SYSTEMES DE COMMUNICATION ET
DE SIGNALISATION ELECTRIQUES
La présente invention concerne des systèmes de communication et de signalisation électriques qui utilisent pour la transmis
-sion et la réception des messages un ou plusieurs trains'd'impulsions ayant dans le temps une distribution qui est caractéristique d'une onde sonore ou analogue, ces trains d'impulsions étant désignés pour plus de commodité comme "impulsions modulées en durée".
On connaît déjà divers types d'impulsions modulées en
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est de prévoir des moyens pour transmettre des messages au moyen
de telles impulsions avec une économie de puissance considérable
par rapport aux procédés antérieurement connus, et un autre objet
de l'invention est de moduler en durée les impulsions de ce genre
qui sont utilisées pour transmettre des messages de telle manière qu'on obtienne pour des circuits récepteurs connus un rapport signal sur bruit amélioré.
Les divers types mentionnés de trains d'impulsions modulées en durée ont ceci en commun que le train définit une succession de périodes ou laps de temps dont la durée varie selon les am-
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onde sonore ou analogue. Dans certains cas, ces périodes sont définies par la durée des impulsions elles-mêmes; dans d'autres cas par les s intervalles entre des paires d'impulsions ou entre des impulsions et des instants d'espacement uniforme dans le temps.
Suivant certaines caractéristiques de l'invention, les périodes définies par les impulsions et correspondant aux amplitudes du signal reçoivent une durée moyenne qui fluctue suivant l'amplitude moyenne du signal. Les périodes ont de préférence une durée qui varie en augmentant à partir d'une valeur minimum sensiblement fixe.
L'invention sera exposée en détail dans la description suivante donnée en relation avec les dessins annexés, dans lesquels
Les figures 1 et 2 sont des graphiques utilisés pour exposer le fonctionnement général de systèmes incorporant des caractéristiques de l'invention; La figure 3 représente un train d'impulsions RS ayant des caractéristiques de modulation différentes; La figure 4 montre la manière dont est explorée ou balayée une cible suivant un procédé connu; La figure 5 représente la même cible balayée suivant les conditions de modulation en durée par courant continu; La figure 6 représente un train d'impulsions dont certaines sont modulées en durée par courant continu; La figure 7 représente un train de doubles impulsions dérivées des impulsions représentées sur la figure 6; et, La figure 8 représente un train d'impulsions RL-S/HL dérivées des impulsions représentées sur la figure 6.
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présente une onde de signalisation opnstituant le message que l'on désire transmettre. C'est une oscillation d'amplitude variable et de fréquence variable mais qui peut être entièrement définie par son amplitude aux instants successifs.
Un train d'impulsions modulées en durée correspondant à. une telle onde de signalisation définit une succession de périodes proportionnelles à l'amplitude de l'onde de signalisation aux instants successifs. Il définit ainsi complètement la forme de l'onde de signalisation-; il s'ensuit que ce train d'impulsions modulées en durée peut être représenté par la .courbe X sur un axe OZ si les ordonnées mesurent la durée des périodes définies par les impulsions
(pour être bref, la durée des périodes des impulsions).
<EMI ID=4.1> avec l'amplitude moyenne du signal, comme représenté par la ligne en pointillé.
L'invention propose, suivant certaines caractéristiques,de faire varier la durée moyenne suivant l'amplitude moyenne du signal afin d'égaliser les valeurs 'maxima et minima. Comme représenté sur <EMI ID=5.1> est de préférence telle que la valeur minimum (ligne en pointillé) est constante, Il est nécessaire dans ce but, de façon générale, de prévoir'des moyens qui assurent que l'amplitude moyenne ou le niveau d'amplitude moyen de l'onde de signalisation en courant alternatif qui sert à obtenir le train d'impulsions modulées en durée, varie par rapport à une valeur fixe selon la gamme d'amplitudes du signal.
Ceci peut être réalisé en redressant l'onde de signalisation, en faisant ' passer le débit redressé à travers un< circuit de constante de temps convenable pour donner une tension qui fluctue selon le niveau du signal et en appliquant cette tension sur l'onde de signalisation
<EMI ID=6.1> rant continu utilisés dans des systèmes de télévision, et dans le cas d'un système de télévision, on peut utiliser sans modification le signal d'image pourvu que les composantes continues soient conservées. Une onde de niveau à variation convenable est également obtenue si le signal est amplifié dans un amplificateur classe B ou classe C puisque le déhit continu de ces amplificateurs dépend de l'amplitude du signal.
