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"Dispositif de contrôle à redresseurs pour transmission et amplification, dans deux sens opposés, des courants variables utilisés en télécommunication".
La présente invention se rapporte,à un dispositif permettant la transmission et même, simultanément, l'amplifi- cation, dans deux sens opposés, des courants électriques uti- lisés dans la technique des télécommunications.
Le dispositif objet de la présente invention est caractérisé par la combinaison, d'une part, de réseaux électri- ques spéciaux comportant des valves, des redresseurs secs à l'oxyde de cuivre ou au sélénium (ou d'autres redresseurs) avec, d'autre part, des'systèmes amplificateurs à lampes
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thermo-ioniques, les redresseurs ou valves précités ayant pour mission d.'assurer, d'une part, l'interdiction du passage, dans certains circuits desdits'réseaux, des courants électriques provenant d'une ou de plusieurs sources d'énergie électrique prédéterminées et, d'autre part, le passage, dans ces mêmes circuits, de courants électriques provenant d'autres sources d'énergie électrique prédéterminées.
Le dispositif précité s'applique plus particulière- ment à des systoles amplificateurs de courants téléphoniques, télégraphiques ou autres.
On connaît déjà des appareils du type précité connus sous le nom de "répéteurs deux fils". Dans leurs parties essentielles, de tels appareils comportent deux amplificateurs à lampes thermo-ioniques reliés, par l'intermédiaire de trans- formateurs à plusieurs enroulements (transformateurs différen- tiels ou hybrides), à deux lignes de communication et à leurs réseaux d'impédance correspondants, appelés aussi "équili- breurs".
Les répéteurs deux fils connus à l'heure actuelle permettent la transmission et l'amplification, d'une ligne à l'autre, de courants électriques variables engendrés à l'ex- trémité d'une ligne quelconque '-- condition que les impédances des lignes et des équilibreurs correspondants soient suffi- samment voisines l'une de l'autre et que l'amplification no soit pas trop importante.
L'emploi de ces rép6teurs est, par conséquent, très limité et il est même rendu impossible lorsque les lignes présentent des impédances irrégulières ou très variables soit dans le temps, soit avec la fréquence des courants électriques à transmettre.
Pour remédier à ces Inconvénients, on a déjà imaginé des systèmes répéteurs sans équilibreurs', systèmes comportant des circuits de blocage réalisés au moyen de valves, de redres-' seurs secs ou d'autres conducteurs unidirectionnels.
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Or, en raison de la courbe caractéristique des valves . ou des redresseurs secs utilisés dans les conditions précitées., les courants de transmission sont considérablement affaiblis et déformés. De plus, des courants, harmoniques engendrés par les éléments redresseurs viennent se superposer aux courants d'utilisation. D'autre part, l'existence des courants inverses dans les éléments à redresseurs limite également le champ d'application des répéteurs considérés.
Le nouveau dispositif objet de l'invention permet la transmission et l'amplification des courants de télécommunica- tion, sans distorsion et sans harmoniques parasites notables, et ceci, 'quelles que soient les impédances des lignes dans lesquelles .circulent les courants précités.
Le nouveau dispositif est caractérisé par l'utilisa- tion de redresseurs judicieusement disposés, associés à des. impédances et à des transformateurs et destinés à diriger les courants sur certains circuits déterminés et à interdire aux dits courants l'accès dans d'autres circuits, les différents éléments du dispositif étant organisés de manière que les faibles courants engendrés par un ou plusieurs générateurs et qui sont destinés à être amplifiés traversent un circuit exempt d'éléments redresseurs et dans lequel se trouvent les entrées d'un ou de plusieurs systèmes amplificateurs, les .éléments redresseurs étant surtout traversés par des courants amplifiés qui, de ce fait, ne sont pas déformés par suite des courbes caractéristiques desdits éléments-redresseurs.
