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APPAREILS DE MESURE POUR LIGNES DE TRANSMISSIONS TELEPHONIQUES
L'invention se rapporte à des appareils et des cirouits pour mesurer les défauts d'équilibre dans l'admittance entre des paires
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@ de oonducteurs. L'invention est mieux oomprise de la description suivante, basée sur les dessins ci-joints. Sur ceux-ci:
La figure 1 représente un schéma des effets de capacité s'exerçant entre deux paires de câbles ;
La figure 2 est un schéma très simplifié d'un circuit en pont conforme à l'invention;
La figure 3 est un schéma plus développé de cette forme de réalisation de l'invention;
La figure 4 montre la construction du condensateur à air différentiel double utilisé dans les circuits des figures 2 et 3;
La figure 5 se rapporte à un détail de construction de ce condensateur.
La figure 1 est une représentation schématique de deux pai- res de conducteurs ab et cd d'un câble. Entre les différents con- ducteurs pris par paires, il existe des admittances k1 K2 ,k3 k4 k5 k6 et entre les - conducteurs séparés et la terre il existe des admittances ka Kb ,kc Kd , toutes ces admittances étant re- présentées comme étant des effets de capacité. Cependant ces admittan- ces sont, en général, des quantités complexes. Des effets de diapho- nie ou "cross-talk" entre une paire de conducteurs dans un câble dé- pendent des défauts d'équilibre existant entre ces admittances, et peuvent être réduits considérablement si des précautions sont prises dans l'établissement et la fabrication du câble.
Cependant, malgré les grandes précautions prises, certains effets de diaphonie subsis- tent mais peuvent être éliminés au moyen de dispositifs d'équilibre.
Un des buts de l'invention est de prévoir des moyens pour déterminer un réseau artificiel convenable qui peut être connecté à travers des paires de câbles pour neutraliser ces défauts d'équilibre. Ce réseau artificiel peut être connecté, soit pour neutraliser le défaut d'équi- libre d'admittance de réel à réel à la réception, ou en un point inter -médiaire.
Suivant l'invention, on a prévu un réseau artificiel en pont
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de Wheatstone adapté pour être connecté à deux paires d'un câble afin de mesurer les défauts d'équilibre d'admittanoe entre ces paires.
Chaque bras du réseau artificiel consiste en une résistance et une capacité en shunt sur celle-ci, et un moyen est prévu pour faire va- rier simultanément de valeurs égales et opposées la résistance et/ou la capacité, respectivement dnas/les bras adjacents du pont.
Dans ce but, le défaut d'équilibre d'admittance entre les pai -res ab et cd est défini par la quantité ¯ Y= (Y1 + Y4) (Y2+Y3), @ 14 ou Y1 Y2 Y3 et Y4 sont les admittances effectives totales des bras du réseau de la Figure 1.
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cette manière y1 - .l\.l + .l\.a .l\.d cette manière Yl = xa- + Kb + Ke + Kd et il existe des expressions semblables pour Y2 Y3 et Y4 chacune de oes admittances est de la forme G + jS ou G est la conductance et S la susceptanoe.
Une forme de réalisation du réseau en pont de Wheatstone, conforme à l'invention, est montrée d'une manière très simplifiée sur la figure 2. Au point de jonction des bras AD et DB, et aussi au point de jonction des bras AC et OB sont placées des unités de conduo- tance (potentiomètres) et des condensateurs différentiels, de sorte que des quantités égales de conductance et de capacité sont respeotivement transférées d'un bras à l'autre. De préférence les deux condensateurs différentiels sont arrangés ensemble dans le dispositif mon -tré figure 4, de sorte que des quantités égales de capacité sont trans -férées d'un circuit réel à l'autre simultanément dans les parties supérieure et inférieure du pont.
Le condensateur à air différentiel double montré figure 4 consiste en un axe central T sur lequel sont montés d'une manière isolante deux ensembles de plaques P et R, l'un au-dessus de l'autre.
