> Техника, страница 86 > Трансляция радио

Трансляция радио

Трансляция радио на провода, или комбинированная радиопроводная телефонная связь, представляет собой сочетание радиотелефонной и проводных цепей. Использование радиотелефонной связи в соединении с телефонной проводной цепью выдвигает нек-рые специальные условия, которые влекут за собой особенности, не встречающиеся при пользовании исключительно проволочной связью. Рассмотрим встречающиеся при этом виде связи затруднения и способы их разрешения.

Принцип и условия работы радиотелефонной цепи. Связь между абонентами может быть осуществлена как по 2-, так и 4-проводной системе. При 2-проводной системе абоненты соединяются между собой при помощи двух проводов, по которым и производится передача разговора в обоих напра¹ влениях. При 4-проводной системе соединение производится при помощи четырех проводов, причем передача разговора в одну сторону производится по одной паре проводов, а в другую сторону—по другой паре. Включение в такую 4-проводную цепь абонентов, представляющих 2-проводную систему, производится посредством диференциального трансформатора. Принципиальная схема такой связи представлена на фигуре 1. Как видно из схемы, разговор слева направо проходит по линии 1 через усилители Уе_г и справа налево—по линии 2 через усилители Ус₂. При передаче разговора отА#! разговорные токи от его аппарата,пройдя диференциальный трансформатор ДТ_г и линию 1, поступают в диференциальный трансформа

Ус, УС,

Ус_г Ус₂

тор ДТ₂ и разветвляются на две части, из которых одна отправляется к абоненту Аб₂, а другая в балансный контур В₂. При полном совпадении входных сопротивлений балансного контура и абонентской линии разветвившиеся токи будут равны, и магнитные поля, создаваемые ими, равны и противоположны по фазе. Благодаря этому никакого воздействия на вторичную обмотку диференциального трансформатора, а следовательно и передачи разговора в линию 2 не произойдет. Аналогичная картина получается при передаче разговора от Аб₂ к Аб_г.

Из рассмотрения схемы четырехпроводной цепи видим, что назначение диференциальных трансформаторов помимо выполнения функции переходных устройств с двухпроводной системы на четырехпроводную заключается еще в том, чтобы пропускать разговор от абонента к абоненту и препятствовать прохождению такового с линии 1 на линию 2, и наоборот; это имеет место только при полном равенстве входных сопротивлений приключаемой двухпроводной линии и балансного контура, то есть при идеальном уравновешивании диференциального трансформатора. В этом случае затухания диференциального трансформатора имеют следующие величины в цепях:

Аб_г—линия 1..0,5 непера

Линия 2—A6j..0,5 »

Линия 2—линия 1.оо непер и аналогично на другом конце. Однако в действительных условиях всегда имеет место известная неуравновешенность диференциального трансформатора, и поэтому затухание с линии 2 на линию 1 или с линии 1 на линию 2 имеет конечную величину и тем меньшую, чем 66чь-шая налицо неуравновешенность. Вследствие этого происходит передача разговора с одной линии на другую и возникает т.н. явление эхо. Процесс возникновения эхо ясно виден на фигуре 2. При передаче разговора от Аб_г к

---_□-ΛΛΛΛ,

-^-ΛΛΜτ

ЛТ,

Фигура 2.

Si

£

— AWyQTJi

А б ₂ разговорные токи Аб_г, подошедшие к средним точкам диференциального трансформатора ДТ₂, разветвляются вследствие неуравновешенности диференциального трансформатора на два неравных тока. Разность токов вызывает передачу на линию 2 разговора, к-рый возвращается к Аб_г как первое эхо говорящего и частично, благодаря имеющейся также и в ДТ_г неуравновешенности, проходит на линию 1 и создает у Аб₂ т. н. первое эхо слушающего. При большом времени, требующемся для пробега разговорным токам линии 1 и линии 2, а также при больших неуравновешенностях диференциального трансформатора может возникать большое число повторений таких эхо, которые вызывают значительные помехи при разговоре. Степень действия помех, вызываемых явлением эхо, определяется затуханием эхо b_э, равным половине натурального логарифма отношения мощности разговорного тока Ni к мощности эхо-токов N₂:

*h

n₂ ,*

(1)

Величина допустимого затухания эхо зависит от времени, к-рае протекает между передачей разговора и появлением эхо-токов. Для первого эхо это время равно двойному времени пробега разговорных токов по цепи. Эхо становится отчетливым, если время пробега равно примерно 50 м/ск. При этом помехи говорящему сказываются в том, что ему кажется, будто его собеседник делает замечания во время разговора, а для слушающего эхо-помехи снижают

*6,-

-------А6,

Фигура 3.

