183080. lajstromszámú szabadalom • Kapcsolási elrendezés kéthuzalos hírközlő áramkör végberendezéséhez, az adás- és vételirányú jelek szétválasztására
1 183 080 2 Ismeretes, hogy a kéthuzalos vezetékes hírközlő áramkör végberendezései különválasztják az adás és vételirányú jelek útvonalát. Ilyen áramkör van pl. a telefonkészülékben, ahol az a feladat, hogy a mikrofonból származó adójelet a kéthuzalos vonalra, a kéthuzalos vonalról érkező vételjelet a hallgatóra irányítsa, másrészt hogy meggátolja a mikrofon jelnek a hallgatóba jutását. Hasonló célra szolgál az áramkör, a kéthuzalos kétirányú erősítőben, vagy ott, ahol a kéthuzalos áramkört négyhuzalos áramkörrel (pl. vivőhullámú berendezéssel) kell összekapcsolni. Ezek az adás-vételjel szétválasztó áramkörök általában kiegyenlített hídkapcsolások, amelyekben az egyik hídágat a kéthuzalos vonal impedanciája, a másikat egy előírt impedanciájú kétpólus, úgynevezett vonalutánzat alkotja. A híd további két ága szabadon választható impedancia (pl. ohmos, induktív tag, transzformátor stb). E hídkapcsolás átlóspontjai képezik az egyirányú jelkapcsokat, a kéthuzalos vonal a kétirányú hírutat. Ezeknek az áramköröknek a jellemzői akkor optimálisak, ha átviteli csillapításuk a kéthuzalos vonalkapocspárról az egyirányú vételjelkapocspárra és az egyirányú adásjelkapocspárról a kéthuzalos vonalkapocspárra kicsi, továbbá az egyirányú adáskapocspárról az egyirányú vételkapocspárra nagy. A szakterületen a kis csillapítású utakat adás, illetve vételirányú áteresztőcsillapításnak, a nagycsillapítású utat zárócsillapításnak nevezik. Ezeknek az áramköröknek nagyon fontos jellemzőjük még a kéthuzalos kapocspárra csatlakozó — kéthuzalos vonalat lezáró — impedanciájuk. A fenti célú ismert áramköröknek, kivéve az úgynevezett „T villa” áramkört, (155500 magyar szab., amelyet később ismertetünk) közös hátrányos tulajdonságuk, hogy a kéthuzalos bemenő impedanciájuk nem azonos a reájuk csatlakozó vonal hullámimpedanciájával. Ebből az alapvető hibából származnak azok a nehézségek, amelyek a kéthuzalos áramkörök üzemeltetését kísérik. Ilyen pl. a kéthuzalos erősített átviteli rendszer stabilitás problémája, a hangostelefon gerjedékenysége, a reflexiós torzítás, a telefonok önhangja, stb. A probléma megvilágítására tekintsük át egy kéthuzalos áramkör működését, amely egy terheletlen helyi kábelszakaszból és ennek két végét lezáró végberendezésből, pl. telefonkészülékből áll. Vizsgáljuk ebben a rendszerben az egyik végkészüléknek azt az áramkörét, amely az adás és vételirányú jelek szétválasztására szolgál. Elsősorban ennek az áramkörnek a zárcsillapítását, amely az adójel kapocspár és a vevőjel kapocspár között jelentkezik. A zárócsillapítás akkor lesz elegendő nagy, ha az alkalmazott fentebb már körvonalazott hídáramkör kiegyenlítése elegendően pontos. A hídáramkörnek a hibajele ugyanis az a nemkívánatos jel, amely az adóágból a vevőágba kerül. A hídáramkörnek tehát a lehető legpontosabban kiegyenlítettnek kell lennie a szóbajöhető átviteli frekvenciasáv minden frekvenciáján. A példaként választott áramkörben a vizsgált végberendezés pl. telefonkészülék zárócsillapítása, nemcsak e készülék felépítésétől függ, hanem függvénye a kéthuzalos vonal hosszának és a távol vég lezáróimpedanciájának is, mert ezek képezik az említett híd egyik ágát. Ez a vonalhossz és távolvéglezárás függőség abból adódik, hogy a jelenleg ismert távolvéget lezáró készülékek impedanciája, mint már