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" DISPOSITIF POUR BOBINES DE PUPINISATION DES CONDUCTEURS
ELECTRIQUES D'UN CIRCUIT DE TRANSMISSION".
EMI1.1
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Cette invention, qui concerne les circuits téléphoniques chargés ou pupinisés, envisage plus particulièrement les dispositifs introduits dans ces circuits en vue de réduire les mélanges indue- tifs connus sous le nom de "cross-talk".
On sait qu'il est coutume de former des circuits télépho- niques au moyen d''ensembles de conducteurs appelés quads ou quarte, - et qui comprennent quatre conducteurs dont une première paire forme un circuit dit physique ou réel, la. seconde paire un second circuit physique ou réel, et les deux paires combinées entre-elles un trois- ième circuit dit circuit fantôme. On sait aussi qu'un tel quarte, réalisant effectivement trois circuits de transmission, peut être chargé ou pupinisé au moyen d'un système de trois bobines dont deux pour les circuits physiques et une pour le circuit fantôme. Pour diverses raisons, il est plus pratique de pupiniser les circuits
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physiques et fantôme au même endroit.
Dans les systèmes réalisés jusqu'à ce jour, on observait un effet de "cross-talk" considérable entre les différents circuits, fantôme-physiques et physiques entre- eux.
Le but de la présente invention est de réduire ces effets de "cross-talk", et l'on a trouvé que par les arrangements décrits ici, les .mélanges inductifs mentionnés étaient beaucoup moins im- portants qu'avec les systèmes antérieurs.
Une des causes principales des effets de "cross-talk" ob- servés, réside dans le défaut d'équilibre existant entre les diffé rentes parties d'un circuitformé de quartes et comprenant des c on- ducteurs, des bobines, et des fils de connexion. Une autre cause réside dans le défaut d'équilibre de la résistance et de l'induc- tance des enroulements, a.insi que dans l'inductance mutuelle entre les circuits. Le but de l'invention est de réduire ces défauts au minimum et de réaliser un système pratiquement exempt de "cross- talk".
Dans ce but, les effets de capacité offerts par rapport au noyau par les couches intérieures des enroulements, sont consen- trés sur un des côtés de la bobine en regard des conducteurs du câ- ble, et il est alors simple de réaliser l'équilibre en un certain point au moyen de condensateurs, ou, suivant une autre forme de ré- alisation, au moyen de paires de fils dont la capacité mutuelle en- tre les fils de chaque paire équilibre les effets observés.
On a trouvé que des défauts d'équilibre sont provoqués dans la bobine pour circuit fantôme, par les effets de capacité qui s'exercent entre les fils terminus de cette bobine et les enroule- ments extérieurs que ces fils contournent. Pour éviter cet incon- vénient, les fils terminus sont placés autour de la dite bobine, de telle sorte que les effets de capacité entre-eux et les dites couches extérieures s'équilibrent. Quand des bobines sont montées coaxialement, il se produit un accouplement magnétique entre les circuits des bobines par suite de la dispersion observée dans ces bobines. Suivant notre brevet 321.342,, l'accouplement ainsi pro-
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duit peut être réduit au minimum par une rotation convenable des bobines l'une par rapport à l'autre.
Cet accouplement magnétique, dû à la dispersion, peut ser- vir pour neutraliser d'autres accouplements magnétiques dans l'en- semble, le premier de ces accouplements étant contrôlé en amplitude et en direction par la. rotation des bobines l'une par rapport à 1' autre. Cet effet est plus prononcé si les divers flux de dispersion des bobines considérées ont la même forme générale. Dans ce but et suivant l'arrangement décrit, le noyau de la bobine pour circuit fantôme est pourvu d'une paire de rondelles, diamétralement oppo- sées, dont l'épaisseur est différente de celle d'une autre paire de rondelles aussi diamétralement opposées. Cette bobine produit alors un -flux de dispersion qui est pratiquement le même, en forme, que celui d'une bobine pour circuit physique.
Quand les diverses bobines sont constituées en un seul ensemble, elles peuvent être connectées au câblé, ou à une longueur de câble, ainsi qu'il est décrit en détail par la suite.
