Текст
                    СИММЕТrия
ПИТАЮЩИХ
мостов
ТЕЛЕФОННЫХ
СТАН ЦИй
---
---
•
0Jl1"=1'-i=
_С13Я3ЬИ3ААТ·1962


1 !' Л. Я. ЭйДЕЛЬМАН Аси1\1\МЕТРИЯ ПИТАЮЩИХ МОСТОВ ТЕЛЕФОННЫХ СТ АНUИЙ ГОСУ ДАРСТВЕННОЕ ИЗДАТЕЛЬСТВО ЛИТЕРАТУРЫ ПО ВОПРОСАМ СВЯЗИ И РАДИО МОСКВА 1962 .
:::....,-tNo Лев Яковлевич Эйделы,rан АСИММЕТРИЯ ПИТАЮЩИХ МОСТОВ ТЕЛЕФОННЫХ СТАНЦИИ Отв.редактор М. Н. Стоянов Реда:кто,р А. Ф. Балакирев Техн. редактор А. А. Слуцкин :К,о:рр-екто,р Т. А. Васильева Сдан-о в набо:р 15/XI 11961 г. Подпи,сано в печать 20/II 1962 г . Форм . бум. 60X901/1s 7,5 печ. л. 7,12 уч.•изд. л. Тираж 5000 экз . Т·ОО768 Зак. изд. 9793 Цена 36 коп . Связьиздат, Москва.центр, Чистопрудный бульвар, 2 Типография Связьиздата, Москва•центр, ул. Кирова, 40 . Зак. тип. 651
ОПЕЧАТКИ, замеченные -в книге Л. Я. Эйдельмана «Асимметрия питающих мостов телефонных станций» •Стр.1 Строка 1· Напечатано \ Должно быть 5 6 8 9 10 13 15 15 31 34 45 11 сн. Рис. 1.26 Рис. 1.46 5 сн. 10 сн. Рис. 1. 9 8 сн. 14 сн. Ф-ла (3.7) Ф-ла (3.12) • 5 сн. ... местной сосредоточе нной--·1--· местной, сосредоточенной .. . Е' Е Пропущено обозначение телефона R'. . . . месте, . . . мост е, приёме. . при нормировании . ± i'!'- . =Z•e 1 А=Z . .. . . . (2.26а). Znp.. }:i приёмке. ...при _обеспечении возыож ­ ности нормирования . ... == z ..e±i'!' Ас=Za • .. <- ... (3.26а ' . 51 Ф-ла (3.31а) ... [ Х1,2= x;;(m)::;;,,z~] - ... [ х1,2 = x;;<m> ::;;,, z~'] = .• . 57 Числитель ZW(Z' - Z" + Z,.) ф-лы (4.8а) 57 60 60 78 79 81 86 87 88 8f} 89 99 104 104 104 lll 114 7-6 Ct!. Знаменатель ф-лы (4.11) 17 св. 12 св. Подпись под pi:ic. 4.17 Ф-ла (4.33) Ф-ла (4.40) 3 СН. 7 св. 10 сн.} 18 сн. 5 сн. 7 сн. 4 сн. 2сн.и ф-ла (6.8) 7 св. 6 св. • 118 9 сн. Заказ 651 . контуров j (i) Z(n}, z~' или z;0)c,Z(O) с, . . z<0 и z(c>... . места класса Б . , z;< 0> z;;,, zl,2(0)= ... = , Zл х<> • ~ W(m}(C1 - C2 - oo] . . . величину А, ... величина не должна ... . величины А . z(O) < . величин А . Ксн . рис. 2.3а, . . величины .. 18 . Е. В. Катаев. ZaW (Z' - Z"+Z,,) контуров [Л25 , 33+35]. i;i) .. . z;n)' z;~) ИЛИ z;O)c• z;~)c, . . z;I), и z;~,-. .. . моста класса Б . . . . . величину Ас- . ... величина Ьл не должна .. . с и~ (доп) . величины Ас· • • .zэ(О) < . величин Ас . к~,, . рис. 2.36, . . величину .. 18. Е. В. Китаев.
ПРЕДИСЛОВИЕ Пр,инятая XXII ,съездом К:ПСС 1проnрам·ма развёрнутого сrроительства ~комму,нистическ,ого общества ·в СССР предус­ матри1вает, на'Ряду ·,с дальнейши,м ,раз1в·итием ,всех ,отра,слей на­ родног,о хо:зяйства , ·в-семерное улучшение качеелва продукции , что в ра!вной ~степени -оегно,сится и :к средствам электрической связи. Одной из основных причин снижения качества телефонной передачи на городсюих телефонных сетях являются шумы и по­ м ехи 1) в разговорном тракте, в значительной степени вызывае­ м ы е асимметрией разгонорных цепей. В ряде случаев помехи , в озникающие из-за асимметрии разговорной цепи , являются серьёзным препятствием ·в обеспечении нормальной телефонной связи. П роблеме снижения а оимметр1ии .в разговорных цепя х посвя ­ щены многие труды •советских и иностранны х авторов. Однак о в о всей многочисленной литературе по асимметрии разговорны х цепей рассмотрены главным образом различные проблемы ли­ н ейно й асимметрии. Н есмотря на большую актуальность, вопросы станционной а симметрии , т . е. аоимметрии ,питающего моста станции , в ли­ тературе освещены совершенно недостаточно. В немногочислен­ ных статьях, специально или частично посвящённы х этим вопро­ с а м , имеется ряд противоречивых определений, методов анали­ з а , расч•ёта и измерений, не учитываетс я индукти1в.ная связь между обмотками реле питающих мостов , приводятся раз­ л ичные и противо'Речивые основные исходные данные и опреде­ л яющие условия , упрощённые расч ётные формулы, зависимост,и и рекомендации, не проверенные в условиях практики . Не нашли должного отражения эти вопросы ,и в трудах М ККФ и МККТТ, в которых само определение и метод измере­ ния асимметрии питающих мостов устанавливались трижды ( в 193 1, -1934 и 1951 тг.) . Принципиальное отл1ичие принятых в р азJiичное время рекомендаций МККФ внесло ещё большую не­ определ,ённость и неясность в эти вопросы. 1) Здесь идёт ,речь о помехах в разговорных цепя х , обуслО'вленных толь­ к о асИ!мметрией, но не иными источниками. Пр,и это м под термином <<поме­ хи» подразумеваются не только различные мешающие шу м ы , но и переходные ра з гоrюры , а также переходные зуммерrные сигналы. 3
Всё это значительно усложнило создание каче-ственно совер­ шенной отечественной декадно-шаговой системы АТС, техниче­ сние требования к которой предусматр ,ивали симметричность разговорных проводов на всех этапах соединен-ия, кроме набора номера . Однако измерения, произведённые при приёмке стан­ ции, показали, что, несмотря на применение в качестве сигналь­ ных и питающих реле наиболее совершенных реле РП Н с сим­ метрично намотанными обмотками на одном сердечнике, вели­ чина асимметрии питающего моста АТС-4 7 во многих случаях в десятки раз превышает рекомендованную в литературе нор­ му, равную 0,11% [Лl]. Практика эксплуатации АТС-47 в Москве показала, что столь высокая величина асимметрии даже при хорошем состоянии ка­ бельных линий вызывает появление в разговорной uепи недо­ пустимых помех, псофометрическое напряжение которых во много раз пре,вышает допусти1:v1ую величину помех ( 1 мв) на зажимах телефонного аппарата, создаваемую всеми линейными помехами [Л2]. Создание АТС-4 7 и работы по её модернизации убедительно показали, что без разработки эффективных методов измерения, анализа, расчёта и уменьшения величины станционной асим­ метрии невозможно создан·ие высококачественных систем авто­ матических телефонных станций и введение правильного техни­ ческого контроля симметричности реле и приборов в условиях производства . Вопросы станционной асимметрии пр·иобретают особое зна­ чение при разработке новых систем АТС, в том числе междуго­ родных, характеризующихся отсутствием механизмов со о;оль­ зящими контактами, поскольку в таких АТС помехи, о·буслов­ ленные асимметрией питающего моста, преобладают над дру­ гими линейными помехами на зажиыах телефонного аппарата. Настоящая работа посвящена рассмотрению наиболее важ­ ных общих вопросов станционной асимметрии, необходимых как при разрабоне и промышленном выпуске телефонных станций различных систем, так и при обслуживании их в условиях экс­ плуатации. Основное внимание уделено общим закономерностям и зави­ симо- стям величины асимметрии питающих мостов от различных элементов и условий, существующих в разговорных цепях стан­ ций нерайонированной телефонной сети.
Гла'ва/ О П РЕДЕЛЕНИЕ И МЕТОДИКА ИЗМ ЕР Е Н ИЯ СТАНЦИОННОЙ АСИМJVI Е Т РИИ 1.1 Основные понятия и определения Асимметрия разгово р ной цепи или разговорного тракта яв­ ляет ся одной из причин возн и кновения помех т елефонной связи и снижения её качества. В соответствии со своими составн ы ми частями разговорная цепь обла д ает линейной и стан ц ионной асимметрией. Линейная асимметр и я или асимметрия т елефонной цепи по от н ошен и ю к земле означает неравенство О'!'носительно земли электрических параме т ров о д ного провода соответственно элек ­ трически м параметрам другого в той же цепи. Станuи;онная асимметрия или а-симметрия питающего моста ста н ции означает неравенство комплексных сопротивлений эле ­ ментов, включ -ённых между каждым и з ра з говорны х проводов питающего моста и станционной б а тареей . Пос:<ольку положи ­ тельный полюс станционной батареи заземлён, асимметрия пи­ тающего моста означает одновременно асимметрию его . относи, тельно земли. Как известно, станционная батарея имеет ничтожное ;сопро­ тивление для токов ра з говорных частот . Поэтому при рассмот­ рении станционной аси мм етрии этим сопроти в лением пренебре­ гают ·и , к ак правило , не указывают его на эквивалентны х с хем а х питающих мостов. Ра:~личие между рас1п редел ё-нной ил и л иней1-гой а-симм етрие й телефонных цепей и м естной оооредоточ е н~но й или станц ион н ой асимметр и ей оконечных телефонных cx e1:vr бы л о вп е р·в ые пр о ве­ дено на VIII пленуме МККФ в 1931 г. [ЛЗ] . С о гласно р екомен­ дация м Э1'ого пл енума ве л ичина станционной асимметрии 1) оп­ ределяпась как отношение действ у ющего в пр иё мнике· (телефо - 1) Пrименявшиеся в литературе термины «местная», «сосредоточенная» и «схемная» асимметрия, а также «а ои м метрия с х е м» обычно обозначают асим м етрию ст анuионной части разговорно г о т р акта или питающего моста , но не ,всей схе м ы приб::>ра или -станции . П оэтому здесь , как и в . дру г,их работа х , мы применяем только термины: «станционная асимме1'рия» и «асимметрия питающего моста (стан ц ии ) » . 5
не) мешающего напряжения И п к введённой 1в каждый провод одинакоВ'ой продольной эдс Е (рис. 1.1), т. е. ( 1.1) В 1934 г. на Х пленуме МКК Ф [Л4] это определение, относя­ щееся к полным схемам ме-стных телефонных соединений, был о изменено таким . образом, что а1 для создания на зажимах при- а ёмника мешающего напряже ­ ния И,,, равного тa:viy, которое возбуждалось до этого дейст­ вием продольных ЭДС Е, сим­ метрично включалась в пров · о ­ да цепи эд:с той же частоты Е', т. е. Е' А(l)=~ = - (1.2) с f Е Последнее определение по­ лучило в литературе неоколыш Рис. 1.1 . Схема, иллюс11рирующая мето ,д определения величи•ны стан цио,н:ной а,оимме-грии сог ла,сно р е,ко- ме.1-щащшм VIII плен у ма МККФ d) Е" сг-;-<§)--;-,Ш - 1 1.1 1 ,11f-J 1 {/,, 1 " 11 1 - 1I -~L- J [' 08) г-;---4---:-,] , -- 11 ; ,11~ 1 l/, 1 11"' 1 - /1 ~ -• [" L_J т Рис. 1.2 . Схемы, иллюс-грирующ,ие ме­ то ,д о, пределе -ния величины ста111цио'!­ ной а-с и мме11ри .и согла •сно рекомен- да!l!иям Х пленума МККФ: а) при включении эдс Е ' параллельно шлеi!­ фу цепи, б) и в) при включении двух по­ с."едовательно включённых эдс Е' /2 различное толкование в заrвис,имости от способа приложения эд,с Е' [Л5 -; - Л7]. В некоторых ~работах [Л8] э%вивалентная эдс Е' ·включала-сь параллель:н·о шлейфу цепи (ри-с. 1.2а), а в дру ­ гих перевод,ных материалах трудов МККФ [Л9, 10] для опред.е- Е' ления а-симметрии 1в пр,сшода цепи ·включались д1ве эдс - с ча- 2 ст,от:ой, раrвной частоте эд•с Е, ка1к 1пока-зано 1на ри,с. 1.26 и в. Расхождение между этими определениями обусловлено · в основном схемами, приведёнными в томах II и IV [Л4], иллю­ стрирую щими в-озможный способ измерения этой асимметрии 6
при помощи трёхобмоточного трансформатора, в котором .вто­ ри чные обмотки имеют «малый импедс1нс и превосходно отсим­ метрированы по отношению к первичной обмотке» (рис. 1.3). При этом, измеряя токи в первичной обмотке для обоих режи ­ мов, величину асимметрии можно •Определить из соотношения А(!)_~ _ Е' __2i' с--of-Е -- i с,йма . Рис. 1.3 . Ре1юмендуемая Х пленумом МККФ схема для измерения ве­ -~ичи,ны станционной асиммет1ти [JИ 1-13] В октябре 1951 г. на XVI пленуме МККФ [Л14] была принята новая рекомендация, согласно которой асимметрия оконечной установки относительно земли может характеризоваться при за ­ данной частоте и при определённых рабочих условиях двумя не зависимыми друг от друга величина111'И (метод Колле). Этими величинами могут быть: 1. Внешняя несогласо.ванность комплексных сопротивлений ( Л) - алгебраическая полуразность величин комплексных со­ противлений, измеряемых между каждым из входных зажимов и землёй при ·изолировании другого входного зажима. Эта ве­ личина выражается в омах. 2. Абсолютная величина внутренней асимметрии ( -r) алгебраическая величина отношения напряжения V на зажимах приёмника установки к общему току /, входящему в установку и протекающему к земле, ,когда в устано~ку проходят через каж- дый из в ход,ных зажимов равные токи 1/'2 '. Эта величина может быть выражена в милливольтах на миллиампер или в омах. Величины Л и 1: , наз.ванные перв·ичными характеристика- ми 1), могут быть измерены :в соответ1спчти с принципиальными схемами, изображёнными на рис. 1.4 . При измерениях должны .быть шр·иняты меры, чт1обы постоян,ные токи, 1прох·одящие по у становке , соотнетствовали рабочим условиям. 1) Кроме первичных характеристик, MI<J(Ф ввёл ещё вторичные харак ­ тер.истик и, определяем ые более простыми методами из м ерений. Поскольку по­ следние хар;,ктеристики не евязаны с определе-нием соотношений между на­ пряжением •помех на зажимах телефонного аппарата и параметрами других э.1ементов телефонной цепи, на втор.ичных хара1<теристиках щ~ с,,сталавлиза­ емся. Подр'Jбно об этом см. (Л 15]. 7
В схеме на рис. 1.4а r а и rь означают плечи моста с равными комплексными сопротивле н иями, а Za и Zь - комплексные со­ противл ения, регулируемые до получения равновесия моста. При этих условиях (1.3) Абсолютная величина внутренней асимметрии определяется по схеме на рис . 1.46, в которой регулиров'КОЙ сопротивлений Z а и Zь добиваются равенства токов, входящих через зажимы а и Ь , а) ,,,--'--+-_,...-,..,.,а Измеряемая схема Р•ис. 1.4 . Схемы для из•мерения: а) величины д, б) величины 't а Р означает потенuиометр переменного тока, регулируемая часть которого присоединена к зажимам телеф9нной установки через нулевой индикатор (телефон). При достижении минималь­ ного звука в телефоне R1 't= V I (1.4 ) В рекомендаuиях МКК:Ф не указано, ·какой из первичных ха­ рактеристик следует отдать предпочтение, хотя и о тмечено, чт о пользоваться надо одной из них . Таким образом, принятые в различное время рекомендаuии МККФ принuипиально отличаются друг от друга опре дел ения­ ми, методами измерения и даже единиuами для выражения станuионной асимметрии. Поэтому в литературе отсутствуют общепринятые определение и ,спосо;б измерения асимметри и питающи х мостов телефонных станuий. Характерно, что почти все исследователи принимали определение VIII плену ма МККФ , а последующее определение Х пленума в исследованиях не ис­ пользовалось . Точно та·к же не нашло практического применения определение станuионной ас·имметрии согласно рекомендациям XVI пленума МККФ [Л18, 19]. Наиболее чёткое определение, соответствующее ме т оду VIII Пленума МК:К:Ф, дано проф. Е. В . Китаевым [Лlб, 18}, ко- 8
торым за меру асимметрии схемы питающего моста принято от -­ ношение мешающего напряжения И п на 3ажимах приёмни,ка с· сопротивлением Za, включённого в плечи моста со стороны, про­ тивоположной линии, к эдс Е, создающей это напряжение · (рис. 1.5) . К:ак видно из этой схемы, она в отличие от схемы на рис. 1.1 характеризуется на­ личием только одного телефон­ ного аппарата и заменой линии сопротивлеrнш:vrи W, каждое из которых измерялось в сторону t с, 2 линии между точкой 1 или 11 Рис. 1.5. При~меняемая в литературе и землёй при наличии линейной схема для определения величины Ас симметрии. Другие авторы, применявшие схему на рис . 1.5, не имели еди ­ ной точ ки зрения на трактовку сопротивлений, приравнивая их к различным омическим сопротивлениям. В.следствие этого ре­ зультаты исследований не совпадают, а иногда и противоречат друг другу. 1.2. Условия влияния станционной асимметрии Прежде чем выяснить, каким же основным требованиям должно удовлетворять определение станционной асимметрии, рассмотрим условия мешающего действия последней. Самый простой случай станционной асимметрии представляет собой мост неразделённого питания с сопротивлениями поперечны х элеменюв Zr и Z2 (рис 1.ба) . Нетруд- но убедиться, что при любой разности этих сопротивлений одина1ювые про­ дольные ЭД'С Е, ·ВКJJючённые в ра,ссмат- , R риваемую схему, не могут созд ать по- t мех в телефонr-ю\1 аппарате (ZJ. Асимметрия схемы моста может обусловить появлен ие помех в теле­ фо!-!е лишь пр и на личи и в цепи второй заземлённой точ;ш (рис. 1.66) . В этом случае ток, проходя по неравным со­ противлениям Z 1 и Z2 , создаёт раз­ ность потенuиаJюв . ~1ежду точками а и Ь, в результат е которой возникает ток помех in . При строго ' Симметрич- 1ном месте, 1югда Zr =Z2, на1пряжение помех равно нулю . Таким образом, асимметрия питаю ­ щего моста оказывает ме шающее дей­ ствие только прн соединении его с ли- t б)t w w / Рнс . 1.6 . Схемы для ил- люс11ран , ии: а) отсутствия пом ех при лю­ бой разности сопротивле.ний Z1 и Z-2, б) появления по­ :мех в телефоне при наличии в цепи второй заземлённой ТОЧI{И
:нией, вносящей вторую заземлённую точку в разговорную цель, ка,к в процессе соединения, так и при разговоре двух абонентов. Поэтому для оценки асимметрии питзющего моста согласно ре­ комендациям VIII и Х пленумов МККФ при измерении необхо­ .димо -включить в cxecvry вторую заземлённую точку через нагру- Е а ф+* -, 11 Ir1 • Рис. 1.7 Схо,1а для иллюстрац.ии .с,ущности нагрузочных сол,ротивлен .ий \\1/ з очные сопроти·вления. Эти сопротивления должны быть э1<1внва­ .лентиы входным сопротивлениям телефонной цепи п,о отношению к земле, измеренным между -гочкой а или Ь и землёй, как пока­ зано на схеме рис. 1.7, где симметричная абонентская линия - схе,.v1атически пред,ставлена в виде цепочки , сосредоточенных по­ ·стоянных для каждого провода с указанием частичных ёмкостей по отношению к земле. Следует отметить, что станционная асимметрия имеет на­ правленность дейс-гвия в зависимости от влияния на вызываю­ щего или вызванного абонента. В этом нетрудно убедиться из рассмотрения упрощённой схемы (рис. 1.8а) разговорной цепи станции ЦБ, в которой абонентские линии схематически пред­ ставлены в виде четырёхполюсников с сосредоточенным·и пара- метрами 1). • Для большей наглядности, пользуясь известными формула­ ми перехода от треугольника сопротивлений к эквивалентной звезде для прео·бразования схемы моста, можно представить разговорную цепь в виде, изображённом на рис. 1.86, или в виде мостовой схемы на рис. 1.8в, где соответст1вующие величины со­ противлений последовательных или параллельных плеч четырёх­ полюсников для краткости заменены одним сопротивлением (Z Р или Z ,, ) . Из этих схем следует, что разговорная цепь мо­ жет быть симметричной только тогда, когда комплеI<сные сопро­ тивления верхней ветви (ри·с. 1.86) соответственно равны ком­ плексным сопротивлениям нижней ветви. Очевидно, что асим­ метрия разговорного тракта обусловливает помехи в телефонах обоих разговаривающих абонентов независимо от места возник­ новения мешающих продольных эдс Е или включения их, так каI< 1) Частичные ёмкости 11 сопротивления изоляции между проrюдами цеп;~ 'На схеме о,пуще~;ы, как не и-меющие сущесиенного з.начения для дан.наго вопроса. ]0
11 ри наличии станционной асимметрии в симметричных линиях -т оки i 1 =1=- l2 . Следовательно, возникающая в результате неравен· (с тва этих токо,в разность потенциалов между т,очками а и Ь соз- Рис. 1.8 . Схемы для иллюс11рации на ,правле-нностн дейст,вия ста,нц,ион1ной асимметрии : а) непреобразованная разговорная цепь стан ц ии ЦБ, б) с преобразован ­ ными сопротивлениями питающего моста, в) в виде !\·1Остовой схемы с преобразованным и сопротивленияi\-Ш двойного моста питания д аст помехи в телефонах обоих абонентов. Точно так же при сим­ метричном питающем м-осте асимметрия телефонной цепи обу­ словит появле н·ие помех в телефонах обоих абонентов. Как видно _и з схемы на рис . 1.8в, только стр-огое равновесие для мешающей 11
частоты в обоих мостах может устранить возможность появлени я: ,помех в телефонах разговаривающих абонентов. Из приведённых схем видно, что при строго симметричны х. абонентских uепях помехи за счёт станuионной асимметри'И зави­ сят не только от параметров самого питающего моста, но и о т входных сопротивлений телефонных аппаратов и параметров або­ нентских uепей. Поэтому требование симметрии всего разговорного тракта, равноценно требованию симметричности телефонной uепи и пи­ тающего моста в отдельности, если не считать практически не­ реального частного случая, когда оба вида асимметрии полностью, компенсируют друг друга. Появление помех в телефонах обоих абонентов несколЬ'ко ме­ няет представление о станuионной асимметр·ии согласно опре ­ делениям МККФ, так как при наличии двух телефонных аппа­ ратов величина асимметрии не может характеризовать одновре­ менно помехи в одном и другом телефоне. В ·связи с этим величина станuионной асимметрии в зависи ­ мости от мешающего действия на абонентов может быть выра­ жена согласно ф-ле (1.1) следующим образом: для 1-го ( вызы­ вающего) абонента (1 .5а}• и для 2-го (вызванного) абонента А=А =И~=!~z~ __; ,[I-2J Е Е где стрелки или индексы при Ас указывают на расположени е мешающихпродольных эдсЕ отАб2кАб1или отАб1кАб2· от рассматриваемого телефонного аппарата (рис . 1.86) . Окончательную оuенку величины асимметрии следует произ-­ водить по большей величине Ar, создающей наибольшее м е шаю-­ щее действие в телефоне одного из разговаривающих абонентов .. Как показывает практика, наибольшие поме х и наблюда ю тся в, телефоf!е вызывающего абонента во время проuесса ус та новле ­ ния соединения и до ответа абонента. В это время ч2.ст о прослу ­ шиваются не только зуммеряые сигналы, радио, импульсы на ­ бара номера, различного рода трески и сплошной шумовой фо Нi низкой частоты, но даже внятный переходный разговор . Помехи в телефоне вызывающего абонента во время установ­ ления соединения, казалось бы, не оказывают существенного" влияния. Поэтому, как уже указывалось во введении , при раз 0 работке АТС-47 считалось достаточным соблюдение симметри и, на всех этапах соед·инения, кроме набора номера . Не говоря уже о низком качестве связи при прослушивани и, абонентом указанных помех и шумов во время устано.влени Я: 12
,с оединения, 'Следует иметь в виду, что наличие станционной асимметрии вызывает не только появление помех в собственной цепи, но одновременно является причиной и источником помех на соседних цепях. Это объясняется тем, что мешающие эдс воз­ ы икают в разговорных цепях не только в результате электро- а) { fll(llf{ 1 1.1R 2 1,4, в~ l,4 '1 1; 8zl ЛlilfliR 1.1нJ л,? t' ;' [, Ez б) "t -11 станция 2·/i станщи ---~-------Н1~с-----~ 1 ---~~----~-Ц---- -: : ~J--;;;--=:_- - =-:_ z ::}it 3,;земленае 1 Jаземетн 11 Р1к. 1.9 . Схемы для нллюст,раuии: а) влия ния ра з ности rютен циа .rюв между стан­ ционной и линейнЫi\НI зем.1Яi\Нf в нера1':'юнирован­ ной сети на появлеr.ие помех на телефонах раз­ говаривающих абонентов; 6) по1вления по м ех за счёт станционной асимметрии в ре;ультзт.е наличии переj\•tенной ра з н ости потенциалов между стан - ционныi\-rи за з емлениями двух станциW магнитного влияния соседних цепей, что соот1ветствует эквива­ .л ен т ным схемам с равными по величине и противоположными по фазе эдс (рис. 1. 1; 1.86), но и в результате наличия переменной р азности потенциалов между станционными земля1:v~•и (рис . 1.96) или между станшюнной и линейной землями. (рис . 1.~а). Иссле­ дования и измерения показали, что мешающие продольные эдс на . крупных телефонных сетях страны являются следствием не только прохождения блуждающих токов за счёт электрифициро­ ванного транспорта, но и влияния разговорных и зуммерных то­ ков в асимметричных разговорных цепях . 13
Явление образования мешающих продольны х эдс и переход а: токов вследствие наличия станцион1юй асимметрии легко понять . из рассмотрения упрощённой эквивалентной схемы на рис. 1.10 ~ где пред!ставлены д1ве цепи с про·стейшими мостами и нерав­ ными плечами Z1 =1= Z2. В первой цепи под действием напряжения: Ия между точкам·и 01 и К1 образуется разность потенциалов . Е за: а) w / 110, ь, °' Е к, - oJ q, [/ lf; Рис. 1. 10 . Схема для ИЛЛЮСТ - w раu .ии влинния станционноа и а~имметриJ.1 на снижение пере- · хпдного затухания между д,ву- . мя разго ·в-ор,ными цепями. bz сч-ёт прохождения т-ока ло неравным сопротивлениям Z1 и Z2. Рас-­ ·сматривая зажимы 0 1 К 1 как зажимы источника тока с эдс Е, м-ожно считать цепь !! нагрузкой генератора Е. Тогда прибли-­ жённо ( обе цепи практически состоят из одинаковых элементов) получаем эквивалентную схему генератора с внутренним сопро ­ тивлением, равным сопротивлению нагрузки. В этом случае, как: . Е известно, напряжение .И = -- . Таким образом, вследствие асим-- 2 метрии в первой цепи под действием разгов-орных и зуммерных токов образуется разность потенциалов между ста1щио·нной и· линейной землями Е, которая вызывает появление помех в дру ­ гой асимметричной цепи. Это обстоятельство является весьма важным, по·сколь·ку,. во-первых, показывает од-ин из основных источников образования на городских телефонных сетях мешающих продольных эдс (или· напряжений), что хорошо согласуется с практикой, и, во-вторых ~ показывает ·одну из причин снижения •переходного затухания между разговорными цепями, когда последние строго симметрич­ ны по отношению друг 'К другу, но •имеют станционную асиммет­ рию. Насколько важно -с облюдение симметрии ста·нционных прибо­ ров, входящих в разговорный тракт, не толь,ко в положении раз ­ говора, но и при устано·влении соединений, свидетельствует ря д: случаев из практики организации телефонной •с вязи, когда под: действием значительных пр•од ольных эдс или при весьма высокой. асимметрии питающего моста зуммерные сигналы ответ станции ,.. 14
-------- ------ -- ---- ------- --- ко!-lтроль посыл ки вызова и за!-lятость не могли ,быть различимы на фоне весьма высоких непрерывных помех [Л6J. В результате, этого связь не могла быть установлена без применения специаль­ ных комплектов с трансформаторным входом или устранения значитеJJьной величины асимметрии. Исследования показали , что при учёте условий влияния стан­ ционной асимметрии, следует сч-итать оправданным и целесооб­ разным применение определяющей схемы рис. 1.5, характери­ зующейся наличием одного телефонного аппарата, включённого к питающему мосту без линии, та'к как: а) в реальны х условиях значительная часть а·бонентов теле­ фонной сети имеет столь незначительную· длин у линии, что ею, пра,ктически можно пренебречь; б) значительно упрощается определение величины Ас рас­ ч,ётным путём и измерением, поскольку устраняются перемен­ ные параметры второй линии исследуемой схемы, а затухание этой лини·и можно учесть при определении нор м ы на величину Ас (см. гл. 5); в) такая схема об е с·печивает гарантию того, что .в реальны х условия х для абонентов, расположенных непосредственно вбли ­ зи станции, асимметрия не превысит измеренн,ой или рассчи ­ танной ·величины; г) величина А с не может характеризовать поме х и в телефо ­ нах обои х разговаривающих абонентов и дол ж на определять ся не тол ь ко во время разго.вора двух абонентоЕ , но и в процесс е­ установления соедин ~ния , ·когда включён лишь од ин т елефон. 1.3. Основные требования к опр е дел ени ю стан ц ионной асимметрии При анализе различных методов определения станционной асимм е трии основными критериями следует принять ,практиче­ скую целесообразность и физическое -соответствие м етода при нормировании величины асимметрии [Л6]. Вследствие многообразия параметров лиН 'ИЙ и телефонны х аппаратов на городских телефонных сетях точное воспроизведе -­ ние всевозможных рабочих условий в разговорном тракте воз­ можно только в отдельных случаях. Однако для сравнения качества различных схем питающих мостов при их разработке, лриёме и эксплуатации нет необхо-­ димости в создании условий для каждого конкретного случая. Для этого достаточно .выполнение следующих основных тре 0- бо,ваний : 1. Определение станционной асимметрии должно наиболее­ просто выражать -соотношение между напряжением помех на за­ жимах телефонного аппарата и напряжением мешающего источ­ ника . 15,
