Устройство индуктивной связи
Предлагаемое техническое решение направлено на повышение помехозащищенности устройства индуктивной связи от помех, попадающих в звуковой диапазон частот работы устройства без внесения изменений в схемотехнические и конструктивные решения приемника индуктивной связи. Последнее условие позволяет использовать в устройствах индуктивной связи относительно простые и дешевые приемники индуктивной связи. Поставленная цель достигается тем, что в устройство индуктивной связи, состоящее из передающей антенны и приемника индуктивной связи, введены антенна, усилитель низкой частоты с регулятором усиления и сумматор, к выходу которого подключена передающая антенна, при этом один вход сумматора соединен с выходом усилителя низкой частоты с регулятором усиления, к входу которого подключена антенна, другой вход сумматора является входом устройства. Принцип работы устройства основан на компенсации электромагнитной помехи, наведенной в приемной антенне приемника индуктивной связи. Компенсация помехи осуществляется за счет приема антенной приемника индуктивной связи идентичной электромагнитной помехи, излучаемой передающей антенной устройства. При этом излучаемая передающей антенной помеха и помеха, принимаемая антенной приемника индуктивной связи, находятся в противофазе.
Предлагаемое техническое решение относится к области электроакустики, а именно к устройствам индуктивной связи для портативных радиостанций.
Известны устройства индуктивной связи фирм «ОТТО Communications» (США), «Phonak Communications» (Швейцария), ОАО «Особое конструкторское бюро «Октава» (Россия) и других производителей электроакустических изделий (Специальная техника. 1998, 
1, с.11-14).
Устройство индуктивной связи состоит из передающей антенны и беспроводного индуктивного приемника, размещаемого в наружном слуховом проходе уха оператора. Приемник содержит последовательно включенные приемную антенну, усилитель низкой частоты (УНЧ) и электроакустический преобразователь. Передающая антенна подключается к выходу усилителя низкой частоты любой звуковоспроизводящей аппаратуры, в данном случае радиостанции, и создает вокруг себя переменное электромагнитное поле звуковой частоты. Между передающей антенной и антенной приемника обеспечивается индуктивная связь, за счет которой в антенной катушке приемника наводится ЭДС звуковой частоты, которая усиливается УНЧ приемника и преобразуется в звуковые колебания с помощью миниатюрного электроакустического преобразователя. Основными преимуществами устройства являются простота конструкции и относительно низкая стоимость, которая в основном определяется стоимостью изготовления приемника индуктивной связи.
Недостатком устройства индуктивной связи является низкая защищенность приемника индуктивной связи от электромагнитных помех, вызываемых различными электрическими установками, люминесцентными лампами дневного освещения, линиями электропередач, контактной электрической сетью и. т.п. На слух данные помехи воспринимаются как фон переменного тока, а также в виде "щелчков" или "треска" в моменты включения/выключения питания электроустановок или скачкообразного изменения режимов их работы.
Известно устройство индуктивной связи (патент на ПМ RU 2163050), в котором повышение помехозащищенности достигается за счет синхронной коммутации выводов передающей и приемной антенн, в результате чего удается уменьшить уровень помех, попадающих в звуковой диапазон частот работы устройства. Недостатком этого устройства является сложность реализации схемы синхронизации коммутаторов выводов передающей и приемной антенн. Кроме того, реализация в приемнике индуктивной связи схемотехнических решений, предложенных в патенте RU 2163050, приводит к возрастанию его стоимости.
Известны устройства индуктивной связи, в которых повышение помехозащищенности приемника индуктивной связи достигается за счет сложной обработки сигнала в приемнике. Например, в каталогах фирмы «Phonak» представлены модели приемников индуктивной связи Phonito и Custom, в которых подавление электромагнитных помех осуществляется за счет цифровой обработки зашумленного звукового сигнала специализированными цифровыми сигнальными процессорами. Недостатками подобных устройств индуктивной связи являются сложность конструкции приемника и высокая его стоимость.
Устройство индуктивной связи, состоящее из передающей антенны и беспроводного индуктивного приемника, содержащего последовательно включенные приемную антенну, усилитель низкой частоты и электроакустический преобразователь, приведенное в журнале Специальная техника 1 за 1998 год, с.11 является наиболее близким к предлагаемому по совокупности существенных признаков и выбрано в качестве прототипа.