L'invention est plus facilement comprise d'après la des- cription détaillée suivante basée sur le dessin ci-joint. Sur ce- lui-ci : la fig. 1 montre schématiquement une forme de bobine de pupinisation pour circuit fantôme, du type bien cornu dit toroïdal, et conforme à l'invention; la fig.2 montre une bobine pour circuit physique; et les figures 3,4 et 5 sont des diagrammes indiquant les effets de capacité s'exerçant entre les conducteurs terminus et les couches extérieures des bobines.
Suivant la fig.l, qui indique l'arrangement adopté pour les enroulements et les fils de connexion d'une bobine pour circuit fantôme, on voit que celle-ci comprend quatre quadrants ordinaires A,B,C,D. Le noyau est divisé au moyen de rondelles placées en des points diamétralement opposés. Sur chaque quadrant du noyau sont placés deux ensembles d'enroulements consistant chacun de plusieurs couches. Les couches extérieures de l'enroulement intérieur sont connectées aux couches intérieures de l'enroulement extérieur dia- métralement opposé.
On peut observer que les quatre conducteurs
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A1,B1,C1,D1, indiqués à droite de la figure, sont connectes aux ex- trémités intérieures des enroulements intérieures, tandis que les quatres conducteurs A4,B4,C4,D4 indiqués à gauche de la figure, soit connectés aux extrémités extérieures des enroulements extérieures de la bobine. Les effets de capacité qui présentent des difficultés au point de vue du "cross-talk" et qui sont dus à la bobine du cir- cuit fantôme, sont indiqués par Kc s'exerçant entre les couches in- térieures des enroulements intérieurs et le noyau, et par Kp s'exer- çant entre les couches extérieures des enroulements extérieure,, et l'enveloppe ou boite contenant' les bobines.
Ces derniers effets de capacité n'entrant @ que pour une valeur beaucoup plus faible, sont en réalité des effets de capacité à la terre, et pour cette raison ont été indiqués comme tels sur la figure. On voit, d'après . la figure 1, que tous les effets de capacité s'exerçant entre les couches intérieures des enroulements intérieurs et le noyau sont con fines à la droite des fils terminus A1,B1,C1,D1 et que tous les ef- fets de capacité entre les couches extérieures des enroulements ex- térieurs et l'enveloppe sont confinés à la gauche des fils terminus A4,B4,C4,D4.
Le plus important de ces deux ensembles de capacités est celui se rapportant au noyau, et il est évident qu'avec ces ef- fets de capacité s'exerçant à peu près au même point le long des enroulements de ligne, tout défaut d'équilibre peut être facilement rectifié au moyen de condensateurs de valeurs convenables. Toute- fois afin que l'arrangement montré fig.1 puisse être réalisé, il est nécessaire d'inverser le sens d'application des enroulements sur le noyau de deux ensembles d'enroulements, afin d'obtenir les conditions voulues de flux magnétique.
Semblablement la fig.2 montre la disposition des enroule- ments d'une bobine pour circuit physique. On voit que les fils de ligne A1,B1 pénètrent dans la bobine par les extrémités intérieures des enroulements intérieurs, et que les effets de capacité par rap- port au noyau et à la terre, respectivement des couches intérieures et extérieures, sont ainsi assemblés pratiquement au même pointa le
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long des fils de lignes. On peut aussi voir que les conducteurs A4 ET B4 sont connectés tous deux aux couches extérieures des enroule- ments extérieurs. Dans les bobines pour circuits physiques, les dé- fauts d'équilibre les plus importants entre les effets de capacité, sont ceux dus aux capacités s'exerçant entre les couches extérieures et l'enveloppe qui est réellement au potentiel de la terre.
Ces ef- fets de capacité sont les plus importants puisque les effets de ca- pacité au noyau dans les deux bobines sont entièrement indépendants l'un de l'autre. En d'autres termes les capacités entre les cou- ches intérieures et le noyau dans chaque bobine pour circuit physi- que sont en réalité des capacités entre ces couches et une unité limitée à un seul..circuit. Elles constituent donc de simples capa- cités à travers le circuit physique lui-même, et ne peuvent donner lieu à des défauts d'équilibre amenant des "cross-talk".
Pour constituer un circuit fantôme, les bobines des cir- cuits physiques sont connectées à la bobine pour circuit fantôme avec une paire d'enroulements de la/bobine pour circuit fantôme con- nectée à une bobine pour circuit physique tandis que l'autre paire d'enroulements de la dite bobine pour circuit fantôme est connectée à l'autre bobine pour circuit physique. Différentes modifications de connexion sont décrites par la suite.