2. Полученная при измерении величина станционной асим­ метрии должна соогветствовать наибольшей возможной величи­ не, которую можно ожидать при самых неблагоприятных ,реальных условиях в разговорной цепи и исправной схеме пи­ ·тающего моста . 3. Измерительная схема должна обеспечивать возможность -определения величины асимметрии расчётным пут,ём . 4. Измерительная схема должна обеспечивать получение бы­ ·стрых результатов измерений наиболее простым путём при ис­ пользовании общедоступных измерительных и вспомогательных приборов . 5. Станционная асимметрия не должна зависеть от линейной асимметрии, т. е. должна определяться при симметричной або­ ·нентокой (,в нерайониро·ва·нной сети) или шrри симметричных або­ не н тской и соединительной (в рай о нир ованной ·сет·и) л1ышях. 6. И з,мерительная схема должна обеспечивать правильное ко ­ личесТ1венное •выражение асим•метрии (А. =0 •при полной сим:v1.ет­ ·рии и А с = 100% при ,полной асимметрии ,схемы моста). 1.4 . Измерение станционной асимметрии методом двух одtишковых эдс или напряжений и методо.Аt одного генератора Согласно определению1 VIII, а также Х пленуrvюв МККФ, :в схему измерения станционной асимметрии должны быть вклю- Рис. 1.11 . Оп1ределе1ние велич+шы А,.: а) методом двух эдс, б) методом одного генератора чены одинаковые продольные эдс Е (рис . 1.1 Ja), для создания которых рекомендовалось использование симметричного трёх­ обмоточного трансформатора по схеме рис. 1.За. Нетрудно убедиться, что схемы рис. 1.11 являются эквива­ лентными для определения станционной асимметрии . Применяя метод контурных то·ков, например к преобразованной схеме двой­ ного моста питания (рис . 1.12а), можно получить следующую .систему уравнений: i1Z11+О+iзZ1=Е ) О+i2Z22- /зZ2=Е , I1Z1- I2Z2 +IзZ:з=о ( 1.6) 16
где Z11=W+Z1+23 . ) 222=W+22+Z,~ • 233= 2а+Z1+Z2+25+26 (1. 7) Выбирая те же контуры во второй схеме для метода одного генератора (рис. 1.126), очевидно, получим выражения (1.6) и (1 .7) . Следовательно, j 1 =i; , i2=i~иi11=j3 =i ;. Поскольку при w w б) w w Рис 1.12 . Э1ши,валентные схемы для определения велич1ины А с дJIЮЙ ­ ·но~о моста питания: а) мето,д.ом двух эдс, б) методо.v1 одного генератора доказательстве не вводились какие-либо ограничения, следует вывод об эквивалентности обоих методов ·измерений. Таким образом, можно расширить о:~ределение станционной асимметрии и ·на метод одного г енера тора . Такое расширение определения не только позволяет получить наиболее простой и совершенный способ измерения, ·ис1,лючающ ий из схемы один из асимметричных элементов (тр·ёхо·бмоточный трансформатор), но и даёт большее приближение к физической сущности появле­ ния помех в разговорной це:~и за счёт станционной асимметр ии . Метод двух эдс больше соответствует действию в цепи про­ дольных эдс, возникающих вследствие электромагнитного влия­ ния линий сильного тока Метод же одного генератора больше соответствует действию обшей или результирующей эдс, обу­ словленной эле-ктромагнитной и ёмко-стной связью, а также раз­ ностью потенциалов на переменном токе между «линейно й» и станционной землями. Эту эдс или разнос ть ;~отенuиалов в даль­ нейшем будем называ т ь о·бшей м е шающей продольной эдс в ·от­ личие от рас:~ространённого термина «:~родольная эдс» [Л21,'22J, относящегося к эдс, обусловленной электро~1агнитной связью. Следует отметить, что при определении асимметрии со гласно Х Па1енуму МККФ указывались не · «продольн ь,е ЭД,С Е И Е'», · а ,(пр:,дольные напряжения Е и Е'». •В' 'рз·б о,те [Л5] показано, что , основное определение (через эдс) : явJiя€,'fся ' ~ ча стным ; случаем более общего определения, вьiражеti-\.й:ir-'0 >·чёрез· продольные · на - ;~:~ения, поскольку ~wчно-т'No.ёае:п"~~1~~;~~0~г:ается н~;
лич·ие идеального генератора без внутреннего сопротивления . В реальных же условиях измерения асимметрии не учитывать вну тренних сопротивлений генераторов не всегда возможно. При этом нужно обратить внимание на следующее важное об­ стоятельство. Использовать измерительную схему с двумя на- 1 пряжениями возможно только тогда, когда внутренние сопро­ тивления «rенераторо·в» весьма малы в сравнении с полными сопротивлениями схемы. Если это условие не выполняется, то нельзя обеспечить два равных продольных напряжения, даже при применении идеального симметричного трёхобмоточнGго трансформатора, так как при неравенстве токов, протекающих по первой и второй обмо-rкам (на рис. 1.3 - обмотки II и III), напряжения ,на эт,их обмотках также нера,в ны. Этого нет в мето­ де одного генератора. По-видимому, этим и объясняется указа­ ние МККФ о необходимости обеспечения минимальных полных сопротивлений симметричных обмоток трансформатора. Одной из трудностей измерения станционной асимметрии в практических условиях является подмагничивание питающих ре­ ле постоянным током. При пrименении трёхобмоточного транс­ форматора нельзя избежать прохождения постоянн-ого тока че­ рез линейные о·бмотки, в результате чего асимметричность его может несколько возрасти. Это исключено в методе одного гене­ ратора. Поскольку метод одного генератора обеспечивает более про­ стую измерительную схему и не требует • при менения строго . симметричного трёхобмоточного трансформатор1а, изготовление которого требует большой точности, наиболее совершенным ме­ тодом из,мерения станционной асимметрии следует считать ме­ тод одного генерат,ора. Од1На 1ко при те о,ретическом анализе асимметрии питающих мосrов схемы рис. 1.11 как эквивалент­ ные могут применяться на одинаковом основании. 1.5 . Определение и практический метод измерения станционной асимметрии В результате анализа различных известных и ·возможных методов определения и измерения величины асимметрии уста­ новлено, что последующие рекомендации МККФ (Х 'И XVI пле­ нумов) в отношении станционной асимметрии в меньшей степе­ ни отражают реальные физические процессы в разго-ворном тракте, не дают преимуществ, более сложны и в количественном выражении менее наглядны, чем рекомендации VIII пленума МККФ. Пр'И этом характерно, · чrо согласно рекомендациям \ 1 III пленума само определение выражает назначение термина «станцион·ная асимметрия», а именно: связь между напряжением помех и мешающим напряжением в с·обственной разговорной цепи при наличии неравенства сопротивлен11й поперечных эле­ ментов питающего моста станци'И. Таким образом, само опреде- ~8
Jiение по'казывало, какую часть мешающего напряжения Е со ­ ставляет напряжение помех. Такой ясности цели самого определения и физического соот­ ветствия явлению возникно· вения помех в разговорном тракте за : чёт •асимметрии питающего моста станции нет ни в методе Х, ни в ме'Годе XVI пленумов МККФ. Как видно из определений Х 'Пленума МККФ, реальная величина напряжения помех на за­ жимах телефонн-ого аппарата .И п• обусловленная действием ме­ шающего продольного напряжения, заменялась та~юй ЭI{)вива­ лентн.ой эдс (Е'), которая при ином включении вызывала бы такое же напряжение помех . И,;· · Очевидно, что в последнем слу­ чае реальные физические проце С'сы в разговорной цепи заменя­ J1ись фиктивными, искус,ственно вы з в ан ны м и проuес1 сами, равно­ ценным-и между собой только с точки зрения величины напряже­ ния помех на зажимах телефонного аппарата. Как показано [Лб, 7], введение искусственных условий в раз ­ говорную цепь обусловливает неравенство в количественном от­ ношении методов VIII и Х пленумов МККФ, несмотря на их соответствие в отношении величины напряжений помех. Вслед­ ствие этого· две схемы, равноценные по величине А с по методу VIII пленума, оказываются совершенно различными при при м е­ нении метода Х пленума. Такой же вывод следует из сравнения методов VIII и XVI пленумов МККФ. При этом оказалось, что выравнивание линейных токов в методе Колле значительно уве­ .1ичивает напряжение помех, причём в количественном отноше­ нии различно для мостов, ра· вноuенных по величине Ас. Изме­ рительная схема в новом методе более сложна, чем в предьщу­ щих методах (VIII и Х пленумов МККФ), и не даёт существен­ ных преимуществ. Как показал анализ, предельные зна 1 1ения величины А с = о1 лежат в пределах от О д·о 200 %, а величин Л и ,: - в пределах от О до половнс1ы пол·ного сопротивления пркёмника ~ . что 2 . безусловно мало нагляд.но 1В количественном отношении и не со­ _ответствует основным требованиям, изложенным в п. 1.3. При налич-ии в схеме питающего моста индуктив-но связан ­ ных поперечных элементов результаты измерений асимметрии по методу VIII пленума и последующих пленумов МККФ Н'е только значительно отличаются, но и .противоречат друг другу, В результате этого качесТ1во одного и тоrо же питающего мост:а оказываеТ1Ся различным при измерении указанными методами. •. Исследования полностью подтвердили просто·ту, физиче- - ское соо-гве-гст,вие, наглядность и удобство определения величи­ ны станционной асимметрии в нерайониро·ванной телефонной • сети согласно рекомендациям VIII пленума МККФ при в-несе­ нии по.правок, указанных выше, а также возможность при_ мене­ ___ ния основного принципа этого определения и для величи.ны асимметрии в районированной , ~ети. jg
Величина асимметрии в нерайон·ир-ова нной телефонной се­ ти должна определяться отношением напряжения поме х Un на sажимах телефонного аппарата с сопротивлением Za включён­ ного непосредственно в плечи питающего моста станции, к об­ щему мешающему продольному напряжению И (или эдс Е при Z,ен =0) при симметричных нагрузочных сопротивлениях изме­ рительной схемы (W = W а= W 8 ); при этом в телефонном аппарате ми1,рофон заменяе т ся эквиваJ1ентны~1 сопрот ивлением (рис. 1.116). Таким образом, величина станционной асимметрии, выраженная в -процентах, определяется формулой • А=ип •100%= ип •100%. (I.8) сИ Е[Z ггн=ОJ Величину А с о·бычно принято выр-ажать в процентах. Одна­ ко её можно выражать и в виде 1 Ь =ln- (1.9) Ас Ас rде ЬА - затухание асимметрии питающего моста . с Очевидно, что выражение величин Асв процентах или ЬА в с не~перах не меняет сущности определения асимметрии, посжольку степень или величина её остаётся неизменной и лишь формаль­ но выражается различно. Таким образом, термины «асиммет­ рия» и «затухание асимметрии» следует считать идентичными. Величина А,. должна определяться отдельно для вызванно­ ного (Ас) и вызывающего (Ас) абонентов, принимая при равных -; <- условиях большую из полученных величин. Наиболее совершенным методом измерения станционной асимметрии в нерайонированной и районированной телефон ных сетях является метод одного генератора (рис. 1. 116), имеющий ряд преимуществ перед методом, оснс,,ванным на применении трёхобмоточного, строго симметричного трансформатора с ми­ нимальными комплексными сопротивлениями обмоток 1). Пра1пические и з мер ения веJшчины А с должны проводиться при прохождении в питающем месте постоянного тока питания, соответствующего наиболее худшим реальным условиям. Для этой . цели ЦНИИС рекомендована измерительная схема, пред ­ ставленная на рис. 1.13. В этой схеме ключ Кл 1 испо.ль:i',:е ття ,для пере1,лючения лампового волым е_тра, а ключ К2 --:-- д.lя вк:пюче­ ния цери питания в питающем мосте через миллиамперметр мА, реостат R и дроссель Др. Со;~ротивление дросселя ~остоянному тО,1$)' . не_ должно _ превышать -200 ом, а его сопротивление пере­ мещюму ,,току частотой 800 гц должно быть выше 100 ООО ом. , ,,· • tj!fiocлe представления доклада 'Л5] метод одного генератира и при~- : цип ' адределен;ия . согласно: ф - л~; , ( 1.8) включены в решения 1 исследователь­ ской КОМИССИИ ДОКЛадЧИКО'Б ДЛЯ рекрменда"ИЙ MKKTt В ОТНОШеНИИ СТilНЦИ­ ОННОЙ асимметрии, принятые в 1960 г. rЛ-23]. 20
Этим условиям удовлетворяет дроссель, имеюший сердечни-к из трансформаторной стали типа Ш-20 с площадью поп Е' речного сечения 5 см 2 и обмот·ку из 4000 витков провода ПЭЛ диаметром 0,35 мм. Воздушный зазор в сердечнике равен 0,5 мм. Микро- л{j lfJ1'1tpRt'· 1'1ал с,rема l/, Рис. 1.13. ИЗ1мер,ительная ,схе м а для практ,ического опре­ дел ения ста 1нцио,н.ной асимме11р.ии фонный капсюль телефонного аппарата обычно заменяют сопро ­ тивлением .200 ом. В настоящее время (см. ниже) при измере ­ н ии величины А с должен применяться телефонный аппарат ТАН - 5 -МП или БАГТ А-49, а в качестве нагрузочных сопротивле­ н и й следует применять слюдяны е симметрично - выполнен­ ные к онденсаторы, включённые последовательно с сопротивле­ н ия ми п о 130 ом в случае необходимости измерения величины А с во в сём частотном диапазоне. В этом случае rде c,v =0,318 мкф. t\7 = 130- i~1 -, ом, w civ (1.1О) О днако величину Ас практически достаточно определять н а ч астоте 1ООО гц при на груз-очны х сопротивлениях W:::::::;-- - (1 .!Оа) rде Cw =0,265 мкф. Напряжение измерительного генератора рекомендуется ус­ танавл и вать при измерениях равным 1 в. При этом величина А с в промилях (О, 1%) численно равна измеренной величине на- · пряжения помех на шкале в милливольтах. При измерениях ре­ ком ендуется применять измерительный генератор с внутренним сопротивлением не более 50 ом для уменьшения потери мощ­ ности_ 21
Глава 2 КРАТКИЙ ОБЗОР И КЛАССИФИКАЦИЯ ПИТАЮЩИХ МОСТОВ ГОРОДСКИХ ТЕЛЕФОННЫХ СТАНЦИЙ 2.1 . Основные понятия о питающем мосте 1(,ак многополюснике Как из1вестно, в отдrльных си:стемах РТС и АТС питание ми- 1,-рофонов прои зв одит,ся по различным схемам. В отношении асимметрии совершенно различные системы телефонных станций могут оказаться ·однотипными и, наоборот, весьма близкие си­ стемы телефонных станций могут оказаться совершенно различ­ ными или разнотипными. Единственным критерием общности станций в отношении асимметрии является однотипность 'ИХ питающих мостов. Поскольку ·питающий мост полtюстью входит в разговор­ ный тракт, он является наиболее существенной частью всей системы станции, определяющей ·качество телефонной связи. Вследствие наличия в питающем мосте двух пар зажимов для передачи токов разгов•о рной частоты он часто называется стан­ ционным четырёхполюсником. С точки зрения передачи полезной энергии питающий мост можно считать пассивным четырёхполюсником. С точки же зре­ ния помех, обусловленных самой станцией, питающий мост нельзя считать пассивным, так •как эт1⁄2 помехи в основном соз­ даются станционными устройствами питания, а также движущи­ ми контактными приборами. Поэтому, строго го·воря, питающий мост станций ЦБ следует считать активным четыр,ёхполюсником. П _ользуясь I<лассификацией ,проф. Э. В. Зеляха [Л25], питающий мост можно считать автономным четырёхполюсником, посколь­ ку на заж11мах центральной батареи, следовательно, и на за.:._ жимах моста, эдс помех существуrт независимо от других ис­ точников помех и наличия абонентских uепей. Пр·и рассмотрении питающего моста в качестве пассивного или ахтивного четырёхполюсника наличие в нём земли обычно не учитывается. Однако при исследовании станционной асим­ метрии приходится всегда учитывать наличие земли в разговор­ ном тракте и в питающем мосте. В этом случае питающий мост будет представлять собой неавтономный пятиполюсник (или шестиполюсник при учёте обоих П')JIЮ:ов батареи), .в котором 22
наличие земли обусловливает мешающее деi:'iствие в собствен­ ной и соседних цепях . Превращение станпи-онного четырёхпо­ люсника в пятиполюсник обычно не позволяет во,спользоваться хорошо разработаю-rой теорией четыр€хполюсников, что в зна­ чительной степени усложняет исследование асн:v~метрии. 2.2. Деление пит!l,ющ1~х мэсm?в в зависимости от системы питания ми.крофонов телефанных аппаратов Существующие питающие мосты телефонных станций в за­ висимости от системы литания микрофонов обычно делятся на три группы: простейшие (рис. 2.la), расчленённые (рис. 2.16) и двойные мосты (рис. 2.!в и г), кщорые соответственно обеспечи- а) 2 о)z 2 !' 2' 2' 1 1 6) !,,фiф,,: г} 2 ---- z ,. Ри,с, 2.1. Схемы: а) простейшего моста неразделённой системы питания, 6) расчленённоrо моста полуразделённой системы пита- ния, в) двойного моста конденсаторного типа, г) двоiiно- го моста трансформаторного типа в ают неразделённую, ,полуразделённую и разделённую системы питания. Двойные мосты чаще всего бывают конденсаторного типа (рис . 2.lв), но иногда применяются и трансформаторного типа (рис. 2. !г). Как известно, простейший питающий мост неразделённого пит~ни-я ·_ ·как наименее совершенный имел 1<.:райне огранИченное применение в некоторых коммутаторах малой емкости (н-апри­ мер, в настенном коммутаторе ЦБ на 30 номеро·в) . В настоящее время неразделённое питание не применяется даже в АТС малой ём кости, хотя ранее выпускаемые АТС типа ОЛ - 200 имели все 23
такое питание. Полуразделённое питание в системе АТС с-овер­ wенно не применяется. Та,кой способ питания встречается толь­ ко в ручных станциях ЦБ, например в коммутаторах ЦБ Х2 . Современные АТС имеют только полностью разделённое пита­ ние. 2.3. Простейшие питающие мосты Принятое в технике городских телефонных станций ' деление питающих мостов в зависимости от системы питания микрофо­ нов телефонных а:шаратов осr1овано на учёте схемы моста в разговорном положении, когда в ней указываются только по­ перечные элементы 1), включённые во время разговора. Такое деление не является полным при исследовании зависимости ве­ личйны Ar от параметров элементов · моста, когда не всегда воз­ можно и достаточно рассматривать схему моста в разговорном положении. Поэтому питающие мосты в зависимости от построения схем с точки зрения их асимметрии могут быть разделены на простей­ шие, простые и сложные. Наиболее типичные схемы и попереч­ ные элементы не1,оторых простейших питающих мостов, обра­ зующихся ' в процессе установления соединения, приведены н а рис . 2.2 . Из этих схем видно, что только в трёх случаях - в aJ б) • 1 В> Рис. 2.2 . Поперечные элементы: а) !ПИ АТС-47, б) абонентского комплекта АТС машинноi\ системы заво­ да «Красная зарs», в) ТИВ АТС" машинной системы завода «Краснач заря» . г) !ПИ АТС Строуджера. д) регистра АТС маши,пой системы з а ­ .вода «Красна я заря», е) абонентского комплекта коммутаторов ЦБХ 3 и ЦБ х з х 2, ж) абонентского · комплекта 1юм мутатора ЦБ х2 1) Элементы, включённые между каждым и.з разговорных проводов и землёй (параллельно проводу), называются поперечными в отличие от про­ дольных элементо·в, включённых последовательно в разговорные провода пи­ тающего моста. 24
ТИВ АТС машинной системы и в абонентском комплекте комму~ таторов ЦБХЗ и ЦБХЗХ2 (рис. 2в и е) - питание микрофона вызывающего абонента происх,одит по внешне симметричноi-t схеме. В другик же случаях схемы питания явно несимl\\етрич­ ны, в -особенности на ·рис. 2.2г, д и · ж. Как уже указывалось, та­ кие схемы являются крайне нежелательными даже при установ "­ лении соединения . 2.4 . Простые и слоJ1сные питающие мосты Питающие мосты многих систем телефонных станций в раз­ говорном положении состоят то.rrьк,с1 из питающих реле (или· реле и реактивных катушек) и двух разделительных конденса­ торов. Такие мосты будем называть просты ми в отличие от слож­ ных, у которых имеются ещё и другие схемные элементы, не­ имеющие прямого отношения к питанию микрофонных цепей. Типичной схемой простого моста является с хема моста АТС машинной сипемы завода «Красная заря» (рис. 2.За) . По та­ кой схеме собраны питающие мосты АТС систем Строудже­ ра, R-6, I<руговой и др., а также 1юммутаторо~в ЦБХЗ, ЦБХЗХ2 , ЦБКУ, завода «ВЭФ» и др. Сложные питающие мосты обычно применяются, когда ·в раз­ говорный тракт необходимо -включить, кроме питающих реле, другие реле или устройства для целей сигнализации, учёта пе­ реговоров и т. д, Схемы таких мостов весьма разнообразны , поскольку каждая система АТС , а иногда и РТС, имеет свои специфические схемные особенности. В случаях районированной сети или связи АТС различных систем схемы шпающих мостов·. ещё более усложняются и состоят из ·каскадного -соединения различных простых мостов . Некоторые из наиболее типичных схем сложных М'ОС'ГО,В А те и РТС приведены на р.ис. 2.3 и 2.4 . 2.5. Геометрический принцип симм етрирования Нан-более х ара,1перной особенностью всех без исключения сложных мостов конденсаторного типа, а также некоторых сложных мостов тран с форматорного типа является введение в, схему ряда дополнительных элементов специально . для улучше­ ния ,симметрии моста. Такие элементы будем называть симмет­ рирующими. Так, например, в АТС типа А (рис . 2.36) включе­ ние ·в провод а реле Е обусловило вклю чение в провод Ь сим­ ме-грирующего контура из реле О и конденсатора в 0,25 мкф . Наличие таких конденсаторов , характеризующих в схеме не­ действуюшие (снм мет•рЕрующие) электром аrнитные элеме,нты , является второй типичной осqбенностью схем сложных питаю­ щи х мостов. Не всегда шv1еется возможность . ограничиться включением недейст•вующих элементов · в , том же приборе, в кото•ром включе- 2&;
: ны действующие элементы. Так, например в АТС - 47 введение сим­ метрирующей обмотки реле СБ конде.нсатора в 1 .мкф и сопро­ тивления в JГ И потребовало включения поч1'и аналогичного · ко нтура не т,олько ;в ЛИ, но и в РСЛ для связи с АТС машин- 1Jой системы. Включение же этих элементов усложняет и удоро­ жает схему ~питающего моста в многочисленных приборах ,станций , а также требует применения дополнительных релейных ж онтактов. 6) г) :25 1 JГН fl 1' 1' 21 2 о 21 2 5IJ!Jr70 ~д 5()()0/7 до\1~2:? 2 + - ЛР,+ ШРJ+ j' 2 ШР 1 2 лн J, Рис. 2.3 . Питающие мосты: 2' 2 2 ЛРJ ЛР! 2' а) АТС машинной системы завода «Красная заря» . б) АТС си­ стемы Сименс •и Гальске типа А, в) АТС системы Си мене и Гальске типа Ф, г) РТС с автоматическим распределением вызо• ва
l3 с посо бе си1мметрирования схемы моста с помощью допол­ ,штельных элементов включение действующего реле (дросселя) 'Т ребует включения такого же недействующего устройства через 3⁄4i: онденсаторы, сопротивления и релейные переключающиеся f lf/1 II/ // i;ЛНz 1 г --o-,4-~....5~ - - - - -..... 5~(}/J,i" '{J....(J.... ,4 ,_'jl_..... 5...../- -il'J,f, •• [~ + эо""/i/д,о _+ G) ,t__-- 0 -)?/,-; - ' 11 -~+----tl•l-f-.+-iful ..... :_/lДр_t.___.,;---о-д-__, 4 f 4 г·~ G) '11) 1f1 1; /Пf 1/ 4 //11 f1; /; lf !ГИ IIJI 1 z - - 8,4 11 2' !' Р-ис. 2 .4. Питающие мосты: а) АТС систеыы Сименс и Гальске типа Ж (АТС-40), б) АТС- 47, в) .АТС-54 2 11<0,нтакты. Та1<0й способ симметричного расположения попереч · 1 1ых элементов следовало бы назвать «схемным» в отличие от с имметрирования схемы в рабочих условиях, а такую симмет­ :рию - «схемной». Под этим термином часто понимают станцион­ ,➔ ую (схем ную) симметрию. Поэтому в дальнейшем симметрич­ ;~юсть схем ы питающего моста по её внешнему виду, т. е. по сим­ :ме т рично сти р.ас п .оложения элементов на чертеже схемы, назы- 27
вается «геометрической симметрией», а сам способ включенИ R ' симметрирующих элементов - «геометрическим» принципо м , сим1метрирования . Геометрическая си м метрия схемы питающего моста не яв­ Jiяется достаточным условием обеспечения дейстнительной сим­ метрии схемы, поскольку, исходя только из внешнего вида схе­ мы, нельзя учесть реальные параметры её электромагнитных элементов . Поэтому употребляемые выражения, как «схема пи­ тающего ,моста АТС-47 полностью симметрична», «из рассмотре­ ния схемы видно, что соблюдается полная симмет1-;;~я во врем я · прохождения импульсов набора и зуммерных сигналов» и др. , не должны приниматься за обоснованную характеристику дей ­ ствительной системы АТС, поскольку они являются следствие м лишь «рассмотрения схемы», т. е. геометрической симметрии е:ё , . а не являются результатом экспериментального исследования и, не учитывают пrоизводственных допусков на выпускаемые реле , дроссели, конденсаторы, сопротивления и др. К примеру ука­ жем, что внешнР. асимметричный мост А ТС-54 по величине А с значительно совершеннее внешне симметричного моста АТС-47 . 2.6 . Классификация питающих мостов Отсутствие дифференциации питающих мостов при исследо ­ вании ш1и анализе их асимметрии м,ожет вызвать серьёзные · ошибки, и практика показывает, что это приводит к необоснован­ ному усложнению и удорожанию схем основных и вспомогатель ­ ных соединительных приборов, составленных на основе лишь . геометрической симметрии схемы. Поэтому нельзя считать основ­ ным условием эффекти1в1ности анализа станционной асимметрии : исследование какой-либо определённой (т . е. существующей) схемы питающего моста телефонной станции . Этим условием мо­ жет явиться только установление наиболее общих основных за­ висимостей величины асимметрии от различных элементов, о т· спосо,ба их изготовления и включения в схему моста, так как в этом случае полученные закономерности явятся необходимым и и эффективными предпосылками для правильной разрабопш экономически оправданных cxecv1 питающих мостов, наиболее ,со ­ вершенных в отношении станцио·нной асимметрии . Для проведения подобного анализа необходимо все разно ­ образные схемы питающих мостов сгруппировать по наиболе е· общим особенностям, к которым -относятся ·способы осуществле ­ н-ия и включения электромагнитных элементов . Как простые, та ,к и сложные питающие м-осты могут -быть со-­ ставлены из отдельно выполненных или индуктивно связанных поперечных электромагнитных элементов. К первым относятс я, мосты некоторых АТС (системы Сименс и Гальске типа А и др.) , и многих коммутаторов (ЦБХ2, ЦБХЗХ2, ЦБХЗ и др . ); к вто­ рым - мосты большинства современных АТС (машинной систе- 28
мы, АТС-40, АТС-47, системы Строуджера, R_-6, круговой и др.), .а также нен:оторых РТС (групповой систе м ы, ЦБК:У, завода - «ВЭФ» и др.). Иногда мосты могут состоять одновременно из тех и других электромагнитных элементов, т. е. иметь O1ешанное :включение поперечных элементов (АТС системы Симе нс и Галь­ · ~ке типа Ф, АТС-54, РТС с автоматическим распределением вы- зова и др.). Обычно индуктивно связанные поперечные элементы питаю­ щего моста представляют собой две обмотки на общем сердеч­ • нике, намотанные из одинакового провода и имеющие равные между собой число витко,в и сопр -отивление. Такие обмотки час­ то в литературе назы.вают1ся симмет·рнчными [Л26-28]. Очевид­ ' НО, что это название основано на симметричном расположении -обмоток, т. е. на геометрической, а не на действ,пельной или электрической симметрии. Поэтому даже симметричное располо­ жение подобных обмоток в схеме не может служить основанием для утверждения об электрической симметрии питающего моста, · так как в режиме прохождения токов нуле,зой послед :•вательно­ · СТИ электрические парамет·ры равных по паспортным данным об­ мото•к мо·гут резко отличаться между собой у различных реле од­ ного и того же типа (см. гл. 4). Учитывая сказанное, следует считать название «симметрич­ ·.ные обмотки» неудачным при рассмотрении асимметрии их и :мостов с индуктивно связанными обмот•ками . Поэтому в настоя­ щей раqоте это название взято в кавычки. В питающих мостах со смешанным включением по;-~еречных -элементов основное влияние на величину асимметрии оказываюг -«симметричные обм·отки», а не однообмоточные реле или дрос- ,{:ели. Поэтому целесообразно такие мосты объединить с питаю­ шими ,,юстами с индукти1вной связью между ,поперечными эле­ ментами. Таким образом, для анализа станционной асимметрии все -питающие мосты целесообразно о-бъединить в два класса: -:к ласс А - питающие мосты без индуктивной связи между по;-~е- речными элементами; ,класс Б - питающие мосты, содержащие индуктивно связан­ ные поперечные электромагнитные элементы. В свою очередь, каждая группа может состоять из простых и -сложных питающих м остов. Классификация питающих мостов в районированной и нерайонированной телефонных сетяА не ме­ няется. В соответствии с классификацией . мостов дальнейшее изло­ жение пров оди тся по д:вум отдел ь ньrм на:1рзвлени я м. Это п_оз­ воляет последовательно перейти от анализа более простых в от­ ношении асимметрии схем к наиболее сложным схемам при мак­ .симальном использовании основных соотношений мостов пер­ в ого класса.