внятность речи. Это явление не оказывает влияния, если затухание эхо больше 4неперов. Выражения для определения величин затухания эхо для каждого из абонентов можно получить из упрощенной схемы 4-проводной цепи, "изображенной на фигуре 3. Первое эхо говооящего абонента Аб_г проходит путь Аб_гАВСВАб₂. Затухание эхо в этом случае будет равно

b_Э1=2b₁ + 2b₂+ Ь_е. (2)

Аналогично получаем выражение затухания первого эхо слушающего

b₉^2b₂ + 2b_е. (3)

В первом и во втором случаях затухание эхо зависит от затухания линии Ь ₂ и затухания ди ференциального трансформатора. Для получения большего затухания эхо необходимо, чтобы величины b₂и b_е были возможно ббльшими. Увеличение величины Ь₂, влияющей на остаточное затухание цепи

b=2b_г b₂, (4)

ограничивается последним, т. к. по нормам Международного консультативного комитета по телефонии оно должен быть не выше 0,8—1,1 непера. Затухание же диференциального трансформатора зависит от соответствия входных сопротивлений приключенной линии и балансного контура и выражается соотношением

^δ*=4Ι£Ι1 + ^1п2> <⁵>

где Ζ_Λ—входное сопротивление линии,Ζ₆—входное сопротивление балансного контура. Т. о. затухание диференциального трансформатора Ь_еопределяет величину затухания эхо b_э. Требуемое затухание диференциального трансформатора для четырехпроводной цепи, необходимое для получения затухания эхо. равного 4непе-рам, определится сл. образом. Из условия остаточного затухания имеем

1,1=2 b_г + Ь₂,

при b_г—затухании диференциального трансформатора в направлении Аб_г—линия,—равном 0,5 непера, получим

Ь₂=1,1 — 1=0,1 непера,

то есть между точками цепи АВ (фигура 3) должен быть затухание 0,1 непера, и тогда затухание диференциального трансформатора определится из (3):

ъ_е=^ъ-^ь ₌ ,⁴-⁰^·¹·⁰=1,9 непера.

Особо важное значение имеет выражение затухания эхо слушающего абонента:

= 2 ^2 *Т 2, Ь_е,

т. к. оно определяет устойчивость цепи в отношении генерации. Выше указано, что это эхо понижает внятность речи и этим влияет на качество передачи. В предельном случае, когда усиление в цепи станет равно потерям, то есть будет b_э^ — 0, и ток обратной связи будет совпадать по фазе с входящим током, в цепи наступит генерация. Т. о., чтобы в цепи не наступило генерации, должен быть соблюдено следующее условие в отношении затухания эхо:

2 b₂ -{- 2 b_е 0

или

-b_г<ъ_е. (6)

Для приведенного выше примера (Ь_е=1,9) усиление между АВ или CD (фигура 3) м. б. до 1,9 непера, и в цепи не наступит генерации.

По принципу 4-проводной цепи построена и радиотелефонная связь, а потому явления, происходящие при передаче разговора по этой цепи, будут иметь место и в радиотелефонной связи. Принципиальная схема радиотелефонной цепи представлена на фигуре 4. Передача разговора от Аб_г к Аб₂ здесь происходит сл. обр.: разговорные токи говорящего абонента, пройдя диференциальный трансформатор, поступают на радиопередатчик П_д и передаются последним. Радиоприемная станция П_м противоположной стороны воспринимает их, и разговор через диференциальный трансформатор поступает к слушающему абоненту. Радиотелефонная связь получается из 4-проводной связи, если заменить линию 1 и линию 2 (фигура 1)

радиоканалами, то есть включить на каждой стороне связи по передающей и приемной радиостанции. Вследствие этого все явления, наблюдаемые на 4-проводных цепях, имеют место и в радиотелефонных цепях. Радиотелефонная связь однако отличается от проводной сле-

П_д

J

мл) ^Г

в

-μΐ

Фигура 4. Приемн ψ стану.

