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PERFECTIONNEMENTS AUX SYSTEMES DE TRANSMISSION DE
SIGNAUX ELECTRIQUES
La présente invention se rapporte à des perfectionnements aux systèmes de transmission de signaux électriques et notamment de signaux s'étendant sur de larges bandes de fréquences et plus-particulièrement lorsque de telles bandes comprennent des fréquences très basses et très élevées.
La transmission de telles larges bandes de fréquences présen -te des difficultés notamment dans le cas où la transmission se fait par une seule voie, par exemple par un câble; dans ce cas il se produit une forte atténuation pour les hautes fréquences ce qui conduit à
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rapprocher beaucoup les stations d'amplification sur le câble ; il est alors désirable de simplifier la construction de ces stations de répéteurs en évitant le passage par la voie choisie, par exemple le câble, à la fois des fréquences très basses et très élevées.
L'utilisation de très basses et très hautes fréquences pré -sente également des difficultés pour la réalisation des amplifica -teurs de puissance tels que ceux employés pour la modulation dans les transmetteurs radio.
Un moyen pour éviter ces inconvénients consiste à transposer, dans le spectre des fréquences, toute la bande initiale et à l' amener dans une position plus favorable. Si cette bande s'étend par exemple de 0 à 2.000 kilopériodes par seconde, on pourra la transpo -ser par exemple de 300 kilopériodes ou plus de manière qu'elle s'é -tende, dans l'exemple choii de 300 à 2.300 kilopériodes par seconde.
Une simple modulation de la bande initiale par un courant porteur ne suffit pas pour obtenir le résultat voulu lorsque la bande à transmettre est très large puisqu'il est désirable de laisser un certain intervalle entre la plus haute fréquence de la bande initiale et la plus basse fréquence de la bande de modulation inférieure. Dans l'exemple cité, on pourrait donc,par simple modulation,obtenir tout au plus une bande s'étendant de 2.100 à 4.100 kilopériodes par seconde environ. Il est généralement préférable de garder des fréquences plus basses.
Il est alors nécessaire d'effectuer une deuxième modulation qui ramène la bande ci-dessus à des valeurs plus faibles par exemple 300 à 2.300 kilopériodes par seconde.
A la réception on effectuera les opérations inverses pour restituer dans sa position initiale la bande ainsi traitée.
Ce procédé présente cependant certains inconvénients.Il est en effet bien connu que toute modulation et démodulation ou détection donne lieu à une intermodulation entre les fréquences des signaux à transmettre; il est vrai que dans certains cas il est possible de
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rejeter ces produits de modulation hors de la bande utile mais cela peut difficilement se faire dans le cas présent, on pourra tout au plus essayer de diminuer les effets nuisibles de l'intermodulation.
On a proposé l'usage de modulateurs ou de détecteurs ayant une caractéristique,non pas parabolique, mais composée de deux droites d'inclinaison différente. Une telle caractéristique diminue beaucoup l'intermodulation mais elle introduit aussi une forte distorsion notamment dans le cas de transmission à bande unique de modulation.
Suivant un des aspects de la présente invention,la bande initiale à transmettre est séparée par exemple en deux parties dont l'une,la partie inférieure,est modulée de manière à venir se placer dans le spectre des fréquences au-dessus de la partie supérieure de la bande initiale.
Suivant un autre aspect, l'invention propose de subdiviser la bande initiale des signaux à transmettre au moyen de filtres doit au moins une des frontières se trouve dans une région de la bande oû la distorsion produite par le flou de la frontière du filtre soit encore admissible; par exemple on peut choisir une région oû en moyenne l'amplitude des signaux à transmettre soit minimum ou nulle.
On peut aussi tenir compte des caractéristiques atténuation fréquen -ce des filtres utilisés.
La transposition de la partie inférieure de la bande peut être obtenue par une simple modulation au moyen d'un modulateur ou d'un détecteur à caractéristique linéaire si on consent à transmet -tre les deux bandes obtenues.
L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description suivante d'exemples de réalisations montrés dans les dessins cijoints dans lesquels :
La figure 1 représente schématiquement la structure d'un spectre de fréquences de signaux de télévision ainsi que la transposition d'une partie de la bande de fréquences ;
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La figure 2 représente schématiquement la disposition générale d'un système permettant d'obtenir la transposition, au départ, de la bande inférieure des fréquences, et à l'arrivée,la restitution de cette bande inférieure dans sa positionintiale;
La figure 3 représente schématiquement un système de trans -mission par voies conductives de signaux de télévision;
Les figures 4 et 5 représentent différents types de dérivation.