Chacun de ces ensembles est fixé,ainsi qu'il est montré figure 5,entre deux rondelles isolantes 1 se vissant sur l'axe central T Chaque ensemble de plaques P et R coopère respectivement aveo deux ensembles
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fixes de plaques E,H et L,M. Les plaques fixes E et L sont montées sur deux tiges métalliques dont seulement une, la tige N, est montrée. Semblablement, L et M sont montés sur deux autres tiges métalliques fixes dont seulement une, la tige 0, est montrée. La borne A du pont est connectée à la tige N, et la borne B est fixée à la tige 0. L'ensemble supérieur de plaques P est connecté à la borne C du pont, et l'ensemble inférieur R à la borne D d'une manière bien connue.
Semblablement, les deux contacteurs rotatil's pour les poten -tiomètres sont montés sur le même axe et se meuvent d'une manière semblable à celle du condensateur à air.
Dans l'emploi du dispositif, le circuit de mesure en pont, montré figure 2, est superposé sur les deux paires du câble ayant le circuit montré figure 1. De cette manière les conducteurs ab, od des paires du câble sont connectés respectivement aux bornes A, B, C, D, du pont. Si, par exemple, le circuit en pont doit être utilisé pour mesurer le défaut d'équilibre d'admittance à l'extrémité de réception, oes connexions sont faites à cette extrémité des paires du câble, et un oscillateur est relié à une des paires à l'au.
-tre extrémité ou extrémité d'émission. L'extrémité de réception de cette paire et l'extrémité d'émission de l'autre paire doivent naturellement être convenablement terminées . Le pont de mesure est réglé jusqu'à ce que l'équilibre soit obtenu. Si Zo est l'admittance de chacun des bras dans la position 0, alors après ajustement les admittances dans les quatre bras sont Z z par exemple pour les bras AD et BG, et Z + z pour chacun des deux autres bras. Le défaut d'admittance considéré pour l'ensemble sera 4z .
Le défaut d'équilibre d'admittance réelle ¯ Y est théoriquement égal seulement à 4z quand certaines conditions sont remplies.
Une de celles-ci est que les admittances des bras opposés du réseau, fermés par les deux paires de câble, soient égales. Si, cependant, la somme des conductances et la somme des susceptances dans les
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quatre bras du pont sont grandes comparées avec les différences entre les conductances et les susceptances des bras adjacents, l'erreur est négligeable, même si les conditions pour que les erreurs soient nulles ne sont pas remplies.
Une forme complète du pont de mesure, conforme: à l'invention, est montrée sur la figure 3. Les bornes A, B, C, D, sont prévues pour oonnecter les conducteurs des paires du câble, dont le défaut d'équilibre d'admittance doit être mesuré. D'autres bornes Ar, Br or et Dr sont connectées aux bornes A, B, C, D, respectivement par des fils volants et servent pour oonneoter au pont les enroulements d'entrée des transformateurs T1 et T2. Ces transformateurs sont utilisés quand on veut mesurer le défaut d'équilibre d'admittanoe à l'ex -trémité de réception, et servent pour connecter un amplificateurdétecteur, soit aux bornes A B ou aux bornes C D du pont suivant quel -le paire de bornes est reliée à la paire du oâble considéré comme circuit perturbé.
L'autre transformateur est alors déconnecté en enlevant deux des connexions volantes reliant les bornes du pont aux bornes Ar, Br, Cr et Dr.
Les transformateurs T1 et T2 sont protégés doublement et l'écran intérieur de chacun est en deux parties égales connectées aux extrémités de l'enroulement intérieur. Cela assure que les admittances au sol des bornes des enroulements intérieurs sont approximative - -ment égales. L'enroulement de sortie de chaque transformateur a trois bornes numérotées 3, 4 et 5. Les bornes 3 et 5 sont normalement utilisées à moins que la fréquence ne soit très faible et alors les bornes 3 et 4 sont employées..
Afin d'appliquer les corrections pour différentes erreurs, des condensateurs C2, C3 et C4 sont prévus, connectés ainsi qu'il est montré. Le condensateur C2 est un condensateur à air différentiel, ayant deux ensembles de plaques fixes connectées respectivement aux bornes A et B, et des plaques mobiles connectées à la borne C Ce con -densateur C2 est réglé pour compenser pour l'erreur 0 de l'ensemble
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et est fixé dans la position ainsi trouvée.
