базой к выхода усилителя 4; диод 14, подключенный анодом к первому выводу абонентской линии I, а катодом к коллектору транзистора 13; резистор 15, подключенный одним выводом к эмиттеру транзистора 13, а вторым выводом ко второму выводу абонентской линии 2.

Второй генератор тока 6 содержит:

р-п-р транзистор 16, подключенный базой к выхода усилителя 4, а коллектором ко второму выводу абонентской линии 2; диод 17, подключенный катодом к эмиттеру транзистора 16, а анодом через

первичную обмотку трансформатора II через микрофон 9U телефонного аппарата 10 к первому выводу абонентской линии I.

Третий генератор 7 тока содержит: п-р-п транзистор 18, подключенный базой к выходу усилителя 4, а коллектором ко второму выводу абонентской линии 2; диод 19, подключенный анодом к эмиттеру транзистора 18, а катодом через первичную обмотку трансформатора II через микрофон 9 телефонного аппарата 10 к первому выводу абонентской линии I

Четвертый генератор тока 8 содержит: р-п-р транзистор 20, подключенный базой к выходу усилителя 4; даод 21, подключенный анодом к коллектору транзистора 20, а катодом к первому выводу абонентской линии I; резистор 22, подключенный одним выводом к эмиттеру транзистора 20, а вторым выводом ко второму выводу абонентской линии 2

В качестве дифференциального блока 3 использован дифференциальный блок, представляющий собой последовательное соединение резисторов R 14, R 15, R 16, R 17 и конденсатора G7, и описанный в справочнике Интегральные микросхемы выпуск & I, 1994 г., издательство Додэка

В качестве усилителя 4 использован усилитель, описанный, например, в книге Е.А.Коломбета « Микроэлвктронные средства обработки аналоговых сигналов , Москва, Радио и связь, 1991 г., стр.72, ри-с.4.1.

Предлагаемая полезная модель работает следующим образом.

Раосмотрим вначале режим работы устройства в том случае, если на первый вывод абонентской линии I подано постоянное напряжение положительной полярности, а на второй вывод абонентской линии 2 подано постоянное напряжение отрицательной полярности. В этом режиме на базы транзисторов 13,16,18,20 о выхода усилителя 4 поступает небольшое положительное (около двух вольт), относительно вывода абонентской линии 2 , постоянное напряжение смещения . Да оды 14 и 17 открыты, поскольку на аноды диодов подано полонительное напряжение относительно катодов, следовательно первый генератор тока 5, второй генератор тока 6 подключены и готовы к работе Диоды 19 и 21, наоборот ,

закрыты, поскольку на аноды диодов подано отрицательное напряжение относительно катодов, а, значит третий генеиатор тока 7

и четвертый генератор тока 8 отключены л не вжшют.ла работу устройства.

Если на выводы абонентской линии I и 2 с телефонной станции поступает переменный сигнал, увеличивавши величину напряжения на абонентской линии I относительно абонентской линии 2 , то это изменение напряжения через дифференциальный блок 3, отделяющий принимаемый сигнал от передаваемого, поступает на вход усилителя 4. С выхода усилителя усиленное по амплитуде напряжение поступает на входы генераторов тока 5,6,7,8, то есть на базы транзисторов 13,16,18,50

Поскольку транзисторы 18 и 20 отключены обратносмещеиными диодами 19 и 21 соответственно , при дальнейшем рассмотрении работы устройства в данном режиме мы их не принимаем во внимание,

Транзисторы 13 и 16 включены по схеме с общим коллектором (так называемый эмиттерный повторитель) а, значит, изменение напряжения на базах транзисторов полностью передаётся на эмиттеры транзисторов 13 и 16.