Dans ce qui suit, il est entendu que l'expression "redresseur" signifie tout appareil qui présente une faible impédance pour un sens de passage du courant qui le traverse et une très forte impédance pour l'autre sens du courant. De tels redresseurs sont connus et fréquemment utilisés dans la technique : ce sont, par exemple, les redresseurs à oxyde de cuivre ou au sélénium,, à lampes thermo-ioniques, etc...
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Pour mieux faire comprendre l'invention, on va ci-après la décrire avec plus de détails avec référence au dessin annexé sur lequel on a représenté, d'une part, le schéma de doux exemples de réalisation du réseau complexe fondamental conforme à l'invention et, d'autre part, le schéma d'une application des deux réseaux en question.
La figure 1 est un schéma de connexions destiné à montrer le réseau fondamental objet de l'invention;
La figure 2 est schéma d'un répéteur deux fils dans lequel on met en oeuvre le moyen fondamental de la figure 1 ;
La figure 3 est schéma de connexions d'une variante du réseau fondamentalde la figure 1;
La figure 4, enfin, est schéma d'un répéteur deux. fils comportant application de la variante du réseau de la figure
Comme le montre la figure 1, le réseau complexe objet de l'invention comprend un certain nombre de mailles comportant deux impédances Ro et R'o disposées en série dans, une branche ABC placée parallèlement à une deuxième branche FHIG comprenant une impédance r disposée entre deux résistances ou impédances R et R', cette deuxième branche étant shuntée par une troisième branche comportant une impédance Z, les résistances et impédances préci'tées ayant des valeurs appro- priées.
L'impédance r est shuntée par deux redresseurs rl et r2 branchés en opposition l'un par rapport à l'autre et reliés en D à la prise médiane B de la branche ABC, prise prévue entre les deux impédances Ro et R'o.
Entre les points F et A, d'une part, et G et C, d'autre part, sont, en outre, prévus deux redresseurs r3 et r4 lesquels, de même-que les redresseurs rl et r2 (qui sont à faible résjstance directe), sont d'un type connu quelconque, par exemple des redresseurs à oxyde de cuivre, au sélénium, etc... Les redresseurs r3 et r4 sont disposés de manière qu'ils interdisent le passage des courants dans le sens AF, d'une part, et CG, d'autre part. Les redresseurs rl et r2 sont moites.
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de manière à laisser passer les courants allant de D vers H et de D vers I. Il y a lieu de remarquer qu'en inversant les connexions de tous les éléments redresseurs, le système fonctionne en sens inverse.
On voit, et ceci est une caracté- ristique essentielle de l'invention, que la maille comportant les impédances Z, R, r et R' ne comporte aucun redresseur.
Un tel ensemble constitue un réseau complexe qui peut, en outre, comporter : un générateur E de force électro- motrice variable intercalé dans la branche AB ; un générateur
E' de force électromotrice variable intercalé dans la branche
BC; enfin, un générateur R" de force électromotrice variable intercalé dans la branche FZG.
Le fonctionnement de ce réseau est le suivant : par les générateurs Lors d'une alternance du courant fourni /E et E , alternance allant de A vers B et de B vers C, aucun courant ne traverse la branche BCG (à cause du redresseur r4), tandis qu'un courant traversant Ro (de A vers B) suit le parcours
BD pour bifurquer dans les deux branches DH et DI. Une partie de ce courant suit le parcours D-rl-H-R-F-r3-A, tandis qu'une . autre partie de ce courant suit le parcours D-r2-I-R'-G-Z-F-r3A.
L'impédance Z est donc traversée, dans ce cas par un courant allant de G vers F et qui suit le trajet G-Z-F.
Lors de l'autre alternance du courant fourni par les générateurs E et E', alternance au cours de laquelle le courant va de C à B et de B vers A, la branche B-A-F n'est traversée par aucun courant par suite de la présence du redresseur r3. Au contraire, un courant circule à travers le. reste du réseau en suivant le parcours C-B-D. En D une partie du courant bifurque pour circuler, d'une part, dans la maille D-I-G-C-B dans le sens, D-r2-I-R'-G-r4-C-R' o-B-D, tandis qu'une autre partie du courant circule, d'autre part, dans la maille D-H-F-Z-G-C-B dans le sens D-rl-H-R-F-Z-G-r4-R' o-B-D.