Considérons comme exemple le cas où l'on désire transmettre une bande de signaux de télévision s'étendant de 0 à 2.000 kilopériodes par seconde. Il est alors bon de prendre pour la bande inférieure à transposer une bande s'étendant de 0 à 150 kilopériodes par seconde. Pourfaciliter les opérations de filtrage on peut prendre comme fréquence porteuse 2.250 kilopériodes par seconde de manière à laisser un intervalle de 100 kilopériodes par seconde entre la fré -quence supérieure de la bande initiale et la fréquence la plus basse de la bande de modulation inférieure. Dans ces oonditions,les amplificateurs placés le long du câble doivent pouvoir transmettre une bande allant de 150 à 2.400 kilopériodes.
A première vue ce procédé offre le désavantage qu'une partie des signaux sera plus ou moins mutilée dans la zone qui sépare la bar -de initiale en deux parties et par conséquent il est difi'icile de reproduire à peu près intact la bande initiale.
Cet inconvénient peut être largement réduit par l'un des prc -cédés suivants : 1) Les signaux à transmettre ne constituent pas un spectre continu mais sont, comme indiqué figure 1, groupés autour des multiples F , F1, F2 ...... F7 de la valeur obtenue en multipliant le nombre de lignes par image par le nombre d'images par seconde. Entre ces groupes de fréquences il y a des intervalles à peu près vides de saux utiles, ces vides ayant à peu près la même largeur que les groupes utiles. Il est donc possible de choisir un de ces vides pour diviser la bande initiale BT en deux parties B1 et B2 dont l'uneBi peut être
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transposée dans une position convenable B'1 pour la transmission.
La transposition se faisant par une onde porteuse C, il y aura deux bandes latérales B'1 et Bill. Ainsi dans le cas d'images explorées à 240 lignes 25 fois par seconde, il y a deux groupes de fréquences ayant comme centre 150 et 156 kilopériodes. On pourra ainsi séparer les deux parties dans l'intervalle vide de 151,5 à 154,5. Des filtres ordinaires ne sont pas suffisants pour laisser les fréquences utiles intactes, mais des filtres à quartz peuvent aisément accomplir ce travail.
2) Si les signaux à transmettre ont un spectre de fréquences continu ou si le spectre ayant une structure quelconque on désire évi -ter l'emploi de filtres à frontières très abruptes, on peut trans -mettre partiellement par chacune des deux voies (directe et après modulation) les signaux contenus dans la zone voisine de la frontiè -re des deux voies et; ajuster la phase et l'équivalent de transmissi -on de chacune des deux voies de manière que les signaux transmis par les deux voies se complètent aussi bien que possible à l'arrivée. Dans le cas oû le même câble et la même installation terminale doivent servir à transmettre des images explorées,tantôt à un certain nombre de lignes,tantôt à un autre nombre de lignes, il sera souvent possible de trouver un vide commun aux spectres de fréquences correspondants.
Dans un cas extrême, il suffirait de prévoir un jeu de filtres particuliers pour une image donnée,le reste de l' équipement pouvant servir pour toutes les images. Si l'on prend soin de laisser un écart suffisant entre la fréquence supérieure de la bande initiale et la fréquence inférieure de la bande transposée, l'équipement prévu à la réception ne devra subir aucun changement.
Le schéma de la figure 2 représente les équipements termi -naux qui permettent de réaliser la transposition d'une partie de la bande des fréquences. Dans cette figure, les signaux dont une partie de la bande des fréquences doit être transposée sont appliqués sur la voie I qui se subdivise en deux voies,l'une conduisant à un filtre passe haut 2 et l'autre à un filtre passe bas 3. Le filtre
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passe haut 3 permet le passage direct d'une partie de la bande tandis que le filtre passe bas 3 sélecte la partie inférieure de la ban -de qui au moyen du modulateur 4 auquel est associé un oscillateur 5 sera transposée dans une position convenable dans le spectre des fréquences.
Les sorties du modulateur 4 et du filtre passe haut 2 abolissent à un circuit mélangeur 6 qui peut être constitué par exem -ple par deux lampes penthodes à haute impédance interne dont le débit est amplifié à un niveau convenable par l'amplificateur dont la construction est facilitée par la transposition de fréquences indiquée ci-dessus. Le débit de cet amplificateur est transmis par une voie quelconque telle que 8.
A l'extrémité réceptrice,les signaux transposés reçus sont amplifiés au niveau désiré en 9 et une partie de la bande sélectée par un filtre passe bas 10 aboutit directement à un circuit mélangeur 11, la partie de la bande de fréquences qui avait été transposée dans la région des fréquences élevées est filtrée au moyen du filtre passe haut 12 et après avoir passé à travers un dispositif correcteur 13- (égaliseur de phase, ligne artificielle, etc...)-est appliquée à un détecteur 14 et de là au circuit mélangeur 11. Dans le circuit de sortie de ce mélangeur 11 on retrouva en 15 la bande des signaux restituée dans sa forme initiale.
