литература / Крухмалев В.В., Гордиенко В.Н. Основы построения телекоммуникационных систем и сетей, 2004

только для подключения двустороннего канала к двухпроводным линиям телефонных сетей (рис. 7).

ксганцииА

Рис. 7. Обобщенная схема однополосной четырехпроводной системы двусторонней связи

К зажимам 1-1 РУт и РУ2 подключаются двухпроводные абонентские или соединительные линии телефонных сетей. Передатчики преобразуют полосу частот первичного сигнала в полосу частот которая передается по двухпроводной линии от станции А к станции Б, и наоборот. Усилители Ус^.-Уср компенсируют ослаб-

ление (затухание) сигналов при их прохождении по физическим - двухпроводным линиям.

Канал тональной частоты (КТЧ) - канал односторонней передачи. Для организации двусторонней связи требуются два КТЧ и их подключение к двухпроводным линиям телефонных сетей должно осуществляться с помощью развязывающих устройств (РУт и РУ2).

Из вышерассмотренного следует, что двусторонний канал представляет замкнутую систему и, следовательно, возникает цепь обратной связи и при определенных условиях возможно самовозбуждение канала. Обобщенная структурная схема двустороннего канала и пути возникновения обратных связей показаны на рис. 8.

Рассмотрим прохождение сигналов при передаче от пункта А (п. А) к пункту Б (п. Б). Сигнал от абонента п. А поступает по двухпроводной линии на зажимы 1-1 РУ1( далее - на зажимы 2-2 РУ^ и через канал односторонней передачи - на зажимы 4-4 РУ2 и далее через зажимы 1-1 РУ2 сигнала поступает по двухпроводной цепи к абоненту п. Б. Если затухание от зажимов 4-4 к зажимам 2-2 РУ2 не равно бесконечности, то сигнал с выхода канала передачи от

от п. А к п. Б поступает на вход канала обратного направления передачи и, если затухание от зажимов 4-4 к зажимам 2-2 РУ, также не равно бесконечности, то сигнал поступает на зажимы 2-2 и на вход канала передачи от п. А к п. Б. Так образуется электрическая замкнутая цепь (цепь обратной связи).

Рис. 8. Обобщенная структурная схема двустороннего канала

Цепь обратной связи образует одиночную замкнутую систему (ОЗС), в которой при определенных условиях возможно самовозбуждение - генерация.

Развязывающие устройства, требования к ним и классификация

Как следует из схем организации двусторонних каналов, РУ представляет собой шестиполюсник (2хЗ-полюсник), условное обозначение которого приведено на рис. 9.

2 2

1 _ 1

РУ

Пути передачи сигналов от зажимов 1-1 (1) к зажимам 2-2 (2) и от зажимов 4-4 (4) к зажимам 1-1 (1) называются направлениями пропускания и характеризуются минимально возможным затуханием (ослаблением); путь передачи сигнала от зажимов 4-4 (4) к зажимам 2-2 (2) называется направлением развязки (задерживания) и характеризуется максимально возможным затуханием.

Идеальным РУ называется развязывающее устройство, у которого в рабочих частотном и динамическом диапазонах передаваемых сигналов выполняются следующие требования:

отсутствует затухание в направлениях передачи, т.е. А1.2 = А4-1 = 0; имеет место бесконечно большое затухание (ослабление)

в направлениях развязки (задерживания), т.е. А4.2 = А2^ = входные сопротивления со стороны зажимов 1-1, 2-2 и 4-4 со-

гласованы с нагрузками; отсутствуют различного вида искажения при передаче сигналов

в направления пропускания (развязки).

Развязывающие устройства могут быть построены на принципах частотной селекции или на принципах уравновешенных (сбалансированных) мостовых схем, называемых дифференциальными системами (ДС).

Развязывающие устройства подразделяются на следующие три группы:

линейные РУ, построенные на пассивных элементах, параметры которых не меняются во времени и не зависят от уровня передачи сигналов; такие РУ называются пассивными;

линейные РУ, в схемы которых включены активные элементы, параметры которых не меняются во времени и не зависят от уровня передачи сигналов; такие РУ называются активными;

условия не выполняются, то такие РУ называются необратимыми. Линейные пассивные РУ относятся к обратимым - взаимным.