L'impé- dance Z est, par conséquent, parcourue par un courant de sens
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Par conséquent, si les forces électromotrices des générateurs E et E', intercalés entre A et B, d'une part, et entre B et C, d'autre part, sont alternatives, un courant alternatif de même fréquence et de même nature traverse l'impédance Z. L'impédance r, branchée entre les impédances R et Rt et shuntée pa.r les éléments redresseurs rl et r2, sera traversée par un courant d'autant plus faible que les résis- tances directes desdits redresseurs seront faibles par rapport à l'impédance r.
On sait, par ailleurs, que la résistance d'un élé- ment redresseur du type à oxyde de cuivre, au sélénium,etc... diminue lorsque la tension à ses bornes augmente. L'effet de shunt de 1'impédance r dépend donc de la tension appliquée aux bornes des redresseurs rl et r2.
Dans le dispositif objet de l'invention, les impé- dances du ou des réseaux complexes sont prévues de telle ma- nière que les tensions des générateurs E et E' soient suffi- samment grandes pour polariser les éléments redresseurs rl et r2. Dans ces conditions, l'impédance r recevra une pùissance beaucoup plus faible que celle reçue par 1'impédance Z.
Autrement dit, le fourni par E et E' parcourt Z, tan- dis que r n'esttraversée que par un courant négligeable.
Si, d'autre part, le générateur E" de la branche FZG fournit une force électromotrice va.riable, on voit qu'un courant de même nature circule à travers la maille Z-F-R-r- R'-G-Z, par conséquent, à travers l'impédance r.
Pour une alternance du courant fournie par le générateur E", un courant dérivé passe dans le circuit F-r3-A-Ro-B-D-r2-I-R'-C et un courant dérivé très faible tra- verse le circuit H-rl-D-r2-I-R'-G.
Pour l'autre alternance, des courants dérivés cir- culent dans les branches G-r-C-R'o-B-D-rl-H-R-F et G-R'-I-r2- D-rl-R-F, le courant dans cette dernière branche étant très faible.
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Uno des caractéristiques essentielles de l'invention consiste dans l'absence d'éléments redresseurs dans la maille
Z-F-R-r-R'-G, ce qui a pour effet de permettre le passage dans ladite maille et sans aucune déformation, de courants même très faibles fournis par un générateur intercalé dans cette maille.
De plus, le rendement pour de faibles courants. se trouve ainsi amélioré puisque les résistances des redresseurs r3, rl ot r2 se trouvent être grandes dans ces conditions de fonctionnement,
Même si les forces électromotrices des générateurs
E, E' et E" agissent en même temps, le courant des générateurs
E et R' traverse l'impédance Z, tandis que le courant fourni par le générateur E" traverse l'impédance r.
La figure 2 représente schématiquement l'application du réseau complexe objet de l'invention à un répéteur sans équilibreur comportant deux réseaux complexes I et II montés. en opposition et analogues chacun à celui que montre la figure
I.
Dans ce répéteur, le générateur-récepteur I (poste téléphonique, par exemple) est relié par l'intermédiaire de la ligne 2 à itenroulement 3a d'un transformateur 3 dont l'enrou- lement 3b débite dans un réseau complexe (analogue à celui de la figure I) comportant deux impédances 4a et 4b séparées par l'enroulement 5a d'un transformateur 5 dont l'enroulement 5b est' relié à une impédance 6 jouant le rôle de récepteur. L'en- roulement 5a du transformateur 5 est shunté par deux redres- seurs 7a et 7b reliés, comme le montre le dessin, à la prise médiane 8c'séparant les parties d'enroulement 8a et 8b d'un transformateur 8 dont l'enroulement 8d est monté dans le cir- cuit anodique d'une lampe amplificatrice 9 dont le filament est désigné par 9a, la grille par 9b et l'anode ou plaque par
9c.