Глава 3 ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ ПО АСИММЕТРИИ ПИТАЮЩИХ МОСТОВ КЛАССА А В НЕРАйОНИРОВАННОИ ТЕЛЕФОННОЙ СЕТИ 3.J . Обозначения и некоторые фор.м ул ы для приближённых вычислений Пршпика вычислений величины Ас но точным формулам по~ казала, что ,в подавляющ ем числе случаев ра ·сч•ёты мт·ут быть зн.зчит ель но упрощены при применении методов приближённых вычисJ1е н нй и симметр ичны х составляющ их или средних комп­ .ТJексных со пр,оти влений элементов моста. В с~вя зи с этим, а также.­ для краткости изложения приведём н еобходимые формулы для, таких приближений, основанных н а том, что в больши нстве слу­ ч аев получается дост ато чн ая для пра ктюш точно сть п ри учёте­ малых величин первого порядка и отбрасывании всех малых ве­ личин второго и более высоких поря дков [Л29] . Если а., ~, у, о являют,ся величина1:v1и пер,вого 'Порядка п о, отношению к единице, справедливы следующие формулы для: лриближённых вычислений: (l±аУ=1±п:;,, (3.2),, (1±7.)(1±f) ( :± •1)(1±о) (3.З}J В соответствии с ГОСТом 1494-49 будем обозначать ком­ плексные сопротивления прописными прямыми буквами, а их полные сопротивления - соответствующими строчными пись­ менными буквами, кроме тех случаев, когда последние имеют нное значение, т. е. Z ±i<f'. • _ ; =Z;•e ,=r;±Jx1, зо (3.4) (3.5},
Среднее арифметическое или просто среднее комплексное со ­ противление будем обозначать буквой с индексами обоих слага­ емых, разделённых между собой запятой для •отличия от взаим­ ных сопротивлений связанных ,контуров, т . е . 1 ±" Z. .= - (Z;+Zк)= z. • е l'f;,к l,К 2 1,К r.,=-1-(r;+rк); х. =- 1(х;+х) 1,~ 2 l,K 2 1, Х;к Ф. = arctg- ·- ·- t l.,K Г· l,K (3.6;, или буквой без индексов (1<огда это не может вызвать недора ­ зумений), т. е. r = _.!_ (r;+r,c); х=-1-(х;+х.) 2 2 (3,7} х <f=arctg- • г Полуразность ко.мплексных ,сопротивлений будем обозначать аналогичным образом 1 j9 .лz = ~(Z;-z,.) =\Лz. 1-е ~Z,,к L,K 2 i l,K (3.8~ ИЛ!! Тогда комплексные сопротивления элементов схемы питаю­ щего моста можно представить в .виде: Z;=Z. +лz. } L,K L,K ZK=z - лz. l,K l,K Z; = Z+лz}· или Z"=Z-ЛZ (3.9), 3.2 . Расчётн.ые формулы для величины асимметрии простых мостов Схема для определения величины Ас двойного моста пита ­ ния приведена на рис. 3.1, а эквивалентная её схема, полученная •при переходе от треугольников сопротивлений к звездам сопро­ тивлений, даяа на рис. 3.2а, тде
Z1= ZI .zlll Z4= 2n •2v1 1 Z1+Zn1+Zv Zu + 21v+2v1 Z2= ZII •2 1v Z5= 2u1·2v (3.1 О) 2n +21v+2v1 Zz +ZIII+Zv 1 Zз= Z1 ·Zv Zв= Zл1·Z111 1 21+Zu1 +zv ZII + 21v+2v1 а 1 2 w Zz Zш х' 1•· Za w Zo Z11 ь z11 l' Рис. 3.1 . Схе~1а для определен,ия величины Ас двойного моста питания На основании теоремы об эквивален~:ном генераторе мешаю­ щий ток в приёмнике последней схемы 1п можно определить по формуле 1·де напряжение между точками 0 1 и 02 при отключённой пра­ вой чэсти схе.\1Ъr И 00 , входное сопротивление в сторону линии · Wл и в сторону приёмника (телефонного аппарата) Wа соответствен­ но равны: И00=\i1Z1~i2Z2\ = Е 1 21 . Zt+Zз+iV Wл= Z1(Zз+W)+Z2(Z4+W). 1 Z1+Z3+W Z2+24+W W~ = za+Z5+Z6, а Ип =in.za. Подставляя вместо И" е го значение в ф-лу (1.8), получим Z1(Z4+W)~22(23+i1?) \1) Ac=za \ (z +z _j_W)(Z +z +w)' z +z +z_ .+ Z1(Zз+11:1)+ Z2(Z4+W)l• • 1 3' 2 4•L:" 5 " Zi+Z3+W Z2+Z4+WJ (3. 11) 1) В таком в,иде формула дана проф . Е. В. Китаевым rл 18]. 32
Согласно выражениям ·(1.5) ф-ла (3.11) ооответствует вели­ чи не Ас для второго а·бонеша. Освобождаясь от дробе~ в зна- менателе, получим • • i +Z2(Z4+W)(Z1+Z3+W) 1• (3.1 !а) fl) а 2 w (r, lпt 11, Za w V б .; t' 4 2' о) а 1ZэIJ1Zs2 w (!1 z~ V!_) !, /'4 2' 8) а 1 2 w (i)4lf 11• 3 ШJ"1 (!!_) Z2 ь !' 2' Р.ис. 3.2 . Экв,и, валенгные .схемы :ДЛЯ олреде.~ения величины а-сим • мет, р , ии: а) двойного, б) расчленённоrо, в) простейшего J\tOC TO B питания Для определения величины Ас вызывающего абонента до­ статочно в ф -л ах (3.11) сопротивления Z5 и Z6 заменить соответ­ ственн-о сопротивлениями Z3 и Z4. 3-65[ 33
Z2(ZG+W)·] ., -+---- Z2+z6+w (3. 12) 1 Z1(Z6+ W)- Z2(Z5+ \17) Ас=Za <- (Za+Zз+Z4) (Z1 +Zs+W) (Z2+zG+W) +z1 (Z5 +\17) (Z2+zG+W) + -+ --- - ---- -\ (3.12а) -т+Z2(Z6+ 1f1)(Z1+Zs+ W) • Выражения для величины Ас расчленённого моста (рис. 3.26) .1егко получить из ф-л (3.11) и (3.12), полагая в них Z4=Z5=0. Тогда: В схеме простейшего питающего моста величина Ас для обо- 11х абонентов равна и может быть определена из ф-лы (3.11) 1 1 .пи 13.12) при условии Z3 = Z4. = Zs=Z6= О (рис.3.2в).Тогдс1 А_ , ______ 117_Z_ccп__c_(Z--'· 1,____ z-=2)______ с1z_,wz - w[z z1w z2w ] ( l Г )( 2 --j ) a+z1+W+Z2+\17 (3. 15) 1 WZп(Z1 - Z2) 1 = 1Za(Z1+ \17)(Z2+ 117)+ 2\17Z1Z2+ W2(Z1+ Z2) • В соответствии с обозначениями (3.6), (3.8) и (3.9) предста­ вим сопротивления элементов преобразованной схемы двойного моста (рис. 3.2а) в виде: z1 = z1.2+лz1•2, Z2 = z1.2 - лz1.2, 3-t Zз=zЗ,4+лzЗ,1, z4 =--с zз.4 - лz:i.1 ,
Тогда, учитывая, что величины: ЛZз,4 CZ1 .=: :: --- , Zз,1 +w (3. lба) по абсолют-ной величине обычно не п,ревышают 0,1 и, 'Следова­ тельно, могут- считаться малыми ·величинами первого лорядх а по отношению к единице, получим следующие приближённые формулы асимметрии двойного моста: А=\ 2Za [ЛZ1,2(Z3,4 + W) - ЛZ3,1 Z1,2 ] . • 1· _ _.,.с ( 21,2 + 2з,4 + W) [(Za -j- 225,6) ( 2 1,2 + 2з,4 + W)+2Z1,2(Zз,4+W)]' (3.17 ) А=\ 2Za (ЛZ1,2 ( Z5,6 + W) - ЛZs,6 Z1,2] 1 +-с (Z1,2+ Z5,6+ W)[(Za+ 2Z3,4)(21,2+ 25,6+ W)+2Z1,2(Z5,6+ W)]• (3.18) Введя симметричные составляющие в соответствии с ф-лой (3.7) и учитывая, что абсолютная величина отношения полу- разности комплексных сопротивл е ний по.перечных моста к их средней ·величине не превышает О, 1, т. е . элементов (3.19) мож но вывести следующую приближ ён ную фор,Уlулу асимметрии п ростейшего моста: 1 2Л ZWZ" 1 Ar=1-( - l _+_IV _) _[ _Z_a -(Z_+_W _ ) +-2 -111/_Z_] - ' (3.20) к оторая , как и ф-лы (3.17) и (3. 18), в большинстве практических случаев обеспечивает вполне достаточн ую точность (относитель 0 ная погрешность н е пре13ышает 1% ) . 3 .3. Основные результаты анализа формулы асимметрии простей~иего питающего моста При исследовании станционной асимметрии анализ величи ­ ны А с простейшего моста представляет особый интерес потому, что позволяет в наиболее простом виде получить основные за­ висимости, справедливые во многих случаях и для более слож ­ ных питающих мостов. З* 35
Зависилюсть величины А с от сопротивления приёлщика Z" Разделив числитель и знаменатель ф-л (3.15) и (3 .20) на ,:;. Za, легко убедиться, что кривая Ас = f t_z a) имеет следую щие r1редельные значения: !imАс=О и Za ->O , Зависимость Ас ~-т вел ичины za п оказана на рис. 3.3 . Как видно, величина А с все время возрастает с увеличением za и при конечных его з н ачениях не доригает максимума, так как т оль­ ко при Z а = со, т. е. при от ключённом телефонном аппарате, ве ­ личина Ас достигает н аибольшего значения . Та1,ая зависимо ст ь Ас== f (.za) • хорошо согласуется с практикой, поскольку извест­ t1m ,1с =1 {_Z1-Z2)W 1 z,.,-oo (Z,+W)flг+W) i,..:.--- - .- V /, о ? (1 но, что во время н абора номе ­ ра, в процессе установления соединения и до ответа абонен­ та, т. е. при высоком сопрот и в ­ лении «приёмника», уровень помех в телефоне вызываю ще ­ го абонента значитель н о вы ш е, чем во время разговора. По ­ этому разговорная цепь, не об­ на р уживающая Н ИI<аJ<Их заме т­ ных трескав или шумов в о в ре­ мя разговора, ~может об н ару- Р.ис. 3.3 . I<jр;ивая за;висим•опи : Ас 1П1ростей ш его п1итающеr-о ~юста от ,в ходн ого сопротивле- жить значительные меша ю щие н.ия п•р и ёмника п омехи в процессе установл е - . ния соединения или тогда, ко г- да • задерживает•ся ,ответ ·вызванного абонента. Это объя.сняется не только лучшей симметрией схемы пит:нощегоо моста в поло ­ жении разговора, но и ,высоким вх,одным сопротивлением теле­ фошюго аппарата при неснятом микротелефон ·е. Из ,зависимости Ас =f (za) (рис. 3.3) можно •сделать вывод о жел;Иельности применения на городских сетях телефонных аппаратов ·С возможно меньшим входным сопротивлением для частоты мешающего тока, посколы,у это обеспечит при прочих ра1вн ых условиях снижение уровня помех за сч•ёт станционной асимметрии. ЭтИlм условлям более всего удовлетвор яют довоен ­ ные телефонные аппараты УАЦБ и новые аппараты ТА - 60, ве­ личина za которых не превышает 600 ом (рис. 3.4) на 1000 гц. Как видно из кривых рис. 3.4, у телефонных аппаратов Т АН - 5, ТАН'-5-МП и БАГТА-50, получивших повсеместное распростра­ нение на · телефонных сетях страны, величины входного сопро ­ тивления · на частотах 800 и 1000 гц значительно превы ш ают soo·.c;.:. . .500 ьм, ·к которым приравнено сопротивление приём ни ка в некоторых работах [Л 1, Л8]. Поэтому, ,ориентируясь на п ри ём - 36
ник в 600 ом, можно получить кажуще еся благополучие в отно­ шении величины станционной асимметрии, хотя в реальных ус ­ ловиях, при наличии на сетях а п паратов с более 1высоким1-1 вход­ ными сопротивлениями, А с --будет неудовлетворительной. Za 01'1 1600 1500 llf(J0 1300 1200 J!00 lllOfl 900 80ll 7(J(l 6llfl 'i(l(l !1 1 ·,, / / /~ /, ,, л 1 1 1 1 IY У: ~~~о /~-- . /г.;? 1 V/ 1 i~ :1-~ . VV н-ij:~~ V ~ V V /v / V V V /v / ,!!:.Q ~ V _JJ_ = .... - 1---- ~ ~ос JOfl 2ll!l У'а м· J7!!_, шоо !5(J(l ?IJIJIJ ?51]0 JIJIJIJ 3'1 ,по JI}' !ll• о ~ !!.11-s-мл - ~- !!!1Цf. Бlill'I j/. -Т, 'l?ЦЬ "1111·5-мл 11111-5 /,гц 500 !/l/l/l !5/lll 2ll/Jll 25/l/J J/l/J/J Jllll/J Ри~с. 3.4 . Ча:стотны е ха,ракт ер и~стики Za и 'f'a те ­ лефонаых аппа,ратов Т АН - 5, Т АН-5-МП. БАГТА-50, УАЦБ и ТА - 60 no этим причинам для обеспечения эффективности измерени й станционной асимметрии необходимо в качестве приёмни,ка при :. менять такой тип телефонного аппарата, который имеет наиболь ­ шее входное сопротивление в измеряемой полосе частот по срав­ нению с применя ем ыми на сети д,ругими типами телефонных ап­ паратов. В настоящее время такими аппаратами являются Т АН-5-}v\П, входное сопротивление 1,оторого для частоты 1000 гц по техническим условиям должно быть 1000±200 ом, или БАГТА-50 1 ). Очевидно, что после замены всех старых типов телефонных аппаратов на телефонной сети при измерении стан: ·ционной асимметрии можно будет применять другие типы теле: 1 ) Однако ,при этом следуег иметь в виду, что после модернизации 1956 :·, Za -новых телефонных аппаратов ТА-60 пр.и , }ООО гц снижено и оотласно· ГОСТ гр. Е-92 не доюю10 быть ниже 475 о:н. 3/
фонных аппаратов с более низ1шми ЗJlачениями za. Анализ по­ казал, что величина А с зависит не только от соп-ротивления za , но и от угла Cf'a, который для аппаратов Т АН - 5 и ТАН-5 - МП в. области -средних разговорных частот примерно равен 30°. Поэто­ му при замене реального телефонно1·0 аппарата постоянным со­ противлением нельзя пра.вильно учесть зависимость А , = f (.za ), так как при этом игнорируется зависимость Z а от частоты. Из выраже:ний (3.21), а также ,к,р·ивой ри1с. 3.3 можно сде­ лать 'вывод, что в-следст,вие увеличения Za с част•отой должна при этом возрастать и величина Ас. Однако, как будет показа­ но ниже, в питающих мостах класса А полные сопротивления электромагнитных поперечных элементов возрастают также с увеличением частvты . Поэтому результирующее изменение ,ве­ J1 ичины А с зависит от влияния всех параметров схемы. Зависим.ость величины Ас от нагрузочных сопротивлений измерительной схеN. ы Из выражений (3.15) и (3.20) легко установить, что вели- 1 шна А с в функции сопротивлений W должна иметь максимум, так как при W=O и W = = величина Ас также равна нулю, а функция А с =f (W) является монотонной. Поэтому, определив значение W m• при котором асимметрия достигает наибольшей величины, можно получить критерий, позволяющий определить Ас л~акс данной схемы на определённой частоте. Следовательно, олределив величину W т с наибольшим при­ ближением 'К реальным условиям и правильно выбрав нагрузоч­ ные сопротивления измерителыюй схемы, можно получить га­ рантию . того, что асимметрия схемы в действительности не вы­ зовет больших помех, чем при измерении или расчёте. С целью упрощения такой задачи, а также получения наибо­ лее простых расчётных формул некоторые авторы [Л 1, Л8, Л20) заменяют реальные параметры линии и телефонного аппарата постоянными ·сопротивлениями, полагая: <f'a=<?,v=О, Za ='= к IWJ, (3.22) (3.23) где к - коэффициент, равный 1 [Л 1, Л8], 1/2 [JI 1), 2 [Л 19). Однако функции Ас=f([W'\), Ас=f(za) и Ас=f(za = \W\), даже при условии ер= Cf'a=1\v =0, как видно из кривых рис. 3.5а, имеют совершенно различные характеристики и при любых парамет­ рах мостов одна зависимость не может быть заменена другой. Поэтому полученные таким путём весьма 'Прюстые ,со,кращён­ ные формулы могут применяться для расчёта схем мостов, со­ держащих только омические сопротивления, но не пригодны 38
дJ1я р ас ч ёта реальных п итаю щи х мостов . rвсегда содержащих индукти в ные со п р о тивления (обмотки реле, дросселей, транс­ форма т оров). а) 30 25 20 75 !О 5 llc %о Z·500(}o,'I 1 t,l•5(}0oм 1--- - .,_ _ -- 11/ 1-- \N ,120°~ -!-- --~~/';,- /]У/' ./'Zr!' 1 1/ 1 // J,= бООом;Z 'Х // i!!- - - 1 '!/ 1 j~ 1 ... ... 1 /f ~ r--- .. !1_ 1 ,r ...... . r-- . ~ :::+.:: ~',t ,___ I /. · !illlJo,; ,,;w;.;r -- - 1 1 01234 5 ,5 Zaim) /(} llc''/oo 1;0 35 J(j 25 2() /5 10 5 о oJ :.,,---- ,: 'Зll'Y:. 1 -'""'1с • · .9,70 1/ ~- - r--- '/-[~ ~ - .о, 1)!--' l;Y - ,; . ,- JtJ; y,.,-,J ~ · ---- -- 'lr>=1⁄2~ " ~- Z =5(J!J!JOM л, ·lt7!J!Joм - Za ·lfl!J!Jм /w/ б 8 10 !? flt 15 18 ?О l2 ?1/f{lo/J,tf Рис 3.5 . К:ри,вые ЗЭIВIИОИМОСТИ Ас: а)отZaи1\7 приусловии1' = 'f'a ='f'w = О, б) от l1\7I при различных углах 'f 'a и 'l'w Нетруд н о убед,иться, что, П'Dлагая, напри!мер za = \W\ при условии (3 .22) и ер = 0, можно получить условие максимума функ ц ии Ас =! (za = 1w1) пр и Za = l,73z. Однако, поскольку в 39
питаюших мостах кла1сса А обычно z 3-4000 ом, последнее усло­ вие мо,жет наступить только при z a> 6900 ом и, следовательно , в реальных условиях невыполнимо. Если же принять za = 500 - 600 ом, то для выполнения того же условия Ас ,,са кс= f ( za = \ WI ) б z" нео ходимо, ч тобы z= -- =290-350 ом . Очевидно, что такие 1, 73 3,11 з,г 3,0 2,8 2,б 2,' 1 2,2 г,(} f.8 t.б {1/ 1.2 !,(J 0,8 (}5 17.11 fl.2 llc3⁄4o / / /7 1 1 lr i ш!! 1 1 711 1 1l 11 11 ' 11 1'1 11 / / V f"o,,... -- HWml ./ ~ ,, ~ / 11 "~ 1 1 ~ 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 r-... t r---.... 1 ---. ... . t---, 1 .__ 1 ;-..... 1 11 W,Ш 1 ,\ Wm/lY NJ-Va =, -;., =~~ /ll-V , , =J(J~' lj llV-1a•fJ:,t •:?'(}' V - 'fa=JfJjY,,= -gu• lл0Y-Z,,•t(J(}(/O,'f;I 1-z . • afJfJoм "\ ~ \_ '\. '\ ~"' ' ' ~V ~ r----...~ - r--.. +-. ._ ш r-- ..._ л- ,. __ --- r-1- /\ 8 /(} /2 Рис. 3.6 . Кр,и~вые зав!l'симости Ас от •наrрузочных со­ противлений для простейш его питающего моста класса А п~ри r=4540 о,и, х=4470 ом и ЛZ = 100 ОА! vr низкие сопротивления попер ечн ых элементов не могут в ст р еча т ь­ ся в питающи х мостах класса А. Расчётные данные, подтверж д ённы е результатами многочис­ ленных измерений, п,оказали, что в реальны х условиях, когда по• перечные элементы моста и при ёмн ик представляют собой ин­ дуктивные со•проти,вления, а веЛ'ичи,ны W -ёмк·остные сопрот ив­ ления, асимметрия д о,стигает з начительно больших величин, че м в случаях, когда пренебрегают углами эт их сопротивл е ний, по­ скольку наибольшая мощность отда •ётся в схему моста при ём­ коегных со,про1'ивлениях W. Как видно из кривых на рис. 3 .56 , даже при 'f =0 знак угл ов 'fa и cp ,v существенно влияет на ве - 40
личнну Ас, а зависимость A c=,f (i\7) .имеет совершенно иной характер, чем лри tf'a = tf',17 =0. Кривые рис. 3.6, являющиеся типичными для простейших питающих мостов ·класса А, наглядно показывают, насколько различны значения А, в реаютых у,слО1в·иях и без учёта углов комплексных сопротивлений схемы (ер. кривьiе / и IV, V). Из этих кривых также ВИ.'д11-ю, что величины Ас лin,cc и IW пz\, при ко­ торых Ас достигает максимальной величины, резко различаются в зависимости от угло1в <fia и <fiw и знака Cf'w• Вследствие этого нельзя ,пр,асто ввести поправочный 1,оэффициент для пересчёта величин Ac.,ta1/c или сопротивлений \ wlll \. Прежде чем перейти ,к определению условий максимума функции Ас =f ·(W), определим пределы измерения нагрузочных сопротивлений. Величины W мо,гут быть определены приближён­ но при незначительной длине линии п-о эхвивалентной схеме ка­ бельной uепи при отключён ·ном телефонном аппарате (рис. 3.7а), aJ а' о) ,: 2 с 2 Р.и,с. 3.7 . а) Исход<ная эквивален·nная схема кабелыюй це,пи, 6) .промежуточная и в) конечн.ая ,с х емы, иллю­ с11р.ирующие метод ,о,предел ения .нагр у зочных сопротив- лений в которой распределённые параметры заменены сосредоточенны ­ ми, или по известным из теории связи формулам : W=Z~ =Z'ctg-,,'l, z·~ VR.c',, 'l'~ViR.' wC', (3.24) -л., С I С lUJ где Zcx;, z; и 1' являют·ся соответственно -вх,одным сопротивле­ нием, характеристическим сопротивлением и постоянной распро- 41
~транения одноп-ро1водной каtбельвой цепи . При ,расчётах ,кило­ метрическое са1п1ро'гивление R' и ёмко,сть С' одн апровод,ной цепи могут быть выражены через соответствующие пара·метры двух­ п,р,оводной цепи R и С следующим образом: R1 = 0,5R и С1 = 1,5С [ЛЗО]. При измерениях входных сопротивлений каждой жилы цепи по отношению к земле в отдельности нельзя избежать влияния частичной ёмкости С ао и сопротивления утечки r v аь (рис. 3.7а). Для исключения этих параметров при симметричной цепи реко ­ мендуется [Л8 ] применять схему с использованием ветви Вагнера для создания равных потенциалов на про•водах а и Ь цепи. Более просто при тех же условиях можно измерить ,величину W путём ·параллелын·ого соед•и,нения обеих жил цепи, как показано на рис. 3.76. При этом, очевидно, измеренная вели ч и н а W1 = 0,5 W. Вею1чины .r,v и x,v м,ожно определить приближёш,но без ,примене- 42 QM а) rw гоо 150 /00 .50 о б) 8 7 б 5 Знм - ... ___ "'- .__ ' 500 llfM '\ \ \ \lfM \_ \\ 3 2 м,~ ~ 5нм ,....,,,_ о 5{lfl !1; 1 1 1 1 1 1 1 !ООО 1500 гооо 1 !"---- ,- ... .. r-- r-,..... t---...__ - / /J{l{l / §{l{l 2fl{l/} Р и с. 3.8 . За,ви,ои.мость: 5 /;I( НМ "' "''}1 Зн ~/( fн'}1 tгц ?500 J/}/}IJ , а) активных, 6) реактивны х сост авляющих, в) модуля, г) угла нагруз очных сопротивлений от частот ы д.rrя кабеля парной
ш ия таблиц гиперболических фунI<циi\ от комплексных аргумен­ т ов из выражений: 1 xw::::::::. -- , ооС' (3 . 24а) тде коэффициент к для длины -кабеля в 1, 2, 3, 4 и 5 км ,соответ­ • Пвенно можно принять равным: 0,68; 0,67; 0,65; 0,64 и 0,63. Значения параметров 117, раосчита1нных .по ф - ле (3.24), при­ :ведены на кри,вых рИ'с . 3.8. ЗначеНIИЯ r 117 для кабеля парной •{)Крутки ёмкостью до 50 ~пар с диаметром ж·ил 0,5 мм и -С =О,04 мкф/км также могут быть определены по кривым ,:р ис. 3.8а, а з,начения х 117 для этогп кабеля - по ф -ле (3.24а). Решение задачи по определению условий максимума функ- щ ин Ас =f (W) при комплексных сопротивлениях в cxe'-Ie дано в 114/ ом 7000 -Ь/][JО .50 00 - '1000 _J(J[/(} . 2000 l(JfJtJ {' !l(J - '90 70 ::50 Знм 4Not 5н.,., / 8) - ·-~ /нм \ \ \ {/(,'! '\ ,\ "'-- ~~ ........ --- .. .___ -- 1~~ - -- 5/JO • /(70/J /J(l!J 3) ::::::: :::::::- -- .........._ --- - -.......___ --- -- - - ...... .....__ -- f. i!Ц 2!lllll 2JIJ(l Jllll!l fн,., -- 2нм --- - --- зн.,., --- --- -- --- 4н;;; --- 5к-;;, зо !!_ц 5IJ0 !Ollll /J(l{l lllll/J 2.f/J(J JUIJ,J ,,: крутки ёмкостыо 50 пар и свыше 50 пар с диаметра,, жил 0 ,5 .н.1< (С= 0 ,05 Аtкф/км); [ \\7 = <c(g ,'/] 43
работе [Л6] , Однако ·полученная формула требует гро м озд КИ.Ji,, промежуточных вычислений и мало пригодна для инженер ной, практики. Поэтому в той же работе установлено, что в пр остей-­ ших мост-ах класса А, для ·которых обычно характер но со отно­ шение (3 .25}, асимметрия достигает максимальной величины пракгически п ри· условии резонанса в линейных контурах схемы (контуры / и J/' на рис. 3 . 2а) с отключённым телефонным аппаратом , т. е. п ри, Р1ис. 3.9. Кривые, иллюсl'ри,рующие влияние активных сопрот,и1влений г 1, ш на велич;~ну А r лrа"с (3 .26}; В этом легко убедитыся непо,средственно из ф-лы (3.20 ), по-­ лагая r=r117 =0, так как при условии (3.26) Ar"aкr =со . В дей -­ ствительности r 1 ,w = r+ r 117 * О, однако при соотношениях (3.25 }1 наличие сопротивлений r и r 1r; практически сказывается толька1 в снижении величины А с л,п"с до реальных значений (р и с. 3.9).. При условии (3.26) ф-ла (3.20) принимает вид Зависимость величины А" от сопротивлений поперечных элементов моста Различие в зависимостях Ar от z при ЛZ = coпst и a:= coпst /1,ЛЯ различных углов сопротивлений Z, Z а и W показано на рис. 3.1 Оа и 6, из которых видно , что прн Л Z = coпst рассмат ри- _ 44
1ваем ая функция имеет максимум толы,о при 1ю.v1ллексных со­ ,противлениях в txuмe, а при а. ='const максимум характерен .для любых сопротивлений в схеме. По·скольку, как извес тно, nроиз­ ВОд!ственные разбросы основных па­ ,рам етров реле, сопротивлений и кон­ .деwсаторов обычно нормируются в отноi:итель ных, а не абсолютных ве­ .личина х и Л Z не является постоян- .ным при изменении полных С'Опро­ т иВJiений обмоток реле, сравнен ие питающ их мо стов по ,величине их ;.а симметрии следует пр •оизводить nри одинаковой точности изготовле­ ·НИЯ попереч ных элементов, т. е . при ,условии а. = const. Исследование показало [Лб], 'ЧТО при ус.пивии (3.25) макс имум ,ф ункuии Ас =f(z) соютветствует мак­ -симум у функции Ас = f (х), не зависит <0т r (ри с. 3.1 la) и наступает при ре­ зон ансе в линейных контурах схемы, ·т. е. при х (тJ = X\V(mJ · Величина Ас,,~акс !В этом случае определяется ра­ венством (2. 26а). Кривые рис. 3.11 показываю т, что величина Ас при ;равных у:.Jюв иях снижается с уве­ .л ичением сред него сопротивления r м уменьшен ием угла ер. lic 1⁄4о а) ,; .• Of/5 45 >----+---!--+-_, _,_-+--+-----<Za·iuuoм ~0 1---+---!--+-t~-+-+--+j~o~:!+f~=~-=;'Uoм -10 1---t ~~c:t==;:=t,~d ~ .5 1----1- - - -1--+-~--+- -+-+- ---< -0 ·-- -+---+~ ~ ~ -~ - +-+ - ..,...,_ .- ., d) ,4,. d.•CfJЛJt и~J_ _j ___ ___ __,_ __ z zт Ри,с. 3.10 . 1\ривые за,виrоИJмости А , rпростейшего :питающего мо ста rкла,с,са А от ореднег.о полного •С()Пр-оти,вленrия поtnе ­ реч rных элемен'!'ов , п,ри по 1ст-оян- ~ных: а)'f', Za,\\7идZ,6)Za,Wи<,> или r, а также« 6) 20t---+ - -+ --"' -'- -+ -,L-+ --I 75 t---+ -1- -- - -1,''----\- -+ -- -I 10 r-::;p""-f --t- -+ - -+- - -1 5 t---+--,~-t---t--+---1 о --, .. .~ -'---' ---' -"-- • >' ?0° 30° 1!0° 50' 50° 70° 80° , .Р·ис. 3. 1,1. К·ривые зави-симости А с - п1ро .стей ш ег.о ,питаю­ щего моста клас,са А: - 1 1) · от сред них реа1<Т1!Rных и аr<тивных сппротивлений поперечных элементов, 6) от угла сдвига ф аз 'f' 45
К.ак видно из рис. 3.12, вследст,вие противоположности частот­ ных зависимостей х и х\~ усл,овие (3.26) может создаться толь-­ ко в ограниченной полосе частот, которую для краткости назо­ вём областью А с Atal{c • Эта область при длине линии от [1 до [4 ог-­ раничена частотами f~, и t:', при которых величина Ас дасти:- гает максимума. При графическом определении области- Аr. ма кс а) t, t,<tг<~<{, iп </; Рис. 3.1:2. Частотные характеристики сред,него реактивного ,соп,ротивления х и А с простейшего питающего моста , клаоса А при различной дл~и·не линии достаточно ограничиться двумя определяющими кривымн дл ~. наибольшей и наименьшей величин А с ,,,а"с , одновременно у1, а-­ зывающими направление снижения этих величин (см. сплошны е: и пунктирные кривые рис. 3.126). Из рассмотрения частотных характеристик параметров и ве-­ личины Ас простейшего моста 1<0ммутатора ЦБХ3Х2 (рис. 2.2е) ,. ПJ)'ИВе\il,ённых на ри1с. 3.13-3 .15, мож,но установить, что :пр-и l ?> ?> 1 KJ1t область Ас ..,,!{с лежит ниже наиболее важной полосы, частот 800-1100 гц, частота f т при определённой длине ~ини а находится 1в прямой завиоимо1сти от тока пощУiагничивания 1п н в. обратной ,зависимости от х, а величина Ас находится в прямо й: зависимости от тока j" и в ,обратной зависимости от г. 46
Известно, что вел ичины r, х и z однообмоточ.ных реле п.ро­ порциональны к.вадрату числа витков обмотки w, т. е. 9~··о' ~~81- --+-- --t--t- -t-+- -+--t---c"1t---1 ~7~--1----1--+---t-+----,1''-+-.,,"'!f---1 ., ,;;; б ,----, - -,-~ :::, ~5~-~-~-_,.,,~,_,,,,сь.,,с.+-+--+--1 "- >. ~4г--t--lh":Yc>""t--t---t--t--г--1 <..., ~31--t,1⁄21%-i't---f--t---t--t--г--1 >: ~2 1-~~~Н--f"-.;::+----t--t--г--1 %1 ~о гц f Ри1с. 3. 13. Измен еНl ие обла,с11и Ас л,а"с пр·остейш еrо питающего ,моста кла,с­ са А (коммута тора ЦБХЗХ2) Iв за­ ниси~юст:и .от т ока 1nод! ~1а, г,ничи,ва ,ния Q Jn И Д,1,ИНЫ Л1И1НИ1И Iп·О /(}/J/J 1,щ ll'l/fJ z ::::: K2 w2; Kz ;:::::;ус 2 + Kf ffi2 . (3.27) !/ t/(} "' 1--~---- -- ----- t,J ~I01---+--1---t--+-+--+-+-~~---< " <:, ~91---+----1--+---t---i---J..,.L-+-~~--I t z ~ 8 1- - -+- - -1 - -+- --+- --<1--J.Lm--l,,L.,,~ - - -I "' ~71--+-l-+---..l'~Q<eC,-h-,ь,,f<"--+--J t~5~--1-------1--L-..дL-~_j____,i..ec:-11-_, ·'- > ~s 1--н77!'7'f-~~~т~ ~1 ~4 1---hf..нl'-/-c.+,,~;,c;.~,..+.,,,,...-i::::--+--1 " ~з 1-~,ь,r,,.,е,,;,с..,..~+-+-+--+--1 ~ i2~/ ._____,__.__,___,__..,__.....J.._.L,__L_=f.щ () 500 10/Jll f.f(J(J l/Jllll Р,и-с. 3.14. Эwоп ериментальные ,wр,Иlвые зав·июим•о:сти средних ,с·опрот,иrвлений z и r простейшего питающего моста класса А (к,0~1,мутатора UБ ХЗХ2 ) от частоты и тока по,д1ма,nни,ч,иваIния ~%'1--.,,---т--~- т--~d~~------- . !!t!_ljf__ 11 1---++\-+3-+---+--+-+-....Jзоо 58. о 10 500 60,5 1.: 800 7о,О g 1---+;:+НI 11\- ,\-72+--+ - --11- -- -l - -l/l,O(j 81, 5 8 \'L 70/Jt 711,S 7 5 f 1; J 2 1\' \ 1 11 11 : : 1 ' iп·.ЗЗма Q . _~ ~L-1..L. .. . -L._ _....J...---I _...L__Ji~,lЦ j~" J;, / ,,; lfiO/l ?/lllll Рис . 3.15. Частотные характерипикн величины Ас простейшего питающего моста класса А (коммутатора ЦБ ХЗХ 2) при различной длине линии (ну­ ,1ерация к,ривых соответствует длине лини;и в кило~1етрах С 117 = 0,075 мкф/клt; Гн:· ~~о; Za = 1000 ON) 4'7
Для того чтобы область Ас макс находилась ниже требуемой часто ты , минимальное число ,витков .в обмотках поrперечrных эле­ ментов моста должно быть: f= I Х\\1/:::::::: _l_ = _!_ ,т 2тс ( LC\'(I' wC' wC\'(I (3.28) Предельные значения величины Ас Величина Ас может достичь предельных значений, когда Z 1=Z2 (Ас =0). либо Z1=0, ли.бо Z2=0, либо ко1·да одно сопро­ тивление откточено, а друr ·ое зам~шуто накоротко (рис. 3.16) _ В пос ледних случаях: AC[Z,=(] = l 1+111а+т;' 1• AC[Z,=0] = 11+m:+т; \ А = C[z,=co) А ' C[Z,= СО) J 1+т,,+(1+2та) -;- mz (3.29) \i'I , W" \,\;1/ где т"= - ,rn= т=-- . Za z Z1' z Z2 Как видно из рис , 3.1 ба, напряжение помех создаётся только одной продольной эдс Е, так как станционное заземление изо- Рис . 3.16. Схемы для иллюс11рации: а) случая Z2 = О, б) слу•,ая Z,=00 z, l"1 лирует телефонный аппар а т от действия второй продольной эдс. Предельная величина Ас является функцией коэффиц ие нта та­ Из выражений (3,29) видно, что при заземлении одного .провода линии и W=O, а также при Za=oo Ас в пределе достигает 100%. При высоких з.вуковых частотах Z а значительно превышает W. В этих случаях предельная величина Ас также может быть весь- 48
-1~ t ма близкой К 100%. Так, например, при та = 0,2 е Ас пред = - i.:. =98% , а при ma=0,I е 4 Аспреа;:::;;100%. 3.4 . Основные результаты анализа формулы асимметрии двойного моста Зависимость величины Ас от отклонений в ёмкостях разделuтель/-/,ых конденсаторов . Настоящий вопрос нашёл некоторое освещение лишь в [Лl] . rде рекомендуется определять величину Ас двойного моста, не учитывая наличие разделительных конденсаторов, т. е. полагая Zз=Z4=Zs=Zв=0 . Однако из сравнения схем рис. 3 . 2а и 3.2в, а также ф-л (3.12) и (3 . 15) видно, что отрицание влияния раз­ делительных конденсаторов и отклонений в их ёмкостях на ве­ ,тшчину А ,. двойного моста равноценно признанию эквивалент­ ности этих схем, а также схемы рис . 3.1 при условиях C1 > Cu , С1<С11, Zv1=0, Zv=0 и Zv=Zv1=0. При этом нет различия и в величинах Ас и Ас. -> <- Анализ и экспериментальные данные показали существен- iюе влияние отклонений в указанных ёмкостях (даже в обычных пределах) на величину А с двойных и более сложных мостов, а также значительно,е отличие по величине А" схем двойных мос­ тов рис . 3.1 при различных значениях С I и Cu . Нетрудно убе- д иться непосредственно из ф-л (3. 1О), что ёмкость разделитель­ ных конденсаторов увеличивает величину и угол ер эквивалент ­ ных поперечных ком;~лексных сопротивлений моста Z1 и Z2 , осо­ бенно на низких частотах, так как ёмкостные сопротивления Z v и Zv1 снижают модуль и реактивную составляющую знаменателя в выражении Z1 и Z2. Точно так же следует учитывать изменения эквивалентных нагрузочных сопротивлений W' = W +Zз, 4 и W" = W +Z5 , 6 в ф - лах (3.17) и (3.18) при наличии конденсато ­ ров, так как можн-о пренебречь сопротивлениями Zз, 4 и Zs, в толь­ к о при Cfia=Cf'w= О для частот выше 800 гц, поскольку 9w и ер~ меньше 5°. Для реальных же условий продольными сопротивле­ Еиями Z3 , 4 и Z5 , 6 нельзя пренебречь даже в полосе частот выше 1000 гц, так как в зависимости от знака реактивных составляю ­ ш их сопротивлений ЛZ 3 , 4 и ЛZ5 , 6 числители р;:шенств (3,17) , (3. 18) могут значительно возрасти или уменьшиться . Такая зависимость является несколько неожиданно й, по­ с кольку различие в ёмкостях разделительных конденсаторов, т. е. наличие продольной асимметрии, может оказаться не отрица ­ тельным, а положительным фактором. Как видно из кривы х 1 и <9 рис . 3.17, наглядно подтверждающих такой вывод, при пере - 4 -651 49
ключении . конденсаторов ёмкостью 2±0,2 мкф с одного провод а в другой ·.вел_ ичина Ar . меняетс;я в _ два и . более . ра:з. Э.ти кривые также ., показ!iшают,. что без · учёта , конденсаторов: (Zv = Zv/ == О} , 11,!1 в·еличина Ас может значитель- · но о~глtrчаться от де.йс'гв11те.iй,- 16 - Z,·t tlllll/JIII -J 1 У,,•30° r_• fO!Jo" ., 1 lh, \ 12 /1,\, ) 2' 1, ' ') f{J ":\11 \ \ -~ m\\' ,JIi' lil• 1\ 1~.1\·\\ 5 1i''\\.\\ 1 '1' ,i\ v 1 ' ~- 1:1 '°' ' -с,- 1;"""~\. (').k ·т 11 --~~~ ' "R';,c !"-. 11 ,. :! ·'• '....~ ' ' ·1 . <\i с.,... 1 1 ,-:---.~ ...._ , .. 1JI jn -зз,.,а r,, 7),; ,/,щ _о _ 2QO. r,,дО ,_оо 800 . !000!?001"00 !OIJ0!8!JO lllflll " ~ -/~' • у~!,.,r: Рис .. · 3 . 17. Ча ·стотные характе­ р•истики величи·нь1 А , 11ита1още­ го мьсrа коммутатора UБХЗХ2 без -учёта и {: у чётом отклоие ­ :н.ий в. ём.кост.ях разделительных конденсаторов (xw со.ответству- • . .еТ дJl'ИНе ЛИНИИ ·3 КЛ!). ной во всём указанием диапа­ зоне частот . Расчёты · по1,азали • что при Zv =0 или Zv1 =0 схе­ ма рис . 3.1, соответствующая ' схеме (рис . • 3.26) типа моста коммутатора ·цБ Х 2 1), в неко­ т9рых ·случаях может иметь значительно меньшую величи­ ну А с• чем мосты типа •АТС или ЦБХ3Х2. • Все эти случаи являются со­ вершенно неожиданными с точ ­ ~ и зрения геометрического принципа . симметрии, так . как схема рис. 3..1 при наличии кон­ дбнсаторов, казалось бы, дол~­ на быть всегда более совершен­ ной в отношении симметрии , чем при шунтировании одного конденсатора в схеме. .v.!з сказа·нного следует, чт◊ переключением разделитель­ ных конденсаторов с одного пров-ода в другой, а таюке включенне:.1 дополнительной ёмкости к одному..Из конденса­ тqров можно значительно снизить величину Ас двойного моста клс1сса . А. При этом могут бы·ть облегчены требования к разде­ лй~;ель!iЫМ конденсаторам, в качестве которых возможно эффек­ .1·ивно использовать более дешё,вые конден·сато,ры с допусками _±20% вмес;то при,~1еняемых с допуском ± 10%. Зависимость вели'lины А с от параметров моста и измерительной схе,иы Анализ асимметрии двочного моста весьма упрощается ' в·сле·дствие того, ч.то основные соотношения и зависимости, вы - , . 1). В литер'атуре этот. мост считается наименее симметричным из всех схем · rt.итающих мостов. ОднаI<о основная причина несовершенства мnста . полураз­ -делёююrо пи~тания заключается не в «геометрической» его асимметрии, а в ·р езко выра,J<ен1тй: зав.исимости. : ~,ели чины А с от различия тока.в щпан.ия Щt­ .хр?ф9нн~х, ~епей . ;рР
веденные для лрос-тейшего моста, оказываются справедливыми и для двойного моста. Вследствие этого, учитывая; что соотно: шение (3.25) обычно справедливо и для двойных мостов и мо- жет быть переписано в· виде: ; ---- ·· •_,.__ - (3.30) условие (3.26) MO?l{HO выразить следующим образом: .. . ' XI,2(m) = x;V(m) = XW(ln) + ХЗ,4; Xl,2(m) = х;(т)= XW(m)+ X5,G' (3.31) где·z~ = Za+2z5,6;z~= za+2zЗ,4. • Соотношения -(3.31) показывают, -что •Л Z3 , 4 и Л Z5 ,6 изменя­ ют лишь величину Ас макr (см . кривые Jи 3 . рис_. 3.17), но не усс. ловия - максимума Ас= f(xJ>). Подставляя значения x 1_2 (mJ _ в ф-лы (3.17) и (3.18), получим:: iсмакс[ х1,2 =х~(т) ;;,. i~ j" ~ 2 -г-:-.~•--~-z-:-\ (r 1,2 : :~. ~z : :~;1,2W' 1:: а W"-Л z5,6 1 ( г1,2+rw) Z~ +2Z1,2W" (3 . Зlа) Анализ и ис,следования показали, что при применении одина­ ковых по паспорту , типу и точности изготовления ( а =const ) реле, а также при прочих равных условиях двойной мост отли­ чается от простейшего моста значительно более низкими актив­ ными и реактивными сопротивлениями эквивалентных попереч­ ных элементов (r=2 r 1, 2 , х=2 х 1 , 2 ). Вследствие этого у двойно­ го моста частотная характеристика А с хуже, чем у простейшего моста, так как область А с макс смещается в полосу более высо­ ких частот за счёт снижения х 1 , 2 , а низкое активное сопротивле­ ние r 1, 2 обусловливает большую величину А r"' "с (см. кривые 4 и 2 на рис . 3.17). Эти кривые показывают также, что при небла­ гоприятном включении разделительных конденсаторов величина Ar двойного моста в полосе наиболее важных частот 800-1100 гц превышает в 2,5 раза величину А r простейшего моста. Такая высокая величина А с• значительно превосходящая рекомендо­ ванную в литературе [Л 1, ЛЗ !] норму в 0,2 % для станций руч­ ного обслуживания, предъявляет более тяжёлые требования к обеспечению минимально допустимого числа витков в обмотках 51
реле или реактивных катушек определить по формулам: двойного моста, которое можно 1 Wмин ~ ----_-::~~ ,:: :- (3.32) х ,__, 2х •х' 1•х11=-- ,_ _, 1,21 w=--.-1 w wCw Очевидно, что путь увеличения расхода меди при необходи­ мости увеличения числа витков не всегда возможен и нежела­ телен (см. гл. 6) . В сложных мостах класса А величина А" и частота f т могут значительно возрасти при увеличении числа поперечных элемен­ тов. В равной мере такая зависимость может быть обусловлена включением в разговорный тракт двух мостов через соедини­ тельную линию · незначительной длины, поскольку в любом из этих случаев уменьшаются активные и реактивные сопротивле­ ния эквивалентных поперечных элементов.