Afin d'obtenir un équilibre entre les effets de capacité au noyau dans l'arrangement pour circuit fantôme, des condensateurs convenables peuvent être dérivés sur les fils de ligne où ces effets de capacité sont concentrés. Un procédé convenable est d'utiliser quatre paires de fils, chaque paire étant armée. La capacité s'exer gant entre les fils de chaque paire peut alors être employée pour équilibrer quelques défauts d'équilibre dans la bobine. Chacun des fils de ligne A1,C1,B1,D1 est connecté à deux des fils armés, mais pas dans la même paire. Les fils armés peuvent eux-mêmes être con- nectés entre-eux, et peuvent être laissés comme un groupe isolé ou connecté à la terre, ou encore aux autres groupes dans l'enveloppe.
Une autre caractéristique de l'invention est aussi montrée sur la figure 1 où les fils de connexion des différentes couches
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des enroulements sont placés autour de la surface du noyau suivant un arrangement bien défini. Le but de cet arrangement est d'équi- librer les effets de capacité entre ces fils de connexion et ces file terminus et les couches extérieures des enroulements extérieurs
Ces effets de capacité sont indiqués schématiquement sur la fig.3 qui montre les enroulements de ligne de la fig.l et les effets de ca- paité existant entre les divers conducteurs et les couches extérieu- res des enroulements extérieure.;,. Sur cette figure aucun effet de capacité entre les enroulements d'un même circuit physique n'est en, visagé.
Les capacités a, b,c,d, montrent, au moyen de condensateurs en traits fins, que ces effets s'exercent entre les fils de départ, et les couches extérieures, tandis que les capacités e,f,g,h, mon- trent, par des condensateurs en traits épais, que ces effets s'exer- cent entre les fils de connexion et les enroulements. On peut voir en considérant la paire supérieure de conducteurs comme étant un circuit physique, que des couches extérieures C4 et A4, proviennent ueux effets de capacité e,f, par rapport aux fils de connexion B2-
D3 et D2-B3 respectivement. De la même manière, des couches exté- rieures B4, D4 proviennent des effets de capacité g,h, par rapport aux fils de connexion A3-C2 et A2-C3.
De la couche extérieure D4 il y a aussi deux effets dé capacité a et d dus aux fils de départ, c' est-à-dire ceux de A et C1. De même au point C4 il y a deux effets de capacité b et c, dus aux fils de départ, à savoir ceux de B4 et de D1. Considérant une section des conducteurs à quatre lignes, à gauche de la figure 3, on peut voir d'après la reproduc- tion schématique de la fig.4, qu'il y a un équilibre des capacités entre le circuit fantôme et le circuit physique A-C, entre le cir- cuit fantôme et le circuit physique B-D, et entre les deux circuits physiques, si toutes ces capacités sont égales.
L'arrangement de la fig.l assure donc un équilibre au point de vue des effets de capacité entre les fils terminus et les fils de connexion d'une part et les couches extérieures des enroule ments extérieurs d'autre part. Pour montrer comment cet équilibre
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peut être encore atteint, on suppose que t-lef4lg #féstninus pour As et B4 sortent directement à la même extrémité que A1,B1,C1 et D1.
Cela élimine les effets de capacité a et b; entre A4 et D4 et entre C4 et B4 indiqué à droite de la fig.3, et les relations entre les effets de capacité sont maintenant indiquées schématiquement sur la f ig.5. On voit que le système est déséquilibré pour les mélanges inductifs ou "cross-talk" entre les circuits physiques. Cet ar- rangement peut être équilibré en conduisant les prolongements des extrémités C1 et D1 des enroulements intérieurs, circulairement au- tour de la bobine, mais seulement jusqu'à la partie supérieure ou inférieure respectivement de celle-ci, puis en ramenant ces fils d' extrémités sur eux-mêmes de manière à aboutir au côté gauche de la bobine. Par cette disposition des fils d'extrémités, on obtient du côté gauche de la bobine C1,D1,C4,D4, et du côté droit a1,B1,A4,B4.