Comme déjà indiqué, des systèmes connus de modulation par impulsions ont leur fonctionnement qui dépend d'un train d'impulsions modulées en durée d'une manière telle que la durée d'une impulsion augmente au dessus d'une durée normale pour une augmentation de l'amplitude du signal et diminue en dessous de cette durée normale pour une diminution de l'amplitude du signal. Une telle modulation par impulsions est représentée à titre d'exemple sur la figure 3 des dessins.
Se référant à la figure 3, les lignes en trait plein représentent un train d'impulsions RS, 21, 22, 23, 24; ces impulsions sont de forme sensiblement rectangulaire et chacune d'elles a une durée égale à l'intervalle entre les impulsions successives. On peut obtenir un message caractéristique de l'amplitude d'une onde sonore on analogue en modulant en durée un tel train d'impulsions, cette modulation en durée étant représentée par les lignes en pointillé 25 à l'intérieur de l'impulsion 21, qui montrent la forme caractéristique d'une intensité de signal à faible amplitude, tandis que les lignes en pointillé 26, extérieures à l'impulsion 23, montrent la forme de l'impulsion dont la durée est caractéristique d'une intensité de signal de grande amplitude.
On voit que la modulation en durée: de l'impulsion peut être considérée comme la contraction et l'expansion périodiques des impulsions du train, ces impulsions à l'état non modulé ayant des durées représentées par les lignes en trait plein de la figure 3. La manière d'engendrer et de moduler en durée de telles impulsions est déjà connue et ne.sera pas décrite en détail dans l'exposé.
Se référant à la figure 4, une plaque collectrice ou cible 27 est balayée linéairement, par exemple suivant la ligne 28 pour engendrer un train d'impulsions tef'que représenté sur la figure 3. Si maintenant le faisceau est modulé transversalement sous l'influence d'une onde sonore ou analogue, de manière qu'il se déplace entre les lignes pointillées 29 et 30, le message correspondant à la modulation est fonction de l'aire des triangles A B G et DE F. La modulation en durée des impulsions d'une telle manière sera désignée par modulation en durée par courant alternatif, c.à.d. modulation en durée au dessus et au dessous d'un laps de temps déterminé.
Pour atteindre les objets de la présente invention on utili
-se un nouveau genre de modulation en durée qui sera désigné par modulation en durée par courant continu. 'Ce nouveau genre de modulation sera compris plus facilement en se référant à la figure 5.
Sur la figure 5, la plaque 27 est explorée linéairement le long de la ligne 31, ce qui engendre un train d'impulsions brèves, 32,
33, 34 et 35, comme -représenté sur la figure 6. Si on applique au faisceau une valeur analogue de modulation transversale par courant
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alternatif utilisée dans la figure 4, le faisceau peut maintenant se déplacer entre les lignes 31 et 36, la distance entre les lignes 31 et 36 étant la même que la distance entre les lignes 29 et 30.
En supposant que la modulation est telle que le faisceau se déplace entre les limites représentées par les lignes 36 et 31, la durée des impulsions aura une valeur moyenne représentés par la ligne
38 à mi-chemin entre les lignes 31 et 36.
Se référant à la figure 6, l'impulsion 32 est montrée prolongée en ligne pointillée jusqu'au point 39, cette durée d'impulsion correspondant au. balayage de la plaque 27 suivant la ligne 36. L'impulsion 34 est également représentée prolongée par une ligne pointillée jusqu'au point 40, cette durée d'impulsion correspondant à l'exploration de la plaque 27 le long de la ligne 38.
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triangles A B C et D E F, et comme le message caractérisé par la modu,lation est fonction de l'aire de ces triangles; on voit que le même message peut être transmis par la modulation en durée par courant alternatif d'une impulsion de durée relativement longue ou par la modulation en durée par courant continu d'une impulsion de durée relativement courte pourvu que dans le dernier cas la modulation en durée soit dans le sens positif, c.à.d. que la durée des impulsions augmente au dessus de la durée normale, pour une modulation quelconque.
La modulation en durée par courant continu qui vient d'être décrite utilise une puissance moyenne qui est fonction de la profondeur de modulation, et qui donne en pratique tous les avantages d'un système à porteur flottant ou à porteur supprimé lorsqu'on l'applique à la modulation d'une onde porteuse.