Недостатком прототипа, как было отмечено выше, является низкая помехозащищенность.
Целью предлагаемого технического решения является повышение помехозащищенности устройства индуктивной связи от помех, попадающих в звуковой диапазон частот работы устройства без внесения изменений в схемотехнические и конструктивные решения приемника индуктивной связи. Последнее условие позволит использовать в устройствах индуктивной связи относительно простые и дешевые приемники индуктивной связи.
Поставленная цель достигается тем, что в устройство индуктивной связи, состоящее из передающей антенны и приемника индуктивной связи, введены антенна, усилитель низкой частоты с регулятором усиления и сумматор, к выходу которого подключена передающая антенна, при этом один вход сумматора соединен с выходом усилителя низкой частоты с регулятором усиления, к входу которого подключена антенна, другой вход сумматора является входом устройства.
Структурная схема предлагаемого устройства индуктивной связи представлена на фиг.1.
Устройство содержит на передающей стороне антенну 1, усилитель низкой частоты с регулятором усиления 2, сумматор 3, передающую антенну 4, на приемной стороне - приемник индуктивной связи 5.
Принцип работы предлагаемого устройства основан на компенсации электромагнитной помехи, наведенной в приемной антенне приемника индуктивной связи. Компенсация помехи осуществляется за счет приема антенной приемника индуктивной связи идентичной электромагнитной помехи, излучаемой передающей антенной устройства. При этом излучаемая передающей антенной помеха и помеха, принимаемая антенной приемника индуктивной связи находятся в противофазе.
Предлагаемое устройство индуктивной связи работает следующим образом. Принятая антенной 1 электромагнитная помеха усиливается усилителем низкой частоты с регулятором усиления 2 и поступает на один вход сумматора 3, на другой вход которого поступает электрический сигнал звуковой частоты с низкочастотного выхода радиостанции. Суммарный выходной сигнал поступает на передающую антенну 4. Излученный передающей антенной 4 сигнал принимается приемной антенной приемника индуктивной связи 5. При этом наведенные в приемной антенне приемника индуктивной связи 5 электромагнитные помехи компенсируются, а полезный электрический сигнал звуковой частоты после усиления воспроизводится электроакустическим преобразователем приемника индуктивной связи 5. Для обеспечения наиболее полной компенсации помехи с помощью регулятора усиления усилителя низкой частоты с регулятором усиления 2 производят предварительную калибровку устройства. Калибровку производят при штатном расположении передающей антенны 4 на теле оператора и приемника индуктивной связи 5 в наружном слуховом проходе оператора. Изменяя с помощью регулятора величину коэффициента усиления усилителя низкой частоты с регулятором усиления 2 добиваются минимального уровня помехи, прослушиваемой оператором в условиях отсутствия полезного звукового сигнала. Для обеспечения устойчивой работы предлагаемого устройства необходимо обеспечить разнос антенны 1 и передающей антенны 4 на расстояние, исключающее влияние индуктивной обратной связи между ними. Учитывая, что напряженность магнитного поля с увеличением расстояния резко падает реализовать необходимый разнос антенн на теле оператора не представляется сложным. Для снижения влияния положения головы оператора на величину компенсации помехи целесообразно в качестве передающей использовать петлевую антенну, размещаемую вокруг шеи оператора и формирующую равномерно распределенное электромагнитное поле.
Заявителю неизвестно использование в устройствах индуктивной связи отличительных признаков предлагаемого технического решения.
Устройство легко реализуется на компонентной базе общего применения.
Использование новых элементов на передающей стороне - антенны, усилителя низкой частоты с регулятором усиления и сумматора, выгодно отличает предлагаемое устройство индуктивной связи от прототипа и позволяет простыми техническими средствами получить заявленный результат - повысить помехозащищенность устройства индуктивной связи от помех, попадающих в звуковой диапазон частот работы устройства без изменения конструкции приемника индуктивной связи.
Устройство индуктивной связи, состоящее из передающей антенны и приемника индуктивной связи, отличающееся тем, что в него введены антенна, усилитель низкой частоты с регулятором усиления и сумматор, к выходу которого подключена передающая антенна, при этом один вход сумматора соединен с выходом усилителя низкой частоты с регулятором усиления, к входу которого подключена антенна, другой вход сумматора является входом устройства.