Toutefois a1,B1,C1,D1, et A4,B4,C4,D4 sont encore les bornes des circuits Est et Ouest. Le fait de ramener ces fils d'extrémités sur eux-mêmes, a. pour résultat de doubler les capacités c et d mon- trées fig.5 entre A1 et D1 et entre B1 et Ci, ou, comme cela est in diqué fig. 3, entre C4 et D1 et entre C1 et D4. Cet arrangement est donc équivalent au système monté fig.4 qui est complètement équili- bré ainsi qu'il a été expliqué précédemment. En conduisant circu- lairement les fils des enroulements intérieurs du noyau, les con- ducteurs A et 0 sont séparés des conducteurs B et D, de telle sorte que l'on élimine les effets de capacité entre-eux autant que possi- ble.
Il résulte qu'un ensemble comprenant une bobine pour cir- cuit fantôme conforme à la fig.l, et deux bobines pour circuits physiques, conforme à la fig.2, peut être complètement équilibré au point de vue des effets de capacité les plus importants qui provo- quent le "cross-talk". La disposition particulière, montrée fig.l, l'est seulement à titre d'exemple, car il y a plusieurs moyens d'ob tenir l'équilibre recherché. Le cas mentionné ci-dessus, montrant,. comment un défaut d'équilibre peut être éliminé, fournit encore un autre exemple.
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L'ensemble peut être construit et monté suivant la méthoé de indiquée dans notre brevet 321.342, où deux bobines pour cire cuits physiques sont installées coaxialement et sur le même côté de la bobine du circuit fantôme. Ainsi qu'il est montré dans ce brevet le "cross-talk" dû à l'accouplement magnétique et aux pertes de flux entre les bobines des circuits fantômes et physiques, peut être réglé en faisant tourner ces bobines d'une manière convenable.
L'effet de cette rotation est accru si le flux de dispersion de la bobine du circuit fantôme est de même forme que celui des bobines des circuits physiques. On peut observer, d'après la figure 2, que le noyau d'une bobine d'un circuit physique est divisé en deux par- ties par des rondelles. Donc suivant la surface extérieure de la bobine il y aura deux chemins principaux de dispersion. Dans la bo bine du fantôme il y a cependant quatre points où des rondelles sort insérées dans le noyau, et une telle bobine aura quatre points prin cipaux de dispersion. Afin de faciliter l'équilibre par rotation, les rondelles de la bobine pour fantôme, en deux points diamétrale- ment opposés, sont élargies et rendues plus volumineuses que les autres rondelles.
De cette manière la surface extérieure de la bo- bine présente deux ilux principaux de dispersion, qui ont la même forme que pour le cas de la bobine pour circuit physique. la neu- tralisation des accouplements magnétiques par rotation de bobines est alors grandement facilitée.
Un ensemble, réalisé conformément aux principes énoncés ci-dessus, peut être monté et équilibré par rapport à la résistivi- té et à l'accouplement magnétique des circuits. Il peut dès lors être connecté au câble suivant l'une des trois méthodes connues, Si l'ensemble est équilibré au moyen de condensateurs, comme ci-dessus expliqué, les points de concentration des capacités sont amenés aux points de connexion entre les bobines des circuits physiques et la bobine du circuit fantôme.
Les conducteurs de ligne d'Est et Ouest pénètrent dans l'ensemble par les extrémités extérieures des cou- ches extérieures de la bobine du fantôme et les extrémités inté*-
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rieures des enroulements intérieurs de la bobine du circuit physique
Cet ensemble peut donc être connecté directement à un câble qui a déjà été installé et équilibré pour des effets de capacité suivant notre brevet 255.406.
Si cependant l'ensemble n'est pas équilibré au moyen de condensateurs, il peut être connecté au câble de deux manières dif- férentes. Les points de capacité.- concentrées sont situés à l'ex- trémité de la bobine du circuit fantôme qui est d'abord connectée à la première longueur de câble, et la longueur adjacente suivante de câble est ensuite connectée de la manière bien connue à la longueur combinée et à l'ensemble de pupinisation, comme s'ils étaient une simple longueur de câble.
Suivant l'autre méthode, un joint d'es- sai peut être/fait entre les bobines dans la section de pupinisation équilibrée adjacente du câble, de manière telle que le défaut d'é- quilibre des effets de capacité dans l'ensemble, concentré à l'ex- trémité de la bobine pour circuit fantôme qui est d'abord reliée au câble, neutralise le défaut d'équilibre résiduel dans la section de pupinisation. De cette manière on réduit au minimum les défauts d' équilibre à travers la longueur totale du câble.
Evidemment différentes modifications peuvent être réali- sées tout en restant conformes aux principes énoncés ci-dessus.
REVENDICATIONS.
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