Глава 4 ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ ПО АСИММЕТРИИ ПИТАЮЩИХ МОСТОВ СОВРЕМЕННЫХ АТС С ИНДУКТИВНО СВЯЗАННЫМИ ПОПЕРЕЧНЫМИ ЭЛЕМЕНТАМИ В НЕРАйОНИРОВАННОй ТЕЛЕФОННОЙ СЕТИ 4.1 . Предварительные замечания об известном из литературы .методе расчёта асимметрии питающих .мостов класса Б Как уже указывалось в главе 2, питаюш,,ие мосты, составлен­ ные из отдельных реле, и мосты, составленные из индуктивно связанных обмоток на общем сердечнике, вследствие их разли­ чия в отношении асимметрии выделены в два различных класса . Тем не менее в литературе [Л 1, 8, 20] не делали различия между этими мостами и считали, что все питающие мосты характеризу• ются высокими входными сопроти-влениями по отношению к земле независимо от способа вы:юлнения поперечных элементов. Так, например, в работе [Л 1] расчёт величины Ас питающего моста АТС машинной системы за,вода «Красная заря» (класса Б) и моста-в типа РТС (1класс А) произведён по одним и тем же формулам. При этом харак· терна, что комплексные соп­ ротивления каждой обмот­ ки питающих реле измеря­ лись при разомкнутой це­ пи во второй обмотке, т. е. без учёта индуктивной связи между обмотками (рис. 4. 1). Иначе говоря, параметры обмоток одного Рис. 4.1 . Схема для определения соб­ ственных <:оnnотrш.~ений обмоток Z'иZ" и того же реле определялись как самостонтельные от­ дельные реле. При таком методе измерения полные со:~ротивле­ ния обмоток даже при 500 гц превышали 7000 ом, а угол Фz >50п при токе подмагничивания 20 ма; а для 800 гц при таком же то­ ке полные сопротивления каждой обмотки по отношению к зем• ле превышали 9000 ом. При подстановке таких высоких значе- 53
ний сопротивлений и при <ра = <р 1\7 =0 величина Ас не превыси­ ла 0,11 %. Мнение о высоких значениях входных сопротивлений по от­ ношению к земле поперечных элементов питаю щ их мостов, со­ ставленных из двухобмото9ных P,e.ne, получило настолько широ­ кое распространение что, оно, по существу, явилось еди·нствен­ ным доказательством «полной симметрии» станционного четы­ рёхпо.пюсника А ТС-47. При этом характерно, что сопротивления обмоток реле приборов шнура АТС-47 измерялись также по схеме рис. 4.1 без учёта индуктинной свя~и между обмотками реле. В результате этого, например, на частоте 1000 гц полные сопротивления - каждой обмотки по отношению к земле реле А, СБ / Г И и реле И, А ЛИ оказались равными соответс т венно 7500, 17 ООО и 16 ООО, 8000 ом, а угол <р-' порядка 34 + 40° [Л28]. Ниже показано, что параметры обмоток, выполненных на общем сердечнике, при указанном методе измерения совершен­ но не соответствуют реальным параметрам этих обмоток в ре­ жиме действия асимметрии, т. е. для токов нулевой последова­ тельности. Вследствие этого полученные в работе [ Л ! ] результа­ ты расчётов не могут быть отнесены к мостам класса Б. 4.2. Неl(,оторые обозначения и общие формулы В дальнейшем широко используется метод контурных токов. Поэтому прежде всего выразим в общем виде необходимые для сокращения математических записей соотношения и обоз н аче. ния. , В сложной схеме питающего моста всегда можно выбрать п-контур т.аким образом, чтобы в него вошёл . приёмник с сопро­ тивлением Zn. Как известно, применяя метод контурных токов для схемы из п-контуров, можно систему уравнений в общем ви·­ де выразить следующим образом: + iкzl" + + i"z'"' + +~nzln = Е1l +l"Z": ~ Е,1' +fnZnn -Е" (4.1) где Z''" - -собственное сопротивление контура к и Z ,о - взаим~ ное сопротивление контуров к и i, причём Z к; = Z;к . Контурные токи могут быть определены по извес~ным формулам: 54
rде Zн Z1к Z1n •· d= Z1к ZK1' .. Z~п .. Ziп •. Z,ш z,и, Zн zi,к-1 Е1 Ziп ' dк= Z1" z Е к,к-1 к zкп (4.2а) ., .lln zп.к-1 Е" i,nn т. е. р." "° определитель d, в котором к-тый столбец заме~ён столр'цом из свободных членов ур-ния (4.1) . Уравнения системы (4.1) могут быть записаны в матричной форме: Zн Z1к Z1п jl Е1 Zltc z~" zкп jк=Е~ (4.3) Ziп zкп znn /п Е" и ли сокращённо 11z11•1!i11=11Еli. (4.За) Тогда, подставляя в ф-лу (1.8) значение тока помех iп со• гласно ф-лам (4 .2), в общем виде п·олучим: А=!iпZa\ =1d~Zп\ d' = dn (4.4) с Е d 'п Е. 4.3. -Фо рмул ы асимметрии пи тающих мостов при непосреdственнол~ учёте параметров индуктивно связанных обмоток Применяя метод контурных токов к схеме рис. 4.2а, получим с истему уравнений в матричной форме (4.За) , где: - Z'+W 1· Е. 1 -Zм W\ W-W Z11+W -W;11i11= Z" + 2П71 l[SII = Е , (4.5) о 55
а Z., = r,,c + iхм =~ r., + i. ш М - комплексное сопротивление взаи­ моиндуктивности. Откуда в соот1ветспщи с ф-л,ой (4.4) можно получить А=\ 2ZaWЛZ 1 с \ 2W 2 (Z+Z,.,)+(Za+2W) [z2 -z;,-(ЛZ) 2]-1--ZuW(2Z+W) , где (4.6) 2Z=Z'+Z", 2ЛZ=Z'-Z". (4,ба) а) а r г oJ аf w z' t w i, z,., Za la w "z· 2'· ~,, /JJ f f) w w I' Рис . 4.2 . Схемы для о,пределения вел"'lчины Ar питающих мостС>в клаоса Б с обозначе,ние,м контур ,нь'1х токов: а) простейшеrо, 6) составного простейшего. в) составного простейшего с симметрн­ рующей обмоткой и конденсатором, г) двойного с узлами А, Б, В, Г, Д и З Поскольку величины Z и Z ,, могут быть весьма близки, не всегда возможно пренебрегать значением (Л Z) 2 в сравнении с Z2дажепри\а\=\~zj<-О,1. При 1 (ЛZ{ j<-0,01 с весьма высокой точностью справедлива z2 -z" прибл1-1жённая формула А-1 2ЛZWZ" 1(47) с- (Z+W)[Za(Z+W)+2ZWJ-Z ,.[Z.,(Z,,+2W)-2W2 J • •• Очевидно, что при Z ,,=0 ф-ла (4.7) переходит в ф-лу (3.20) для простейшего моста класса А. Из сравнения ф-л (3.20) и (4.7) видно, что наличие второго слагаемого в знаменателе послед­ него выражения характеризует при равных значениях W, Z,,, Z и Л Z совершенно различные величины А,. в простейших мостах класса А и класса Б. Поэтому при анализе асимметрии питаю­ щих мостов класса Б должны учитываться не только собствен­ ные со:~ротивления обмоток Z' и Z", но и сопро.тивление взаимо­ индуктивности z м 56
Для составных простейших мостов класса Б, поперечные эле­ менты которых образуются последовательно включёнными об­ мотками двух реле (рис. 4.26) или обмотками реле (дросселя) и 1,онденсатора, или сопротивления lрнс. 4.2в), аналогичным путём можно получить соответственно следующие формулы Ас: А= с [(• ')( " ") ((AJ- (BJ)2] --,.+(Za+2W) ZА+Zв ZА+Zв - Zм +Zм +--+ ---------1 (4.8) -► +z"w(z~+z~+z~+z~) ' Z.W(Z' - Z" + Z,,) W2(Z'+Z"+Z,+Z11+2Z,)+(Z"+2W)[(Z'+Z,JZ" - -►' ; 1• (4.8а) -> - Z~,]+ZuW(Z'+Z"+Z,.) причём дифференuиальному включению обмпток реле В на схе­ ме рис. 4.26 соответствуют верхние зна -ки, а прямому включе­ нию обмоток этого реле, как показано на схеме в скобках, - - нижние знаки в знаменателе ф-лы (4.8) . Анализ показал, что применение прямых методо,в для вывода формул асимметрии не вызывает затруднений только в случае простейших схем питающих мостов, а уже вывод формулы асим ­ метрии даже двойного моста (рис. 4.2г) любого класса по ме­ тоду контурных токов требует решения системы пяти уравнений с пятью неизвестными. Если для моста класса А такая задача облегчалась воз:v1ожн-остью перехода от пятиконтурной схемы к трёхконтурной (рис. 3.2а), то для моста класса Б наличие ин ­ дуктивной связи между обмотками не позволяет непосредствен ­ но воспользоваться методом преобразования треугольника в эк­ вивалентную звезду . Поэтому в этом случае приходится решать систему ур-ний (4.1), (4.За), что приводит к весьма сложной формуле, мало пригодной для практического применения и ана ­ лиза. Метод эквивалентного генератора в таких случаях оказы­ вается неэффективным так же, как и применение геометриче­ ской теории схем, поскольку нельзя получить менее сложные­ формулы без преобразования схем для уменьшения числа кон ­ туров. Анализ схем с индуктивными связями часто облегчается и делается более наглядным, если часть схемы, содержащей ин­ дуктивные связи, заменить эквивалентной схемой без индук ­ тивных связей. Этот приём иногда называется методом «развяз ­ ки индуктивных связей» [Л25]. Известные схемы замещения двухобмоточноrо трансформатора или двух индуктивно связан- 57
»ых катушек с тремя выходными зажимами имеIQТ вид, пока.зан­ J-!ЫЙ на рис. 4.За, где нижние знаки перед Z м соответствуют оди­ наковому, а верхние знаки противо:10ложному направлениям Nаrнитных потоков в обмотках. При определении величины Ас простейшего моста (рис. 4.4а) следует брать верхние знаки пе­ ред z,11 • '. z~Д) . .Jн=:J--С:::::Н 1/, Рис. 4.3. Схемы замещения: , . .а) д'вух индуктивно связii'нных обмоток .' б) двух пар-' й!!Ду'КТИВНО с,шзанных и после: ••• · дователы-10 вклЮчённых обмото~ различных реле Очевидно, что для · двух пар -последоваf'е:Тй,но включённых об­ моток с индуктивнь,ми связями (рис. 4.26) такая схема замеще­ н. ия н~пригодна. Полученная в работе [Л6] схема замещения для такой схемы представлена на рис. 4.36, в которой верхние Зf!аки перед Z~~) и z~в) соответствуют одинаковому, а нижние знаки различному или противоположному направлениям магнит - w w 'w А w • ных потоков в обмотках. ,---,r1-a_-,,.1 __ fl_'J _____,._г__ При анализе схем за - ь /'. z;, z; 2' Z.'•zr,J5 ; ,., Z;z z;-,z:;1 р' мещения, не содержащих индуктивных связей, обычным обрюом могут найти применение мето ­ ды эквивалентного гене­ ратора, преобразования треугольника в звезду и др. Однако даж~ для схемы двойного моста класса Б без индуктив ­ ных связей ( рис. 4.46) нельзя уменьши~ ь число контуров в схеме путём преобразования треуголь­ ни~<а в эквивалентную звезду без преобразова ­ ния не только параметров Р,ис. 4.4 . Эк•в.и,вален11ная схема для оп•ре-де- са маго моста, но и сопро- ления велич·ины Ar: " П7 Z • •, q) nростейш·его , б) двойного питающих мостов ТИВЛеНИИ И а• ЧТО. , кл а сс а 6 по методу «ра,вязки индуктивных · СВ1· ещё более затрудняет • зей» с указанием: 1) выводов реле и 2) контур- С · . /Ш!Х токов (узлы обоз_начены А , 6, В, Г, Д и 3). анаЛИЗ . Ледует указать,, .58
что, 1<роме сложности и громозд1<ости выводов расчётных ф9р­ мул. Ti.J 1\UЙ ме т ол не позволяе т воспользоваться результатами анализа асимметрии мостов класса А. 4.4 . Метод развяз1<и инду1<тивных связей без изменения конфигурации и чие:ла элементов схемы Анализ асимметрии мостов класса Б облегчается и делается более наглядным при замене двух индуктивно и электрически связанных обмоток в исследуемой схеме двумя эквивалентными комплексными сопротив,1ениями [Лб]. В отличие от указаного вы­ ше способа «развязки индуктивных связей», в котором две ик~ дуктивно и электрически связанные обмотки заменялись тремя отдельными сопротивлениями, в данном методе каждая обмот-. к а заменяется одним сопротивлением, в результате чего конф!:l­ r урация и число элементов исходной и эквивалентной схем сов: падают . Поэтому в название метода мы включили и его отли- ч ительную особенность . • • В соответствии с этим методом двухобмоточное реле (дрос -­ с ель, трансформатор) , обмотки которого представляют собой с опротивления, изменяющиеся в зависимости от направления _прохождения переменных токов по обмоткам, может характери­ з оваться пятью парами совершенно различных комплексных со­ п ротивлений обмоток в зависимости от· способа их включения и режима · передачи токов по этим обмоткам (рис. 4.1 и 4.5) . а) z;., 1r;) 4;) -Ч;J 1) Zi.1 l.,, 1,: Z!,, (D j(B) 11 ,., ~1 :1 z;,J8 <il г) ,., А ,, z;JI 2t:){ Рис. 4 5. Эквивалентные с х е м ы при двух пров.одной п ередаче ток ов: п) согл а сно м вк~1ючении аfi ;>. юток; б) встречНо м вкл ючении об ~,1оток; п о и однопровОд · ной передаче ток ов : в) вcтpeLI H O i\t , г) со гласном включении об м оток При двухпроводной (или шлейфной) передаче разговорные т оки ( п р ямой последовательности) проходят последовательно ч ерез обе обмотки (рис. 4 . 5а и о). При однопроводной передаче м ешающие токи (ну ,1евой последовательности) проходят через о бмоt к и параллельно и возвращаются через земл:ю (рис. 4 . 5в. 59 1
и г). Как известно, для последовательного соединения обмото к: с индуктивной связью принято различать согласное и встречное включения. Создаваемые в каждой обмотке магнитные ноток и · в первом случае совпадают по на;~равлению (рис. 4.5а), а во втором случае на;~равлены друг другу навстречу (рис. 4.56) . Очевидно, что согласное включение обмоток при токах прямой последовательности (рис . 4.5а) соответствует встречному вкл_ю­ чению этих же . обмоток при одно;~роводной передаче токов (рис. 4 . 5в) и, наоборот, встречное включение обмоток в первом режиме передачи токов (рис. 4.56) соответствует согласному в1ключеюiю этих же обмоток во втором режиме (рис . 4.5г) . Таким образом, обмотки, характеризующиеся собственны­ ми комплексными сопротивлениями каждой обмотки при разом­ кнутых зажимах другой Z' и Z 11 (рис. 4.1), в реальных схема х могут иметь при согласном включении и двух;~роводном или од­ нопроводном режимах передачи комплексные со;~ротивления соответственно z(n)' z ~ или z;o)c' z(o\c' а при встречном включении и тех же режимах передачи - соответственно z;n)-o ,. z;~Jв или z;oJ' Z'; 0 > (индекс в обозначает встречное, а индек с­ е - согласное включение обмоток). Из рассмотрения схем рис. 4.5 не;~осредственно следует, ЧТ G по абсолютной ,величине z;пJ>Z'>z;0J; Ziп>>Z">Z/0); Z1>z;п>в; . Z"">Z" • Z' >Z1 Z' •Z" Z" Z" • _ ,,,.. (11)в ' (о)с > (о)' (о)с> > (о)' (4.9) z;пJ + z;oJc; Z';,1J + z;'o)c ; z(п)в =1= z;oJ; Z/п)в =I= z;'oJ· Из эк.вивалентных схем рис. 4.5 видно, что в рассматривае­ мом методе вместо учёта отдельных параметров Z', Z11 и Z .., , для определения которых обычно требуете.я произвести четыре измерения" достаточно учесть одну пару эквивалентных пара­ метров при заданном режиме передачи переменных токов и из ­ вестном способе включения обмоток. В работе [Лб] доказано, что любvю из пр11вед~·нных выше пар эквивалентных сопротивлений можно выразить следующим образом : (4.10) где отношение тока во второй о-бмотке к току в первой выраже­ но коэффициентом i i:) mUJ=-. - fu) (4J 1)' а индекс (i) fiO в зависимости от режима передачи токов и способа
:включения обмоток обозначает: (о), (о)с, (п) или (п)в. В ра­ :венствах (4.1 О) верхние знаки соответствуют согласному, а нижние знаки встречному включениям обмоток с учётом режима передачи токов. Учитывая со о тношения (4.2), можно выразить выражение (4.11) в общем виде следующим образом: i (qJ d(qJ m_~~__ , l_1_ . (i)-j(PJ- d(PJ ' (4 . lla) (i) (i) -где индек·сы р и q обоз1начают контуры р и q, в которые входяt обе обмотки (о.п:на ~ в ко,нтур р, а другая - в контур q) рас­ сматриваемого реле (дросселя) . Таким образом, две индуктивно и электрически связанные обмотки в данной схеме 1) можно за­ м енить двумя эквивалентными комплексными сопротивлениями без индуктивных связей согласно равен-сtвам (4.10), если отно­ шение токов в обмотках удовлетворяет условиям (4.11), (4.11 а) . Очевидно , что для сложных схем значительно проще вычис• .лить коэффиuиент т (iJ' чем токи в обмотках, так как в вы раже• н ия (4.1 la) не входит определитель системы ур-ний (4 . 2а) . Выражения для параметров эквивалентных схем при ра­ в енстве то,ков в обмотках (ри·с . 4.5) легко определить из ф -л (4.10). Полагая ти> = 1, получим: a.J ~~ z; t~1 ••• ?' i(~J ! ~l)/(1) z4\ (А) 2 z;(O){ •1 ,.,41 2,., •1 'з, Zay: ZВ('он z;/(QJ 1( i; z .• 1r: 110) . 2 о) w ZroJ 1.\1 lг1z;; ь/' 2' Рис. 4.6. Схемы замещения: а) двух пар индуктивн" связанных и последовательно включённы х об ­ моток различных реле (дросселей) , 6) простейшего питающего мост !! класса Б при однопроводной передаче токов 1) Этим подчёркивается, что эквивалентность здесь не абсолютная, а от­ н осительная , поскольку коэффициент т (i) зав-исит от схемы включения обмо ­ ток. 61
- z;n) ~? .+, ZAt; z;-n) = Z"-f Z,;. .}. (4.12) z·(·) ~Z'- Zм; Z("п·) =Z" - ZM f.1В. .. 8 ... Характерной особенностью рассматривае~1оrо метода экви ­ валентности· · является возможность ·определения не только па­ раметров обмоток одного реле (дросселя), но и параметров не­ СI{Qльких последовате_л.ьно. - вкл.ючённых обмоток, заменяемых каждая своим эквивалентным сопротивлением или ОДНИМ, об­ щим для обеих обмоток - эквивалентным сопро тивление м (рис . : 4.6а). Другой -- особенностью этого метод·а является- лёг­ ·кос_ть физического представления эквиаалентных сопротивле­ ний (рис. 4.5) и возможность непосредственного измерения их . 4.5. Основные результаты исследования асимметрии пр.остейших питающих мостов класса Б Схемы замещения простейших питающих мостов •• в одкопроводко.и режиме передачи токов . Используя ур-ния (4.За) и (4 .5), а также выражения (4.6а), (4.11 а) , и (4.10) для схем рис. 4.66, можно получить следующие равенства: • где z;o)=Z'- т(о) ZA,:::::::; Z' - (1+2ат(о) )z,., 1 1 Z'+Z,,+1flza то = _z_п_+_z__. ._+ _W_z _a - ;::::; 1 + 2ат(о) 1Z . W_ ZaW а ------- z ----- т(о)--:Z+Z 'W ' 11- Z 2 -+- Za •а+W ~' 1 1 (4.13 ) (4.13а ) В соответствии с обозначением токов на схемах рис. 4.66 ,jl,2 + Л j\,2 1,. 2 - Л 1,.2 (4. 136) Таким образом, величина ат(о> = а.1 1 , 2 представляет собой от­ носительную разность токов в обмотках реле простейшего мос­ та питания класса Б. Учитывая знач _ени~ т,о 1 И ф - лу (3.3), мож­ но получить . следующие выражения для экв _ивалентных сопро ­ тивлений: ' .... ~ ··. {4.14} 62
Отсюда, учитывая (4.1 За), получим j - ., (4.15) Величину п (о) можно назвать коэффициентом преобразова ­ ния разности _ собственных сопротивлений индуктивно связан­ · ных обмоток в простейшем - мосте . Анализ ·. показал , что r раз ­ · ность эквивалентных сопротивлений достиrает наибольшей ве- личины при равенстве токов в обмотках, когда: ЛZ =ЛZ (о)макс (4.16) in ~!а· =0· при (о) ' т(о) Следовательно , чем меньше величина Ctm<o>, т~r,( более близ­ ки между собой разности собственных и эквивалентных сопро­ тивлений обмот,ок ( Л Z и ЛZ( 0 >). Для оценки величины ат<о> были О1пределены преде:;1ы изменения сопротивленин Wz а в диапазоне наиболее важных частот -при телефонном аппарате ТАН-5 - МП и различной длине абонентсt,ой линии ; для кото­ рых нсегда справедливо условие 1wz1 - ;1wz1 <<1z±zм\• а ,иа,сс а ~ин. Как известно, измерения индуктивности обмоток реле, по ко ­ торым одновременно с переменным током проходит_ подмапi'и ­ чиваюший постоянный ток , обычно не производят с высокой точ­ . ность!Q [ЛЗ7]. Точ1:10. так же, ,В указанных УСЛС\\3ИЯХ практически трудно производить измерения величины Z,, реле с ·,1огрешн·о­ стью менее 10%. В связи с этим , учитывая неравенство (4.17) , оказалось . вполне допустимым определя_ть а.т <о> с nогрешно ­ стью менее 3--+- - 4 % 'и при наиболее неблагоприятных реальных условиях, полагая Wz а = Rо~ 500--+--600 ОЛt. (4.17а ) Эквивалентные параметры поперечных элементов составно ­ го простейшего питающего моста (рис . 4.26, 4.ба) могут быт ь определены по.: формулам: - - 1(Z' +Z" ) +-z - ' (Z<A>-,- Z(В>) 1 ZAB(o) - 2 АВ(о) : АВ(о) =ZA .. ~ .. . ..м+м ' (4. 18) 63
где ZA+Z8+R0-(Zif>+Z~8>) ;::::::;: ZA+ Zв+Ro+(z1AJ + z'13>) z~~> =+- z~f> ;::::::::1-2----------- zA+ Zв+Ro+(z1A> + z~') (4.18а) 3:десь верхние (или нижние) знаки перед Z!,.8 > соответству - ют различному (или одинаковому) включению обмоток обо - их реле. Схема замещения составного простейшего питающего мос­ та с симметрирующей обмоткой, нключённой через раздели ­ т елъчый конденсатор, представлена на рис . 4.7 . Отношение то - а) ' Рпс . 4.7 . Схемы замещения со ­ став,ноrо простейшего питающе ­ го моста класса Б с симметри­ рующей • обмот-кой и конденса­ то,р,ом пр,и однопроводной пере • даче 'ГОКОВ {) w w В) 1,,/ 't w ;' i,t \1• ,.•J -r,; Zк/1•111, jn •11 !,) ,, Za (,J Zк f(·l)r, к ов в обмотках реле этого моста можно определить из выра- • жений где т= к(о) r, Z1 ~ Zк1 Zкt l'к(о)= z+Zм+W :=.:::; -z -am(€). z Z+Z,.+R0 Л1 а Тогда эквивалентные параметры обмоток можно представить в виде: ... _ _ ,1. ! z(к>1(Z'+Z") Z• (1)=2 (О) (С)=(Г)• (4.19а) 64
Таки1м о<браз,ом, !При включеi-I·ии разделительного канденсато­ ра 01стаётся неизменным ·. тольк,о среднее экв,и•валентное сопро- тивление обмоток z;:;. Раз,ность же эквивалентных 1парамет~ ров обмоток может измениться значительно. Поэтому нельзя счита ть, что включение дополнительного -конденса тора после ~ довательно с симметрирующей обмоткой реле не влияет на сим ~ метрию моста вследствие малого сопротивления конденсаторf! разговорным токам в сравнении с полным или индуктивным со ~ противлением этой обмотки. Определяя параметры эквивалентных поперечных элемен­ тов для схемы р.ис. 4.76, можно получить;_ zк(О)= ~- (Z;O) +z;-0) +Zк.) - z;o, + +zк,;::::::;z - z., ++zк, 1 лzк(О) = +[(Zf~I + zк,)- Z\~l];:::::; ( лz + +zк,) п(О) ' ·, (4.20) Следовательно, параметры эквивалентных попереч'ных эле­ мен тов можно представить в виде z~" ., zi;J~z,, ~ z,10, +лz,10, ~.z;" -~ +z,,(1+п,,,)1· zк(О) = z(O) = zк(О) -- л zк(О) ;::::::;l(O) + 2 zк, (1 - п(О)) (4 . 20а) Так"им образом, если последовательно с одной из обмоток простеише rо моста класса Б (рис . 4.66), характеризующегося эквивалентными сопротивлениями z; 0 ) и z;o>' включить сопро­ тивление zк, (рис. 4 . 7а), то поперечные <Jлементы в схеме за­ мещения полученного составного моста (рис. 4.76) можно пред ­ стави ть для каждой ветви в виде носледовательного соедине­ ния двух сопротивлений : Нетрудно видеть, что нключение сопропшления 11зменило разность параметров поh'::речных элементов составного моста не на Z к,, как было бы в таком же мосте KJlacca А с сопротивле- ниями отдельных реле Z1 =Z;0 > и Z2=Z(0 > (рис . 4.66), а всего 1 лишь н:.~. п(о)zк,' т. е . в -раз меньше. К примеру укажем, что • n \O) длярелеАвЛИ ра,в,на О, 1. 5-651 АТС-47 абсолютная величина п (о}-примерно 65
Полученная закономерность, полностью подтвержд,ённая про­ изведёнными измерениям1и, является важной особенностью пи­ тающих мостов класса Б и обусловлена свойством обмоток на общем сердечнике частично выравнивать эквивалентные парамет­ ры обмоток при однопроводной передаче ' токов, т, е. симметри­ рующим свойством этих обмоток. Несмотря на такое св-ойство, наличие до п олнительного кон­ денсатора может значительно изменить эквивале н тные попереч­ ные элементы моста, так как реактивные составляющие сред­ н их сопротивлений Z (о) и Zк(о) не совпадают: 1 Х(о)= w(L-М);Хк(о)= w(L- М) - - - , - (4.21 ) 2w С1 rде L - среднее значение · индуктивности -обмоток; С 1 - ёмкость конденсатора. Существенно, что противоположные частотные зависимости величин х, х ·" и сопротивления конденсатора Z к, могут обусло­ вить в одной полосе частот индукти в ный характер среднего ком ­ плексного сопротивления эквивалентных попереч н ых элемен­ тов, в другой полосе частот - ёмкостный характер, а на одной частоте - чисто активное сопротивление . Для примера укажем . что для реле А в ЛИ АТС-4 7 на частоте 1ООО гц х (о) оказало.:ъ индуктивным сопротивлением, равным 60 0111, а хк<v> - ёмкост­ ным сопротивлением, равным при С 1 = 1 мкф - 19,5 ом. Обычно неизвестно, какое сопротивление обмоток больше : Z' или Z", так как паспортные данные этих обмоток одинаковы . Очевидно, что при включении конденсатора к обмотке с мень­ шим собственным сопротивлением (Z' <Z") в ф-ле (4.20) сле­ дует поменять знак перед ЛZ. Тогда ЛZ('> =- 1 (Z('> -Z(''>)=I-ЛZ--!-_!__z \п = к(с) 2 к(о) к(о) \ 2 _к1} (о) =-(лz+i-1-\. (4.22) 2wC1 } Соотношения (4.20) и . (4.22) показывают, что включение конденсатора может и уменьшить разность сопротивлений эк­ вивалентных элементов рассматриваемого моста класса Б , ког- дах'>х"ихлz> -1 - , и 'увеличить её, когда х' <х". Следова- 2wС 1 тельно, такое включение может резко увеличить асимметрию этих элементов . Nlетод измерения эквивалентных сопротивлений «симметричных обмоток» реле в различных режимах передачи токов Разработка такого метода диктовалась необходимостью экс­ периментального подтверждения метода развязки индуктивных 66
связей без изменения ·конфигурации и числа элементов схемы , и физической реальности самих эквивалентных сопротивлений ин­ дуктивно связанных обмоток в различных режимах передачи переменного тока, а также необходимостью получения зависи­ мостей этих сопроти.влений от частоты и тока подмагничивания. Практические измерения на созданной- измерительной ус­ тановке дали обширный фактический материал и позволили впервые непосредственным измерением . определить с достат()ч­ ной для практики точностью комплексные сопротивления обмо­ ток реле (дросселей) в последовательном и встречном режимах передачи токов. • Разработанный метод основан на двойном применении прин­ ципа 3 напряжений [Л38]. Поэтому он был назван [Лб] двойным методом 3 напряжений и заключается в определении модуля и уrла эквивалентного сопротивления каждой обмотки реле (дрос­ селя) по результатам измерений разности потенциалов между точ;ками 1-11, 11-IIJ, lll-lV, IV-V и V-IJJ (рис. 4.8). При r с 1шL щ;т,~ uг 8m1~ сliс !(онтантноr 170/Jl' Рис. 4.8 . Принци,пиалыные схемы для ,измерения ком­ пле ·ксных сопrотивл~ний индуктивно связанных обмоток: а) в однопроводно м (встречном); 6) двухпроводном (согласном) режимах передаче nеμеменных токов при на.r~.ични nодмагничи~ вающего тока; в) схема коммутации лампового вольтметра при помощи вращательного переклюqателя Гпри измерениях согласно [Л26] необходимо обеспечивать постоянства ампер - витков пере - менного тока (AW~ = 1 -;- 1,5 ав)] измерении ла1:v.повым вольтметром с высоким 'входным сопро­ тивлением (не менее 15 раз большим измеряемого сопротивле- 5* 67
