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BREVET D'INVENTION " '.Perfectionnements aux systèmes de signalisation électrique "
La présente invention est relative aux systèmes de signalisation électrique . Elle concerne plus particulièrement les systèmes de signalisation électrique du genre dans lequel un certain émetteur faisant partie d'une série d'émetteurs, est automatiquement connecté électriquement avec un certain récepteur faisant partie d'une série de récepteurs. L'invention a pour objet des dispositifs perfectionnés pour établir la connexion .
On avait déjà proposé d'utiliser, en remplacement de sélecteurs mécaniques, pour établir une connexion de ce genre, un sélecteur dont le frotteur est constitué par un rayon de lumière . Cette disposition est toutefois coûteuse à la fois en ce qui concerne le coût de l'installation et la dépense d'exploitation , étant donné qu'il est nécessaire que le rayon lumineux soit modulé pour pouvoir transmettre des courants microphoniques. En outre, il est connu d'actionner à partir d'un émetteur, l'aide d'un rayon d'énergie susceptible d'être
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dirigé, un récepteur déterminé faisant partie d'une s@rie de récepteurs, pour établir la connexion entre l'émetteur et le récepteur.
Ce principe est avantageux dans certains cas,mais, jusqu'à ce jour, il n'avait pas été réalisé dans une construction capable de concurrencer les sélecteurs mécaniques. Suivant na présente invention, le système de signalisation comprend des chemins à électrons, ou de décharge, susceptibles d'être commandés, et à l'aide desquels la connexion désirée est établie et maintenue. L'invention rend possible l'application de construction très simples et très sûres .
On décrira maintenant l'invention avec plus de détail en se référant aux dessins annexés, qui représentent des constructions qui peuvent être employées dans des systèmes de signalisation de genres divers, mais qui, pour faciliter l'explication de leur fonctionnement, ont, dans certains cas, été décrites comme faisant partie d'une installation de téléphonie automatique .
Sur les dessins annexés;:
La fig. 1 montre, en principe, comment une connexion par un seul fil entre un émetteur et l'un des éléments d'une série de récepteurs est établie et maintenue par l'intermédiaire d'un faisceau commandé de rayons thermioniques dans un tube à rayons cathodiques.
La fig. 2 montre, en principe, l'application d'un tube à rayons cathodiques dans un système comprenant des chercheurs, des circuits de cordon et des sélecteurs finals;
La fig. 3 montre un exemple de l'application d'un tube comportant deux faisceaux de rayons cathodiques;
La fig. 4 représente une connexion à deux fils, établie par l'intermédiaire de tubes à rayons cathodiques.
Les fig. 5,6 et 7 montrent, à titre d'exemple, un tube destiné à être utilisé dans un système suivant l'invention et dans lequel un faisceau de rayons cathodiques allume un chemin
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de décharge entre des contacts reliés à l'émetteur et au ré- cepteur.
La fig. 8 représente, à titre d'exemple, une disposition dans laquelle le chargement d'une grille par le rayon thermionique provoque une décharge entre la cathode et l'anode dans un tube du type thyratrone et, par suite, l'établissement d'une connexion entre un circuit de cordon et un abonné.
Les fig. 9 et 10 sont, respectivement, une vue en plan et une vue de coté montrant une façon de disposer les électrodes dans un autre mode de réalisation de l'invention.
Les fig. 11 et 12 montrent ,'*'par des vues en plan, une disposition modifiée des électrodes.
Dans la fig. 1, un tube à rayons cathodiques K est connecté entre un émetteur S et une série de réoepteurs M1, M2, M3 et M4. L'émetteur est relié à la cathode B du tube et les récepteurs sont reliés respectivement aux contacts correspondants d'une série de -contacts disposés de façon mutuellement isolée sur l'écran du tube . Le tube est construit de la manière ordinaire connue. Une tension appliquée entre la cathode B et l'anode A accélère et concentre le courant thermionique émanant de la cathode, de sorte qu'une partie du courant continue son chemin au delà de l'anode et vient frapper l'écran. Le faisceau de rayons électroniques peut être commandé latéralement et en élévation, d'une manière connue en soi, comme représenté par les deux plaques de déviation ou plaques de champs directeurs SP.