Les oondensateurs C3 et C4 sont connectés à travers les potentiomètres pour corriger l'erreur produite par les angles de phase des résistances du potentiomètre.* Quand les potentiomètres sont réglés en dehors de zéro (position moyenne) l'équilibre de capacité est renversé d'une valeur qui s'aocroit comme le défaut d'équilibre de conductance indiqué s'accroît. L'effet est de rendre le défaut d'équilibre de capacité trop bas quand les deux composantes ont le même signe, et trop haut quand elles ont un signe opposé.
On peut voir que cette erreur peut être évitée si la capacité totale K, connectée à travers la résistance du potentiomètre, répond à la formule
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K m K R 2 (R + R ) R (R02 - R2 (1 -)). dans laquelle 2R est la résistance du potentiomètre, R la résistance d'un bras du pont en série avec le potentiomètre, Ko la capacité effective en shunt sur cette résistance, et # un facteur tel que la résistance d'un côté du potentiomètre est R (1-#) tandis que de l'autre côte elle est de R (1 + X ).
Cette valeur pour K dépend de # c.à.d.de la position du potentiomètre. Les capacités C3 et C4 sont choisies pour être la va-
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leur de K quand  = 1, c'est-à-dire K 0 (R 0 + R) Dans un cas par-
R ticulier, la résistance de chaque potentiomètre est 600 ohms et la résistance additionnelle de chaque bras est 6000 ohms. Ko est envi- ron égal à 4.76 F et K est alors établi à 100 F. La valeur de K pour # est k Ro et l'erreur maximum en K est (R -R) o
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Ko R a 4.76 0.25 u.(,w F. Ro - R 19
Il est clair qu'une erreur de 0,m25F dans un condensâtes oorreeteur de 100F est inappréciable, et par suite l'effet de sur la valeur requise pour les condensateurs C3 et C$ peut être
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négligée.
Théoriquement la compensation est seulement possible pour une fréquence, mais pour la rangée pratique dans laquelle un défaut d'équilibre a lieu, l'effet de fréquence est négligeable.
REVENDICATIONS.
1 - Arrangement pour mesurer des défauts d'équilibre d'admittanoe, oomprenant un réseau artificiel en pont de Wheatstone, dans lequel chaque bras du réseau consiste en une résistance et une capacité en shunt, caractérisé en ce que les condensateurs et les résistances sont disposés de manière que la capacité dans les quatre bras du pont peut être modifiée de la même valeur, celle-ci étant ajoutée simultanément dans deux bras opposés, et soustraite dans les autres bras opposés, et que la résistance dans chacun des quatre bras est modifiée pratiquement de la même valeur, laquelle est ajoutée simultanément à deux bras opposés et soustraite des autres deux bras opposés.
2 - Arrangement tel que revendiqué en 1, caractérisé en ce que les plaques mobiles de deux condensateurs différentiels sont montées isolément sur un arbre commun, ces plaques mobiles étant connec- tées en des points diagonaux opposés du pont.
3 - Arrangement tel que revendiqué en 1, caractérisé en ce que deux potentiomètres connectés chacun entre des résistances dans des bras adjacents du pont sont prévus avec des contacts à glissoire montés sur un axe commun, et connectés en des points diagonaux opposés du pont.
4 - Arrangement tel que revendiqué dans l'une quelconque des précédentes revendications, caractérisé en ce qu'un condensateur est connecté dans un bras du pont pour corriger l'erreur du zéro.
5 - Arrangement tel que revendiqué en 4, caractérisé'en ce qu'un condensateur différentiel ajustable est connecté de sorte que ses capacités soient dans des bras adjacents du pont, ce condensateur étant réglé pour corriger l'erreur du zéro.
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MEASURING DEVICES FOR TELEPHONE TRANSMISSION LINES
The invention relates to apparatuses and cirouits for measuring imbalances in admittance between pairs.
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@ of drivers. The invention is best understood from the following description, based on the accompanying drawings. On these:
FIG. 1 represents a diagram of the capacitance effects exerted between two pairs of cables;
FIG. 2 is a very simplified diagram of a bridge circuit according to the invention;
Figure 3 is a more developed diagram of this embodiment of the invention;
Figure 4 shows the construction of the dual differential air capacitor used in the circuits of Figures 2 and 3;
Figure 5 relates to a construction detail of this capacitor.