említettük nem egyezik meg a kábel hullámimpedanciájával és így a távolvégen reflexió keletkezik. Miután a példaképpeni kéthuzalos áramkör szimmetrikus, a híd kiegyenlítetlensége mindkét végkészüléknél fennáll. Az ismert áramköröknél ez a probléma oda vezet, hogy a kívánatos 3.5—4 N. zárócsillapítás helyett a gyakorlatban csak 1-1.2 N érhető el, az átviteli sáv némely frekvenciáján még ez sem. A korábban említett „T villa” az általános ismert áramköröknél lényegesen kedvezőbb, mert a vezetéket az említett szabadalomban leírtak szerint közel hullámimpedanciával záija le és így a reflexiókat lényegesen csökkenti. A reflexió csökkentése érdekében azonban a vételirányú jel útjában nagy csillapítást, kb. 3 N-t iktat be. Az alapelvéből következik, hogy a méretezésnél minél jobban csökkentjük a reflexiót, annál nagyobb csillapítást kell bevinni a vételirányú jel útjába. A fentiek szerint az eddigi ismeretekkel nem építhetők olyan kéthuzalos áramkörök, amelyeknek végberendezésében egyidejűleg biztosítani lehetne a kedvezően kicsi kb. 0.35 N-es áteresztőcsillapításokat és a kedvezően nagy, nagyobb mint 3.5 N-es zárócsillapítást. Különösen a zárócsillapítás kicsi, 1—1.2 N értéke okoz problémát a gyakorlatban. Ez az oka pl. a kéthuzalos erősített rendszerek stabilitás problémáinak, a telefonkészülékek önhangjának, a hangostelefonok geijedékenységének, a reflexiós torzításoknak, stb. A találmány egy olyan kapcsolási elrendezés, kéthuzalos áramkörök végberendezéséhez, az adás- és vételirányú jelek szétválasztására, amely ha a kéthuzalos áramkör mindkét végén alkalmazzuk, egyidejűleg biztosítja a vonal hullámimpedanciás lezárását, optimális áteresztő és zárócsillapításokat. Továbbá azt is, hogy a zárócsillapítás nagysága nem függ a vonal hosszától. A találmány szerinti kapcsolási elrendezés egy példaképpeni kiviteli alakját az 1. ábra mutatja. Az 1. ábrán az 1,2 és 3, 4 kapcsok között van az 5 művonal, amely R és C elemek sorozatából van összeállítva. Az 5 művonal hullámimpedanciája azonos az 1 és 2 kapcsokra csatlakozó kéthuzalos vonal hullámimpedanciájával, a teljes átvételi frekvenciasávban, abszolút értékre és fázisszögre vonatkozóan is. Az 5 művonal 3 és 4 kapcsára csatlakozik a 8 vonalutánzat, amelynek bemenőimpedanciája azonos az 1 és 2 kapcsokra csatlakozó kéthuzalos vonal, gyakorlatilag végtelen hosszú szakaszának bemenőimpedanciájával. Ha a kéthuzalos vonalat mindkét végén az 5 művonallal és az ehhez csatlakozó 8 vonalutánzattal zárjuk le az összeköttetés reflexiómentes lesz. Ennek bizonyítéka, hogy a kéthuzalos vonalszakaszt bárhol elvágva, a metszéstől jobbra és balra terjedő átviteli szakasz impedanciája egyenlő, tehát reflexiómentesen újra összekapcsolható. Ez a reflexió mentesség a teljes átvételi frekvenciasávra kiterjed. Az 1. ábra szerint ezután egy vevő 9 és egy adó 12 erősítőt kapcsolunk az 5 művonalhoz. Az 9, 12 erősítőknek az 5 művonal felé csatlakozó impedanciái olyan nagyok — célszerűen 50—100 kOhm rendűek — hogy shunthatásuk elhanyagolhatók. Az 9, 12 erősítők szabadon maradt kapcsai, a 10-11 kapcsok és a 13—14 kapcsok képezik az egyirányú vétel, illetve adójel kapcsokat. A kapcsolási elrendezés működése a következő: A kéthuzalos vételjel érkezése esetén az 5 művonalon keresztül a 8 vonalutánzatba haladó jel, az 5 művonal csillapításától függően feszültségkülönbséget hoz létre az 5 művonal 1 és 3 kapcsai között. Ez a feszültség vezérli 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