Pour simplifier les dessins, on n'a représenté que deux des quatre plaques nécessaires, Pour établir une connexion entre l'émetteur S et, par exemple, le récepteur Ml, on envoie, à partir de cet émetteur, des impulsions qui provoquent l'application, aux plaques de déviation SP. de tensions telles que le rayon est dirigé vers celui des contacts de l'écran qui est relié à. Ml. Le rayon thermionique agit dans ce cas à la fa- çon d'un bras de contact qui indique la connexion et par l'intermédiaire duquel la connexion est maintenue .
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Suivant l'invention, le tube à rayons cathodiques peut aussi être utilisé à la façon d'un chercheur. Dans la Fig. 2, on a représenté un système de signalisation dans lequel deux tubes à rayons cathodiques Es, Kv sont connectés avec leurs cathodes par l'intermédiaire d'un circuit de cordon SN, le tube Ks travaillant comme chercheur et le tube Kv comme sélecteur final. Les contacts de Ks sont connectas avec des émetteurs SI - S4 et les contacts de Kv sont connectés avec des récepteurs III- M4. Lorsqu'un émetteur SI désire la communication avec un récepteur M4, l'émetteur SI applique sur la ligne une tension qui caractérise eelui des contacts de Ks avec lequel SI est connecté. Un dispositif peut aussi être prévu pour permettre la même tension d'effectuer un mouvement de recherche du rayon cathodique dans Ks.
Ce mouvement peut être continu, si on le désire, le rayon cathodique balayant alors les contacts comme dans un chercheur mécanique employé dans les téléphones automatiques. Les dispositifsde commande des rayons sont établis de telle sorte que, aussitôt que le rayon est dirigé vers le contact marqué du potentiel particulier, ils immobilisent ce rayon. L'émetteur appelant devient ainsi relié au circuit de cordon SN. Des impulsions émanant de SI actionnent maintenant les plaques de déviation dans Kv de telle sorte que le rayon de ce tube est dirigé vers celui des contacts de Kv avec lequel le récepteur désiré est connecté, ce qui établit la connexion désirée entre SI et M4.
La fig. 3 représente le principe d'une connexion dans laquelle deux rayons ayant des rôles différents sont produits dans un tube à rayons cathodiques commun Kd . Un des rayons est disposé à la façon d'un chercheur traversant les contacts, alors que l'autre rayon est disposé à la facon d'un sélecteur.
Les postes d'abonnés Al-A4, qui se comportent'-, la fois a la façon d'émetteurs et à la façon de récepteurs, peuvent ainsi être connectés entre eux, de la même façon que dans une connexion établie selon la fig. 2, avec des circuits d'émetteur
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et de récepteur multipliés. Si, par exemple, A2 doit être connecté avec A3, le rayon chercheur est amené sur le contact correspondantà A2, et le rayon sélecteur est ensuite mis en position à l'aide d'impulsions de sélecteur transmises depuis A2 au contact correspondant à A3.
Dans les dessins schématiques décrits ci-dessus, on a représenté les lignes sous forme de lignes à un seul fil, le rotour s'effectuant par la terre à laquelle l'émetteur et le ré- cepteur sont reliés, comme indiqué. Dans la pratique, leslignes seraient ordinairement des lignes à deux fils et, comme dans les téléphones automatiques ordinaires, seraient amenées en mult4ple aux dispositifs à sélecteurs.
Dans laconnexion selon la fig. 4, on a représente en principe un exemple montrant comment on peut établir une connexion deux fils suivant l'invention. Les deux tubes K et K' compris respectivement dans chacun des branchements de ligne sont disposés, dans ce cas, à la façon de chercheurs. Un contact de l'écran d'un des tubes est relié, par l'intermédiaire du se--ondaire d'un transformateur Tl, au contact correspondant de l'au. tre tube, dont le primaire est relié à l'émetteur S. D'une manière correspondante , les cathodes sont reliées mutuellement par l'intermédiaire d'un des enroulements d'un transformateur T2 dont l'autre enroulement est relié -. un récepteur M. Les points médians des enroulements reliés aux tubes sont connectés entre eux.
La partie de la ligne qui contient les tubes à rayons cathodiques est ainsi connectée aux deux autres parties de la ligne par l'intermédiaire du transformateur. Il est ainsi rendu possible de transformer en une valeyr plus élevée la caractéristique impédance se rapportant à la partie de la ligne contenant les tubes et de connecter les circuits à courant continu des tubes avec les points médianes des transformateurs sans influencer le circuit de signalisation. Une transformation de la caractéristique impédance est généralement nécessaire, étant donné que la résistance des rayons cathodiques est
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assez grande, même lorsque les tubes employés sont des tubes spéciaux à vide.