Ния) ра,бочий режим в схеме практически можно считать неиз­ менным. Поэтому сопротивления 2( 01 и z;~J или z;п> и Ziп) оп­ ределяются с достаточной точностью и наибольшим приближе­ ~шем к реальным рабочим режимам в схеме . Схемы измерений .в однопроводном (рис . 4 . 8а) и двухпроводном (рис. 4.86) режи­ мах характеризуются полным разделением цепей постоянного тока от цепей переменного тока конденсаторами и дросселем Др с высоким входным сопротивлением во всём разговорном спектре частот (при подмагничивающем токе ЕО wa Z 1,, >300 ком при измерении z(n) и порядка 100 тыс . ом при измерении z(o)). Для удобства измерений может быть применён плавный бы­ стродействующий переключатель (например, искатель типа 1ПИ), с помощью которого достигается быстрое переключение лампового вольтметра (рис. 4.8в). Повторные измерения осу­ ществляются весьма просто повторением цикла переключений . Наибольшая точность обеспечивается при равенстве сопротивле­ ний R средней величине измеряемых сопротивлений . Для питаю­ щих реле шнура АТС-47 в однопроводном режиме прохождения токов R:::,::500 ом, что соответствует условию (4.17а) . Полные сопротивления Z ;iJ' z;~J и углы cp(i),cp ;'1> обеих обмоток для указанных режимов измерения определяются выражениями: (4.23) Практика показала, что данный метод позволяет непосред­ ственно во время измерений (до каких-либо расчётов) всегда иметь полное представление о величинах измеряемых сопротив­ лений обмоток, вследствие чего обеспечивается наглядность из ­ мерений и возможность сравнен ия параметров обмоток при пе­ ремене режима передачи токов . При этом следует учитывать, что указанные параметры определяются без измерений значе­ ний Z1, Z" и Z м а наrлядность, простота и лёrкость соблюдения заданных ампер-витков постоянного и переменного токов дела­ ют двойной метод 3 напряжений весьма эффективным для иссле­ дования различных вопросов асимметрии мостов класса Б, а также для контроля в условиях производства качества выпуска­ емых реле и целых приборов в отношении величr1ны их произ­ водственной аси-мметрии, определяемой по формуле 68 И'~И" Ac{np) - ---И-- -. - (4.24)
Следует заметить, что использовать для указанных измере­ ний мостовые схемы оказалось затруднительно, так как пр·и ус­ тановке на нуль индикатора происходит изм.енение соотноше­ ний и величин то·ков в обмотках. Основные результаты измерений параметров «симметричных обмоток» реле РПН в различных режимах передачи токов Не имея возможности рассмотреть данные многочисленных измерений, приводим лишь их основные результаты, представ­ ляющие наибольший интерес. На рис . 4.9 и 4.10 показаны кривые изменения параметров обмоток одного из испытанных реле А (А (!J) ЛИ А ТС-47 (с якорем и без я•ко·ря) в однопроводном ре­ жиме передачи токов и кривые составляющих собственных со­ противлений обмоток того же реле в зависимости от частоты и тока подмагничивания. Из этих кривых, а также из других дан­ ных измерений установлено, что в однопроводном режиме эк­ вивалентные сопротивления r;o)' r;'0 ) и z; 0 >, z;- 0 > близки к сопро­ тивлениям обмоток постоянному току R' и R", а углы ч,;0> и ч,;'0> в полосе частот 300-1400 гц не превосходят 15-20°, парамет­ ры z;0> и z;·0 J сравнительно мало зависят от тока подмагн 1ичива­ ния и для слоевой на,мотки обмоток характерны условия: R'>х;0>,R">х;~>} '10J > x;OJ' r;~> > х;·о, (4 .25) Кроме того, параметры обмоток при наличии и от,сутствии якоря значительно отличаются между собой, так как сопротивления магнитной цепи и потоки рассеяния в обоих случаях различны (ер., например, значения х/0 , при 300 гц). •При тех же условиях собственные сопротивления обмоток и их составляющие характеризуются резко выраженными зависи­ мостями от тока подмагничивания и частоты, углы q:/ , q;," пре­ вышают 35°, полные сопротивления z' и z" и их активные и реак­ тивные составляющие r', r". х', х" значительно превосходят со­ противления обмоток постоянному току , т. е. z'>r'»R', z'>х'»R, z''>r"»R", z''>х"»R", (4.25а) величины JЛZIиIЛr\з·начительно превосходятIЛR\ и \ЛZ<o> \ и незначительно зависят от допусков на сопротивления обмоток постоянному -гоку. Вследствие этого ука3анные допу,ски не могут существенно влиять на величину Аг, если при её расчёте учиты­ вать лишь собственные сопротивления обмоток , и могут иметь преобладающее влия·ние на величину Аг при расчёте её с учё­ том реальных параметров обмоток в однопроводном режиме передачи токов. 69
f/00 100 I·c filfupeм O·tJeз JllfOPII а) !ОООгц ЗОflгц зоогц Рис. 4.9 . Экспери­ ментальные к·ри­ вые зависимости параметров обмn­ ток реле А (1) ЛИ АТС-47 в однопро­ водном (встреч­ ном) режиме от тока подмаг1-1ичи­ вания и частnты (R' = 483 ом. R"= ·""495ом;I- сяко­ рем, II без о /0 lD 30 '10 !iOl'lalл ' якоря) (jЛ(l ' ---' ---'' ---' ----'- _. __j/1 О !() 2() JO 1/() 5();,,а r'-IP'o,11 ( а) !~ 9 1--.,,_аа::--т--т--т--r-т--т--сг r'J ,о 9 8 7 - ,,. - §) .. - 6 i-- .P ,-..lc- ~--t-t--+ --+ --+ --1 --1 7 ,-:P,...., . .. -f',,?k--+ -J-t -+- -t- -1 о ,-:::p..J,.- -f'>...+''<-"1..- 1-t -+ --t --i 5 1=1---<d- .P- .± -''<i-'"-sJ"'"<::l--t-i --i ч l=r--P -R-~""'-::-'!'--..t:="'t"'-+c~ -- з 2 20 З!J 1;0 5 9 з 2 - - !00 iп о ID ?О JO '10 .fQl'fa rr';;,oм 600 JDD/Jщ !PDQ 5//0 JDP l/f!U'---'---''---'----'-....1...,,- iл О!О'?О30i;O5Ома б) ', ......___ ,\ '- .. "-\ - "- .\'~ '\ \,~ '-- - -- .t::-,,_ '\,, "-. . ~ ~~ '- - --- ~ :::=: ..... _ 1 r-- - - ' ! - J;or;, 3000 - 2NJ01 !Bfl&l t20flг f(J(}fl! ц гц ц ц ц '11 li . 8flll, J(JP, "' к(} , !ll '0 01'1 ?О J(} 9() " Jfl,.,o iп г - -- -- --с::::: ::::- -- ...... -- - = :::- - - ... .... .... .. - - ::-- :::-- ._ - ~ --- - ---- --- --- - - - - l4 lц гц 34fl(J 'f l(J{} 21;(}(} -'t80f}гц гц !lflfl flгц ц гц f(J(J JOfl г J{}(J 7 6 5 3 2 - --- -- -- - --- - -- - - ::::-- :::::::- --- - ""' """ - - - - - ~ з~аfJ,ц 'flщ 'flгq '(}гц зоа гм !80 !?О !00 800 J(J(J '(}гц 'Огц гц ,,. jlt J,' Q t/J ?О J/! J(J,ra {} !/7 2/l J{} М <Омq, {. Ри,с. 4.10 . Эксперимечтальные кривые завμсимости реактивных и ак ­ тивных соста,вляю щμ х собственных сопротивлен·ий обмотох реле A(l) ЛИ АТС -47 от тока по'!магничивания и частоты (R'=483 ом, R"=495 ом с якорем) 70
Измерения показали, что параметры обмоток реле _ неqбхо­ димо учиты вать при наличии якоря, что соответствует реальным условиям. Из рассмотрения кривых рис . 4.11 видно, что aJ даже для ' ll - 1, V N '/} / ,, ,v - (J "(} (J (J ,~о\ i\I ltllfl Ш/lfl 98fl . 96(! 91,(J 9ltJ ~i---" fL. \...__. ./ L-- i-- V .,, - fO?· 1/l!l. g9 95. 9'1 g2 , 9(/fl f.г ,l ц 900 ц lfltlfl JtJ(J!J !J !(lfltl ZtJflfl J!l!JtJ (/ 1/l/l/l Х(о) ОМ ' /? о) х;;)о,.,, Jflfl 500 Л/ 1/1 '/ 1/ 2/J(J lf(J(l f{l{l ) / . JtJO /l .., ,v /, t/ 2 ,,.v ... r2,, j ·!О. ..,, / !/JO / /1/ - 20'l 1../ f.гц о lll/l/1 lflflfl Nlll/ Рис. 4. 11 . ЭксТJериментальные кривые зависи,мост~;) от частоты эк,виJВалентных с,о,nрот,и,влений r(n), r п и х;О) , х;;,) обмоток реле ИЛИ АТС-47 при включён­ ном (/) и вык,1юченном (//) кон.'lенсаторе в цели / обмотки (R' = 985 ом, R"=990 ом, fп=О) реле с высоким сопротивлением обмоток постоянному току (R""'" 1000 ом) включение к одной из обмоток конденсатора в 1 мкф вызывает изменение не только реактивных, но и активны х , с оставляющих сопротивлений z;n) и Zi~) ' так как реактивные со­ п ротивления х;0) и x;~J могут иметь различный знак, вследстВ"и е чего разность l 2л х(о) 1 = lx; 0 ) -х/п) I достигает значительной вели­ ч ины, в особенности ниже 1200 гц (например, на частоте 300 гц 71
j 2Лх< 01\ ~300 ом, на частоте 1000 гц - 225 ом, а при отсутстви и конденсатора Л х<и) = О, так как х;,,) = х;'0) = О). Измерения и исследования показали, что существующие до­ пуски на сопротивления «симметричных обмоток» постоянному току являются одной из причин сравнительно высокой величины Ас питающих мостов класса Б . Формулы для расчёта величины А с простейшего моста класса Б Применение метода развязки индуктивных -связей без изме ­ нения конфигураuии и числа элементов схемы значительно об ­ легчает исследование асимметрии питающих мооов класса Б , так как позволяет заменить схему моста класса Б экВ'ивалент ­ ной с х ем.ой моста класса А и применить для анализа выведен­ ные для последних мостов формулы . Очевидно, что для схемы рис . 4.66 можно использовать ф-лы (3 .15) и (.3 .20), если в них параметры Z1 и _ Z 2 заменить соответств_енно __ п~раметрами z;0 } и z;·0 J. Тогда точная ·и п~иближённая формуль! примут вид: 1 WZa ( z;O) - z;~,) 1 Ас= _Z _a_(_z~;o-)+_w _)~(-z~; ~- )+-w '-- -,-) -'- +--' --- 2-w-z.. ..;.:O--' -)-z(~,~)-+ _w _2 _( ~z~;O-) -+ -z~;-~ )-) ' (4•25} ] 2Л Z(oi ZaW 1 Ас= (Z(O) + W) [Z,,(Z10J+ W) + 2Z(OJ W • Согласно результатам измерений для «симметричных ток» реле (дросселей) справедливо условие \ C\OJ 1 = 1\~;:) 1~ 1Л; 1~ 0,05-+- 0,07. (4.26а) обмо - (4.27) Вследствие этого допустимо и uелесообразно применять для расчёта и анализа ф-лу (4 . 26а) , обеспечивающую весьма высо ­ кую точность (погрешность не выше 0,5 % ) . Из сравнения ф -л (4.6), (4,7) и (4.26) видно, что расчёт величины по последни м формулам значительно проще, чем по лер,вЫIМ . Зависимость величины Ас от сопротивления приёмника Za Как видно из соотношений (4.13), в простейших мостах клас ­ са Б параметры Z ;0 > и z;• 0 > зав·исят от сопротивления Za , пр и увеличении которого несколько уменьшается величина ЛZ 10 J • так ,как при zа-+ 00 wz а -+ w и 1!J.m(o) [W z- w] -!J .m(o) 1 >о.Однако а анализ показал [Л6], что преобладающим в изменении числите- 72
ля и знаменателя ф-лы (4.26а) при изменении сопротивления Za является изменение знаменателя. Поэтому указанная для мостов класса А закономерность сохраняется и для мостов клас• са Б. Таким образом, величина А с питающего моста любого клас­ са ·находится в прямой зависимости от сопротивления Z а и до " стигает наибольшего значения при отключённом приёмнике, когда Za=oo. Вследствие этого выводы, указанные в разд. 3.3, еправедливы и для питающих мостов класса Б. Зависимость величины Ас простейших питающих мостов с обмотками слоевой намотки от нагрузочных сопротивлений измерительной схемы Как уже указывалось в ф-ле (4.25) величины x;~';'<R'("). Вследствие этого условие (3.26) не имеет места, так как х(о) < za для реле со слоевой намоткой обмоток. Мосты класса Б с ука­ занной намоткой хараюеризу­ ются зависимостью области Ас ма~с= f (xw) от сопротивления rw (рис . 4.12). Однако область Ас ма~с невелика при изменении r w от О до 300 ом, 'В1Следс11вие чего кривые Ас =f(x w) имеют _ максимум практичес1ш при од­ ном и том же значении угла сопротивления (Z(o) + W), ког­ да справедливо следующее ра­ - венство: . г ~(О)+\\7((О) • ) XW(m) ...... ,xW(m) -г- ХW(т)-Х(о), (О) (4.28) где х {l\m> - величина x 117 (m) при rw =0. При rw<;:200 ом x\V(m) ::::::500 ом и ширина обла­ сти Ас wакс = f(xw) не превышает д, %, 1/,5 3,8 3,б 3,1/ ц з,о 2,8 2,Б z.1; г.г г.о rw•U 1/ \. I!\ 1 \ 1 1 rw'fQa /1~ 1 V11 / 1 1r~·?oa / / ,., ,- 11 ' J 1 :~ 1'300, /1/ ~:1 1 /1/111 7 '•i f,j(5Dflro5A', 'l • f(J~ (//11 ·JIJ' 1хч,/·250111 1\ \ 1\ ['. _ 11. 1" "' \' r---.. ['. _ \.. .. . 'r--.., к Т--........._ 1'-- т--..... ·с~ ~ ?J,~ Х' - ,r.,, 1,В/l12,1 ,11.J5789!NQ'!rJ, Рис. 4.12 . Кривые зав1и1си,мости величины А с простейшего пи­ тающего моста класса Б со сло­ евой намоткой обмоток от Xw при различных значениях r w -1 20 ом. Расчёты показали, что при <р 0 <30° и х(о) просто величину x~lm) определить по формуле < Ха наиболее х(О)~z 1/ Za W(m)......, (О)V 12z(O)+Zal ' (4.29) 73
являющейся частным случаем решения задачи по определению условий максимума Ас =f(xw) . Экспериментальные иоследова - ния полностью под-гвердили справедливость ф-л (4.28) •и (4.29) и вывод о том•, что величина Ас простейших ,мостов к.1асса Б с обмотками , выполненными слоевой намоткой, достигает макси­ малыrого значения при невысоких значениях xw, характерных . для наиболее длинных абонентских кабельных линий (4 - ; - 5 км) В f!ОЛОСе 800 -+- 1100 Щ. Такая закономерность является весьма 'Важной отличительной особенностью этих мостов, п·оско.пьку она означает что величи- . на Ас ,может достичь максимума при наиболее неблагоприятных услоЕиях в разговорном тракте, когда из-за снижения уровня полезной мощности становится более ощутимым мешающее дей­ ствие шумов , обусловленных станционной асимме11рией . Зависимость величины Ас простейших мостов класса Б от способа намотки обмоток и конструкции реле В практике телефонных станций известны ·и находят приме­ нение следующие три основных способа намотки индуктивно связанных обмоток реле : • l) концентрическая (рис. 4 . 13а), когда одна обмотка намо­ тана поверх другой и обмотки отличаются диаметром провода 74 • (например, в питающих реле ком­ мутатора ЦБКУ и др . ); 2) секционированная (рис . 4.136), когда каждая обмотка _ распола­ гается на своей части сердеч­ ника (питающие реле АТС машин­ ной системы завода «Красная заря» и др.); -= oJ =-= Рис. 4.13. Схематическое изображение коннентр·и • ческой, rекнионирова.нной и •слоевой намотки дв у х- обмоточных ·реле 3) СJ1оевая (рис . 4 . 13в), когда одна обмотка расположена между двумя полуобмотками другой (при­ меняется почти во всех современ­ ных АТС) . •• Измерения показали , что в по- лосе частот выше 450 гц величина А, АТС машинной системы значи­ тельно ниже величины Ас АТС-47 даже пnи добавлении сопротивле­ ний по 300 ом к питающим реле А в JГИ и ЛИ АТС-47 с целью вырав­ нивания сопротивлений этих реле в АТС обеих систем. Такая особен-
ность могла быть вызвана конструктивными особенностями ре­ .ле либо ·особенностями и х намотки. В связи с этим . было произ­ ве дено специальное исследова­ ние зависимости величины А с •ОТ с пособа намотки обмоток и конструкции реле, основные результаты котирого к ратко язложе ны ниже. Из кривых рис. 4.14 видно, 7(/ 5!1 50 411 111 !Q i/1,7 ,, .. /li Il l-r--.. ), 17Л 1,-0 ', r..,·O С~•а!551fЯЛ ~ .... 'l°"- ....... , ..... ..... i'-- .. . ......... ....... i---- l1l -........ t - . . .' о ч то v питающих мос тов со слоевой намотк ой обмоток ве- '11 -z r 1:- ~"' - г--.;;; vif "' 11 .личина Ar з начи те ль но выше, азо,,"•1 г чем у мосто в с секпионирован­ н ой намо ткой обмоток (ер. кривые / , VI и V, VII), отли- ч ающихся наиболее низкими :в еличинами Ar , несмот ря на i:o , что ·специаль н о изготовлен- Ри,с. 4.1 4 . э~опериментальные к·р.ивые зависимости величины Ас различ,ны х простейших ,питающих мосто,в от ча­ стоты (-нумераuия кр,ивых с-0011ветст­ вует •условн ым но, мера,м мостов в табл . IJ ное реле 9 (см. табл. 1) имеет те же паспортные данные, что и р еле 1а. В полосе частот ниже 1750 гц реле 13 с концентрической н амоткой (с выравненным сопротивлением первой uбмотки включением добавочного сопротивления) ха рактеризуется наи - lfl!I1-+--1-+..k---+--+--J во L___.JL __>L._.JJ__ _L . .. . .J !20'--" ---1 ---+ ---+ --1 100>--.h-~-+---+--1 811 ~~--=~±--1 50 ц50 4/l Ll._j___j_,;<:__j_2\.Д.---I ц ?О L-+.L~:....Ь..4-i 11.116 (Щ IJ,/81}.24 IJ,Jм~ II 0.!16 аrг (J/8 /J,?f !J.J,,'нrp о, г) 1/, о/. 5!1 /.. - t:::-- зоо гц , 17го. Огц r1,~'Ог r-:::., J....- -~-1',,г_~ f(J ~A,.L-!-- Jгц!О !/ - /J CwQ с" QОб ОД 1//8 (J.21• (/Jмнrр 0,06 11,!с ll.18 C,N С,Jмке JJ 20 10 ~о/.. ( (\/ 1 \ 1' -. .. .. , !1!_0';. 6flflt (}, ц 'Ощ /(},'{)(},ц ,., 211 f/J "(}(} с: О (}гц О (206 O,fl /118 ll.2 • ';jj,,,,,~ ,4,- %, JO(J." , . ,_, ' бО!J 11 1'/. ·' l'VV. ~ " "" ,,., ,..,._ 1"11,'!- 'f/ з "'"" flllб (2!2 0)8 llN f1J1щ1 Рис. 4.15. Экспериментальные к,ривые зависимости величи·ны А с различных простейших питаюших мост о1JJ от ча1стоты и ём,кости С 117 при i1=rw =0; а)мостNo!,б)мостNoIV,в)мостNoVI,г)мост No!!,д)мостNoV,е)ыост NoVll,ж)мостNolll 75
-i а, Услояный номер моста 1 II III IV V VI VII ус.ловный номер Ja 2 Jб 4 13 7 5 9 Таблица · 1 Данные поперечных элементов основных простейших питающих мостов Реле моста сопротивление, ом 1 ЧИСЛО - RИТКОВ ди11метр Способ намотки и тнп реле R.' R" обмотки провода , А<А! ; 504 564 6700 о, ]2 Реле РПН, (соответствует намотка слоевая реле JJИ АТС-47) 484 487 6700 О, 12 Реле РПН, намо1ка в два провода одновре - менно 536 - 6700 О, 12 Два отдельных реле РПН - 446 6700 О, 12 453 479 6700 О, 12 Реле РПН. намотка концентрическая 838 895 8400 О, 10 Реле типа 100 с я1<орем ножевого крепления, намотка секционированная ] 126 1037 8400 О, 10 Реле РПН, намотка слоевая (соответствует реле И в ЛИ АТС-47) 485 492 6700 о, 12 Реле РПН, намотка се1щионированная
большей величиной Ас (см. кривую ГV). Представляет большой интерес также з·начительное снижение величины Ar у реле 2 (кривая /!) по сравнению с реле la и 5 (криные / и V/). Это свидетельствует о преимуществе . намотки в два провода, ко­ ·торая иногда называется «паралледьной», в сравнении со слое­ вой намоткой даже для реле с большими . сопротивлениями об- - моток, например реле 5. Характерно, что максимум у кривых / , IV и VI наступает примерно на одной и той же частоте и кривые имеют одинаковый характер . Практическое совпадение кривых V и V/1 для реле различной конструкции, но с одинаковым спо­ со бом намотки, и реэкое отличие этих кривых от других показы­ 'Вает, что способ намотки оказывает несравнимо большее влия ­ JIИе на величину А с , чем конструкция реле. Z·f0 3oм 12 11 1{} g ,8 . 7 5 5 4' V1/ /V / .~o.JV i~V ,G~ -, ,, V lf" у;,, 0во~ ~~ ~ L ~G Lt~U. ~ ;1"z., ;f,) 41#" о ;,' 1,,,-(~~~ Ко111111ест!о бfJmlftM б llP,. ,Oll нах ре11е· з /4~ >-- РЛНfll)l'.97,w,!311 /lli/#. 1/ т11па !/J!J ')-8 2 /. ,~ -' 1 1-7 ,nu11~1(!71i 111/еJ,,,оя~ е fl'/З;номотна ll Рtле~/а: HQ. ,' /0 /l}HO {:IIOt',7 0 /? Q,3 0,5 0,8 f г Z,,, .. .fгg , J/ll 'f 7/J' 6/J' j(J' ., J!J' 2/J' {' t ='! '1⁄4, 1,1 ,,·' u_'J,j ... '1;1 I 1/' 1~ Ь(, .it,J ~v/ fJ,3 0,6 0,8 ! dJ JJPПP Лf.?/ ,;; ,; ~v - r: ~ - ./ 1...- " ~ ~: . /'1fiлeN!a1-- 1,/ " 2 Рис. 4.16. Экопериментальные юри:вые за•.зи­ си.мост и э1ш,и,валентных комплек,сных сопро­ ти,влений обмо'l'ОК реле с различны~, спосо­ бом намот,юи от частоты при i п=35-40 .ч а 77
Из сравнения кривых рис . · 4.15 видно, что характер зависи ­ м остей Ас = f(C w> для мостов с обмотками слоевой, концентри ­ ческой и «параллельной» намоток (мосты /, !!, IV и V/) практи ­ чески совпадает и резко отличается от х арактера аналогичны х зависимостей мостов с обмотками секционированной намотки _ У nослt'дних мостов кривые имеют максимум в полосе часто т 800 - 1000 гц на наиболее коротких абонентских ли ­ ниях (Cw ~ 0,1 мк:ф) , как и у моста класса А (No III), что харак­ терно только для мостов с высокими реактивными сопротивле ­ ниями поперечных элементов. Результаты измерений полность ю подтвердили предположение о высоких значениях эквивалент ­ ных параметров z; 0 ) и z;~) обмоток реле с секционированно й намоткой . Из кривых рис . 4.16 видно, что реле со слоевой и конценrμической намотки (/а и 13) по своим эквивалентным параметрам z; 0 ) и z;~, резко отличаются от реле с секциони ­ ро1ванно-й :на•мотк·ой обмо•т-о,к (7 и 9), у которых эти ,пара1метры значительно превышают сопротивления обмоток постоянн()му то ­ ку . Это свидетельствует о том, что обмотки первых реле имею т значительно более сильную магнитную связь, чем обмоТ!ш вто­ ры х реле (согласн,о измерениям, у реле со слоевой намотко й zм ~О,9 z, а у реле с секционированной намоткой z,,,:::::.0,5 z) . Анализ показал , . что условия максимума Ac=f(x w) простейс. ших мостов класса •А и класса Б с обмоткасvш секцио­ нированной намотки совпадают и практически выражаютс я равенством (3.26), так как у этих мостов x>za и x 10 )>za 1). Очевидно , что для последних мостов при замене сопротивлени й z И лz И ИХ СОСТаВЛЯЮЩИХ С0Пр0ТИВЛеНИЯМИ z(o) И лz(О) И ИХ СО ­ СТаВЛЯЮЩИМИ условия (3,26), ( 3.26а) и другие основные соот ­ ношения и зависимости, кроме равенств (3.27) и (3.28), оста ­ ются справедливыми . При этом с.nедует указать, что реле с сек ­ ционированной намоткой, каh и однообмоточные реле, характе­ ризуются значительной зависимостью параметров обмоток от тока подмагничивания . ✓ 4.6 . Основные сведения по асимметрии двойных мостов класса Б Схемы .з амещения двойного питающего моста класса Б Схемы з амещения двойного моста для вызванного абонент а пред'ставлены на рис . 4. 17 . При определении величины А , дл я . другого абонента достаточно ,поменять местами 1в исходной схе ­ ме рис. 4.2г обмотки первого реле с обмотка ми второго реле. Оче­ видно , что этому соответствует взаимная замена параметро в обмоток первого и второго реле в последующих соотношения х . 1) Как уже указывалось, для про стейших мостов со слоевой намотко й ха:рактерно ,п,рот,ивоположJюе неравен.ст.во х(о) < Za· 78
Определяя отношения токо•в в каждой паре обмоток в исход­ ной схеме по методу контурных токов с использованием ра ­ венств (4 . За) , (4.10) и (4.11), можно пuлучить а} z; 2 w с, !i 1 Z~(b) w 41 z;toJ Cz h!' oJа I .z; t' z;2 w1 t z,:;ro; w h f'Zк, 8) лz, i'j z;2toJ 11, .,,1 з i" ! z;~м ·лZк Zкг :,' . Рис. 4.17. Схемы замещенш1 ДВОЙ>Н'ОГ'О питающего ме-ста класса Б при опре­ делении велич ,ины А с для выJванного абонента : а) исходная схема замещения , 6) преобра­ зованная cxei\·ta замещения , в) схема с эквн~ ваJiентными нагрузочными сопротивленинми c,ml(O) ЛZ1 с,,т!(О) - _Z _1 _+_z-,-~~>~--j~--W -, --~- a лw~o вiml(O) - (4 . ЗОа) 79
am•(O) ДZ2 л w;, ~m'(O) - Z + z(2) +W" 2 м Z" (4.306) (4 . ЗОв) , (4 . Зlа) (4 ,316) Тогда эквивалентные параметры обмоток можно определигь из ,выражений : В выражениях (4 . ЗОв) и (4.З!в) верхние знаки соответству ­ ют включению в верхние ветви моста обмоток с большими соб­ ственными сопротивлениями (z; > z'; и z~ > z'~) а верхним зна­ кам перед л z" соответствует меньшая ёмкость у верхнего кон­ денсатора . 80
Анализ показал [Л6], что по?.вле:-ше дополюпельных коэф- фиц·иен тов асt1мметрии то,шь в обмотках ~ и~ вызвано т1 (о) т2 (n) наличием асимметрии в других элементах схемы. Поэтому эти коэффициенты можно назвать коэффициентами вносимой асимметрии токов в обмотках в отличиr~ от коэффициентов собственной асимметрии токов в обмотках реле (дросселя) - а.т и ат . В большинстве практических случаев применение l (о) 2 (о) ф-л (4.ЗОа, б, в) и (4.Зlа , б, в) для учёта о ио не оп- . т1 (о) m2 (о) ра,вдываеТ'ся незнач,ительным увеличением точности расчёто'в, которая значительно превышает точнос1ь измерений Z', 2'' и Z,1 обмоток реле при прохождении по ним постоянного и пере­ менного токов. Поэтому сопротивления Wz и w; , как 11 Wz l J а в простейших мостах, не оказь1,вают существенного влияния на величины а ,а. ,а. . т1(о) т2 (о) т (и) Таким образом, эквивалентные параметры обмоток реле двойного мос та с достаточ!-!ой точностью можно определить для каждого реле в отдельности так же, как и в простейшем питаю­ щем месте . Заменяя в и,сход:н,оi-'! сх~ме замещrния рис . 4.17а треугольни­ ки сопротивJтений 1-2-3 и 11 -21 --3 эквивалентными звёздами согласно ф-лам (3.10), получим преL)бра:юванную схем.у заме­ щения двойного моста класса Б (рис. 4.176), в которой сопротив­ ления могут определяться выражениями: 6-651 z;<o> z;(o> z;,2(0> = 2 1.2(0) + л 2 1.2(0) = ---с-,-- z.,, Z" =z -лz=z;<0>z;._ к2 к2 h2 " Zд z~ = zд+лzд=z1(0>+z2<0)+z"+ +рz1(0)+/j,z2(0>+лZJ z~ = z.,, - лzд=z1(0)+z2(0>+z~ - - (1z1(0)+лz ~(O)+.lZ,J '' (4.33) 1· (4.ЗЗа) 81
При определении величины Ar . для вызывающего абонента достаточно в схеме рис. 4.176 поменять местами эквивалентные сопротивления Z ' _ 1иZ'"'атакжеZ"1и Z"" . Объединяя co- k К~ К KL противлен·ия W со средними сопротивлеtгиями Z" 1 или Z" 2 , по- лучим наиболеt:: наглядную схему замещения с эквивалентными нагрузочными сопротивлениями, соот•ветств ·енно равныМ'и для вызываемого 'И вызывающего абонентов: wl(O)= w+ z"1 W2co) = W+Zк2 }' J (4.34) гдеZк1 иZ,2 представляют собой ёмкостные сопротивл~ни я без учёта потерь в конденсаторах (рис. 4.17в). Учитывая, что . лz1 (0). лz2 (oJ. лz" лz"1 о:1(О)= -z--, о:2(0) = -z-- ' а" = -z-;а.к1= -z- 1 (0) • 2(0) К Kl л Z"2 лz 1,2(oJ л Zl(oJ+ л z2(0,+л z" ' (4•35) о:"2=. -- ;а!,2(0)= • ' а.д = z"2 Z1.2(0J Zл можно счита ть малыми величинами первого порядка по отно­ ше1нию 1к единице и ис,пользуя ф-лы (3.1), (3.3) и (4.33), •нетрудно пол учить: •. Z1(0J Z2(0, 1 z1,2(0) = z ; л z1.2(0) = z1.2(0) (С!.1(0) + 0:2(0) - а.л) 1 л . Z!(O) Z,, .• • _ • • j z,,1 = Zл ' лzкl - zк1(а.1(0)+а./(- а.л) .(4.36) Z:z (o) z" . . Z"2c= --- ; Л Z"2 = Z"2 (а:2(0)+а"-а.л). Zд Форму11ы д,!lя расчёта величины А с двойного моста класса Б . . Как указывалось в разд. 4.2, при •непосредст,венном учёте параметрl'В Z/, Z" и Z" формулы асимметрии двойного моста настолько громоздки , что практически оказываются бесполезны­ ми для анализа. При использован·ии же описанного метода раз­ вязк·и индуктивных связей схема моста класса Б з-аменяется эк­ вивалентной схемой • моста класса А. Следовательно, ф-лы (3.lla), (3.12а), (3.17) и (3.18) могут быть использованы для расчёта величины Ас двойного моста класса Б, если параметры моста класса А зам'енитъ соответствующими · эк•вив ·алент-ныМ'и ГJараметрами моста класса Б согласно ф-лам (4.33) и (4.36) . С погрешнооъю ме·1е_е J % рекомендуются для применения следую­ щие формулы: 8J