La modulation en durée par courant continu des impulsions peut être avantageusement utilisée dans tous les systèmes d'impulsions, modulées en durée par courant alternatif antérieurement connus. Les modifications nécessaires aux circuits générateurs d'impulsions antérieurs apparaîtront clairement à l'homme de l'Art.
Il est clair d'après ce qui précède qu'une modulation en durée par courant continu peut également être réalisée en modulant dans le sens négatif, c.à.d. en diminuant toujours la durée d'une impulsion relativement longue; en pratique cependant il est plus économique de moduler dans le sens positif.
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tion en durée par courant continu, le système présente un autre avantage lorsqu'on l'utilise dans des systèmes de modulation par impulsions dans lesquels les instants de début ou de fin d'impulsions des ty-
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indiqués par des impulsions brèves (désignées ci-après comme "repères') cet autre avantage étant principalement une augmentation du rapport signal sur bruit.
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le bord de début, soit le bord de fin des impulsions successives se produit à des intervalles de temps égaux et que, par suite, toute impulsion de repère dérivée de ce bord de début et de fin doit également se produire à des intervalles de temps égaux, ce qui caractérise les
<EMI ID=12.1> utilisé oe temps uniforme de récurrence afin de diminuer la probabilité d'interférence de signaux extérieurs avec les messages aux emplacements récepteurs.
Lorsqu'on utilise un système de modulation par impulsions du type D/EL, c.à.d. un système de modulation à doubles impulsions marquant le début et lafin d'une impulsion modulée en durée, les bords de début étant repérés par des impulsions à espacements fixes, il est usuel à la réception de faire agir des impulsions marquant les bords de début des corps d'impulsions correspondants sur un aircuit à double stabilité pour l'amener à l'état de fonctionnement, et de faire agir les impulsions repérant les bords de fin des corps d' impulsions'pour actionner ce circuit à double stabilité afin de le ramener en position de repos. Il est également usuel dans des systèmes à impulsions modulées en durée d'utiliser au récepteur un filtre d'amplitude et d'utiliser autant que possible les pointes des impulsions.
Ce procédé rend le récepteur insensible à toutes les interférences aux niveaux déterminés par le filtre d'amplitude. Toutefois, lorsque les interférences sont importantes, il est possible que le circuit à double stabilité soit actionné à des intervalles incorrects et afin d'éviter ou de diminuer cette possibilité on a pro <EMI ID=13.1> l'impulsion de repère de bord de début se produit à des Intervalles
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pour le faire venir- en position de travail directement par le's impul-
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par une impulsion tirée de l'impulsion de bord de début combinée avec' l'impulsion de bord de début précédente qui est transmise à travers un réseau de retard dont le temps de retard est égal à l'intervalle entre les impulsions successives de bord de début.
L e circuit à double stabilité est'mis en position de repos par les impulsions variables qui repèrent les bords de fin et ne peut être remis en position de travail avant l'occurrence de 1' impulsion dérivée de la combinaison d'une impulsion de bord de début non'retardée 'avec une telle impulsion retardée, ce qui rend le le récepteur insensible à toute impulsion parasite si importante ou? elle soit qui peut se produire entre l'instant d'arrivée du bord de fin d'une impulsion et l'instant d'arrivée du bord de début de l'impulsion suivante. Si les impulsions EL non modulées dont sont tirées les impulsions D/BL ont une durée égale aux intervalles entre impulsions, on peut voir par l'analyse du fonctionnement du système qui vient d'être décrit que 50% des parasites au dessus du niveau fixé
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les parasites inférieurs au niveau déterminé par le filtre d'amplitude ne peuvent en-aucun cas agir sur le récepteur.
On a également proposé des systèmes modulés par imdans
pulsions/lesquels des impulsions brèves d'amplitude différente sont insérées ou ajoutées aux corps d'impulsions, et, dans ces systèmes, des parasites importants ne peuvent agir sur le récepteur que pendant une période limitée lorsque les impulsions insérées sont dérivées d' un oscillateur de relaxation.
Les impulsions insérées peuvent également être dérivées d'un circuit oscillant et il est alors possible de limiter le temps pendant lequel les parasites importants peuvent agir sur le récepteur.
Le temps pendant lequel les parasites très importants peuvent agir sur le récepteur peut être considérablement réduit en utilisant une modulation en durée par courant continu, et, en pratique il est possible de rendre le degré d'action des parasites fonction de la profondeur de modulation.
La manière dont on peut réaliser ce dernier avantage sera plus facilement comprise en se référant aux figures 7 et 8 des dessins annexés.
