Квадруплексный телеграф - Quadruplex telegraph

Патентный чертеж квадуплекса Эдисона

В Квадруплексный телеграф это тип электрический телеграф что позволяет одновременно передавать и принимать четыре отдельных сигнала по одному проводу (по два сигнала в каждом направлении). Таким образом, квадруплексная телеграфия реализует форму мультиплексирование.

Технология была изобретена американским изобретателем. Томас Эдисон, который продал права Вестерн Юнион в 1874 г. на сумму 10 000 долларов.

Проблема отправки двух сигналов одновременно в противоположных направлениях по одному и тому же проводу была решена ранее Юлиус Вильгельм Гинтль и повышена до коммерческой жизнеспособности за счет Дж. Б. Стернс; Эдисон добавил возможность удвоить число в каждом направлении.

Этот метод объединил диплекс (мультиплексирование двух сигналов в одном направлении), изобретенный Эдисоном ранее, с дуплексом в стиле Стернса (одновременная двунаправленная связь). В каждом случае используется хитрый прием.

Поскольку телеграфы используют один провод, ток должен протекать через сигнальное (создающее шум) реле на обоих концах (локальном и удаленном). Для дуплекса задача состоит в том, чтобы просто не щелкать локальное реле сигнала при нажатии клавиши, а щелкать при нажатии пульта дистанционного управления. Это достигается разделением реле на две обмотки соленоида и подачей напряжения включения местного ключа в их среднюю точку. Таким образом, когда локальная клавиша нажата, ток делится поровну в двух направлениях. Один из них проходит через катушку реле, а затем в согласованную нагрузку на оконечном устройстве. Другая половина тока передается по проводу к удаленному реле и его оконечной нагрузке. Поскольку ток, протекающий в этом Y-образном соединении между соленоидами, течет в противоположных направлениях в двух локальных соленоидах, они в сумме не дают суммарного магнитного поля, и локальное реле не активируется. На удаленном конце посланный ток протекает через оба соленоида в одном направлении и в нагрузочную нагрузку. Поскольку в обоих соленоидах ток течет одинаково, реле дистанционного сигнала активируется этой локальной кнопкой.

Для Diplex используется другой прием. Для одновременной отправки двух сообщений у одного есть два независимых локальных телеграфных ключа. Они расположены таким образом, что полярность батареи на одном из них перепутана. Прежде всего обратите внимание на проблему, которую необходимо преодолеть: дуплексный соленоид, описанный выше, не может определить, в каком направлении течет ток. В то время как магнитное поле соленоида будет в противоположном направлении, индуцированный ферромагнетик в железном стержне будет притягиваться в любом случае, замыкая сигнальное реле независимо от направления тока. Решение состоит в том, чтобы заменить утюг на постоянный магнит, а релейный переключатель - на двухполюсный. Теперь постоянный магнит определяет направление поля и его толкают или тянут. Когда постоянный магнит на север отталкивается, переключатель замыкается на один полюс, а когда постоянный магнит на юг отталкивается, переключатель замыкается на другой полюс. Чтобы сделать это практичным, Эдисон обнаружил, что необходимы некоторые дополнительные реле для обеспечения гистерезиса, который предотвращал бы неопределенность переключателя или колебания в момент реверсирования тока, и для отправки отдельного сигнала на соответствующий звуковой излучатель.

Инновации

Хотя это концептуально элементарно для современных инженеров, нужно понимать, что мультиплексирование было запатентованным прорывом и огромным экономическим выигрышем для телеграфии, поскольку большая часть проблем и расходов была связана с длинными проводами между станциями. Этот вид диплексирования на основе полярности аналогичен так называемому современному "Чарлиплексинг «часто используется в светодиодных панелях: диодная природа светодиодов позволяет управлять двумя разными (красными или зелеными) светодиодами, подключенными к земле одним и тем же проводом, в зависимости от полярности напряжения. Эдисон и Стернс имели дело с ограниченными электронными компонентами день.

Инновация Stearn заключалась в использовании конденсатора в нагрузочной нагрузке. Без этого были бы возможны только короткие расстояния передачи, потому что несоответствие импеданса реактивного длинного провода не уравновесило бы токи в двух половинах местного реле, активируя его. Это было новшеством, поскольку согласование импеданса для линий передачи вместо простых омических цепей изначально не ценилось. Это было технологически продвинутым, потому что конденсаторы в то время было трудно сделать.

Инновациями Эдисона было использование поляризованного реле с постоянными магнитами (вместо еще не изобретенного диода) и использование некоторой вспомогательной релейной логики, чтобы добавить полезный гистерезис, чтобы избежать неопределенных состояний реверса тока (избегая необходимости в дорогостоящих конденсаторы). Метод комбинирования диплекса и дуплекса, разработанный Эдисоном, позволил создать квадруплекс.

Смотрите также

Рекомендации