Figure 1 is a schematic representation of two pairs of conductors ab and cd of a cable. Between the different conductors taken in pairs, there are admittances k1 K2, k3 k4 k5 k6 and between the separate conductors and the earth there are admittances ka Kb, kc Kd, all these admittances being represented as being capacity effects. However, these admittances are, in general, complex quantities. Crosstalk or "cross-talk" effects between a pair of conductors in a cable depend on the imbalances existing between these admittances, and can be reduced considerably if precautions are taken in establishment and manufacture. of the cable.
However, despite the great precautions taken, some crosstalk effects remain but can be eliminated by means of balancing devices.
One of the aims of the invention is to provide means for determining a suitable artificial network which can be connected through pairs of cables to neutralize these imbalances. This artificial network can be connected, either to neutralize the lack of real-to-real admittance balance on reception, or at an intermediate point.
According to the invention, an artificial bridge network is provided
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of Wheatstone adapted to be connected to two pairs of a cable in order to measure the admittanoe equilibrium faults between these pairs.
Each arm of the artificial network consists of a resistor and a capacitance shunted thereon, and a means is provided to cause the resistance and / or the capacitance to vary simultaneously by equal and opposite values, respectively in the adjacent arms of the network. bridge.
For this purpose, the lack of admittance equilibrium between the pairs ab and cd is defined by the quantity ¯ Y = (Y1 + Y4) (Y2 + Y3), @ 14 or Y1 Y2 Y3 and Y4 are the admittances total effective arms of the network in Figure 1.
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this way y1 - .l \ .l + .l \ .a .l \ .d this way Yl = xa- + Kb + Ke + Kd and there are similar expressions for Y2 Y3 and Y4 each of these admittances is of the form G + jS where G is the conductance and S the susceptanoe.
An embodiment of the Wheatstone bridge network, according to the invention, is shown in a very simplified manner in FIG. 2. At the junction point of the arms AD and DB, and also at the junction point of the arms AC and OBs are placed conduction units (potentiometers) and differential capacitors, so that equal amounts of conductance and capacitance are respectively transferred from one arm to the other. Preferably the two differential capacitors are arranged together in the device shown in figure 4, so that equal amounts of capacitance are transferred from one real circuit to the other simultaneously in the upper and lower parts of the bridge.
The double differential air capacitor shown in Fig. 4 consists of a central axis T on which are mounted in an insulating manner two sets of plates P and R, one above the other.
Each of these sets is fixed, as shown in Figure 5, between two insulating washers 1 screwing onto the central axis T Each set of plates P and R respectively cooperate with two sets
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fixed plates E, H and L, M. The fixed plates E and L are mounted on two metal rods of which only one, rod N, is shown. Likewise, L and M are mounted on two other fixed metal rods of which only one, rod 0, is shown. The terminal A of the bridge is connected to the rod N, and the terminal B is attached to the rod 0. The upper set of plates P is connected to the terminal C of the bridge, and the lower assembly R to the terminal D d 'in a well-known way.
Similarly, the two rotary contactors for the potentiometers are mounted on the same axis and move in a manner similar to that of the air condenser.
In the use of the device, the measuring bridge circuit, shown in figure 2, is superimposed on the two pairs of the cable having the circuit shown in figure 1. In this way the conductors ab, od of the pairs of the cable are respectively connected to the terminals A, B, C, D, from the bridge. If, for example, the bridge circuit is to be used to measure the admittance unbalance at the receiving end, these connections are made at this end of the pairs of the cable, and an oscillator is connected to one of the pairs. at au.
-be end or end of emission. The receiving end of this pair and the sending end of the other pair must of course be properly terminated. The measuring bridge is adjusted until equilibrium is obtained. If Zo is the admittance of each of the arms in position 0, then after adjustment the admittances in the four arms are Z z for example for the arms AD and BG, and Z + z for each of the other two arms. The admittance defect considered for the set will be 4z.
The real admittance equilibrium defect ¯ Y is theoretically only equal to 4z when certain conditions are met.
One of these is that the admittances of the opposite arms of the network, closed by the two pairs of cables, are equal. If, however, the sum of the conductances and the sum of the susceptances in the
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four arms of the bridge are large compared with the differences between the conductances and susceptances of the adjacent arms, the error is negligible, even if the conditions for the errors to be zero are not met.