Pour plus de simplicité, on n'a pas représenté les sources d'alimentation ou de polarisation de la lampe 9.
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L'extrémité libre de l'enroulement 8a est reliée à l'extrémité libre de l'impédance 4a par l'intermédiaire d'un redresseur 7c, tandis que l'extrémité libre de l'enroulement
8b est reliée à l'extrémité libre de l'impédance 4b par l'in- termédiaire d'un redresseur 7d.
Le réseau complexe II du répéteur que montre la figu- re 2 est identique et symétrique au réseau complexe I. Le réseau II comporte un générateur-précepteur 11-(poste télépho- nique, par exemple) relié, par l'intermédiaire de la ligne 12,. à l'enroulement 13a, d'un transformateur 13 dont l'enroulement
13b débite dans le réseau, lequel comporte deux .impédances 14a, et I4b séparées par l'enroulement I5a d'un transformateur 15 dont l'enroulement I5b est relié à une impédance 16 jouant le rôle de récepteur.
L'enroulement I5a du transformàteur 15 est shunté par deux redresseurs I7a et 17b reliés, comme le mon- tre le dessin, à la prise médiane I8c séparant les parties d' enroulement 18a et I8b d'un transformateur 18 dont l'enroule- ment I8d est monté dans le circuit anodique d'une lampe ampli- ficatrice 19 dont le filament est désigné par 19a,la grille par I9b et l'anode ou plaque par 19c. Pour plus de simplicité on n'a pas représenté les sources d'alimentation ou de polari- satiôn de la lampe 19.
L'extrémjté libre de l'enroulement 18a est reliée à l'extrémité libre de l'impédance 14a par l'intermédiaire d'un redresseur 17c, tandis que l'extrémité libre de l'enroulement
I8b est reliée à l'extrémité libre de ]'impédance 14 b par l'intermédiaire d'un redresseur 17d.
Comme on le voit, la grille de la lampe amplifica- trice 9 de la partie I du répéteur est attaquée à partir de l'impédance 16 du réseau II, tandis que la grille de la lampe amplificatrice 19 de ce dernier réseau est attaquée à partir de' l'impédance 6 du réseau I.
Le fonctionnement du.répéteur décrit ci-dessus est le suivant, étant admis qu'il faut transmettre au dispositif,
11, relié au réseau II, les courants émis par le générateur
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1 relié au réseau I.
Comme on le voit sur la fige 2, sur laquelle on a désignée par des flèches le sens des courants qui circulent à un moment donné dans les différents éléments constitutifs du répéteur, aucun courant ne traverse les redresseurs 7b ;7c et 17d avec le sens de passage des différents redresseurs.
D'autre part, si la résistance interne, dans le sens du passage du courant, est faible dans les redresseurs 17a et I7b, la chute de tension aux bornes de ces redres- seurs est faible aussi, ce qui fait qu'une tension faible appa rait aux bornes de l'inductance 16 reliée à la grille 9b do la lampe 9 destinée à amplifier les courants dans le sens de transmission inverse (de II vers I); on trouve, au contraire, des courants importants dans les éléments 1,2,8,6,8b,8c,7a,7d, 4a,4b,5a,5b,3a,3b; après amplification par la lampe 19, on trouve des courants encore plus importants dans les éléments 11, 12, I8d, I8a, I8b;I8c, I7a, 17b;17c,14a,14b,13a et I3b.
On voit, par conséquent ,-que la puissance fournie par le dispositif I est dissipée dans les éléments 8d et 6.
La tension qui apparaît aux bornes de l'impédance 3 est ampli- fiée par la lampe 19'et la puissance ainsi engendrée est en- voyée dans les impédances 18d, I4a, I4b et finalement dans le récepteur 11.
Un résultat du même genre conduit aux mêmes conclu- sions lorsqu'on inverse le sens des courants. Ce sont alors les redresseurs 7a, 7d et I7a qui s'opposent au passage du courant.
