Гибридная система телефона: принцип работы трансформаторной схемы

Конструктивная основа гибридной системы. Гибридная система выполняется на основе трансформатора, имеющего несколько обмоток. Как показано на схеме рис. 2.14, она обычно состоит из двух взаимосвязанных трансформаторов, размещенных в одном физическом корпусе. В системе используется классическое электромагнитное взаимодействие: изменяющийся во времени ток в обмотке А создает переменное магнитное поле, которое индуцирует ЭДС в обмотке С, намотанной на том же магнитном сердечнике. Этот фундаментальный принцип работы трансформатора позволяет передавать сигнал между электрически изолированными цепями.

Принцип трансформации и согласования сопротивлений. Если обмотка С подключена к электрической цепи, под действием индуцированной ЭДС в ней протекает переменный ток. Таким образом, исходный ток первичной обмотки точно воспроизводится во вторичной обмотке. Отношение входного и выходного напряжения, а также тока, определяется коэффициентом трансформации - соотношением количества витков в обмотках. Это соотношение также позволяет согласовывать полные комплексные сопротивления между взаимосвязанными цепями. Согласование импедансов критически важно для минимизации активных потерь и потерь на отражение сигнала.

Разделение сигналов в гибридной системе. Основой гибридной системы является трансформатор с несколькими обмотками, где за счет электромагнитного взаимодействия сигналы трансформируются по различным цепям. В цепях с взаимно-обратными направлениями электромагнитных полей сигналы взаимно подавляются. Это свойство позволяет эффективно разделять два переменных сигнала - передаваемый и принимаемый, что является основой дуплексной связи.

Передача сигнала от микрофона в линию. Передаваемый сигнал, поступающий на выводы 7 и 8 (см. рис. 2.14), протекая по обмоткам А и В, наводит соответствующие ЭДС в обмотках С и D. Напряжение на обмотке D вызывает ток в двухпроводной цепи (выводы 1 и 2), который представляет передаваемый сигнал. Этот же ток протекает по обмотке F, вызывая появление напряжения на обмотке Н. Аналогично, напряжение в обмотке С создает ток в схеме согласования и обмотке Е.

Балансировка и подавление местного эффекта. Полное комплексное сопротивление ZB схемы согласования точно согласуется с линейным сопротивлением ZL. При равенстве импедансов и одинаковом количестве витков в соответствующих обмотках, в обмотках G и H наводятся равные напряжения. Благодаря встречному включению обмоток С и Е относительно D и F, напряжения в обмотках G и H оказываются противоположными по фазе и взаимно уничтожаются. В результате сигнал от микрофона передается в линию, но не поступает на телефон трубки.

Обратное направление передачи сигнала. Аналогичный эффект возникает при поступлении сигнала из линии связи на выводы 1 и 2. Ток в обмотках D и F индуцирует напряжения в обмотках В и Н. Напряжение в обмотке Н создает ток в цепи телефона трубки. Ток в обмотке G индуцирует напряжение в обмотке Е и схеме согласования, а также в обмотке С, которая создает напряжение в обмотке А. Это напряжение сдвинуто на 180° относительно напряжения в обмотке В, что приводит к их взаимному уничтожению и предотвращает прохождение сигнала на выводы микрофона.

Сведения об авторах и источниках:

Авторы: Бигелоу С.Д., Карр Д.Д., Виндер С..

Источник: Энциклопедия телефонной электроники.

Данные публикации будут полезны студентам и специалистам в области телекоммуникаций и сетевых технологий, инженерам, изучающим принципы передачи данных, а также всем, кто интересуется историей и эволюцией модемной связи и базовыми сетевыми протоколами.