A complete form of the measuring bridge, in accordance with the invention, is shown in FIG. 3. The terminals A, B, C, D, are provided for connecting the conductors of the pairs of the cable, the unbalance of which d admittance must be measured. Other terminals Ar, Br or and Dr are connected to terminals A, B, C, D, respectively by flying wires and serve to oonneoter to the bridge the input windings of transformers T1 and T2. These transformers are used when one wants to measure the fault of admittanoe equilibrium at the receiving end, and are used to connect a detector amplifier, either to the AB terminals or to the CD terminals of the bridge depending on which pair of terminals is. connected to the cable pair considered as disturbed circuit.
The other transformer is then disconnected by removing two of the flywheel connections connecting the bridge terminals to the Ar, Br, Cr and Dr.
Transformers T1 and T2 are double protected and the inner screen of each is in two equal parts connected to the ends of the inner winding. This ensures that the ground admittances of the terminals of the inner windings are approximately equal. The output winding of each transformer has three terminals numbered 3, 4 and 5. Terminals 3 and 5 are normally used unless the frequency is very low and then terminals 3 and 4 are used.
In order to apply the corrections for different errors, capacitors C2, C3 and C4 are provided, connected as shown. Capacitor C2 is a differential air capacitor, having two sets of fixed plates connected respectively to terminals A and B, and movable plates connected to terminal C. This capacitor C2 is set to compensate for the 0 error of the together
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and is fixed in the position thus found.
The C3 and C4 capacitors are connected through the potentiometers to correct the error produced by the phase angles of the resistors of the potentiometer. * When the potentiometers are set outside zero (middle position) the capacitance balance is reversed by a value which increases as the indicated conductance equilibrium fault increases. The effect is to make the lack of equilibrium of capacity too low when the two components have the same sign, and too high when they have an opposite sign.
It can be seen that this error can be avoided if the total capacitance K, connected through the resistance of the potentiometer, meets the formula
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K m K R 2 (R + R) R (R02 - R2 (1 -)). where 2R is the resistance of the potentiometer, R the resistance of an arm of the bridge in series with the potentiometer, Ko the effective shunt capacitance on this resistance, and # a factor such that the resistance on one side of the potentiometer is R (1- #) while on the other side it is from R (1 + X).
This value for K depends on # i.e. the position of the potentiometer. The capacities C3 and C4 are chosen to be the
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their of K when  = 1, i.e. K 0 (R 0 + R) In a case by-
In particular, the resistance of each potentiometer is 600 ohms and the additional resistance of each arm is 6000 ohms. Ko is approximately equal to 4.76 F and K is then set to 100 F. The value of K for # is k Ro and the maximum error in K is (R -R) o
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Ko R a 4.76 0.25 u. (, W F. Ro - R 19
It is clear that an error of 0, m25F in an oorreteur condenser of 100F is inappreciable, and consequently the effect of on the value required for the capacitors C3 and C $ can be
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neglected.
Theoretically compensation is only possible for one frequency, but for the practical row in which an unbalance occurs, the frequency effect is negligible.
CLAIMS.
1 - Arrangement for measuring admittanoe equilibrium faults, including an artificial Wheatstone bridge network, in which each arm of the network consists of a resistor and a shunt capacitance, characterized in that the capacitors and the resistors are arranged so that the capacitance in the four arms of the bridge can be changed by the same value, this being added simultaneously in two opposite arms, and subtracted in the other opposite arms, and the resistance in each of the four arms is changed practically of the same value, which is added simultaneously to two opposite arms and subtracted from the other two opposite arms.
2 - Arrangement as claimed in 1, characterized in that the movable plates of two differential capacitors are mounted in isolation on a common shaft, these movable plates being connected at opposite diagonal points of the bridge.
3 - Arrangement as claimed in 1, characterized in that two potentiometers each connected between resistors in adjacent arms of the bridge are provided with slide contacts mounted on a common axis, and connected at opposite diagonal points of the bridge.
4 - Arrangement as claimed in any one of the preceding claims, characterized in that a capacitor is connected in an arm of the bridge to correct the zero error.
5 - Arrangement as claimed in 4, characterized in that an adjustable differential capacitor is connected so that its capacitors are in adjacent arms of the bridge, this capacitor being adjusted to correct the zero error.
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