Bl(OJ (4.37) 1 л 2 t,2(0) w2(0) -- л Z/(2 2 1,2(0) 1- (Z1,2(0) + W2(0J)[(Za + 2Z"2)( zl,2(0 ) + W2(0)) + 2Zl,2(GJ W2(0)] - • (4.38), Завuси,иость величины Ar двойного листа класса Б от отклонений в ёмкостях разделительных конденсаторов В мостах класса Б ёмкость разделительных конденсаторов оказывает более значительное влияние на параметры преобра~ зованной схемы, особенно, если в них обмотки выполнены по способу слоевой намотки, так как при низких сопротивлениях х(о) и Лх(о) отклонения в ёмкостях конденсаторов могут совер~ шенно изменить параметры преобразов а нной схемы замещения (рис . 4 .176) даже в полосе наиболее важных частот (800 + ' -- ; - -1100 гц) . Пр·и этом оказалось, что даже при ЛZ" =О и C1 =Cz параметры мо-ста не соответствуют условию отключения -конден­ саторов, когда С1 = С2= оо (см. формулы сопроти,влений преоб " разованной схемы замещения). Характерно, что угол сопротив-: ления Z л может быть положительным, отр·ицательным и рав~ ,ным нулю. У м·ос·юв класса А этот угол ,всегда положительный вследствие высоких реактивных сопротивлений обмоток реле . Рас­ ч,ёты и измерения показали, что в д:войных мостах со слоевой, а) А,. 16 12 10 8 2 , ,, ,,· h. -~ ~t:!. - ~~ г,_ 1 1-c,~i;-;r-1/S/Jм - ~•~;,;,•tS,g, J-C,•~• -:r.t•D ~',с ~~.. --- - r-;::: !::::=: r---.ф - s, г -,~ 11,'/,, 1~ 1--~-~~~~~~-----, Z11·/ll/J/lp,t1 12 1---1- .. .J. ... ., .+- -+-+- -+-- - , '/а .JO, f/l L.......0- -. L_ _' > - ' .,____,---,.__,____ _, 5 ~~~~~~+ --+ -" -+ ---1 "~+н~~~~ 2 IJ.....-1 - ...J._ -- i -_j .._- +- -l - --,e--l - -~ ОIlJ•5б?89fl/-f{J'o,, Р,и,с. 4.18 . К:р ,ивые из-менения ,вел,и-чи,ны А с двойного ,п:иr.ающего " моста класса Б со слоевой нам·огк,ой ·обмоток .реле ·на частоте , 1ООО гц в зав,исимости -от х w без учёта и ,с учётом •наличия ,раз 0 • делительных конденсаторов ,ёмкостью: а)18я12мкф, 6) 3,6 и4,4мкф, атакже при С,=еС2 (za = !ОООол1,. , ''.. . .. ~а=30°). ' •'.,••' •• , • '
нам .откой реле не следует применять разделительные конденса­ торы ёмкопью 2 ,11,кф, так как во многих случаях отклонения в их ё~костях могут вы з в.ать значительное увеличение величины А с . Как видно из сравнения рис. 4. 18а и 6, при замене конден­ саторов 2±0,2 мкф на конденсаторы 4±0,4 мкф не только сни­ zi<ается величина А r• но влияние отклонений в ёмкостях более благоприятно и при п р авильном включении они могут значитель­ но снизить величин у Ас мост а ( см . главу 6). Зависимость величины А , двойных мостов класса Б с обмотками реле секционировши-1,ой намотки от нагрузочных сопротивлений схе1,1,ы Исследования показали [Лб], что двойные мосты класса Б с секuионированной и слоевой намотками обмоток реле имеют резко различающиеся за·висимости вели-чины Ar от частоты и нагрузочных сопротивлений . При этом оказалось, что первые мосты по характеристикам величины Ar весьма близки 1, двой­ ным мостам класса А, поскольку эквивалентные параметры об­ моток таких реле характеризую т ся высокими сопротивлениями. Экспериментальные кривые зав·исимости величины Ас двойного м.оста АТС машинной системы завода «Красная заря» от ём­ кости С w и частоты по характеру повторяют кривые р _ис. 4. 15д, но отличаются от последи-их тем, что имеют максимум при ёмко­ стях Сv при•мерно больших в два раза. Таким обра::юм, при од- ной и той же частоте величина Ас дост игает максимально го значения у двойного моста на более длинных линиях, чем у про­ стейшего моста, однако обычно на частотах 800-1100 гц дли­ fiа лини·и также не превышает I км . При наличии тока подмагни­ чивания максимальная велич·ина А двойного моста значитель- • но возрастает и область Ас.1tакснесколько сдвигается в полосу бо­ лее высоких частот . Условие максимума А,. = f(x 1v) у рассматриваемых двойных мостов соответствует усло·вию (3.31), которое для мостов класса Б может быть представлено в виде (4 .39) ИЛ'И (4.39а) rде С ;_ средняя ёмкость разделительных конденсаторов. Такие мосты класса · Б, как и двойные мосты класса А, харак­ rеризуются наличием Ас :""кс на линиях незначительной _длины. когда шумы за · счёт ·асимметрии ме·н·ее ощутимьi при высоком 84(. ·'
уроВ'не раз г ов орных токо:в, и прямой за."внс'Имостью величин At и f.,, от тока подмагничивания и числа поперечных элементоВ'. Вследст·вие этого п ри включен·ии в разговорный тракт двух мо­ стов через короткую линию может значительно возрасти мешаю­ щее действие стан ц ионной асимметрии. ; Зависимость величины А с двойных мостов класса Б с обмотками реле слоевой намо тки от нагрузочных сопротивлений схел1ы Усло,вие мак·симума А,. =f(x 117 ) у двойных мостов данног.о ти·па при С 1 = С2 = = практически выражается равенством (4.28), если в нёмr(о) и х(о) заменить сопротивлениями r 1•2 (о) и х,.?(о)· Вследствие того что r, .2 (oJ < r(oJ и х, .2 (о) < х (oJ, ·величина А с до­ стигает максимума в двойном мосте при более низ·ких значе- а) ~ /1/ 12 д,о/о, rw·IJ 7 б 5 4' J l , 4t)oo . .,, ---· .,,, лv /v r f--!.. r---. . . lj,•l5/Jo,,, 1 1'---,... 1 r---. . . 10 8 6 1/ D,1 !zV 1/ r-. . V~ 1 1 r-- r---.... "- '- !'--.. ...... r-- ~ r-- r---. .. .. /11 1 r----.. ...... 1 1 ,_ I' 11 1 ,..._,__ ,, 11 1 - 1' "' 2 1 r--- 1/ 1 1 // 1 /1 1 1/ •1 1 "1 1 1 J 1 -х i/ 1 1 11/ 1 w -~.... IJ lЗlf5б789/IJIЛ'(I,.,llI234'5б78gI/NP~J'! Ох':;т) [r:rm) Лхw(т! l!w(mi Рис. 4.1 9. Кривые изменения вели-чины Ar простейшего моста кла,сса · в со слоевой намоткой об~юток (/) :и двой,ноrо мост-а (}!), составленного из . д.вух таких же р еле при неблагоприятном сочетаю~ и пара~Iе'I'ров обмоток и С-= С2 = оо • ,r, зависимос'I'и от х 1у1 ,на частоте 1ООО гц (za = 1ООО ом, 'та =30°) ниях х w по -сравнению с простейшим мостом того же класса и типа (рис. 4.19). Поэтому даже при неблагоприятном сочетании параметров обмоток реле (дв а р еле типа !а) у д•войного моста величина Ас после пересечения кри1вых I и II (х,17>, 350 ом) зна • чительно меньше, чем у простейшего моста. И з этого следует, что для рас с матриваемых мостов 1<ла оса Б с · увеличением числа по­ перечных элементов область А r Ata•r сдrвигается к н;~чалу к о ор ­ динат. Вследствие это г о или возрастает частота f ... при постоян­ ной длине линии, или увеличивается длина линии, на ко­ торой может наступить максимум Ar =f(x 117 ) при неизменной частоте f т· К: примеру укажем, что для кривых I и / / на часто­ те 1000 гц максимум наступа~т соответственно при линии ,в 4,74 и 6,86 км. Следовательно, ограничиваясь длиной линии до 5 км t затуханием до 0,5 неп, величина Ас двойного моста не может до-· 85
с_тичь ма1<симума при 1000 гц, так ,как наименьшая частота f т примерно равна 1400 гц (при in =0). • С до·статочной точностью для рассматр·иваемых двойных мо­ стов, когда справедливы условия ср1_2 <oJ <30° и х 1.2<о><ха, усло­ вие максимума величины А, от х \V можно определить из •выра­ жения • / z х() - ~z (1 ' \\7 (m)[C, =C, = ao] 1,2(0) 1; [2Z .+z[ 1 !, 2(0; а (4.40) ·из которого следует, что чем меньше сопротивление z1 . ~ <oJ' тем ближе к началу координат при равных условиях смещается об­ .,rrасть А rяа,с =f(x 117 ) (см . гл. 6). Несмотря на указанные выше по­ ложительные с·войства, данные мосты характеризуются значи­ тельно большими ,величинами Ar в полосе наиболее важных частот, чем мосты класса Б с . ·секци,онированной намоткой об­ моток (рис . 4.20). 11, r" а} / 1---1 / 1 / / Л!V ,,,,- 1 '} 1 1 а,, -r--..... ~ --- ,..._ с- J//1}6 гц fflflt га ш 80 70 5(} 5(/ ~(} J(l ?fl f(} о кr" /1"'~ μ;,7. га1\ 1 1 1 1 - ~.,, .,r 0.1 1,· т d) "''-,-._ 11 - --- -т---- г-- _ш 1 --- - [ 1- - -,- IJ.Z IJ.J 1 0,1/ t,;; 1J.5мнrр Р.и,с . 4.20. Экюпери1ментальные юр,ивые за,в~юимост,и ,в~ли, ч,и,ны А с д1вой,н .о,г о мо·ста ! ГИ АТС-47: t 'д) от реактивного сопротивления ·\\7, б) от ёмкости Clt?' при / п = r w= О и С,= С,= ro Вследствие этого двойные и сложные мосты (см. гл. 6) со слоевой намоткой обмоток питающих реле при R .> 500 ом ,во многих случаях не обеспечивают должного качества в отноше­ нии величины А с' что в основном объясняется высокими допус­ ками на сопротивления обмоток R' и R", недостаточно низкими сопротивлениями обмоток питающих реле R .>500 ом и отклоне ­ ниями в ёмкостях раз дел ительных конденсаторов .
Глава 5. НОРМЫ НА ВЕЛИЧИНУ СТАНЦИОННОЙ АСИММЕТРИИ 1- 5./. Основные сведения о методике определения нормы на величину ·станционной асимметри1~ При определении норм на величину станционной асимметрии ..мож,но исходить из следующих основных 'Принципов : а) из наибольших з·начений величины асимметр·ии реле или моста при неблагоприятных условиях [Л !]; б) допустимого процента выбраковки готовых реле и при­ б оров в условиях производст•ва по величине так называемой производственной асимметрии - (на заводе «Красная заря» счи­ талось возможным допустить отсев до 4% готовых приборов) ; ·в) допустимого влияния станционной асимметрии на пере ­ ходное затухание станции [Л20]; г) влияния станционной асимметрии на качество связи соб­ с твенной цепи [Лб]. Очевидно, что пе,рвые ,д,ва опособа, не связанные с критери ­ е м качества связи, не могут явиться о·бъекти,вным исходным фактором для определения нормы на величину станционной. асимметрии, поскольку полученные значения асимметрии сами по себе (без взаимосвязи с уровн~м помех) ничего не определя ­ ют. Как указывалось в разд. 1.2, физический проuес,с взаимного влияния цепей при ,наличии станционной асимметрии можно представить из рассмотрен:1я упрощённой экви,валентной схемы рис . 1.10 для простейших питающих мостов . Однако · при :аналитическом выражении взаи-мосвязи переходного затухания станции и её величины а·симметрии нельзя исключить из соот ­ ношений параметров питающего моста, значение которых из­ меняется в весьма широких пределах как ·в мостах класса А, так и в ,мостах класса Б. При этом ве л ичина переходно!'о затуха­ ния может быть выражена в виде суммы затуханий Ьп=Ьлс + Ьп,,, где Ьпм - затухание, обусловленное параметрами питающего моста; не входящими в величину А Несмотря на то, что величина переходного затухания АТС для 800-1000 гц ,определена [Л17] ~и не должна быть ниже 87
10 неп [Л 17, Л28J, при определении предельной величины Ас, ис­ ходя из указанного соотношения, нельзя исключить неопреде­ лённость, та·к как неизвестными являются две величины, одн а из которых Ь пл, для различных мостов и реле будет иметь раз­ ное значение, особенно для мостов различных классов . Таки м образом, при извепной величине переходного затухания можно лиш\> установить, что величина не должна превышать 10 неп . Однако ЧЕ'М выше значение Ьп ,,, тем ниже может бы.ть величина Ь Ас · Следова~:ельн-о, одна величи•на А,. без о·пределения величи-ны Ь п.11 не может харак теризо•вать защищённость тракта. С другой стороны, нельзя не учитывать, что взаимосвязь. между ста:нционной аоимметрией и переходным затуханием стан ­ ции представляет собой процесс, трудно подда ·ющийся строгому анализу [Л20J. Кроме того, одно пере ход ное затухание стан­ ции не может полностью характеризовать качество связи, так ка~, при этом не учитывается качество связи собственной цепи . Для примера укажем, что согласно данным [Л28] переходное затухание АТС-47 не ниже 10 неп. Тем не менее величина Ас этой станции высока. Следует также отметить, что рассмотрен­ ный способ не даёт возможности установить ед·иную норму Ас для станций различного типа . Последний из у~казанных выше способов исходит не из· перехо­ да помех на соседние цепи, а из качества связи собственной це­ пи или всего разговорного тракта. Он основан на учёте допус­ тимого напряжения помех на зажимах телефонного аппарата и наибольших значений проnольных мешающих эдс или напряже­ ний на абонентских линиях в случае нерайонированной телефон­ ной сети и на абонентских и соединительных лин-иях в случае районированной телефонной сети. Таким образом, нормы на , величину А. могут быть опреnелены, ·исходя из самого опре ­ деления асимметри,и в соответствии с выражением А и~(апп) с(доп)-,( Е z ] ·,.а,,с [• ген= О и~(доп) u ,,atcc (5.1 ) где И п (доп>- предельно допустимое напряжение помех за ·счёт станционной асимметрии на зажимах телефонного аппарата при наибольшем затуха'нии або·нентской линии, а Е ,1,иtсс или . И J.Иtc" - наибольшее значение продольной мешающей эдс или напряже­ ния на абонентских линиях нерайонированной телефонной сети . Определё•нная таким путём норма на величину Ar является нормой для АТС и РТС любой системы. Она может быть опре­ делена в соответствии с желаемым качеством телефонной свя­ зи и легко представима с точки зрения величины напряжен·ия по­ мех за счёт станционной асимметр,ии. 88
5 .2 . Допустимая величина напряжениrr помех на зажимах телефонного аппарата за счёт · ста нци оr- той асимметрии Напояжение шума на зажимах телеdюнного аппаоата во вре­ мя paqгor1opa может состоять из напряжения линейных шумов, напряжения шума микрофона и напряжения шума. обусловлен­ ного шvмом в помещении. Обшее напрюкение шума при1-1•по оп­ ределять согласно квадратичному закону сложения. Поэтому общая ноома допустимого напряжения шума должна быть разде­ лена на частные нормы. На основанни проведённого исследования зависимости раз­ борчивости речи от затухания тракт;:~. уровней шумов линии, микрофона и помещения в работr [Л2J установлено, что для по­ лучения хорошего качества телеdюнной связи при эквиваленте затухания тракта ,в 4,6 неп псофометрическое напряжение ли­ нейных шумо·в на зажимах телефонного аппарата не должно преr~ышать 1 .мв. При определении допустимой величины ,напряжения помех за счёт станuионной аси1мметрии оказалось, что с учётом норм на псофометрическое напряжение шумов на выходе междуго­ родного коммутатора, на абонентской линии, на контактные шу­ мы и шумы за счёт пульсаuии батарей на АТС, а также с учё­ том максимального затухания линий и станuионного четырёхпо­ люсника АТС [Л40J псофометрическое напряжение ,всех линей­ ных шумов на зажимах телефонного аппарата при затухании абонентской линии 0,5 неп несколько превышает 1 мв, достигая l,11 +-1,12 мв [Л6], когда можно принять ип(доп) <;;: 0,636 ,ив . Как известно, ~наличие шума приводит к падению разборчи­ вости передаваемо-го разговора, причё,\1 мешаюшее действие внятного переходного разговора сказывается сильнее влияния шума, равного ему по громкости, так как прослушива ·ние посто ­ ронних разговоров отвлекает вниман-ие абонента. Поскольку основное влияние оказывает не абсолютная вели­ чина шума (помех), а соотношение между уровнем полезного сигнала и уровнем шума (помех), при определении допустимой величины ,напряжения помех на зажимах телефонного аппарата· необходимо учитывать затухание линии . При определении величины Ar телефонный аппарат присое ­ диняется непосредственно (без линии) к зажимам питаюшего моста. Поэтому до-пустимая величина напряжен·ия шумов за счёт станuионной асимметрии на зажимах телефонного аппара­ та, присоединённого непосредственно к питающему мосту, U~(Ac J доп может быть определена из ра-венства (5.2), 89
5.3 . Методика измерения пrюдольных мешающих аде (1-tаnряжений ) на zородс,сой телефонной сети Принuипиальные схе:мы для измерения продольных мешаю- щих эдс (напряжений) на соединительных (р,ис . 5. la) и абонент- 'а /!uния а\ н__ 1 , ==6==========================6ь. 11 1~ [2 ~ .... .. ... !/!(озоте11ь ttапряже· • ния поне)I. !!НП· 2 f{lысмоомt1ыu {JxoiJJ ~ --~ а} AtfatteнmClfDЯ /IU!fi1Я о) ... .... Ухазатель напряжения помо 1/Hfl· 2 ( Oыcolfooмttыtl {J.xoil) Ри·с. 5.1. Гри.нци1пиалыrые ,схемы · для измерения про­ долыных мешающих .наtп~ряжений: а) на соединительных линиях, б) на абонентских линиях город~ екай телефонной сети ·ских (рис. 5.16) линиях ГТС основаны 1на иопользовани·и потен­ uиометра большого сопротивления R, к части которого ( о·бычно · сотой) подключается измер-ительная установка. Для измерений составляющих продольных эдс могут использоваться анализа­ торы гармоник, ,спектрометр или октавный фильтр . При необхо- ·эо
димос ти согласования входа измерителыного прибора или фильт­ ра обеспеч-и,вают условие r= \Zc\ (обычно 600 OJt). Тогда: r'= _ _ _!3____ = 300 ом r+zc • Иv=Urе-• И R-r+r' (5 .3) Иr r' Е:::::::,И=И R-r+ r' е 8 V r' г де Иv - показание измерителыного прибора, а Ь - собствен­ ное затухание окта1вного фильтра в полосе пропускания . При этом, пренебрегая падением напряжения на линии 1) в .сравнени,и с падением напряжения на потенциометре большого сопротивления, принимается .И =Е Продольная эдс при R п= - = 100 (5.4) r р авна E::::::,U = I00Uv. (5.5) · Для ·исключения постоя1нной составляющей продольной ме­ шающей эдс (напряжения) линия присоединяется к потенцио­ метру большого сопротивления (для большей точности ,порядка 100 ко1н) через конденсатор 4 мкф или конденсаторы указателя напр яжения помех (псофометра). · Из'Мерение по пер ,вой схеме соответствует реальным услови­ я~,1 в АТС, поскольку соединительная линия ,всегда замкнута с обеих ·сторон на землю через реле питающего мос та станции, и способу измерения продольных эдс на междугород·ных цепях fЛ41]. Однако такой способ требует присутствия обслуживающе­ го пер •сО'!-rала на обеих сторонах линии. Вследствие этого о·н практически малоэффективен для массовых измерений на або­ нентских линиях, требующих больш11х затрат ,времени (от 15 до 30 1viuн в среднем на каждое пол1ное измерение). Кроме того, в реаль ных условиях абонентская линия замкнута на телефонный аппарат с незаземлённой схемой. По·этому для измерений на абонен тс ких ли1ниях предназначена схема рис. 5.16, не требую­ щая заземления · линии на 1,онце. Измеряемая лин · ия в кроссе при·соединяется к измерительной установке •С помощью длинно­ го шнура со сдвоенной вилкой В на к,анце, при В1ста,вле1нии кото­ рой в гнёзда обоих проводов линии станционная сторона каж• дого провода ·изолируется обычной фибровой вилкой Ф. : 1) Сопротивление л,инии не равно нулю . П оэтому более правильно счи­ тать и зм еряем·ую ·величину продольным напряжением 1 .а не э,Qс. 91
5.4. Основные результаты измерений продольных мешающих напряжений В результате массовых измерений продольных мешающи х напряжений и их составляющих на круш-rейтих телефо·нных се­ тях страны определены характерные особенности этих величин, представляющие значительный интерес. Уста,новлено, что продольные мешающие напряжения и и х составляющие как на соединительных, так и на абонентских ли­ ниях являются быстро меняющи-мися •величинами, характеризуе­ мыми частотой и величиной выбросов или пиковых значений, которые зависят от многих причин. На линиях наблюдаются медленные и плав1ные изменения рас, сматриваемых величин ·или весьма быстро меняющиеся и часто повторяющиеся процессы , обычно сопровождающиеся значительным треском в телефон , включённый через усили тель псофометра. Весьма часто наиболь­ шие выбросы следуют один за другим через 1-2 сек и чаще. Ухо человека воспринимает импульсы, возникающие со ско­ ростью от 0,5 до 1 мсек . После быстрого прекращения какого-ли­ бо импульса оно не сразу перестаёт ощущать его отсутствие, по­ скольку полное исчезновение звукового впечатления наступает лишь через 160-200 мсек [Л42]. Ощущение звуковой громкос ти растёт по мере увеличения частоты повторения электрических импульсов . Поэтому при измерениях о·бращалось особое внима­ ние ю1 частоту нанбольших выбросов, так как в качестве вели­ чины, определяющей норму станционной а1симмет•рии, следует принять не сред1невзвешенну10 величину, а наибольшую зафи~< ­ сированную измерениями величину на многих линиях . При учёте указанных факторов установлено, что для опреде ­ ления норм на станционную асимметрию в нерайонированной и районированной телефонных сетях следует принять наибольшую псофометрическую величину продольных мешающих напряже­ ний и в лtаКс ра•ВНОЙ C00TBe'J1CTBeHHO: Ивл,акс = 150 Мв, Ивлtа1<С(сл) = 300+350 мв . (5.б )i Характерно, что на МГТС почти 96% всех измеренных або • нентских линий имеют И.< 145 мв, а 65,4% - до 120 мв (д о 200 мв - 3% и свыше 20U мв - 1%) . Кро;,.1е того, на абонент­ ских линиях с максималь ными значениями И 8 наибольшие выб­ росы наблюдаются з1начительно реже, чем на соединительны х линиях (примерно через 4-5 мин). Весьма важными характеристиками мешающего напряжени я является его псофоме трическая составляющая и., а также абсо­ лютная величина этого напряжения (И) на разных частотах, та к как они позволяют .выяснить наибольшие влияющие гармоник и ,. а также абсолютные з1начения токов, проходящих через обмот­ ки реле питающего моста станции. 92
• В большинстве ,случаев вел:ичи·на И ,находится в пределах 500-+- 2000 мв. Однако на ряде соединительных линий с наи­ ,большими И" величина И доходит до 8 -+ -10 в. Как видно из рис. 5.2, на котором похазаны составляющие мешающего про- Н8 U, Uf!нанс Ur,aнc 1000 вооо+--+---+--+--+-+--+---+--+--+-+--+---+--+---1 1()00l-----l-+-.-l--l---+---+----l--+---+---+-+----+---- 8001--'--'--'--+---+,.__+----+---+---+-+----+----1---+- -+- бОО 1---Ц-J--+---1-----1,,1--,---+---+---+-+-"-'F'-+---1-+--+-----, ~001--1-+---<->-----+----+ 3001---...l --l--l---+--J- -l-+----;,;,,;7f.;i~ 'h '7!-+--+- -+---+--J 200l---4 -- -t-!- -- -+ -- -- --4 -,-+-~~77'i\,1⁄21-+ --+ --+ -+- -- -- -4 100 e--+-1- -;. -~ -+-- -+-+;, ~~1⁄2 4% ll i'74-----t -+- - _J._ _ __J__ 80 l--1-l--l--+--l-.....+,4;4~~~41⁄2)W,---J---+------4-t-----l бО 1---,+-+-+-~',42Х,,,:;,;.;:t:«ч:;.;ч~~И!\----+--+-----,-t-----1 40 20 10 о 50 100 !SO 200 400 500 800 !ООО !200 ?ООО 400050008000!0000 гц Ри,с . 5.2. Значен,ия максимальных составляющих абсолют­ ных ·и пrоофомет,рическ,их величи,н .пр .одоль,ныл ,мешающих на,п,ряжений на соединительной л,и.нrии МГТС в полn::е чаоот от О до 9600 гц при И,сакс= 10 в и Ив лшкс=350 мв ДОЛЬНОГО напряжения ДЛЯ ЛИНИИ С И "акс = 10 8 И И в 11.11,с = 350 А!В и кривые зависимости И и Ив , от частоты, наибольшие со~тав­ .пяющие абсолютного напряжения И создаются в спектре самых низких частот (ниже 150 гц), а наибольшие составляющи.е псофо­ метрическоrо напряжения И, - в полосе частот 400 -+-1200гц 1 ). При этом о,;~ределяющими являются гармоники в полосе частот '900-+ - 1ООО гц, максимально приближающиеся к И,, м ,,,. , . Исследования показали, что псофометрическая величина про­ дольного мешающего напряжения находится .в прямой зависи- 1) На графиках пунктирн1:,1ми линиями выделены полосы пропускания октавноrо фильтра, через середину каждой из которых про·ведены наиболь­ шиt: U JJ :.t И!l d TЫ , оuразующие кривые изменен ия составляющих абсолютных и псофометрических величин мешаю щ его на,пряжения. 93
i\1ости от интенсивности электроакустических процессов в теле ­ фонных кабелях, а также от интенсивности движения электри ~ фицированного транспорта . Она достигает наибольших значений в чнн и снижается до 15-ё-- 30 мв в ночное время . Особенно зна­ чительные мешающие продольные напряжения наблюдаются на абонентских линиях, проходящих в непосредственной близост и IC электрифицированным железным дорогам . Для исключени я такого влияния указанные линии перед включением в ГА ТС должны тщательно измеряться, и в случаях, когда мешающе ~ напряжение на них превышает 150 -ё-- 200 мв, они должны вклю­ чаться в ГА ТС через переход1ные трансформаторы и специаль­ ные комплекты . 5 .5 . Нормы на величину станционной асимметрии На о-сновании проведё1нrных иослед:ований с учётом усло,ви й (5. 1) , (5 .2) и (5 .6) установлено, что: 1) дл я обеспечения вполне удовлетворительного качеств а телефонной связи допу,стимая величина А, в нерайонированно й телефонной сети не должна превышать 0,7%; 2) указа,и1ая норма на величину Ас в нерайонированной те­ лефонной сети значительно более жёсткая, чем нормы на вели ­ чину Ас (ре) в районированной сети . Поэтому величину стан ­ ционной аси:мметрии ,в районированной сети мтк:но не опреде­ лять во всех случаях, когда питающие мосты удовлетворяют нор­ ме на величину Ас в не.райО1нированной сети и наибоJ1ьшие псо ­ фо м етр,1 че с ки е продольные напряжения на соединительных ли­ ню1х не превышают 300-350 ;ив; 3) как правило, величину Ас достаточно определять на час ­ тоте 1000 гц при условиях (l.l0a), как описано в разд. 1.5 .
Глава 6 СПОСОБЫ СИММЕТРИРОВАНИЯ ПИТАЮЩИХ МОСТОВ'. ТЕЛЕФОННЫХ СТАНЦИЙ 6.1. Предварительные сведения Способ симметрирован·ия двой·ных питающих мостов пуТ1ём скрещи.вания жил шнуровы х пар известен уже более 55 лет и - в· своё время широко применялся на ряде круП1ных телефонных станций ручного обслуживания, в частности на Мо,сковской и­ Ленинградской телефонных сетях [Л43]. Указания о ,возможно­ сп1 улучшения симмет·рии в мостах р.ззделённоrо питания АТС ; например в АТС машинrной системы завода «К:расная заря», -пу ­ тём скрещивания обмоток реле при•ведены таюке ., в работе [Лl] . В ·других известных работах по станционной а·симметрии спосо­ бы симметрир·ования питающих мостов ·не нашли отражения , · а в трудах МК:КТ и МК:К:ТТ эти вопросы только стоят на изучении. К:роме того, по данным немецкой фирмы Альбис попытка , уменьшения величины Ас в питающем · мосте АТС-40 путём по­ элементного симметрирования приборов ·оказалась неудачной , поскольку при этом требовались настолько трудоёмкие работы и · значительные ка,питальные затраты, что более целесообразн1;,1rv!' было признано произ,водить переделк·у приборов с чрезмерно; большой величиной Ас, но не их симметриро1;1ание. ИзвеСТiНО также, что для снижения напряжения шума за счёт -станционной асимметри·и •в АТС-50 приняты специальные­ меры по снижению отклонений в разделительных конденсаторах до 2-;- -2,5% и в !ГИ конденсаторный мост заменён трансформа , тор1ным, без чего ,примерно 5% приборов •не удовлетворяли тре 1. бованиям в отношении асимметрии [Л19] . • Лишь в 1951 г. в ЦНИИС бьщи разработаны различные ме~ тоды принудительного симметрирования станционного четырёх­ полюсника, один из которых нашёл применение в АТС-54 и ,не­ которых других разработках [Лб, 44, 45, 46]. По·скольку эти методы предназ1начены в оснрвном для слож­ ных. мостов, следует -считать, что для двойных мостов питания известным явля·ется только. указанный выше способ скрещива­ ния обмоток рел:е.