стану. дующими свойствами. 1) Радиотелефонная цепь подвержена шумам, вызываемым радиопомехами, в частности атмосферными помехами (смотрите), сила которых колеблется от ничтожного значения до значения такого же порядка, как и сигнал, который нужно принять. 2) Радиотелефонная цепь подвержена изменениям затухания беспроводной ее части, возникающим вследствие нерегулярно изменяющихся потерь вдоль атмосферного пути, что особенно наблюдается при работе на коротких волнах (смотрите) (смотрите также Замирание). Эти свойства радиотелефонных связей вызывают ряд трудностей, не встречающихся на проводных связах, и требуют специальных условий для работы цепи. Для уменьшения влияния атмосферных помех необходимо возможно лучшее соотношение между сигналами и помехами в приемном пун-* кте (смотрите Быстродействующие радиопередача и _ярадиоприем). Необходимое соотношение между сигналами и помехами устанавливается соответствующим выбором мощности передатчика и по возможности всегда полным использованием этой мощности, независимо от характера и затухания проволочных линий, соединенных с радиотелефонной цепью. Последнее достигается тем, что следят за уровнем разговора, поступающего от абонента на передатчик, и соответствующей регулировкой усиления поддерживают его на надлежащей высоте. Такие условия работы вызывают· в цепи настолько сильную обратную связь, что легко возникает генерация. Произведенными измерениями установлено, что уровень речи абонента на зажимах радиотелефонной цепи обычно колеблется от 0 до —3 неперов. Чтобы обеспечить прохождение наиболее слабого абонента по уровню —3, необходимо так установить усиление промежуточных устройств, чтобы полностью нагрузить передатчик и на входе слушающего абонента дать нормальный уровень 0,8 — 1,1 непера. В этом случае остаточное затухание цепи, определяемое как разность уровней на входе и на Выходе цепи, будет равно Ь=- 3 - (- 0,8)=- 2,2

и затухание между точками АВ (фигура 3) определится из (4):

Ь₂=b — 2Ь₁ — — 2,2 — 2 · 0,5=— 3,2 непера,

то есть получается довольно большое усиление, к-рое может еще нерегулярно изменяться в зависимости от затухания атмосферного пути. Из условия возникновения генерации (6) получаем, что генерация в цепи не возникнет, если затухание диференциального трансфор матора будет иметь величину Ь_е^ 3,2 непера. В условиях же работы радиотелефонной цепи, предусматривающих возможность включения любого абонента, это затухание м. б. значитель^ но меньше и в предельном случае, когда на обоих концах цепи абоненты совсем не будут включены, затухание диференциального трансформатора, определяемое по формуле (5), будет равно

b_е=In 2=0,7 непера,

то есть будет значительно меньше, чем требуется, чтобы не возникала генерация. Как видим, при таких условиях в цепи возникает генерация, и передача разговора делается невозможной.

Выясненные помехи возможны при работе передающих станций на разных длинах волн. При работе передающих станций в обоих направлениях на одной длине волны к этим явлениям присоединяется еще обратная связь, возникающая от воздействия передающего устройства на свое же приемное, выражающаяся часто в наступлении генерации; все эти явления недопустимы при эксплуатации таких связей. Для устранения этих явлений необходимо исключить возможность возникновения обратной связи, а для этого радиотелефонные цепи необходимо оборудовать специальными аппаратами, известными под названием заградителей от обратной связи.

Заградители от обратной связи. Метод устранения обратной связи, положенный в основу работы заградителей, заключается в том, что дуплексная схема связи сводится к симплексной работе, то есть в какой-либо момент работает лишь одна из двух разговорных цепей, а другая выключается. Т. о. работа заградителей заключается в том, что, пропуская разговор в одном направлении, они выключают другой путь. Благодаря этому величина затухания эхо становится весьма большой, и обратная связь, а также и генерация возникнуть не могут. Выключение одной цепи происходит автоматически под воздействием разговора, проходящего по другой цепи, и осуществляется тем, что выключаемая цепь или замыкается накоротко контактами специального реле или в нее вносится дополнительное затухание порядка 9—11 неперов. Заградительное устройство (фигура 5, обведено пунктиром) состоит из приемного 1 и передающего 2 заградителей и двух усилителей-выпрямителей А я В. В положении покоя (когда нет разговора) путь на передатчик П_д выключен передающим заградителем, а путь со стороны приема П_м включен. Т. о. в этом положении включенным остается лишь одно направление, и обратная связь возникнуть не может. При поступлении разговора от абонента ответвившийся в точке а разговорный ток усиливается и выпрямляется усилителем-выпрямителем А и воздействует на приемный и передающий заградители—сначала выключает путь приема, а затем восстанавливает возможность прохождения тока на передатчик.

Фигура 5.