Un raisonnement analogue montre que la transmission et l'amplification sont assurées dans. les mêmes conditions lorsque le dispositif II fonctionne en générateur et que le dispositif 1 fonctionne en récepteur. Les transmissions et amplifications peuvent s'effectuer simultanément en se super- posant,
Pour la transmission de 1 vers 11, on voit que, lorsque la résistance directe des redresseurs 7a,7b,17a et
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I7b est faible, la, faible tension engendrée aux bornes de l' impédance 16 n'est pas suffisante pour que, même après amplifi- caton par la lampe 9, cette tension puisse provoquer des cou- rants de circulation à l'intérieur de l'amplificateur (phéno- mène de sifflement dos amplificateurs).
On sait, par ailleurs, due les redresseurs à oxyde de cuivre, au sélénium, etc...ont une résistance directe ou in- verse qui croit lorsque la tension appliquée à leurs bornes di- minue. Ce phénomène provoque généralement la déformation des courants faibles,ce qui rend peu pratique l'emploi de tels re- dresseurs lorsqu'il s'agit de faibles niveaux de transmission.
Une des caractéristiques essentielles de l'invention résidu dans le fait que les courants faibles, arrivant de la ligne, traversent, avant amplification, des circuits ne compor- tant pas de redresseurs (circuit comprenant les déments 3b, 4a, 5a,4b,3b, d'une part, et 13b, I4a, 15a, I4b, I3b; d'autre part).
Des essais ontmontré que la -disposition conforme à l' invention ne donne lieu qu' à une distorsion non linéaire extrô- mement faible da s l'ensemble de l'appareil.
Les impédances 8d, 6,4a et 4b, d'une part, ot 18a, 16, I4a et I4b, d'autre part,ainsi que les rapports des trans- formateurs 8, 5,3, 18, 15 et 13 sont choisis de façon que l'on obtienne le maximum de rendement de l'amplificateur pour chacun des sons de transmission.
On peut, d'ailleurs (par application des lois de Kirchoff généralisées) établir mathématiquement les relations qui lient &es grandeurs en fonction des impédances des lignes 2 et 12 et dss redresseurs, ceci pour obtenir le maximum de rondement. Il y a lieu de noter que les impédances de lignes peuvent varier considérablement sans que (toutes choses égales d'ailleurs) le fonctionnement de l'appareil s'en trouve pertur- bé d'une manière appréciable.
Cette grande indépendance de l'appareil vis-à-vis des impédances de lignes permet d'envisager son utilisation das
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des cas multiples ; onpourra également l'utiliser intercalé dans des lignes aériennes ou des câbles téléphoniques à impé- dances caractéristiques quelconques présentant mêmedes défauts Intermittents.
Son utilisation est également possible dans les câ- bles sous-marins de grande longueur dont les variations d' impédance caractéristique avec la fréquence sont généralement telles qu'elles limitent l'emploi des répéteurs deux fils a des cas exceptionnels.
L'utilisation du dispositif objet de l'invention per- mettra également d'augmenter sensiblement le trafic téléphoni- que ou d'utiliser pour les' communications téléphoniques des cir cuits réservés jusqu'à présent aux communications télégraphiques
On peut également utiliser les propriétés direction- nelles du dispositif, même sans amplification, pour la distri- bution d'énergie dans certains groupes de récepteurs ou pour la commande de certains groupes de relais, cette distribution ou cette commande étant différentes suivant l'origine des cou- rants émis sur la ligne.
Parmi d'autres applications possibles de l'invention, il convient de citer, à titre d'exemple seulement, la réalisa- tion de systèmes amplificateurs des courants téléphoniques à l'arrivée". Un tel système amplificateur comporte essentielle- ment un réseau complexe analogue à celui de la figure 1, la ligne d'arrivée étant branchée à la place de l'impédance Z et l' entrée du système amplificateur d'arrivée étant reliée à l'im- pédance r, tandis que le microphone de départ débite sur-les impédances Ro et R'o soit directement, soit par l'intermédiaire d'un autre système amplificateur (amplificateur de départ), Une telle disposition réduit dans de notables proportions ce que l'on appelle "l'effet.local".