6.2. Область применения существующего способа симметрирования двойного питающего моста Существующий способ снижения асимметрии двойного пи­ т ающего м о ста основан на включении к каждому разделитель­ ному к онденсатору с обеих сторон р-еле или реактивных катушек с противоположной полярностью батареи. Такое включение по­ лярностей батареи требуется только _ на коммутаторах с линей­ ным, а не шнуровым или смешанным питанием ми-крофонных це­ пей (например, в коммутаторе ЦБХЗХ2). В других случаях, в том числе и в питающем мосте АТС машинной системы завода «Красная заря», более целесообразно включать к каждому раз­ делительному конденсатору противоположные обмотки питаю­ ших реле с одинаковой полярностью батареи. По-этому такой способ можно назвать снижением асимметрии двойного питаю­ щего моста путём против-опо,1ожного в1,лючения обмоток реле (рис. 6.1) . Как видно из экспериментальных кривых рис. 6.2, при про­ тивополож·ном включении обмоток реле, отсутствии тока под· магничивания и равенстве ёмкостей конденсаторов ( С 1 = С2 = =2 мкф) величина А, уменьшилась на частоте 1000 гц от 1,76 до 3 раз, а на ча1стоте 300 гц - до 4,6 раза. Таким образом, эффек- 1, .о) 1' t!} Ри-с. 6.1 . Схемы, иллюстр,и,рующие опоооб ·ои,м ,мет,ри,ро,вания двойноrо питающего моста путём ,пIроти,во,полож•ного в,ключе,ния обмоток реле тивность противоположного включения обмоток реле при опре, делённом типе намотки не вызывает сомнения. Как показа·но в IЛ6], причина такого уменьшения Ас объясняется тем, что сред­ ние сопротивления Z 1,ry <о>' Z" 1 , Zк2 и Zл не изменяются, а абсо­ JIЮтные значения лz!.?lo) и (J,л в ф-лах (4.33), (4.ЗЗа) и (4 .36) значителыно снижаются, так как Л zl,2(0) = zl,2(0) (al(Q) - а,2(0) - ал) ) а=ЛZl(O)-· ЛZ2(0)+ЛZк .• л Zл (6.1) 96
Вследстние этого несколько снижаются и полные сопротивле- 15сiия.ЛzкlИЛz,;2.Пр·и Лzl(о)=Лz2(о) И zl(о)=z2(о)' т. е. при строго равных параметрах обмоток обоих реле, величина А с ·.моста с противоположным включением обмоток реле может сни- зиться весьма значитель­ .сно, так ка,к Л zl.2(0) = zl,2(0)'( - а?!\ ) 1 сLД= л:д J С00 18А~ !б 15 Сопроти,вле ния л~zкl и .,Л Z"2 в основ,ном зависят (6.2) 12 10 8 б -от величины u. , равной ,обычно О, 1. Поэтому при ,неудачн ом включении эти 4 2 о i\. ' _/ i\. / v- О,ОЗ О.Об / V (l)/ / I /✓ ~ ЗООгц /- V dl ~ rw,o с,,с2=2нк4 In=O 3~ _,/ aJ dJ }!ооогц Cw 0,24 0,27Mlff/J -сопротивления 1всё ж~ мо­ тут и в рассматри,ваемом <Способе значительно уве­ .личить величину А,. Oд'на­ .ко величина А .. п:1Таю­ щеrо моста А те машин­ ной системы завода -<<Красная заря» на сред­ rних и длинных абонент­ •·ских линиях при наличии аюрмального тока подмаг­ rn ичивания и против опо- Рис. 6.2. Экоперименталыные к:ри,вые зави­ ои.мости • величи,ны А. - д1вой,но,ю rпитающеrо мо,ста АТС ~1аши~,Lной ,си,стемы за1в·о·да «_Кра ,сная заря» от ё,мкости на,rруз•очных со­ против.пеюrй ,пIр,и различном сп особе вклю­ чения обм·о ток второrо ,реле со,r.па,сно -схемаIм рис. 6.1 .ложном включении обмоток реле обычно не превышает 5% 0 на частоте IООО гц. Сушественной особенностью рассматриваемого способа яв­ .ляется наличие заведомо неравных поперечных элементов в :п роводах а и Ь схемы двойного моста, так как только в этом , случае известно, как включать обмотки реле. Поэтому ~ушествующий способ может ,применяться в двой­ iН ЫХ МО{:Тах питания только в тех случаях, когда полное собст­ :венное сопротивление одной обмотки каждого реле всегда пре­ ш ышает полное со6ственное сопротивление другой обмотки тех же реле. Этот способ может ,применять-ся, например, в мостах -:класса А при различном числе витков в обмотках реле (дроссе­ .лей) и в мостах класса Б с секuионированной или конuентриче­ ;.ской намоткой обмоток реле. Очевидно, что в послемтем случае .может применяться одинаковый диаметр провода для обеих об­ :м оток. Однако в мостах пита,ния современных Ате в основ1ном при­ -меняются реле со слоевой намоткой обмо:ток. У таких реле обь1ч- ~ -~1 ~
но нельзя заранее определить, в какой обмотке больше полное.· сопротивление. По·этому существующий -спо,соб сим-метрирова­ ния в питающих мостах со слоевой намоткой обмоток реле не может найти применения. 6.3 . Способы принудителr,1-1оzо сu.м.метрирования питq,ющих .мостов Пред вари тельное зшлечание Способы, позволяющие значительно улучшить снмметрию.• в-сей или части схемы питающего моста без симметрирования ~- отдельности ,поперечных или продольных элементов, · названы . нами принудительными [Л6]. Разработка таких ·способов сим­ метрирования диктовалась нео•бхол:имостью значителыного сни­ жения величины Ас питающего моста А ТС-47, отно с ящегося к сложным мо-стам со слоевой намоткой обмоток реле и отличаю­ щегося несовершенегвом в отношении асимметрии . Исследование показало, что принудительное симметриро•ва-­ ние питающих мостов может быть ьсуществлено •наиболее прос­ то путём с1нижения ,полных сопротивлений эквивалентных попе -­ речных элементов или путём увеличения активных составляю- ­ ших и изменения реактивных составляющих эквивалентных на-­ rрузочных •сопроти•влений схемы [Л6]. В свою очередь, каждыi·i= из этих способов практиче-ски может осуществляться различным( образом. Возмо1J1аюсть симметрирования питающих мостов путём снижения полных сопротивлений их эквивалентных поперечных элементов В разд. 4.6 уже указывалось, что чем ниже полные сопротив-­ ления эквивалентных поперечных элементов двойного моста ·са, слоевой намоткой о-бмоток реле, тем ближе к началу координат сдвигается область А с м акс в функции от xw. Вслед•ствие этог о-­ в двойных, а также и в сложных м~:>етах клас-са Б с такой намот- ­ кой обмоток реле при наиболее длинных абонентских линия х область Ar ,т,сс перемещается из полосы ·низких частот, харак­ терной для мостов кла,сса А, в полосу более высоких и важных : для качества с.вязи ча-стот. Однако при сопротивлениях обмото к. реле: питающего по-рядка 500 олt ·и сигнального по-рядка 1000 o,,i (например, в IГИ АТС-47) - указан1ная область Аrмакс недо­ статочно сдвиrае'!'ся к началу координат, вследствие чего вели­ чина Ас при наиболее длинных абонентских линиях достигает­ максимального значения в полосе на·иболее важных частот · (рис. 4.20) . Из кривых р-ис. 6.- 3 видно, что, если ·бы имелась возмоЖ'ность. сдвинуть область АсмаксНИЖе x\fl (m), ,< 100 ом, то при абонент - 98
:с~шх линиях обычной длины (l < 4 км или Cw < 0,3 мкф) и да­ ж е при длине линии порядка 5,8 км (Cw ""'0,44 мкф) асимметрия , акого моста не могла бы достичь максимальной величины в по­ .'Iосе частот ниже 3500 гц . Следовательно, величина Ar при этом -,б ыла бы значительно -снижена ,в полосе наиболее важных частот . Анализ ,показал, что если z1,2(о) < 30 ом и С1 = С2= оо, усло- ·вия максимума Асв.функции от x1v при rw = О и r,v+ О практи­ • ч е с ки совпадают :и выражаются соотношением V- z . х -х<о) -z а W(т)- 1\7(т)- 1,2(0) / 'JZ +z 1· - 1,2(0) и При этом очевидно, что г.. X W(m) < zl,2(o) . (6.3а) ~~- Отсюда следуе т , что при сни­ :ж енvrи среднего полного сопро­ т ивления эквивалент н ых по п е­ _р ечных эле.vrентов д·войного пи­ ·r ающего МОСТа НИЖе Z1, 2 (о) < < 30 ом поставленное условие .ДОЛЖНО без условно ,ВЫПОЛ­ Ji ЯТЬСЯ . 1 Поск· ольку 1в реальных усло­ : в иях реактивное сопро•тивление - X w во м1;1ого раз п ревышает ука - ,, f, 1, 1, о, о, о, ~ о, о, 4 з 7 1 о 9 8 7 5 5 4 з аююе значение х 117 <т> , то при о,з 0одинаковой точности изготовле- а 1 н ия обмоток реле -слоевой на- . о, 1 \\ ' 1 \ \\\ \\\ \\ \ 1\ "' \\\\ \\\ '\ '\ "\ \ \. '"\. "'r--. \ . r'-._ i"--- . "-- "- '\ " '!'---.. ' i'---.. " г-- '-.. (6 .3) " r----- i'---.. '(J(Jzц '---..__ ...._ ~ iVJ/J?u. - - ,_ - 150,d~t о "8,щ .М ОТКИ (:- , 1, 210 ) = const) дJВО ЙНОЙ 1?J4Sб78gIO!Ou1" м ост с меньшим сред1ним сопр·о ­ тивл•~нием z 1,2 (о) должен иметь •·б олее низкую величину А с . Та - к ой вывод полностью подт1верж­ _дается результа т а1:vrи расчётов Рис . 6.3 . К,ри,вые дл я опр еделе,н~ия со - 011нош ений ,ме: жду ё·мкостью и ,реаl(- 11ивны1м ,со1проти1вле,н.ием на nру:з,оч,ных оопр отив леш,ий 1на разл,ичной ча,стот е и измерений. Как видно из кривых рис. 6.4а и в, при равных ус­ .1 овиях два дJвойных моста , у которы х полные сопротивления :z, ro) =Z2.(о)=Z(o) иIлz(o)1= \Лzl(о)1= 1лz2(о)1 соответст- в енно относятся как 10 °: 1 и углы эти х сопротивлений равны, х а­ р актериз уются весь,ма различными величинами А с. Обозначим отношение величины А моста ! с большими со­ п ротивлениями z<o) и I Л Z (о)\ к величине Ас моста ! ! с весьма • н изкими сопро т ивлениями z(o) и ЛZ( о ) через коэффициент сни­ :ж ения асимметрии К с н, т. е. к =~- С/-1 //Ас 7• (6.4) 99
Расчёты показали, что наибольшее снижение величин ы Ас Наi! . длинных абонентских линиях происходит ,при С 1 = С2 = со ( Кrн =6) и при симметричных разделительных конденсат о ра х. ( Кrн =5) . Из тех же кривъ1х видно, что при С1 =С2 = ,,.., вслед-­ ствие смещения области А_ N " rcr к началу координат, вел и чин а:, Ас моста JJ на линиях обычной длины (х w > 530 ом; Сw-< < О,3 ,икф) не превышает 13⁄40 даже при rw=O (0,536% 0 -<. А, -<,. <. 10/on). При тех же условия х величина Ас моста / прев ыш а е1, 3,9%0 (3 ,94%0 --< A r--< 7,5%0) . При С 1 =С2 =4 мкф величины Ас уменьшаются при м ерно н а, 0,2-0,3 %0 у моста / и возрастают ,на 0,05-0, 1%0 у моста 11' (рис . 6.4в) . В предельных случаях, когда абсолютная велич и н а: -полуразности ёмкостей конденсаторов составляет 10% о т ном и­ нальной ё мкости, коэффициенты Ксн уменьшаются примерно в:, 3 раза (рнс. 6.4д и е), так ка'к разность ёмкостей С 1 -С2 зна'Чи ­ тельно увеличивает сопротивления \ЛZl,2 (o) r и rлz . 11 МО:ста ll.. Вследствие этого при весьма низких полных сопротивления х экв и-с­ валентных поперечных элементов (z 1_2 (о J < 50 ом) нер а венств о) ёмк _остей разделительных конденсаторов во всех случаях увели-­ чи~вает величи~ну Ас двойноло ~питающего моста (рис . 6А д и е ). Очевидно, что ,при ра ,вных ёмкостях разделительных к онде н­ саторов (С 1 = С2 ) или при раВ'ных параметрах отдельны х пар по ­ перечных элементов (ЛZ1 = ЛZ2 == О в мостах класса А и~ Л zl (.о) = Л z2 (о) = 0 В мостах кл~сса Б) асимметрия двойног о, питающего моста обусловливается соответственно только абсо­ лютной величиной поперечной ( Ac(ti)) или ·продольной ( А с(п р од ) ). • асимметрии, т . е. Анализ показал, что величину Ar любого питающего мос та~ можно представ·ить ·в виде геометрической суммы ,величин · п оп е-, речной и продольной асимметрии, т . е. в виде .. 1) Для моста класса А I Ас (прод)_ Г= Ac[дZ,=дZ,=OJ !СО
,- А~ ,.. 1, .,V \( 1 :" ~ 12 10 8 в 4 2 11• '\ .... r а) ', • r-----. -- ! - п ;f~ ""f? 10 в 6 'г д, %. ,, ,, ,, ,, - - oJ 1 1.....- - v 1/ .,, , / V D с" o\t2\34SБ7В91Dlff'oм Di::,m; J,к'::,tm) о O,l 0,3 Ц4 О,Sнкq; 7 fj 5 'з l f о Ас%, А/' ,; -т-.:::: :,,.. .. 1 1 --- 1 1 1 .1 "=:::::,.~ 8) '-::::::,_ c"'l ~~ ~~ ~- -. 0::::::. 1 Cr> . rCr°° и 7 Б s 4 J 2 I А }.: с" . I ~; / 1/ --- & . ,.1/" /,! ,1/ [1':~"' - l - ~С,"'i С,,[, о Cr, гJ с~ 112'4s67а ,.,, .,. ., о 9 10,UO/'f _ 0,f .. 0,2 .O ,J 0,4 0,Sl'fKФ А% 10 с - -- •~j 9 8 7 Б 5 4 з l 1 д \ (\ ........__ ,1\ " 1\. \ д.,___ ~ <С.у ~ 1\ "- " г----- 1""' ~ t;,./ 1,--. ., , ~ > I '/' . 1'- ._ , ~-~ !'-- .. ......._ r::::::::.1,,_ - г-- - "'t-- f"',,,, 1 п -П 8 7 Б s 4 з 2 1 Xw0 12З45б7В9IOIO'oн А,%, J / V >-- V ll'L: [;{ ._ _. ~, -.• v::; V ~П .. : 1/" с;,с i--- -::;~(11 ~V ь,:::: .~ C,'CJ / 7 / ,:;,с [F[ -П - i!:::: с,' · -- 1- - е) [w 0,f 0,7 0,3 44 О,Sммр Ри•с. 6.4. К,ривые зависи,мос-11и ,величИiНЫ А с дiВ У Х различны х двойных ~юстов кл аоса . Б ,со сло евой :на,м отко й о бмоток реле на . чапоте 1000 гц от реа,кТ_ИIВ·Н О ГIQ ·СО1!],р0Т,И1ВЛЕЩ ИЯ х " ~ от ём­ касти ·нал1р узочны х СО'Про т,и1в л ений ,п,р,и Za = 1000 олt, 'Р а =30° и . сл е,д.ующи х ,па,ра, метра х мо,стоо: первого моста- zl(oJ = Zz(o) = z(oi = 1· = 448 о.м; \Л z(o)I= 5,58 ом второго моста_ 2 - 2 - 2 - a(o) = const; 'f'(o)= . const • !(о) - 2(о) - (о) - • =44,8О,и; 1ЛZ(o)\= 0,558ОМ . •• для случаев: а) и 6) rw = О; с,= с,= 00 ; в) и г) r117=150 ом; С,=С,= •"° 4мкфIIС,=С,= 00 ; д) и е) rw;.ИОом;с;·,,;;С,,,;;4мкфираздели­ тельных конденсаторов ёмкостью 3,6 u 4,4 Jикф lOi
На,пример, для двойного питающего моста класса Б на осно­ вании ф-л (4.36), (4.37) и (4.38) величины А с(п) и A,(npoдJ мож­ но определить из ~выражений 1): А=2 -- ,c(rz) z"zl,2(o) В1(01 [w (al(o) + а2(о) + СХ2(о) Zкl ] 1с(прод) = - 2 ZaZ1 ,2(о) В2(0) [W ( al(o) +_а2(о) - + al(o) Zк2] А =-2 +-с(прод) Z11ZI ,2(о) 8 2(0) Л Zl(o) + ЛZz(o) Zд (6.7а) Из сравнения кривых / и / / р·ис. 6.4 нетрудно убедиться, что при снижении полных сопротивлений эквивалентных поперечных элементов питающего моста симметрирование последнего проис­ ходит главным образом за счёт значителнного уменьшения аб­ солютной величины поперечной асимметрии. Это и понятно, по­ скольку АC(I!)-+ О, если Z1,2 (о) -> 0И Лzl,2 (о) ->- О. Несмотря на то, что при этом величина Ас и, следовательно, величина А,(прод> также стремятся в пределе к нулю, кривые Ас =f (z 1, 2 (о)) и IA с(прод) 1 = f (z 1, 2 (о) ) имеют меньшую крутизну, чем кривая IAc<n>I = f (z 1,2 (о) ) при Z 1 , 2 (о) -> О. Вследствие этого снижение величины продольной асимметрии происходит з,начительно мед­ леннее, чем величины поперечной асимметрии. Однако даже в лределЬ'ных случаях, когда полуразно,сть ёмкостей разделитель­ ,ных ~юнденсаторов достигает 10% номинальной ёмкости, у моста fI ,при х w> 500 ом велич1ша Ас в·сё же значительно ниже (почти в2раза приr1v=150 ом), чем у моста / при С1=С2илиС1>С2 (рис. 6.4д и е). Хара1ктерио, что 1при указанном наиболее небла1го­ приятном сочетании ,ёмкостей конденсаторов и Xwi>-500 ом вели­ чина Ас моста 11 :н1иже величины А, :моста / 1на 27-65% п~ри 1) В отдел_ ьности эти величины не равны слагаемым в ф-лах (4.37) и (4.38). !Щ!
rw= 'l50 ом и на 50-65% при r117 =0 для самоrо благоприятноrо сочетания тех же конденсаторов. Очевидно, что с уменьшением разности ёмко-стей конденса­ торов различие между величинами Ас рассматриваемых мостов должно возрасти. Поэтому эффективность опособа симметриро­ вания питающих мостов путём снижения полнь,х сопротивлений их эквивалентных поперечных - элем .ентов может значительно возрасти , если не до -пускать включения ,в разrоворные провода одноrо и тоrо же прибора разделительных конденсаторов -с раз­ л-ичными знаками отклонений в ёмкостях, так как в этих слу­ чаях предельная полуразно-сть в -ёмкостях разделительных кон­ денсаторов не превысит 5% 1номинальной ёмкости. Очевидно так­ же, что эффективность такого способа должна возрастать с уве­ личением частоты т.ока, поскольку п·ри этом влияние продольной а-симметрии уменьшается. Однако при этом не следует забывать, что с увеличением частоты может возрасти и .величина попереч­ ной асимметрии. Сп особ заземления средней точки дросселя с весьма низки.ми сопротивлениями обмоток постоянному току Обычно питающие реле в мостах современных АТС характе­ ризуются значительно более высокими сопротивлениями обмоток постоянному току, чем в рассмотренно м двойном мосте / / (см. гл. 4) . Измерения входных сопротивлений каждого провода питающеrо моста А ТС-47 по отношению к земле (полных экви- • валентных сопротивлений поперечных элемента-в всей схемы моста) в режиме действия асимметрии, т . е . при однопроводной передаче переменноrо тока, показали, что они близки к условию Ar макс, в-следствие чеrо -величина А с моста, как и мостов боль­ шинства современных АТС, весьма высока. Рассматриваемый ·способ принудительноrо симметрирова1ния о снован на принудительном или ис кусственном снижении вход­ ных сопротивлений каждоrо провода всей схемы питающеrо мос­ та по отношению к земле путём применения двухобмоточноrо дросселя с весьма 1ни з кими •сопротивлениями обмоток постоян ­ н ому току. К:ак известно, в !ГИ АТС-47 (а также в !ГИ АТС-40) имеет ­ с я однообмоточный дроссель, включённый в схему моста с целью улучшения передачи импульсов набора номера (ри·с. 6.Ба) . Этот д россель был заменён таким же двухобмоточным дросселем, ха­ р актеризующимся в двухпроводном режиме передачи разrовqр­ ных токов теми же параметрами и следующими паспортными данными: сопротивление постоя•нному току каждой обмотки 15± 1,5 ом, число витков -1150±0, диаметр провода -0,27 мм . намотка - слоевая (или в два провода одновременно). Парамет- . р ы одноrо из исследованных дросселей приведены в табл. 2 и 3. 103
Величина Ас этого дросселя ,в полосе частот 300 - 3400 гц нахо­ дилась в пределах 2-3%0, что свидетельствовало о ·недостаточ­ ной его симметрии. Однако к этому при исследовании не стре­ мились, так как -необходимо было ·выяснить, возможно ли сни- а; С1 Сз 1 ~ - 1 А 4 1/ C-J. f м / l1tfJCБ Б р б +11,, А 2 м ч 11 1 'l' с, С4 Рис . 6.5 . Пр-инциrшалыные -схемы мо:ста / ГИ АТС-47: • а) существуюrцая cxel\·ra с однообм.оточным дрос~с­ лем; б) предложенная схема с двухобмоточным дросселем с заземлённой средней точкой (сопро- тивления для обтекания контактов опущены) зить асимметрию моста наиболее простыми средствами. Схема lГИ АТС-47 при замене однообмоточного дросселя двухобмоточ­ ным приведена на рис. 6.56. Её можно привести к эквивалент­ ным схемам рис. 4. 17 6 и в. При этом очевидно, что среднее пол­ ное сопротивление эквивалентных поперечных элементов Z, <о) < < 15 ом. Следовательно, усло-вие, поста·вленное в п. ь.3, при та­ ком способе выполняется весьма просто. - Обозначим отношение величин А при незаземленной и за­ землённой средней точке дросселя через коэффициент снижения асимметрии Ксн, т. е. . Ar при незаземлённом лросселе Кrн = •_ _:___,________..;.____ , Ас при заземлённом дросселе (6 .8) '104
Таблица 2 Параметры дросселя во встречном режиме Частота , " , ,, гц z(o) z(o) 'f'(o) ср (о) ОЛ< V_. ,H 1 300 15,6 15,5 о о 800 16,0 16,0 9°50' 5со' 1000 16,3 16, 1 16°30' 14°50' 2000 17,8 17,7 27°0' 30"33' Таблица 3 Параметры дросселя в последовательном (согласном) режиме Чzстотг. ' " ,, гц z(nJ z(n) 'Р(п) 'Р(п) ОЛI ОЛ< 300 957 1000 81 °0' 82 "15' 800 2030 2265 84°0' 80°30' 1 ООО 2370 2780 84°30' 79'30' 2 ООО 5800 5750 68 °20' 69'30' Тогда эффективность принудительного симметрирования пи­ тающего моста А ТС-47 по способу заземления средней точки дросселя можно видеть из кривых рис. 6.6 и 6 .7, а моста /ГИ А ТС-47 - из кривых рис. 6.8 и 6.9. Они показывают, что эффек­ тивность рассматриваемого способа возрастает с увеличением тока подпитывания и влияющей частоты, а также сопротивления х,17 . На частоте 1000 гц при абонентских линиях нормальной дли- ны (С117 -< 0,3 мкф) величина х 117 превышает 500 ом, а при с\\7 = 0,265 мкф х\\7 =600 ом (СМ, рис. 6.3). При х \\7 > 500 ом эф­ фективно·сть заземления средней точки дро-сселя особенно замет­ на как для моста /ГИ, т а к и всего моста АТС-47 . При этом характерно, что величина Ас !ГИ практически не зависит от наличия конденсатора С 1 в цепи обмотки реле СБ (рис. 6.56), в то время как в существующей схеме / Г И А ТС-41 (рис. 6.5а) этот конденсатор оказыва.ет существенное влияние на асимметрию моста (рис. 6.9в) . Последняя особенность рассматриваемого способа объясняет­ ся тем, что при весьма низких полных сопротивлениях обмоток дросселя в режиме однопроводной передачи токов (примерно 8- 651 1С5
15 ом) обмотки реле СБ, сопротивления котор_ых постоянному току номинально равны 1000 ом, практически не оказывают 11 !О g 8 7 li 5 4 3 2 о К~н / -- -v 7 а ~ !.--- 1/ ,'/ / ~ ? J,: п/ /1/ I k:: l,,:t ,,- ... ._ ~< з 01'1а ~ ;::;,,,.._ iJ 7 б 5 4 з ? f о 1( сн ,f J ~И} 2:...- 17 5) /-- 2 l"- 1-r ._,)l,f}oi, 0-r.. ,f90o~ "N з f 4/(щ Ри.с. 6.6. К,рiи~вые, иллюстриIрующие эффективность rпри1Н1удитель­ Iноrо ои,м.ме11р,иIро·вания питающеrо мопа· А ТС-47 по , опособу заземления средней то;~ки дросселя в ,поло,се частот ЗОО--'-3400 гц: а) при , Cw=0 ,265 мкф, rw=0 и различных токах подмаrН\JЧИВания ; б) при, С117 =0,3 ;,tкф и i,, =40 ма 40 35 -30 ?5 ?О 15 10 5 о Ас%, 1 7J i Л'1 Т' о,,,, k:#, ')~ --~ -rf., 11/ Оон i ·r..,=ШОон ! ~ ~ '( '2 2 3 1/l(ZЦ Р,и·с. 6.7 . Кри,вые зав,и,симости .вел,ичины А с питающего моста АТС-47 от ~астаты при С w= = 0,3 мкф, lп=40 маи незазем­ л~нном дрооселе (1rривые /) или ·з,аземлённой сред,ней точке дрос- селя (кривые JJ) 7 li .'i 4 з 2 1 о /( ~н L__j__. L__j__L___l___J_ _.L___c_ _L.__c-·,Y\. 9 10102ом 5 б 7 8 РИ1с. 6.8 . Кривые, иллюс11рирующие эффек'Гj-1:вность IП1ринудительного СЖ\1· метриIро•вания моста J Г/1 АТС-47 по апособу заземления юредlНей точ~и д!ро·оселя ,на частоте 1000 гц •влияния на величину эквивалентных параметров моста , в указан­ : ном режиме передачи - токов. Экспериментальные исследования 106
зависимости асимметрии моста АТС.47 · от поперечных и про­ дольных элементо,в и способа включения дросселя в !ГИ пока­ зали, что по этой причине при применении способа заземлённо 0 го дросселя включение сигнальных реле практически не влияет на величину А с всего моста . При наличии однообмоточного дросселя способ включения этих реле, а также дополнительных С00 60А~ 50 а) Iп=О А% 60 с " 50 oJ lп=351li 40 30 20 10 о \ ~ - "',/ --,;. _ 1 .v-u ' w,. ,, ;E/ _[ п 60 30 20 10 ~ rJ.~ 4-~:7 ~ --- .. :._ _1'-, ! . ·/' .f~~ ~ - 01'1 и хо ,r.., . ?З45Б789!ОШон" 12.J4Sб.783Ш!О'ом А% ?Ос" ['. __ "' 1S '"- "'- !О !'--,...,__ s ........ r-- .. --- г--. 6 7 61 --- , .... --- - и 8 ·Jп ·О; r. ,·O l z-r-- Сг1,шр - r- Ст =00 С1- ил 9 1НК//1 иСт=о -х,,, 1010 20ft. Рис. 6.9 . Э.юоперименталыные кр,и ,вые зависимости величины А 0 моста / ГИ АТС-47 от реактwвного соцрот1и.вления xw на ча-сто - те 1000 гц: 1 - 111ри неза.зем лё~tной и II - l[!Р,И заземлённсй средней точке дроссел,~ для условий: а) i п =О, 6) (, = 35 ма, в) i п =О и вкл,ючённом или выключенном кон­ денсаторе С 1 в цепи обмотки реле СБ конденсаторов к ним имеет весьма -существенное значение ~ К примеру укажем, что на частоте 1000 гц при Cw = 0,265 мкф и ()Тсутствии тока подмагничивания величwна А с моста АТС-47 была равна 24,5% 0 , а при выключении симметрирующей обмот ­ ки реле СБ величина А " возросла до 41,5% 0 . В случае заземле­ ния средней точки дросселя величина Ас при тех же условиях соответственно -снизилась до 5,2% 0 и 3,1 %0. При / " =40 маи тех же условиях при заземлении средней точки дросселя величина Ас снизилась в 3-4 раза и оказалась соqтветственно равной 4,15°!оо И 5%О· • Возмож,ность увеличения полных сопротивлений однообмо­ то чных сигнальных реле путём увеличения числа витков позво­ лило прийти к выводу о возможности упразднения симметри ­ рующих обмоток сигнальных реле в случае применения дросселя 8* •1О 7
J:: заземлённой средней точкой. Это не толы,о создаёт значитель­ •.ные удобства при разра·ботке схем, но и даёт з·начительную эко­ ..номию меди, конденсаторов, сопрщивлений и релейных контак­ тов в схемах основных приборов АТе (! ГИ и ЛИ), а также и в схемах РСЛ и промоборудования для связи между собой Ате декадно-шаговой и машинной систем. Вследствие этого предло · А ,., С, Сз 1 4 z,.. Ри,с. 6.10 . Схема питающего м·оста I ГИ АТС - 47 с заземлё!нной средней точ1кой д•вухобмоточноrо дросселя и одн-ообмоточным реле СБ (со•п,ротив­ ле,ния для обтекания контактов опу- щены) женная ЦНИИе схема !ГИ с однообмоточным сигналь­ ным реле и дросселем с за­ землённой средней точкой (рис. 6.10) была принята в модернизированной АТС-54 [Л44]. Существенно заметить, что при незаземлённой сред­ II!:Й точке дросселя выключе­ ние второй об,мот·1ш реле СБ пр:шодит к весьма значи­ тельному увеличению вели­ чины А" моста /ГИ АТе-47 (до 7,5 раза), в то время как в схеме рис. 6.10 величина Ас не только практически не из­ меняется, но и во многих случаях даже уменьшаеТ1ся. Измере­ ниями установлено, что при заземлённом дро,сселе включение в один провод сопроти1вления порядка 9 коя обеспечивает установ­ .пение той же и даже несколько меньшей величины А,, что и при наличии в схеме обеих обмоток реле СБ и дополнительного кон­ денсатора. При обычной (существующей) схеме !ГИ такой эф­ фект может быть гарантирован лишь при включении сопротив­ ления выше 150 ком. Многочисленные измерения показали также высокую ста­ биль·ность величины А 1. моста ти:~а А те-47. с заземлённым дрос­ селем и в тех случаях, когда параметры обмоток сигнальных и . импульсных реле различны. Так, например, при замене реле И . в ЛИ, значительно отличающегося по параметра1v1 обмоток от реле СБ в / ГИ, другим реле СБ, т. е. при включении в cxe:vry • моста АТС-47 реле ти;:~а СБ в !ГИ и ЛИ, величина А, при зазем­ · лённом дросселе практически не изменилась, а при существую­ • шей схеме моста АТе-47 величина Аг значительно снизилась. · так, ·например, при C1v =0,265 мкф на чацоте !ООО гц величина Ar снизилась с 2,2% до 1,4%, а на частоте 2000 гц - с 5% до 3,25%. Это показывает, что применение различных по парамет­ рам сигнальных реле в АТС-47 также является одной из причин •• высокой величины А с моста. • ._ Весьма суще~тв.енным преимуществом способа симметриро- iнiния моста путём , заз_емления срещ1ей точки дросселя является 108
обеспечение низкой асимметрии моста не ·. только · во время раз ­ говора (рис; 6.6 и 6.7), ,но и в про ц е-ссе установления соединения (рис. 6.8 и 6.9). Многочисленные измерения подтвердили эффективность дан­ ного метода симметрирования -и показали, что даже при приме ­ нении низкокачественного дросселя асимметрия моста АТС-47 уменьшается в 4- 6 раз в полосе частот 800-1000 гц как при на­ личии, так и отсутствии тока подмагничивания . При этом •С уве­ личением величи ,ны A r в первоначальной схеме увеличивается эффективность в отношении коэффициента К~,, ч снижается ниже нормы (7% 0 ) величина Ас в наиболее важной полосе час - тот 800-1100 гц (рис. 6.7). • Таким образо:vr, этот способ принудительного сим-метрирова ­ ния питающего моста да ,ёт возможность простейшим ,путём, без изменения параметров осн овных элемент ов моста, не только снизить величи.ну A r во -всей полосе частот 300-3400 гц, но поз ­ воляет практически пренебречь обычным увеличением величи­ ны А 0 в полосе частот выше 2000 гц. Следует указать, чт'о чем ·ниже сопроти-вле,ние обмоток дрос­ селя во встречносv1 режиме пер едачи токов. тем эффективнее рас ­ сматриваемый способ симметрирования. К примеру мож1но ука­ зать, что для дросселя .с сопротивлением обмоток постоянному току 3,85 олt вместо 15 ом величина А с моста АТС-47 с-низилась на 30-35% в полосе частот выше 800 гц. Однако габариты та­ кого дросселя значительно превысили габариты дросселя !ГИ АТС-47. Практика показала, что си'Мметрирующий дроссель дол ­ жен изготавливаться с обмотками слоевой намотки или по спо ­ собу одновременной намотки в два провода, обеспечивающими минимальные ПОЛ'ные сопротивления Z ~Р( а ) и Z~P (< 1 . Последний способ намотки являет с я наиболее соверше,нным , так как он обеспечивает хорош у ю симметрию и (:амих обмоток дросселя . В АТС-54 применена слоевая намотка обмоток дро с селя [Л44] , по з волившая при прим енении этого дросселя с заземлённой с ред ней точкой для пере кр ытой схемы включения раз д елитель­ н ы х конденсаторов (рис . 2.4 в ) снизить величину Ас всего мо с т а до 3,3% 0 в полосе частот выше 800 гц. Описанный способ пр инудительного симм е трирования бы л ре ко м ендован для пртлышленного применения после того, как осциллографирование по д твердило, что за м ена однообмоточного д росселя на двухоб м оточ1ный с заземленной ·средней точкой не отражается на передаче ·им пульсов на,бора номера в !ГИ АТС-47 при всех существующих те х нических условиях. Этот метод сим 0 м етрирования, кроме АТС-54, нашёл при-менение также в двух 0 проводных РСЛ с трансляцией управляющих сигналов для уда• лённых АТС, в комплектах РСЛ для связи от координатной те~ лефонной подста1нции к ГА ТС [Л45] и аппаратуре полуавтома0 тической междугородной телефонной связ·и [Л46]. 10
. Способ заземления средней точки дросселя при его включении к разговорным проводам через дополнительные разделительные конденсаторы В некоторых питающих мостах лри включении к разговорным лронодам обмоток дросс~ля нельзя избежать прохождения по ним постоянного тока. В этих случаях обмотки дросселя можно включать в разговорные прово.'!а через дополнительные 1,онден­ саторы, как показано, например, в схеме рис. 6.1 !а. Из 1,ривых 11) Ас %о 10\ б)9 в 7 \ G 5 41 з 2 f 'Г"- 11 _ L,,,' ! · оtз ОроссеАя J/· с rJpocce-r~l'f с,,, = о, 285l'fl/(11 ll.=!R.5ЖJ,kll5iю. ~ --- ~ о !ООО ?ООО 3000 fщ Рис. 6.11 а) Схема, иллюстрирующая способ симметрирования пи­ тающего моста типа АТС r-.-taillиннoй системы завода «Красная заря» посредством заземления средней точки дросселя с разделительными конденсатораi\-1И ; 6) кривые, иллюстрирующие эффективность применения этого способа рис. 6.1 16 видно, что приме:1ение дросселя с разделительными конденсаторами для симметрирова1ния питающего моста АТС машинной системы завода «Красная зарЯ>> по схеме рис. 6.1!а оказывается таюке достаточно эффективным. Поэтому та1юй способ симметрирования может -найти применение в питающих ·мостах, в схеме которых нет однообмоточного дросселя. Для сни­ жения вносимого затухания ~еобходимо применять добавочные разделительные конденсаторы ёмкостью не менее 4 мкф, ко т о­ рые даже для частоты в 300 гц снизят входное со·противление дросселя в двухпроводном режиме прохождения разговорн ы х токов не более чем на 2·66 ом, а для более высоких частот ещё меньше. 110
g 8 7 G 5 4 3 2 / о . Способ заземления средних точек . трансформатора Известно, что одним из способов уменьшения шумов, обу­ словлен ных станционной асимметрией при весьма высоких про­ дольных мешающих напряжениях, является отделение а·бонент­ ской линии от АТС с помощью переходного тра·нсформатора. I]о­ этому в некоторых АТС применяется трансформаторный мост питания . Как видно из схемы рис. 2.За, ·в некот·орых питающих мостах трансформаторного типа применён четыр,ёхобмоточный трансформатор без заземления средних точек. Результаты измерений не под11вердили возможность получения высокой А,%а 6) ? О) 1.f w 1./ БООом .. соо ?!J uoo~ '--"' -г оог '21 ,,.-,::: ::::.- -~ кр11!Jш!-оеs зозенАе· ~ ~1JR;кp11/JшD-c зозен тшен среинш move~ 18 / /) 11" J-БООга тр-ро 15 -- V- 1'2 9 /v 6 f-JOOщ R, з ~--? 3 4 5!0 011 fJ г з Рис. 6.12 . э) Схема, иллюстрирующая способ симметрирования пи­ тающего моста трансформаторного типа, посредством за­ зеi\•1ления средних точек трансформатора, и кривые. ил ­ люстрирующие эффективность применения этого способа для питающего моста; 6) без индуктивной связи; в) с ин­ дУ'ктивной связью между поперечны м и элементами А 1 и А, при/'L!7 = 190 0,1! и с\!7 = 0,3 Аtкф Л-!ОООгц 1 ' ,, !/_ - "- симм етрии питающего моста при таком включении, поскольку асимметрия поперечных элементов в линейной части тран·сфор­ матора вызывает п·оя.вление в первичной обмотке трансформато­ ра напряжения шума, которое индуктивным ,путём передаётся 111
во вторичную о,бмотку трансфор м атора и затем в телефонны й аппарат . Более целесообразно применять заземление средних точек на вход е и на выходе трансформатора . При этом исполь­ зуются преимущества совмещения двух способов снижения -стан­ ционной асимметрии : первого ·- отделения линии от станuни с по-мощью трансформатора, второго - принудительного симмет­ рирован ,ия питающего моста, в котором в качестве дросселя и·с­ пользуются те же об м отки тра,нсформатора [Л6] . Таким образом , в способе принудительного симметрирования путём снижения входных сопротивлений каждого провода м оста по отношению к земле может применяться в качестве симметрирующего устрой­ ства наравне с дросселем и трансформатор. Схемы измерений с использованием трансформатора фир,:vrы ZwietLtsh (V. tp. !За 2) представлены на рис. 6.12а, а эффе1пив,ность такого спо·соб а на,гляшно иллюстрируе1'СЯ кри1выми рис. 6. 126 и в . Как видно из этих кривых, при наличии индуктивной связи между поперечными элементами (вместо двух отдельных р~л~· А I и А 2 в,ключено д1Вухобмоточное реле 1а. см. табл. 1) величю-1а Ar более чем в 3 раза превышает величину А r такого же мост а с поперечными элементами без индуктив-ной связи (отдельны(: реле А 1 и А 2 ) в случае применения трансформатора без зазем­ ления средних точек . В случае же заземлений средних точек величина А r ·не пре ­ вышает 5 %0 . Особенно эффективным оказывается способ зазем ­ ления средних точек трансформатора при ,наличии в обеих час­ тях схемы двухобмоточных реле. При этом величина Ас на час­ тоте 1000 гц снижается в 6 раз . Для разделения цепей постоян • нога и перемен·ного токов между обмотками должны быть вклю ­ чены разделительные конденсаторы. Таким образом, такой спо ­ соб иопользования обмотО1к трансформатора в качест.ве сим­ метрирующего дросселя может оказаться целесообразным в пи­ тающих мостах трансформаторного типа и в случаях необходи­ мости включения в станцию линий с весьма значительными про­ дольными мешающими напряжениями , например в комплектах уда~ённых абонентов. Способ последовательного включения обмоток симметрирующего дросселя в разговорные провода Выше было показано (см . гл . 3 ·и 4), что величина Ас питаю­ щего моста любого класса находится в обратной зависимости от активных составляющих нагрузочных сопротивлений r,v. Так­ же было показано, что при ёмкостных ·нагрузочных сопротивле­ ниях величина А r значительно превышает величину Ar в слу­ чаях, когда Cf',v =0 или <:-w>O . Очевид'НО, что ripи искусственно м исключении условия Cf',v <0 и значительном увеличении сопро­ тивления r w величину-А с питающего моста можно было бы так- !!