Dans la connexion décrite ci-dessus, le rayon cathodique est utilisé de la même manière quun frotteur dans des selec- teurs et chercheurs mécaniques, de sorte que, dans la transmis- sion de la parole, par exemple, les courants microphoniques passent par le rayon cathodique. Il existe d'ailleurs d'autres possibilités suivant l'invention. Dans les fig. 5 et 6, on a représenté un tube à l'aide duquel une connexion est établie de telle manière que le rayon cathodique provoque une décharge entre deux contacts d'un chemin de décharge entre lesquels la connexion est établie, le rayon effectuant ainsi la connexion sans en faire partie. Le tube représenté dans la fig. 5 en cou- pe longitudinale est destinéêtre utilisé conjointement avec des circuits de cordon.
A l'aide d'une pdroi V, ce tube est divisé en deux chambres dont l'une contient la cathode et est raréfiée comme un tube à rayons cathodiques ordinaire, et dont l'autre est remplie de gaz comme dans une lampe à dé- charge luminescente. La paroi V, qui peut par exemple être en verre, présente des fenêtres F qui laissent passer le rayon cathodique, ces fenêtres étant par exemple constituées par de minces pellicules métalliques. Dans la chambre remplie de gaz sont disposés deux groupes de contacts SN1, E1 et SN2, E2. Un ces de;/groupes comprend, d'une part un treillis métallique (ou ure plaque métallique perforée) SN1 relié à une des branches du circuit de cordon et, d'autre part, des contacts il présentant des trous et dont chacun est relié à l'un des deux conducteurs d'une série de lignes d'abonnés.
Le second groupe de contacts est composé, d'une manière analogue, d'un treillis ou organe analogue SN2 relié à l'autre conducteur du circuit de co rdon, et de contacts E2 dont chacun est relié au second conducteur des lignes d'abonnés. La fig. 6 montre les contacts E1 dispo- sés sur une plaque de matière isolante . Les fenêtres de la pa-
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roi V et les trous des treillis SN1 et SN2 et des contacts
El et E2 sont placés les uns derrière les autres, de telle ma- nière que le rayon cathodique peut lestraverser.
Lorsque le tube est connecté à la façon d'un chercheur, d'un sélecteur, etc..., une tension est appliquée entre SN1 et El et entre SN2 et E2 et cette tension est telle que, aussitôt que le rayon cathodique est dirigé à travers une fenêtre F et traverse les contacts, il s'effectue une décharge entre SN1 (ou SN2) et le contact El (ou E2) par le trou desquels passe le rayon.
Grâce à cette décharge, le contact correspondant E1 est relié à SN1 et le contact correspondant E2 est relié à SN2. La distance entre El et SN1 et entre E2 et SN2 doit être faible en comparaison avec la distance entre différents contacts El ou différents contacts E2, afinque la décharge ne se propage pas d'un chemin de décharge à un chemin adjacent. Des parois en matière isolante peuvent aussi être prévues entre les différents contacts pour les protéger contre une telle extension de la décharge.
Si le tube à rayons cathodiques selan les Fig. 5 et 6 est utilisé à la façon d'un chercheur, par exemple dans une installation de téléphonie automatique, seuls ceux des -ontacts E1, E2 qui correspondent à l'abonné appelant, reçoivent, sous l'influence de l'appel, la tension qui, par rapport à SN1 ou SN2, est nécessaire pour amorcer une décharge, les deux chemins sous tension étant allumés aussitôt que le rayon qui effectue un mouvement de recherche sur les rangées de contacts atteint les contacts en question. Par contre, si le tube doit être utilisé à la façon d'un sélecteur, le rayon est mis en mouvement, à l'aide d'impulsions de sélecteur, de façon qu'il soit dirigé à travers les contacts désirés et provoque une décharge entre eux.
De préférence, le rayon est normalement éteint et les tensions appliquées aux plaques de déviation déterminant la direction du rayon sont fournies à ces plaques avant que le rayon ait été allumé. Le rayon est ensuite allumé .
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momentanément et provoque la décharge désirée. Le rayon peut ensuite être utilisé pour établir d'autres connexions .