On remarquera que du côté réception,le schéma montre un cor -recteur de phase 13 qui peut être nécessaire pour la bande transposée étant donné que le câble peut ne pas produire le même déphasage pour les hautes et les basses fréquences. On sait cependant que la vitesse de propagation des câbles coaxiaux est sensiblement constante pour les fréquences considérées ici dans le cas où l'isolant est constitué en majeure partie par de l'air. S'il faut une correction, elle est donc faible. La correction pourra se faire dans certains cas au départ,de manière à simplifier les appareils récepteurs.
On voit donc que les équipements terminaux sont beaucoup plus simples que ceux qui sont nécessaires pour réaliser un déplacement de la bande complète par double modulation; l'équipement à la réception,
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par exemple, ne contient aucun élément difficile à réaliser (tel que des filtres à quartz) ou demandant un entretien délicat.
Les dispositifs décrits ici sont particulièrement importants dans la cas oû l'on considère une distribution des signaux de télévision par câbles d'un point central vers un grand nombre de ré -cepteurs. Ces câbles pourront avoir un diamètre de quelques milli -mètres et une longueur de plusieurs kilomètres.
Un tel système a l'avantage sur un système de diffusion par ondes ultra-courtes, que le récepteur est plus simple,qu'on évi -te complètement les interférences et les instabilités de transmis -sion et que les installations centrales sont ainsi simplifiées.
Un exemple de réalisation d'un système de distribution uti -lisant des caractéristiques de la présente invention est illustré dans la figure 3. Dans cette figure, le transmetteur de télévision 16 est connecté à un équipement terminal 17 où sont effectuées les transpositions de fréquences nécessaires et les signaux ainsi transposés sont appliqués à travers des transformateurs 18à des câbles de transmission 19 sur le long desquels peuvent se trouver un certain nombre d'amplificateurs de lignes tels que 20,20', 20", 20"', Les câbles tels que 19, 19' aboutissent à des centres principaux de distribution 21 situés éventuellement dans différentes villes ou même différents pays et de ces centres principaux les signaux sont dirigés par des câbles 19", 19"',
19"'' vers des centres auxiliaires tels que 22 et 23 desservant directement à travers un équipement terminal tel que 24 les récepteurs de télévision tels que 25.Les amplificateurs des centres de distribution peuvent être prévus avec un certain nombre de lampes de sortie, chaque lampe débitant sur un ou plusieurs câbles de départ. On se rend compte qu'il suffira d'intercaler des amplificateurs de lignes tels que 20, 20t, 20", 20''' sur les câbles principaux dans les centres de distribution.De plus les équipements terminaux à prévoir chez les abonnés sont particuli- érement simples comme on l'a vu plus haut dans la description de la Figure 2.
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Le fait que la bande de fréquences ne commence pas aux basses fréquences permet d'utiliser des transformateurs à certains points de jonction et évite ainsi une complication dans l'installa -tion ou une perte dans la transmission.
Les équipements terminaux peuvent être alimentés par des câbles individuels ou par des branchements pris sur un câble principal,soit directement par liaison conductive (figure 4) soit par 1' intermédiaire de transformateurs (figure 5), soit encore par l'inter -médiaire d'un ensemble comprenant une lampe à plusieurs électrodes.
Le réseau de distribution envisagé peut comprendre un certain nombre de transmetteurs radio. La bande déformée est appliquée à l'amplificateur-modulateur dont la construction est facilitée.com -me variante, on peut ne pas transmettre la bande déformée et revenir à la bande initiale arès l'amplificateur de puissance et avant d'attaquer les lampes de modulation.
Il est clair que les arrangements qui viennent d'être dé-crits l'ont été à titre d'exemple et que l'invention n'est évidemment pas limitée à la substitution de la bande des fréquences à transmet -tre aux deux parties ni même à la transmission de ces deux parties par la même voie. De nombreuses modifications apparaîtront clairement à l'homme de l'art; on peut en particulier profiter de la struc -ture particulière du spectre des signaux à transmettre,notamment des signaux de télévision,pour traiter ces signaux comme on le fait par exemple dans les système utilisés pour obtenir le secret dans les radiocommunications dans le but de faciliter la transmission de larges bandes de fréquences.
REVENDI CATIONS .
1- Méthode de transmission de signaux électriques s'étendant sur une large bande de fréquences,laquelle comprend la transposition d' une partie ou sous-bande de fréquences,découpée dans la région des basses fréquences,vers une région du spectre située au-dessus de la limite supérieure de la bande originale.
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