же значительно снизить. Такая возможность обеспечивается· [Л6] -при последовательном в1,лючении в разговорные провода:· обмоток дросселя или реле, представляющих незначительное­ сопротивление разговорным токам (в двухпроводном режиме) • и значительное сопротивление мешающим токам нулевой после­ довательности (рис. 6.lЗа). В этом случае сопротивления обмо­ ток дросселя в однопроводном и двухпроводном режимах пере - zд~чи то;~в мож(но,,.. об6оз3н) ачить в виде: Z~P 01 , z·~P (oJ (табл. 6.2) к др(n1, др(nJ таол. . • Поскольку эквивалентные нагрузочные сопротивления схемы рис. 6.1:?а мож,но пред- w' ста,витьввидеwэ=w+zдр(n), . w а также учитывая, что среднее сопротивление Z др (п J возра­ стает, а реактивное сопротив- ление х 117 у,:vrеньшается с увели­ чением частоты мешающего тока, наибольшее снижение ·ве­ личины Ас при указанном включении обмоток дросселя должно происхо дить в полосе частот выше 700~800 гц . Результаты измерений по л ­ ностью подтвердили эффектив­ ность такого способа. Как вид­ но из кривых рис. 6.136, наи­ более резкое снижение величи­ ны А r питающеrо моста АТС-4 7 происходит в пол •осе частот 800--ё-- 1100 гц, где коэффициент снижения величины А с дости­ гает 5--ё-- 6. Очевидно, что при · тако м включении обмоток двух дрос ­ селей на входе и выходе пита­ ющего моста можно обеспечить значительное снижение на;~ря­ жения поме х, ·обусловленных станционной асюпvrетрией, для Ас3⁄4 21 zo 19 18 •17 15 /5 fц IЗ 12 ff 1D i7 б 5 /J з 2 1 D ,, •\ 1 ; / 1 / / I / cr / а) !7итоющии мост АТС-1/7 oJ -- / "\1 1'\ '\ \, I-оез dросселя и- с одоссе,7ен r,,•l90gн;Jn0 с,.,е~Знкrр 11 ~ / !ООО 2000 30,?О Рис . 6.13. ' ги: а) Схема, иллюстрирую~цая .-:по~об си~-.1метрирования с посJ1едовате. 1 1ь• ным в1<лю 1 1ением в разговорные про • вода обмотср< дросселя. 6) 1<рнв..-.1~, илл юстрирующие эффе1пивность при• менения э1оrо способа для питающе~ го моста АТС-4 7 обоих разговаривающи х абонентов. Включение лишь одног о, дроссtля в !ГИ или ЛИ может снизить помехи за счёт станшюн­ ной асимметрии только для одного абонента . В этом от­ ношении раосматриваемый способ уступает способу зазе!'.r­ ления rр?дней точки дросселя, посколы,у . последний в не ­ районированной телефонной сети снижает помехи для обоих абонента.в . 113,
6.4. Косвенные способы принудительного симметрирования питающих мостов До разработки методов принудительного ,симметрирова1ния :п итающих мостов существовало опасение, что включение в раз­ товарные провода АТС промежуточных устройств между 1ГИ и -ЛИ (различного рода РСЛ) может у,величить величины асим­ метрии всего шнура, если эти устройства не будут строго сим- метрнчными. Исследования по­ l<азали [Лб], что требование - строгой си1:vrмет,рии ком1плектов РСЛ не всегда является обо- ОНlJВ,нп-rым и в ряде случаев У'С­ ложняет разработку и внедре­ ние необходимых для взаимо­ • связи станций рел~йных к·омп­ лектов. Измере1ния под:твердили, что пара:тлельное включение к раз­ говорным проводам через раз- делительные конден,саторы оди- Рис, 6.14. Схема, ,иллюс11р,иIрую­ щая кюовен,ный .оно •соб пр .инуtди­ тельного симме11р , и,ро~вания пи- тающеr,о моста наковых (по паспорту) обмоток реле или дросселя, если их со­ противления постоянному току превышают 2500 ом, всегда д'О­ пустимо в питающих ~мостах класса Б со слоевой намоткой об­ моток реле. Это объясняется ТЕ~м, что входные сопротивления между каждым проводом и землёй таких мостов в 8-10 раз : ниже сопротивлений включаемых обмоток реле при однопровод­ ной передаче токов. В случаях, когда желательно, чтобы дополнительные устрой­ • ства (например, РСЛ) практически не оказывали влияния на величину А с питающего моста АТС, наиболее целесообразно включать землю к средней точке обмоток реле (дросселей) че­ рез однообмоточ•ное реле, как показано на рис. 6.14 . Такой способ включения применён в комплектах реле двух­ :лроводных соединительных линий конденсаторного типа (РСЛ-К:) для АТС-47, выпускаемых промышленностью с 1~53 г. [Л47]. При разработке этих РСЛ учитывалось, что собственная асим­ метрия РСЛ-К: не может ухудшить общей асимметрии моста . АТС-47 вследствие · весьма высоких полных сопротивлений меж­ ду каждым из разговор•ных проводов РСЛ и землёй . Описанный способ включения представляет собой косвенное . принудительное симметрирование питающего моста, поскольку устройство, величина асимметрии которого сравнима с величи­ ной А r моста без этого устройства, не ухудшает асимметрию всего составного моста. Измерения показали, что комплекты РСЛ-К, величина Ас которых равна 2-3 %0 , незначителыно сни­ -Жают величину А с моста АТС-47 как при заземлённой, так и не­ заземлённой средней точке дросселя в 1Г И. Сущест,венно отме- :1 14
т ить, что в питающих мостах класса А, а также класса Б с сек­ u ионированной намоткой обмоток реле только такой способ мо­ жет обеспечить практическое постоянство величины асимметрии моста при включении в разговорный тракт обычных промежу­ точных устройств релейн'ого типа без нелинейных элементов. Этот способ даёт возможность включать однообмоточные :сигн альные реле через двухобмоточный дроссель, одна из обмо­ ток которого соединена с разговорным проводом через разде­ лительный конденсатор, а вторая - непосредст,венно со вторым проводом разговорной цепи. Сигнальное реле в этом случае должно включаться к -средней точке дросселя. При этом незна­ чительное tопротивление разделительного конденсатора не ока­ _зывает влияния на асимметрию моста, так как полное сопротив­ ление -сигнального реле велико. Другим прю,1ером косвенного симметрирования является включение реле Мв !ГИ АТС-47 (рис. 2.46). Включение обмо­ ток этого реле последовательно с обмотками реле А значительно увеличивае т общее полное сопротивление обмоток реле А +М в режиме однопроводной передачи токов, так как при этом об­ мотки реле М включены согласованно. Поэтому при таком вклю­ чении величина Ar моста АТС-47 зависит в меньшей степени от .асимме трии реле А+ М, чем от реле А в ЛИ, даже если реле М с амо недостаточно симметрично . К:ак уже указывалось, применённый в АТС-47 способ вклю- . чения двухобмоточного сигнального реле (например, реле СБ в ! ГИ) неэффективен при использовании реле Р П Н со слоевой намоткой обмоток ·и добавочного разделительного конденсато­ ра. Однако нетр удно убеди ться, что и такой способ может обес­ печить практическую независимость величины Ас моста АТС-47 от асимметрии двухобмоточного сигналыного реле с секциони­ рованной обмоткой, поскольку такая обмотка, как было показа­ но выше, в однопроводном режиме прохождения переменного тока характеризуется высокими эквивалентными полными сопро­ тивлениями обмоток. Приведённые примеры свидетельст,вуют о том, что при раз­ работке различных приборов, входящих в разговорный тракт и, следователыно, в питающий мост станции, следует правильно использова ть все возможные способы снижения асимметрии :моста, учитывая особенности его схемы, а также особенности ,намотки обмоток реле. 6.5. Возможность симметрирования питающих мостов путё.л-t переключения разделительных конденсаторов или уменьшения разности их ёмкостей К:ак уже указывалось в главах З и 4, ,возможность и целесо­ {) бразность симметрирования питающих мостов любого класса путём переключения разделительных конденсаторов с одного 115
Прl()вода на д1ругой не вызывает сомнения. В разделе 6.3 пока ­ зана также значительная эффективность симметрирования пи­ тающего моста типа АТС-47 (при наличии дросселя с заземлён­ ной сред·ней точкой) путём ·вырав.нивания ёмкостей разделитель ­ ных конденсаторов. Однако осуществление указа •нных способов симметрирова-­ ния в настоящее время затрудняется те м, что в конструкции ста­ тивов АТС такая возможность не предусмотрена, так как разде­ лительные конденсаторы устанавливаются на стативе, а релей­ ные комплекты являются съёмными и при изготовлении не за­ крепляют1ся за определ,ёнными местами на стативе . При иной 1юн­ струкции стати:вов указанные способы симметрирования могут найти применение, в особенности в несъёмных платах . с установ­ ленными на них конденсаторами. Вследствие этого способы симметрирования питающих мос­ тов путём переключения разделительных конденсаторов илк уменьшения разности их ёмкостей должны быть учтены при раз­ работке приборов и АТС на малоинерционных механиз мах, по­ скольку эти способы не требуют дополнительных затрат на сим­ метрирующие элементы и позволяют применять конденсаторы с · большим разбросом ёмкостей, •например конденсаторы с допус­ ком ±20% вместо ±10%. 6.6. Основные выводы 1. В АТС-4 7 и АТС аналогичного типа, имеющих в / ГИ одно­ обмоточный дроссель, наиболее действенным и экономически целесообразным способом принудительного симметрирования питающего моста является замена однообмоточного дросселя в-. ! ГИ двухо6моточным с заземлённой средней точкой. 2. Способ симметрирования при последовательном включе­ нии обмоток дросселя (или низкоомного реле) в разговорные провода наиболее целесоо•бразно применять при включении в АТС абонентских линий с более значительными величинами про­ дольных мешающих напряжений, че м обычные абонентские ли­ нии (например, линии удалённых абонентов, линии таксофонов , уста1-ювленных · в метрополитене, с,оединительные линии, входя­ щие в телефонные станции метрополитена, и д,р.). 3. Применение способа последовательного включения обмо­ ток дросселя в разговорные провода может оказаться необходи ­ мым и в станциях, питающие мосты котор ы х не позволяют ,вклю­ чить дроссель с заземлённой средней точкой без дополнитель­ ных конденсаторов. 4. В питающих мостах трансформаторного типа наибо·ле е· целесообраз•но п·рименять способ принудительного симмет-риро­ вания с заземлением средних точек трансформатора. 5. Рассмотренные здесь способы принудительного симмет­ рирования могут найти применение в питающих мостах различ ­ ных телефонных станций. 116
Выбор же способа принудительного симметрирова•ния, как и .других способов симметрирования, может быть осуществлён только в процессе конкретной разработки схем питающих мос­ тов, а также различных приборов, включаемых в разговорный · тракт . При этом не исключается возможность применения ком­ · бинированных способов симметрирова·ния в тех случаях, где этG -о правдано спецификой прибора или особыми требованиями.
ЛИТЕРАТУРА 1. Ю. О. Р .и дел ь. «Асимметрия в телефонных схемах». «Электро­ связh», No 8, 1940 . 2. Г. С. С и до ров. Определение временных нор м допустимого напря­ жения шума для телефонного тракта и его отдельных звеньев . Отчёт ЦНИИС. 1941. 3. Труды МККФ, VIII :пленум МККФ (К1ра1оная .юниrа). Парrиж, 1931. 4. Т,руды МККФ. Х ,пленrум МККФ (Белая книга) , тт . 11, III и IV. Бу ­ дапешт . 1934. 5. Л. Я. Эйде ль м ан. Замечания по рекомендациям МККФ в отно­ шении определений велич.ины и методов измерений станционной асимметрии . Доклад Телефонной Администрации Министер.ства связи СССР на XVII пл е­ нуме МККФ, 1 исследовательская комиссия ,ЧККФ. МККФ, документ No 43 . Же н ева, 19Б4. 6. Л. Я. Эйде ль м ан . Ис-следование асимметрии ,питающих мостnв. телефо,нных станц.ий . Ди.ссерта1ция -на соискание учё:ной .стелен-и ·канд. техн _ наук. ЦНИИС, 1955. 7. Л . Я. Э й дел ь ,м ан. К во,п,расу об определении вел,ичины и методо-в: ИЗ\1ерения асимметрии питающих мостов телефонных ,станц,ий. Сборник нау ч­ ных трудов ЦНИИС, Связьиздат, 1958. 8. R . F u·h r e· r. «Uпsymmetrie vоп Schaltgliedern». TFT,» No 11, 1935. 9. Белая кнrига МККФ. Изд. Сименс и Г:-~льске. Берлин, 1-940. 10. Основные ноrр,мы и рекомендации МККФ (Дальная овязь). Свя зь­ изда·т, 1948. 11. Труды МККФ. XI пленум МККФ (Белая книга), тт. I бис, II бис и ; IV. Копенгаген, 1936. 12. Труды МККФ . Протоколы XIV пленума МККФ. Монтре, 1946. 13. Труды МККФ. Протоколы XV плену м а МЮ(Ф. Париж, 1949. 14. Труды МЮ(Ф. XVI ,пленум МККФ (Жёлтая 1rниrа), т. VI. Венеция . 1951. 15. Н. Н . С о лов ь ё в. Основы измерительной техники проводной свя ­ зи, часть 3. Госэнергоиздат, 1959. 16. Е. В. Кит а ев. Ооновы телефонии и телефонные станции ручног о, обслуживания. Связьиздат, 1944. 17: М. Н. Ст о я но ·в. Методы расчёта nитающего мостю<а АТС. Диссер-­ тация на сои,схание учёной степени канд . техн. наук UНИИС, 1940 . 18. Е . В. К ат а ев. Телефония . Связьиздаг, 1952 и 1958. 19. G а п i t t а. «Unsymmetrie in Vermittlungseinrichtungen», « NTZ:» . No 12, 1955. 20.F.РfIеidеrеr., Dimpfung und Symmetrie in Fernsprechamtern»,. «FFT», No 11 / 12, 1935; No 13, 1936. 21. F. Р f 1 е i d е r е r «Messurg urd Beurtei]ung der Unsymmetrie in Fer- nspech - und Vermiftlungsanlagem. «ETZ - A». No 5, 1953. 22.М.И.Михайлов иП.А.Азбукин. Воздушныеикабельные: лин111и связи и их защита. Связьиздат, 1940. 118
23. Труды МК:КТТ. Пр~дварительный отчёт о заседа1Нии 5 ИК МКК ф,_ Документ No 20 МККТТ , Женева, и ю ль 19 60. 24. Ю. М. К о роб о в. Электрические и змерен.ия на город:с1шх теле -­ фонных сетя х . Связьиз д: ат, • 1958. 25. Э . В. 3 елях . Основы общей т еории лине й ных электр,ических схем ._ Издание АН ССС Р , 1951. 26. М . И. Вите н б ер г. Расчё т телефонных и 1юдовых реле. Госэнерго - и здат, 1947. • 27. М. И. Вите н б ер г. Расчёт элек т ромапн и т.ных реле для аппаратуры• авто:-латики и связи. Госэнергоиздат, 1956. 28.Л.С.Фарафонов,К.И.Волкова, Я.Г.Кобленц,Е. М:. Ройте н б ер г . Автоматичес wи е телефон н ые станции декадно - ша,говой си ­ стемы А ТС - 47. Связьиздат, 195 1. 29. К. П. Я к о в·л ев. Математическая 00работка результатов измерений: Гопехиз д ат, 1950 . 30. В. Н. Ку леш оs. Теория кабелей связи. Связьиздат, 1950. . 3 1. Инженерно-т,ехнический с:п1ра ,воч,ник по электро,связи . Телефо.ния, т . II. Связьиздат, 1943. 32.П.К.Акульшин,И.А.Кощеев и К.Е.Кульбацкий.Тео­ рия связи по нроводам . Овязьиздат, 1940 . 33. П: А. И он к ин. «О схемах замещения электрических цепей с ма,г­ нитной св я зью» . •«Электричество», No 2, 1947. 34. П . А : И он к и ·н . «Те орема Тевенена 'В применен,ни к электрически м, цепям с и,ндуктивной связью». «ИЭСТ», No 5, 1941 . 35. П: Л: I<>алантаров · и Л. Р. Н-ей ,м ан. Теоретиче-ские осноsы электротехники . Г осэнергоиздат, 1951. 36. Л. Я. Эйде ль м ан . Метод развязки индукnивных -связей без из ­ менения конфигураци.и и числа элемен т ов схемы. Доклад н а на,у ч.ной •се-с.сии , посвящё·нной сто л етию со дня рождения А. С. П опо•ва. Секция ~проводно й~ связи, 1959. • 37. Н. Н. С о л о ·в ь ё в. Полезный вариант мостовой схемы для измере­ ния ин дуктивности при подмагни ч ивающем токе. Сборник «Вопросы элехтро­ измерител ь ной техники» . Госэнергоиздат, 1951. • 38. К. А. Круг. Основы электротехники. ОНТИ, 1936. 39. С. М.. /11 о г r i s. Relay coi1s ,vith improved , longitudina] ba]ance. В. L. Reicord, No 1, 1947. 40. Рекомен д ации меж дуна ро дных консу л ьтативн ы х комитетов по теле ­ фонии и телегр афии. Связ ь,изд ат, 1959. 41 . Н. Н. С о л ов ь ё в. И зм ерения в ~п роводной связи. Связьиздат, 1945.. 42. С. А. Л ют о в. И.н д устриальные помехи радиоприёму и борьбе с ни ­ ми. Госэнерrоиздат, 1952. • 43. А. М. Х а б а р о в . Телефонные станции системы ЦБ. Издательств о­ НКПТ, 1928. 44. Р. В. Л1ийк и Е. М. Р·ойтенбер г. Ав-гоматическая телефонная: ста,нция декадно-шаговой системы АТС-54. Связьиздат, 1959. 45. Коор д инатная телефонная подста н ция . Инф . сборник. Техника свя з и . Связьиздат , 1959. 46.Б.1-1. Вознесенский, Е.А.3айончковский, 3.И.Прыт- к о ,в а и Ш. Г. С о лов ь ё в. Ап,паратура полуавтоматической междуго- родной телефонной связи . Связьиздат, 1958. 47 . Л. Я. Эйде ль м ан. «Комнт•лекты ·реле д1ву JОП1ро 1водных соед,ини - тель,ных ли,ний конденса1'орного ти,па для А ТС - 47» . «Весnник евязи», No 4, 1954.
r ОГЛАВЛЕНИЕ Предисловие I лав а 1. Определение и 1>1етодuжа измерения станционной асим,нетрии Стр. 3 1.1 . Основные понятия и определения 5 . 1.2. Условия влияния станuионной а-:имметрии 9 1.3 . Осно.вные требования к определению станционной асимметрии 15 1.4 . Из мерение станuионной асимметрии методом двух одинаковых эдс или напряжений и методом одного генератора 16 :1.5 . Определение и практический метод измерения станционной асчм- метрии 18 Т л а .в а 2. Краткий обзор и классификация питающих мостов городски ~ телефонных станций 2.1 . Основные понятия о питающем мосте как многополюснике ·2 .2 . Деление питающих мостов в зависимости от системы питания м;~ - крофонов телефонных аппаратов .2 .3. Простейшие питающие мосты . 2.4. Простые и сложные питающие мосты 2.5. Геометрический принцип симметрирования .2 .6 . Классификация питающих мостов Гл а в а 3. Основные сведения по асилн~етрии питающих мостов класса А в нерайонuрованной телефонной сети .3 .1. Обозначения и некоторые формулы для приближё,нных вычислен ."Й 3.2 . Расчётные формулы для величины асимметрии простых мостов 3.3 . Основные результаты анализа формулы асимметр1ш простейшего питающего моста Зависимость величины А с от сопротивления приёмника Za Зависимость величины Ас от нагрузочных сопротивлений измери­ тельной схемы Зависимость величины Ас от сопротивлений поперечных элемен- тов моста . . . Предельные значения величины Ar 3.4 . Основные результаты анализа формулы асимметр.и.и двойного моста ЗаIJиси-мость величи•ны А, от отклонений в ёмкостях раздели­ т елL, ных конденсаторов Зави,сш1юсть величины Ас от параметров моста и из:11ерительной схемы Гл а в а 4. Основные сведения по аси1>1.11Ртрии питающих мостов совре­ . .менных АТС с индуктивно связанны м и поперечными эле,иен.тами в не­ f. айонированной телефонной сети 4.1 . Предварительные замечания об известном из литературы методе 22 23 24 25 25 28 30 31 35 36 38 44 48 49 49 50 расчёта аси,мме трии питающих мостов класса Б 53 4.2 . Некоторые обоз-начения и общие формулы 54 4.3 . Формулы а сим метр и и питающих мостов при непосредственном учёте параметров индуктивно связан,нь1х обмоток 55 4.4. М ет од развязки индукт,и·вных связей без изменения конфиrурации и числа элементов схемы . . . . 59 4.5 . Основные результаты исследования асимметрии пропейших пита- ющих мостов класса 6 62 С.хе-мы замещения простейших питающих мостов в однопровод- ном режиме передач,и токов 62 120 , i
Метод и-змерения эквивалентных оопротивлений «симметри,ьных обмоток» ,реле в различных режимах ,передачи токов , 66 Основные результаты изме.рен,ий параметров «симметрич ны х об ­ \ЮТОК» реле РПН ,в различных режимах передачи токов 69 Формулы для расчёта ,вел,и,шны А с просгейшего мl)ста класса Б 72 Зависимость величины А с от сопротивления ,приё•мника , Za 72 Зав.иси мость велиЧИ'.'Ы Ас прGстейших питающих мостов с об.мот ­ ками слоевой -намотки от на ,грузочных сопрот.и•вJ1ений измеритель- ной схемы 73 Зависимость ведич и,ны А с простейших мостов клаоса Б от спо- соба намотки обмоток и конструкции реле 74 4.6 . Основные сведения по аСШ,1 '4f:Т()И, И [\. ВОЙНЫХ ,!ОС ТО В l( J J ЭCCa Б 78 Схемы зю1ещения двойного литающе1·0 ,10ста KJ1acca Б 78 Форму,1 ы для расч~та веJ1 и чин1,1 Ас двойного моста КJшсса Б 82 Зави-симос п, ве J1ичины Аг двойно,го моста KJ1acca Б от отклонес1 ,,1 й в ёмкостях раздеJ1ительных 1,он.денсаторов 83 За:висимость ве."1ичины Ас дво йн1,1х \!Остов кла,сса Б с обмот,ками реле секцио+1и ров ан ноi'1 11а мотки от нагр узочных соп ротив.пений схе:v1ы 84 Зависи~1ость веJ1 и чины Ас двойных \1остов класса Б с обмоткамv. реле слоевой намотки от нагрузочных сопротивлений схемы 85 Г Jl а в а 5. Н ор;11ы на величину станционной асим,нетрии 5.1 . Основные сведения о метод ике опредеJiения нормы на веJiичину станционной асимметрии 87 5.2 . Допустимая веJ 1 ичина напряжения помех ,на заж и мах телефонного аппарата за счёт станцион ,ной асиммет,рии 89 5.3 . Методика из мерен ия , продоJiьных \,1 ешающих эдс (напряжений) на городской т еJ1еф онно й сет,и 90 5.4 . Осно,вные резуJ1ьтаты из\,1ер ений продо.-1ьных ;1ешающих на.пря- жений 92 5.5 . Нор м ы на веJiичину станцион;;ой а,симметрии 94 i• л а в а 6. Способы симметрирования питающих ,настов телефонных станций 6. l . Предварите льные сведения 95 6.2 . Област ь применения сущест,вующего опособа симметриро,вания двой- ного питающего моста . 96 6.3 . Способы nринуднтелЬ'ного симметрирования питающих мостов. 98 Воз,южность сюн,1етр, ирования ,питающих VIDCтoв ,путём сниже- ния ПО J1ных оопротив J 1ений и х э1ши-ва J 1 ентн ых поперечных эле- ~ентов 98 Способ заземления ,средней точки дросселя с весьма низкими со- противления;11и обмоток постоянному току 103 Способ заземления средней точм1 дроссе JIя при его включении к разговорны,1 nровода\1 через .,1ополн ите J1ьные разделителЬ'ные J<DH· де,нсаторы 110 Способ заземления средних точек трансфор\1атора . 111 Способ последовательного -включеr11-1я обмоток симметриру ющ его .1· росселя в разговорные прово.1а 112 6.4. Косвенные способы Iпринудите.1ьного СИ\В·1етрирования питающих мос тов . 114 6.5. Воз\1ожность СИ\1,1егрирования питающих мостов nутём п ереключе - ния раз.1е:1ите.1ьных конденсата-ров иJiи уменьшен ин разности их ём - костей 115 6.6. Основные выводы 116 Литература 118 121
ЦЕНА 3t КОП. ! о