Ceci peut être le cas, par exemple, dans une construction à contacts selon la fig. 7, dans laquelle les contacts se rapportant à six circuits de cordon SN sont composés de bandes métalliques horizontales, comme représenté, les deux conducteurs de chaque circuit de cordon étant reliés à deux bandes métalliques placées l'une derrière l'autre, d'une façon analogue à la dis- position de SN1 et SN2 dans la fig. 5, La correspondance avec les contacts El, E2 est composée de bandes métalliques verticales, et l'on peut considérer que deux bandes placées l'une derrière l'autre correspondant à une rangée de contacts El et à une rangée de contacts E2, respectivement. Une ligne d'abonné est connectée à chaque paire de bandes de ce genre.
Dans cette construction, un multiple est obtenu dans le tube proprement dit.2
Dans la disposition selon la fig. 8, on a représenté, à titre d'exemple, une autre façon possible de faire en sorte que le rayon établisse une connexion entre deux contacts en allumant un chemin à électrons, susceptible d'être commandé.
Dans ce cas, des contacts mutuellement isolés El sont disposés sur l'écran du tube K.A chaque co@tact de ce genre, sont connectées deux grilles disposées dans un tube TY du type thyratrone, l'une d'elles faisant partie d'un groupe d'électro- des dont les cathodes sont reliées à l'un des circuits de cordon, et l'autre étant comprise, d'une manière correspondante, dans un groupe dans lequel les cathodes sont connectées à l'autre conducteur du circuit de cordon. Aux deux grilles mutuellement connectées, correspondent deux anodes reliées à un abonné Al - A4. La fig. 8 montre aussi, à titre d'exemple, une connexion permettant de commander le rayon thermionique à l'aide d'impulsions.
Sur les plaques de déviation SP est branché un condensateur Codent une des plaques est reliée à la borne positive d'une source de courant, et dont l'autre plaque
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peut être reliée par l'intermédiaire d'un contact de relais normalement ouvert, 1. à la borne négative de la source de courant* Un/condensateur C2, qui est petit en comparaison avec C1. peut être shunté sur ce dernier, en série avec une résis- tance à l'aide d'un contact de relais 3 qui, dans sa position de repos, oourt-circuite le condensateur et la résistance.
En fermant momentanément le contact 1 et lui permettant ensuite de revenir à sa position de repos, le condensateur Cl et les plaques de déviation SP seront chargés sous une tension qui provoquera le retour du rayon cathodique à sa position primitive . Si le contact 3 est ensuite actionné, par exemple par une impulsion arrivant du sélecteur, de telle sorte qu'il vient occuper sa position de gauche, une partie de la charge Cl sera transférée à la charge C2 et la tension entre les plaques de déviation sera diminuée d'un degré. Si les tensions et capacités sont convenablement choisies, il est possible,à l'aide d'une impulsion de sélecteur, de faire en sorte que le rayon se meuve exactement de la distapoe qui sépare deux contacts .
Entre chaque impulsion et la suivante, le condensateur C2 est déchargâ par l'intermédiaire du contact 2, occupant sa position de droite. lorsque la tension aux bornes de C1 tombe par suite de la décharge par C2, le changement qui se produit dans la tension pour chaque impulsion subit une diminution correspondante et il faut tenir compte de ceci dans le calcul des dimensions à donner aux éléments de cette disposition.
Un rayon cathodique peut aussi être utilisé suivant l'invention pour amorcer et commander d'une autre manière une décharge entre les contacts qui doivent être connectés entre eux, Ainsi qu'il est bien connu, un circuit soumis à une radiation thermionique émt des électrons secondaires. Suivant l'invention, on peut tirer parti de ce phénomène de telle manière que le rayon cathodique soit dirigé vers un des con-
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tacts pendant que l'autre contact occupe une position telle que l'émission secondaire vient le frapper. Par un choix convenable de la matière du premier contact et par une mise en position mutuelle convenable et une forme convenable des deux contacts, il est possible de faire en sorte que le courant d'électrons secondaires devienne si intense qu'il s'établit une connexion satisfaisante entre les contacts.
.Le chemin à électrons à l'aide duquel la connexion est établie, par exemple conformément au principe représenté dans les figs. 1 à 4, peut être établi de nombreuses façons différentes. C'est ainsi Que le tube thermionique peut être muni d'une grille qui, après que le rayon thermionique a été dirigé vers le rayon désiré, régit l'intensité du courant comme dans une triode ordinaire, un abonné étant relié à la grille et à la cathode et l'autre avec son contact agissant somme une anode la cathode . Dans cette construction, il est possible, par une action d'amplification, de compenser l'amortissement qui,par exemple selon la construction représentée dans la fig. 4, est déterminé par la résistance élevée du rayon.