В однополосных двухпроводных и четырехпроводных системах организации двусторонней связи широкое применение нашли линейные пассивные обратимые РУ на основе резисторов, включенных по мостовой схеме и называемых резисторными дифференциальными системами (РДС), и на основе дифференциальных трансформаторов, которые называются трансформаторными дифференциальными системами (ТДС).

Задачей анализа дифференциальных систем является определение:

1) условий, при которых дифференциальная система как разделяющий шестиполюсник имеет направления пропускания с мини-

мально возможным затуханием и направления непропускания (задерживания) с максимально возможным затуханием (ослаблением);

2)условий, обеспечивающих согласованное подключение нагрузок к соответствующим зажимам дифференциальной системы;

3)рабочих затуханий (ослаблений) дифференциальной системы (далее - дифсистемы) в различных направлениях передачи.

Анализ резисторной дифференциальной системы

Резисторная дифсистема (РДС) реализуется по схеме Т-перекрытого четырехполюсника (рис. 10). Покажем, что эта схема может быть использована как развязывающее устройство, обладающее направлениями передачи с минимальным затуханием и направлениями задерживания с бесконечным затуханием и возможностью согласованного подключения нагрузок.

ее плечи, а полюса (зажимы) 2-2 и 4-4 представляют ее диагонали,

схема (см. рис. 10) будет уравновешена (сбалансирована) для направлений передачи от полюсов 4-4 к полюсам 2-2, и наоборот. Если к полюсам 4-4 (2-2) подключить генератор, то на полюсах 2-2 (4-4) напряжение будет равно нулю, т.е. затухание (ослабление)

(диагоналям моста), распределяется поровну между четырьмя сопротивлениями плеч.

Выбирая соответствующие значения т], можно снизить затухание в одних направлениях передачи за счет повышения его в других направлениях.

Соотношения (1)...(3) показывают, что РДС реализуется просто, если все сопротивления активны или все реактивны.

В том случае, когда хотя бы одно из сопротивлений имеет комплексный характер, должны быть комплексными и остальные сопротивления; при этом РДС весьма усложняется.

Особенно частот мостовые схемы на сопротивлениях используются в качестве так называемых распределителей мощности, обеспечивающих независимую работу двух генераторов на общую нагрузку или одного генератора на различные нагрузки и, следовательно, являющихся развязывающими устройствами.

Обозначим коэффициенты трансформации ДТ следующим образом:

л = И^ + И^ _ и^

\л/2 Щ

где п - коэффициент трансформации ДТ; гн и п2 коэффициенты трансформации между вторичной обмоткой и полуобмотками первичной обмотки ДТ; т| - коэффициент неравноплечности ТДС. Если т| = 1, то такая дифференциальная система называется равноплечей; если т| Ф 1, то такая ТДС называется неравноплечей.

Анализ выполним для неравноплечей ТДС. Необходимые соотношения для равноплечей ТДС получаются при подстановке в соответствующие формулы коэффициента т| = 1. Будем считать известным сопротивление (волновое или входное сопротивление двухпроводной линии, подключаемой к ТДС) и, что ДТ является идеальным, т.е. не имеет потерь, индуктивности его обмоток бесконечно велики, а их рассеяние отсутствует.

Определение условия непропускания ТДС от полюсов 4-4 к полюсам 2-2

Развязывающее устройство называется уравновешенным (сбалансированным), если затухание в направлении передачи 4-2 равно бесконечности, т.е. А42 = что исключает влияние тракта приема на тракт передачи двустороннего канала.

Выясним условия, при которых затухание ТДС А42 будет бесконечно велико. Подключим к полюсам 4-4 генератор Гс с внутренним сопротивление а к полюсам 1-1, 2-2 и 3-3 сопротивления 2и 72 и 23 соответственно (см. рис. 1).

При передаче от полюсов 4-4 ток от них разветвляется на состав-

ные в противоположные стороны. Результирующий магнитный поток, создаваемый этими токами в магнитопроводе ТД, пропорционален разности ампер-витков полуобмоток первичной обмотки. При равенстве ампер-витков полуобмоток результирующий магнитный поток будет равен нулю и поэтому во вторичной обмотке \л/2 ЭДС наводиться не будет, т.е. напряжение на полюсах 2-2 и ^ = 0 и ток 12, протекающий через сопротивление Тг, будет равен нулю.