Dans la variante que montre la figure 3, le réseau comporte,par rapport à calui de la figurel, les modifications ci-après :
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1 )remplacement de l'impédance centrale de la deu- xième branche du réseau de mailles par une double impédance dont les deux éléments sont en série entre eux et avec deux redresseurs (par exemple des. valves thermo-ioniques) montés en opposition,la prise médiane de l'ensemble précité (élément de double impédance et redresseurs) étant rel'ée à, la prise médiane disposée entre les deux redresseurs montés en opposi- tion et qui shuntent les deux moitiés du système complexe remplaçant l'impédance centrale, cette prise médiane étant re- liée à la prise médiane prévue entre les deux Impédances de la troisième branche;
2 ) disposition en opposition entre les deux impédan- ces( ou extérieurement à ces deux impédances) de la troisième branche, de deux valves thermo-ioniques, telles que des diodes (ou une duo-dicde) à la place des deux redresseurs secs prévus dans l'exemple de réalisation décrit dans le brevet princi- pal.
Dans l'application de l'invention à un répéteur deux : fils combiné avec deux amplificateurs à lampes thermo-ionique, chaque amplificateur est attaqué par les éléments d' impédance centrale de la deuxième branche du réseau complexe, tandis que chaque amplificateur débite, comme précédemment, dans une impédance couplée aux deux impédances de la troisième branche du réseau dont la branche à impédance unique est reliée à un générateur-récepteur.
On peut d'ailleurs intervertir, sur un même réseau, les entrées et les sorties des amplificateurs.
Conformément à une autre caractéristique de l'in- vention, on peut adjoindre au no veau dispositif un oscilla- teur qui permet d'injecter une tension alternative de fré- quence audible ou inaudible à l'intérieur du récepteur, soit dans une voie, soit dans l'autre, soit encore dans les deux voies 3. la fois, cette tension alternative ayant pour effet de supprimer les sifflements (qui auraient tendance à se pro- duire au repos,par suite d'un accrochage à l'intérieur de l'
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amplificateur) et ceci, sans gêner la transmission et l'ampli- fication des courants d'utilisation.
Comme le montre la figure 3, le réseau complexe com- prend, dans ce cas, un certain nombre de mailles comportant deux impédances Ro et R'o disposées en série dans deux bran- ches AB et BC disposées parallèlement à deux autres branches
FM et MG constituées par une impédance R (ou R') et une im- pédance r' (ou r") en série avec un élément redresseur V5 (ou V6). Les branches r'-V5,d'une part, et r"-V6, d'autre part, sont en outre shuntées par les éléments redresseurs rl'et r2.
Les branches FAB et BCG comportent, en série avec les impédances Ro et R'6, deux élémentà redresseurs V3 et V4 respectivement. Ces éléments redresseurs, de même que les re- dresseurs V5 et V6, sont supposée être du type thermo-ionique comportant chacun une anode a et une cathode c,(Ces redres- seurs peuvent être,par exemple, des diodes thermo-ioniques à atmosphère gazeuse ou à vide). Les redresseurs rl et r2 peuvent être constitués soit par des éléments secs (à oxyde de cuivre, au sélénium, etc.,.) soit par des valves thermo-ioniques à vide ou à atmosphère gazeuse (diodes)..Les redresseurs V3 ot V4 d'une part, et V5 et V6, d'autre part,sont branchés en opposi- tion et leurs points communs( les cathodes,par exemple) sont reliés par un conducteur BDM.
Les redresseurs V3 et V4 sont disposés de manière à ' interdire le passage des courants dans le sens BAF, d'une part et BCG, d'autre part. De même, les redresseurs V5 et V6 sont disposés de manière à s'opposer au passage des courants dans le sens MHF, d'une part, et MIG, d'autre part. Les redresseurs rl et r2 sont montés de manière à laisser passer les' courants 'allant de D vers H et de D vers I.