Un inconvénient de cette disposition est toutefois le fait qu'elle ne peut être établie que pour un des sens de la parole, de sorte qu'il est nécessaire, lorsqu'on l'applique, de prévoir un sélecteur analogue (ou un chercheur analogue) pour l'autre sens de la conversation, d'une façon analogue aux deux amplificateurs d'un répéteur à deux fils.
Dans les modes de réalisation de l'ensemble à électrodes représenté dans les figs. 9, 10, 11 et 12 ù les électrodes sont supposées être renfermées à l'intérieur d'une chambre, telle qu'une ampoule de verre, munie d'un remplissage de gaz convenable. Dans le premier mode de réalisation, dont les figs.
9 et 10 sont respectivement une vue en plan et une vue de coté, les électrodes d'un des genres sont composées de barres paral- lèles disposées en trois couches. Les électrodes de l'autre genre sont composées de fils métalliques disposés sous forme
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de couches entre et à l'extérieur des barres. Chaque fil et chaque barre sont supposés être disposés en multiple avec des fils et barres correspondants faisant partie d'autres systèmes d'électrodes.
Lorsque la construction est utilisée à la façon d'un cher- cheur d'appel dans un central téléphonique, les barres sont connectées à des circuits de cordon SN et les fils sont connectés à des lignes d'abonné AB. La fig. 9 représente schématiquement une connexion de ce genre. Le circuit de cordon SN relié à la barre la plus basse est mis à la terre par l'intermédiaire d'une résistance W et d'une batterie H en série, etle fil situé le plus loin vers la droite est relié à un poste d'abonné (émetteur) S par l'intermédiaire d'une résistance Wl et d'un condensateur C en parallèle. Le poste de l'abonné est lui-même connecté avec la terre.
Des connexions analogues sont établies avec les autres barres et fils. pour la simplicité du dessin, la connexion est représentée sous forme d'une oonnexion à un seul fil, avec la terre comme conducteur de retour. Dans la pratique, le poste de l'abonné serait monté symétriquement de telle sorte que le conducteur représenté dans le dessin comme étant connecté avec la terre serait relié à un fil correspondant d'un autre groupe de fils par l'intermédiaire d'une résistance et d'un condensateur en parallèle, et la barre corres- pondante de ce groupe de fils serait reliée à la batterie H par l'intermédiaire d'une résistance W. Lorsqu'on effectue un appel en fermant, dans le poste de l'abonné, le circuit S, Wl, W et H à travers la terre, une décharge s'amorce entre le fil relié à W1 et une barre du circuit de cordon.
La décharge s'effectue entre le fil et la barre entre lesquels le chemin de décharge possède la tension d'allumage la plus faible.En inclinant les plansdes fils et des barres les uns par rapport aux autres,on peut successivement augmenter les tensions d'allumage, par exemple de bas en haut de la figure. Lorsqu'une décharge se produit entre le fil et la barre dans le circuit
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d'abonné représenté, les résistances W et Wl produisent une chute de tension.
Les résistances sont choisies de telle sorte que la tension de combustion aux bornes du chemin de décharge soit plus faible que la tension d'allumage la plus faible entre la barre du circuit de cordon et l'un quelconque des fils se rapportant au même groupe d'électrodes, ce qui empê- che qu'un autre abonné relié à l'un des autres fils puisse être relié à la même barre par l'effet d'une telle décharge.
La barre, ainsi que, par conséquent, le circuit de cordon y relié sont par conséquent marqués occupés . Comme les courants microphoniques vont de S au circuit de cordon, la résistance Wl est s untée avec le condensateur C . Il n'est pas nécessai- re que la résistance W soit shuntée d'une manière correspon- dante parce que les courants miorophoniques ne la traversent pas et continuent au contraire vers la droite , comme indiqué dans le dessin, jusqu à un abonné appelé, par l'intermédiaire d'organes de commutation convenables.
Les figs. 11 et 12 sont respectivement une vue de face et une vue de coté d'une construction à électrodes modifiée.Dans cette construction, les barres ont la forme d'anneaux et sont disposées par groupes,concentriquement, les groupes individuels étant disposés les uns au-dessus des autres. Les fils partant de la partie supérieure passent vers le bas entre les divers anneaux et à l'extérieur de ceux-di, Dans les dispositifs à électrodes des figs. 9 à 12,les s deux genres d'électrodes sont en principe équivalente, de sor- te que leurs rôles peuvent être intervertis.