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41 à 48, est dérivé des impulsions représentées sur la figure 6 et
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(impulsions rectangulaires à instants de début déterminés.) Les impulsions impaires 41, 43" 45, 47 repèrent les bords de début qui se produisent à des intervalles de temps fixes, tandis que les paires
42, 44, 46, 48 repèrent les bords dont les instants d'occurrence varient. Si dans certaines conditions de modulation, quelques-unes des impulsions ont leur durée prolongée comme indiqué par l'impul�ion brève 42a tirée d'une impulsion prolongée 32; la durée moyenne des impulsions sera alors indiquée par une impulsion 46a dérivée de l'impulsion prolongée 34.
Les impulsions impaires sont transmises par un circuit de retard qui a un temps de retard égal à l'intervalle entre les impulsions impaires successives et ces impulsions retardées sont combinées avec l'impulsion impaire suivante non retardée, l'impulsion obtenue servant, comme précédemment décrit, à mettre en position de travail un circuit à double, stabilité qui est mis en position de repos par les impulsions paires. Des parasites importants ne peuvent agir sur le récepteur en mettant trop tôt au repos le circuit à double stabilité et l'on voit dans les conditions de modulation représentées que ce temps possible d'action des parasites sur
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écartement entre une impulsion 45 et l'impulsion 46a exprimé en pour
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-cutives. Pour un pourcentage faible de modulation de durée, le temps pendant lequel le récepteur peut être. affecté par des parasites importants demeure petit, tandis qu'avec un pourcentage de modulation élevé, ce temps d'action des parasites dépasse légèrement 50%.
En supposant que le corps d'impulsion non modulé a une durée égale à 10%.du temps qui s'écoule entre les bords de début des impulsions successives, et que pour uhe modulation de 100% l'impulsion est prolongée jusqu'à une durée de 95% du temps qui s'écoule entre les bords de début des impulsions successives, la durée moyenne d'une impulsion sera 52,5% de ce temps, et on aura le même pourcentage de probabilité de parasites. Pour une modulation en durée de 30%,
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à 22.5% du temps total.
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EL - S/EL est représenté modulé en durée par courant co:ntinu d'une manière analogue à celui décrit en relation avec les figures 6 et 7. Les
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pulsions 41 à 47 de la figure 7, tandis que les impulsions 50 de la figure 8 sont les équivalentes des impulsions 42-48 de la figure 7. Par le fait que l'oscillateur de relaxation ne peut �tre actionné que lorsque l'instant est proche de son temps normal de décharge, il évite Largement des parasites sérieux et en conséquence les impulsions dérivées de cet oscillateur sont largement indépendantes desparasites importants. Cette dernière disposition présente par suite sensiblement les m'ornes avantages que la disposition décrite à propos de la figure 7. Le corps de l'impulsion économise également l'énergie comme décrit à propos de la figure: 6.
On doit noter que le type RL-S/RL se compose d'un corps d'impulsion.à début bien déterminé dans le temps associé à une impulsion de fin de plus grande amplitude ou d'am
-plitude différente de celle du corps d'impulsion, cette impulsion de fin étant de position variable dans le temps.
On peut également utiliser avec avantage une modulation en durée par courant continu dans des systèmes à simple impulsion dans lesquels les impulsions repères indiquent les bords variables des corps d'impulsions dont un bord se produit à des intervalles de temps uniformes. Dans ces systèmes, l'impulsion manquante est obtenue à partir d'un système de synchronisation et il est clair que tous les avantages sus-mentionnés peuvent également être obtenus dans des systèmes de ce genre à impulsion unique.
On a précédemment mentionné qu'avec les dispositions de
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-ner trop tôt le circuit à double stabilité du récepteur pour l'amener en position de repos. Cet effet d'actionnement prématuré a pour résultat de rendre plus courte que normalement prévue par la modulation, l'impulsion particulière considérée. Lorsque les parasites deviennent très importants et très fréquents, par exemple à une fréquen
-ce d'environ 10 fois la fréquence des impulsions, l'effet de tels <EMI ID=26.1>
de repos immédiatement après qu'il a été actionné pour être amené en position de travail, ce qui donne une action de changement automatique <EMI ID=27.1>
signal sur bruit dans les récepteurs.
On doit comprendre que l'invention n'est pas limitée aux exemples d'application décrits mais est au contraire susceptible de nombreuses modifications et adaptations sans sortir de son domaine.