Увеличение напряжения на эмиттере транзистора 13 относительно вывода абонентской линии 2 приводит к увеличению тока,

протекающего по цепи: вывод абонентской линии 2, резистор 15, коллектор-эмиттер транзистора 13, диод 14 вывод абонентской линии I; то есть к увеличению тока, протекающего через первой генератор тока 5,

В то же время увеличение напряжения на эмиттере транзистора 16 относительно вывода абонентской линии 2 приводят к увеличению напряжения на аноде смещенного в прямом направлении диода 17.

Поскольку изменение напряжения на выходе усилителя 4 (а, следовательно, на аноде диода 17) значительно больше , чем на вяводе абонентской линии I, напряжение на резисторе, состоящем из последовательно соединенной первичной обмотки трансформатора II и микрофона 9 телефонного аппарата 10, уменьшается, что приводит к уменьшению тока, протекающего по Цепи: вывод абонентской линии 2, коллектор-эмиттер транзистора 16, диод 17, первичная обмотка трансформатора II, микрофон 9, вывод абонентской линии I. Это означает, что ток, протекающий через второй генератор тока 6, в отличие от тока через первый генератор тока 6 , уменьшается.

Если, на выводы абонентской линии I и 2 с телефонной станции поступает сигнал, уменьшающий величину напряжения на выводе абонентской линии I относительно абонентской линии 2, это изменение передаётся дифференциальным - блоком 3 на вход усилителя 4, а усиленное изменение (уменьшение относительно вывода абонентской линии 2) появляется на выходе усилителя 4. При этом, наоборот, ток, протекающий через первый генератор 5 уменьшается, а ток, протекающий через второй генератор тока 6 - увеличивается.

Воли сопротивление резистор 15 равно суммарному сопротивлению последовательно включенных первичной обмотки трансформатора II и микрофона 9 телефонного аппарата 10, то изменения токов, протекающих через управляемые генераторы 5 и 6 , равны по величине и противоположны по фазе, а, следовательно эти токи компенсируют друг друга. В результате компенсации какие-либо изменения тока в телефонной линии отсутствуют, а, значит, отсутствует и изменение напряжения на выводах абонентской линии I и 2, вызванное изменением гГока генераторов 5 и 6, Усиленный сигнал не поступает во входные цепи устройства, следовательно, обратная связь отсутствует , что позволяет получить максимально возможный коэффициент усиления принимаемого сигнала и практически сведенный до минимума местный эффект

Начальная величина тока, протекающего через первый генератор 5, составляющая 5 - 7 % от общего тока, протекающего через выводы абонентской линии I и 2 , позволяет усилить сигнал на телефоне 12 телефонного аппарата 10 от сигнала с напряжением 50 мВ (очень слабо слышно) до сигнала с напряжением 0,8 - I В (очень громко слышно) При передаче сигнала от микрофона 9 телефонного аппарата 10 к телефонной станции через выводы абонентской линии I и 2, источником сигнала служит микрофон 9, сопротивление которого изменяется при воздействии на него акустических колебаний воздуха.

Поскольку микрофон 9, через имеющие небольшое сопротивление первичную обмотку трансформатора II и диод 17, подключен к эмиттеру транзистора 16 увеличение (уменьшение) сопротивления микрофона приводит К уменьшению (увеличению) тока, протекающего через цепь: вывод абонентской линии I, микрофон 9, первичная обмотка трансформатора II, диод 17, эмиттер-коллектор транзистора 16, вывод абонентской линии 2, то есть передается изменение тока в телефонную линию. Передаваемый сигнал не пропускается дифферен циальным блоком 3 на вход усилителя 4, поэтому первый генератор тока 5 не оказывает влияния на передаваемый сигнал. Наличие постоянного тока - 5-7 % от тока в телефонной линии, протекающейо через первый генератор 5 уменьшает передаваемый сигнал максимум, на те же 5-7 %, что практически незаметно Рассмотрим работу устройства в том случае, если на вывод абонентской линии I подано постоянное напряжение отрицательной полярности, а на другой вывод абонентской линии 2 подано напряжение положительной полярности. В этом режиме на базы транзисторов 13, 16,18, 20 с выхода усилителя 4 поступает небольшое отрицательное (около двух вольт ) постоянное напряжение смещения относительно вывода абонентской линии 2. Диоды 19 и 21 открыты, поскольку на аноды диодов подано положительное напряжение относительно катодов, то есть третий генератор тока 7 и четвертый генератор тока 8 подключены и готовы к работе. Диоды 14 и 17 , наоборот, закрыты, поскольку на аноды диодов подано отрицательное напряжение относительно катодов, то есть первый, генератор тока 5 и второй генератор тока 6 отключены и не оказывают никакого влияния на работу устройства. Работа устройства в этом режиме происходит аналогично описанной выше. При подаче из телефонной линии через выводы абонентской линии I и 2 переменного сигнала, этот сигнал передаётся дифференциальншл блоком 3 на вход усилителя 4, а усиленный сигнал