Il y a lieu de remarquer qu'en inversant les connex- ions de tous les éléments redresseurs le système fonctionne également mais en sens inverse.
Entre les bornes F et G se trouve également bran- chée l'impédance Z déjà mentionnée à propos du schéma de la figure 1.
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L'ensemble ci-dessus constitue un réseau complexe dans lequel on retrouve la physionomie générale de celui dé- crit à propos de la figure 1, réseau qui peut comporter un géné rateur E de force électromotrice variable, intercalé dans la branche AB ; un générateur E', de force électromotrice variable, intercalé dans la branche BC et un générateur E", de force élec tromotrice variable, intercalé da.s la branche FZG.
Le fonctionnement de ce réseau est le suivant :
Lors d'une alternance du courant fournie par les gnéérateurs E et E",alternance allant de A vers B et de B vers C, aucun courant ne traverse la branche BCG 4 cause de la présence du redresseur V4, tandis qu'un courant traversant
Ro (de A vers B) suit le parcours BD pour bifurquer dans les deux branches DH et DI. Les éléments redresseurs V5 et V6 s' opposent à tout passage du courant suivant DMH et DMI.
Un courant suit donc le parcours D-rl-H-R-F-A-Ro-
V3-B, tandis qu'un autre courant suit le parcours D-r2-I-R'-
G-Z-F-A-Ro-V3-B. L'impédance Z est donc traversée dans ce cas, par un courant allant de G vers F (trajet GZF).
Lors de l'autre alternance du courant fourni par les générateurs E et, E' (alter ance au cours de laquelle le corrant va de C vers B et de B vers A), la branche BAF n'est traversée par aucun courant en raison de la présence du re- dresseur V3. Au contre ire, un courant circule dans le reste du réseau en suivant le parcours CBD. En D une ¯artie du cou- rant circule dans la maille DIGCB (sens D-r2-I-R'-G-C-R'o-V4-B), tandis qu'une autre partie du courant circule dans la maille
EMI14.1
DHFZGCB (sens D-rl-R-F-Z-G-C-R'o-v4-E).
Los éléments redresseurs V5 et V s'opposent au passage du courant à travers les circuits DMH et DMI. L'im- pédance Z est donc parcourue par un courant de sens FZG.
Si, par conséquent, les forces électromotrices ues
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générateurs E et E',intercalés entre AB, d'une part, et BC, d' autre part, sont alternatives, un courant alternatif de même fréquence et de même nature traverse l'impédance Z, tandis que les impédances r' et r", en série respectivement avec les redresseurs V5 et V6 et shuntées avec les redresseurs rl et r2, ne sont traversées par aucun courant. Autrement dit, le courant fourni par les générateurs E et E' parcourt Z, tandis que les impédances r' et r" ne sont traversées par aucun courant.
Si maintenant le générateur E",,intercalé dans la branche FZG,fournit une force électromotrice variable, on voit que, lors d'une alternance, allant de F vers G, un courant circule à travers les impédances R et r', le redresseur V5, . le redresseur r2 et l'impédance R' (sens E-R-r'-V5-r2-R'-G-Z-
F). Un courant qui aurait tendance à traverser r" est bloqué par le redresseur V6.'
De même,le redresseur rl s'oppose au passage d'un courant dans le sens F-R-rl-D-r2-R'-G-Z-F ,
Au contraire, un courantpeut circuler à travers l'im- pédance Ro et le redresseur V3, dans le sens F A-Ro-V3-B-D-r2-
R'-G-Z-F. Pour l'autre alternance, des courants dérivés circu- lent dans les branches GIMDHF et GCBDHF, respectivement dans
EMI15.1
les sens G-R' -r"-V6-M-D-rl-H-R-F-Z-G et G-C-R'o-V4-B-D-rl-.i- R-F-Z-G.