Благодаря этому разговор проходит на передатчик, и исключается возможность возникновения обратной связи. При поступлении разговора с радиоприемной станции таковой проходит к абоненту и одновременно в точке b ответвляется и, пройдя через усилитель-выпрямитель В, выключает в точке С систему А и этим предупреждает неправильное срабатывание заградителя, к-рое могло бы произойти от воздействия прошедших через диференциаль-ный трансформатор разговорных токов (на фигура 5: 3—усилитель передатчика, 4—усилитель приемника). Таким образом в любом положении заградителя включенным остается лишь одно направление, а другое всегда выключается, чем исключается возможность возникновения в цепи обратной связи, а следовательно и генерации. или Риверхэда б. Дублирование приема на каждой стороне обеспечивает большую устойчивость и лучшее качество связи, т. к. дает возможность принимать против о пол ойшую сторону с того приемного устройства, у которого условия приема лучше. Указанные приемные и передающие станции на каждой стороне связаны проволочными линиями воздушными и кабельными с междугородными станциями Нью Йорка 7 и Лондона 8, на которых установлены и заградители от обратной связи. Проволочные линии, соединяющие радиостанции с междугородными станциями, имеют достаточно большую протяженность и поэтому снабжены для компенсации затухания промежуточными усилителями. Включение абонентов для ведения переговоров или удлинение этой связи другими междугородными цепями производится между-·

Фигура 6.

Описанные выключения цепей могут произ- | водиться либо при помощи механич. реле либо электронных ламп, управляемых электрич. или магнитным полем. Радиотелефонные цепи, оборудованные подобными заградительными устройствами, работают достаточно устойчиво. В такую цепь можно включать любого абонента городской телефонной станции, а также удлинять ее любой междугородной проволочной цепью и благодаря этому получать весьма гибкую и удобную связь, особенно на большие расстояния и в трудно преодолимых природных условиях.

В настоящее время этот вид связи имеет большое распространение за границей и достаточно сильно развивается в СССР. В качестве примера этих связей за границей необходимо отметить связывающую два материка (Европу и Америку) первую радиотелефонную связь Лондон— Нью Иорк, давшую благодаря удачному своему разрешению толчок к дальнейшему бурному развитью этого вида связи. Схема связи Лондон—Нью Иорк представлена на фигуре 6. Разговор из Америки I в Англию II передается через передатчик, установленный в Рокки Пойнт 1, и м. б. воспринят приемными станциями Роуто-на 2 и Купара 3. Аналогично передача разговора из Англии в Америку производится через передатчик, установленный в Регби 4, и воспринимается приемными станциями Хоултона 5

I городными станциями так же, как и на обыкновенных междугородных связях, то есть связь экс-плоадируется нормальным образом. Распределение уровней передачи в цепи в направлении Нью Иорк—Лондон показывает помещенная на фигуре 6 диаграмма уровней. Диаграмма уровней в обратном направлении не приводится как представляющая совершенно аналогичную картину (на фигура 6: А—абонент любого пункта телефонной сети, расположенного в США или Англии, Т. с.—телефонная станция в США или Англии, Т. р.—радиотрансляционный стол в Нью Норке или Лондоне).

В СССР с 1931 г. работает первая радиотелефонная связь с Т. р. Москва—Ташкент. В настоящее время идет строительство целого ряда связей, оборудованных Т. р., с помощью которых возможно будет связать наиболее отдаленные районы Союза между собой. Не ограничиваясь этим, в целях расширения связи в международном масштабе научно-исследовательские лаборатории СССР одновременно ведут, с положительными результатами, опыты радиотелефонной связи с Т. р. между Москвой и Нью Йорком.

Лит.: Труды международного консультативного комитета по телефонным сообщениям на дальнее расстояние, пер. с франц. текста трудов МКК за 1930 г. с дополнениями из материалов 1931 г., стр. 193—197, М., 1933; Басин И., Переходные устройства для комбинированной радиопроводной связи Москва—Свердловск, «За реконструкцию электросвязи», М., 1931, 6; Wright S. а. Silent Н., The New York—London Telephone Cir-

€uit, «The Bell System Technical Journal», New York, 1927, y. 6, 4; Wollner E., Die Fernsprechverbin-dung zwischen Europa u. Amerika, «Elektrische Nach-richtentechnik», Berlin, 1928, В. 5, Η. 12; Fremerg F. a. Thomas P., «Electrical Communication», 1930, v.8, Angwin A., «Electrical Communication», v. 8, 1, 1930; Kiipf mii 1 ler K., Telephonie und Mehrfach-telegraphie auf kurzen Wellen, «Telefunkenzeitung», Berlin, 1929, 53; The Telephone Equipment Employed in Creat Britain for the Transatlantic Radio Service, Radio Report № 144, Post Office Engineering Department, London. И. Басин.