с выхода усилителя 4 поступает на входы третьего и четвертого генераторов тока 7 и 8« При этом изменения тока этих генераторов тока 7,8 одинаковы по величине, но противоположны по фазе , ж компенсируют друг друга, не вызывая изменения тока в телефонной линии и напряжения на выводах абонентской линии I и 2, что позволяет существенно уменьшить обратную связь и получить максимально возможный коэффициент усиления пришилаемого сигнала и практически сведенный до минимума местный эффект.

Передаваемый сигнал в телефонную линию проходит при изменении сопротивления микрофона 9 аналогично описанному выше по цепи: вывод абонентской линии I, микрофон 9, первичная обмотка трансформатора II, диод 19, цепь Эмиттер - коллектор транзистора 18, вывод абонентской линии I.

Образцы устройств были изготовлены нами и испытаны с различными типами телефонных аппаратов (дисковых и кнопочных, отечественных и импортных ), с различными типами телефонных станций (координатночпаговых, отечественных и импортных ), с различными линиями связи ( длинными и короткими), а также для- междугородних разговоров. Несмотря на то, что невозможно добиться идеального разделения принимаемого и передаваемого сигналов при помощи дифференциального блока, а также идеальной компенсации токов в управляемых генераторах тока, из-за того, что сопротивления 15 и 22 выбираются равными среднему сопротивлению телефонных аппаратов, а последние имеют разброс по сопротивлению, результаты испытании показывают, что во всех случаях при увидении слабых принимаемых сигналов удавалось получить усиление по напряжению не менее 12. Во многих случаях при усилении входящего сигнала, близком к максимальному наблюдался побочный эффект : небольшое усиление

( в 1,5 - 2 раза) передаваемого сигнала, видимо, из-за появления небольшой положительной обратной связи в результате неидеальной компенсации , - несмотря на двойную компенсацию местных эффектов дифференциальным блоком и противофазно управляемыми генераторами тока.

Claims (1)

1. Устройство для усиления принимаемых телефонным аппаратом сигналов, содержащее дифференциальный блок, подсоединенный первым входом к первому выводу абонентской линии, усилитель, микрофон телефонного аппарата, подсоединенный одним выводом к одному из выводов абонентской линии, и телефон, отличающееся тем, что в него введен первый генератор тока, подсоединенный входом к выходу усилителя, подсоединенного входом к выходу дифференциального блока, подсоединенного вторым входом к второму выводу абонентской линии, а первым и вторым выводами - к первому и второму выводам абонентской линии соответственно, второй генератор тока, подсоединенный входом к выходу усилителя и первым выводом - к второму выводу абонентской линии, третий генератор тока, подсоединенный входом к выходу усилителя и первым выводом к второму выводу абонентской линии, четвертый генератор тока, подсоединенный входом к выходу усилителя, а первым и вторым выводами - к первому и второму выводам абонентской линии соответственно, причем микрофон телевизионного аппарата другим выводом подсоединен через первичную обмотку трансформатра к вторым выводам второго и третьего генераторов тока, а телефон подключен выводами к выводам вторичной обмотки трансформатора.