Le redresseur V5 s'oppose au passage du courant à travers l'impédance r',tandis que le redresseur r2 s'oppose au passage d'un courant dans le sens I-r2-D-rl-H.
Si, par conséquent, la force électromotrice du gé- nérateur E" est alternative,une alternance du courant traver- sera l'impédance r', tandis que l'autre alternance traversera l'impédance r".
Si les forces électromotrices des générateurs E,E' et E" agissent en même. temps, le courant des générateurs E et E' traverse l'impédance Z, tandis que le courant fourni par
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le générateur E" traverse :les impédances r' et r".
On sait que les redresseurs secs du genre à oxyde de cuivre, au sélénium, etc...présentent une résistance in- verse qui est d'autant plus faible que la résistance directe est plus petite ; en pratique,le rapport résistance inverse résistance directe est de l'ordre de 103. La résistance inverse peut être gênante car le blocage par ce type de redresseur n'est pas absolu.
C'est la. raison pour laquelle, en vue d'obvier à l'inconvénient précité, on a prévu, conformément à cet exem- ple, dans le réseau de la figure 3, des éléments redresseurs V3,V4,V5 et V6, constitués par des valves thermo-ioniques à atmosphère gazeuse ou à vide, comportant chacun une anode a et une cathode c, cette dernière pouvant être à chauffage di- rect ou indirect. Grâce à l'utilisation de ce type de redres- seur, on supprime pratiquement les courant inverses, les cou- rants inverses qui subsistent et qui sont d'ailleurs très fai- bles, étant dûs uniquement aux faibles capacités des éléments redresseurs.
Les redresseurs rl et r2 peuvent indistinctement être constitués par des valves thermo-ioniques (à atmosphère gazeuse ou à, vide) ou par des redresseurs secs(à oxyde de cui- vre, au sélénium, etc...}.
Si les redresseurs rl et r2 ont une résistance di- recte faible, les impédances r' et r", bloquées par les élé- ments redresseurs V5 et V6, sont shuntées par les redresseurs précités rl et, r2 pour les courants fournis par les générateurs E et E'.
Dans l'exemple de réalisation de la figure 1, les redresseurs rl et r2 doivent présenter une faible résistance directe et une forte résistance inverse pour que l'effet shunt soit, efficace. Ceci pe peut avoir lieud' une manière satisfai- sante dans tous les cas, notamment lorsque l'impédance r est
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branchée sur la grille d'entrée d'un système amplificateur qui doit amplifier les courants engendrés par le générateur E", intercalé dans la branche FZG, ledit amplificateur de- vant rester insensible aux courants engendrés par les généra- teurs E et E',intercalés dans les branches FAB et GCB, tout en ayant un gain d'amplification suffisamment grand.
Aux courants engendrés par le générateur E" et qui traversent l'impédance r viennent s'ajouter (à travers la même impédance) des courants nuisibles venant des générateurs E, et E'. Ces courants nuisibles sont d'autant plus faibles que la résistance directe des éléments redresseurs est plus petite. Si, par contre, l'impédance primitive r est divisée en deux impédances r' et r", conformément à la réalisation que montre la figure 3, et si ces deux impédances sont en sé- rie avec des éléments redresseurs V5 et V6, l'effet de blocage de ces derniers redresseurs s'ajoute à l'effet/shunt des re- dresseurs rl et r2, ce qui permet d'augmenter le gain de l' amplification des courants engendrés par E".
On peut même, dans ce cas, et à titre de variante, envisager, conformément à la présente invention, des réseaux dans lesquels les résista::ces R et R' sont mises en série avec les redresseurs rl et r2 entre les bornes DH et DI, les bor- nes FH et GI pouvant être reliées directement par des conduc- teurs à impédance appropriée.
Dans une autre viarante, on peut envisager des ré- seaux comportant, à la place des 'éléments redresseurs rl et r2, uniquement des impédances de valeur appropriée.
La figure 4 représente l'application- du réseau com- plexe de la figure 3 à un répéteur sans équilibreur, répéteur comportant deux réseaux complexes I et II symétriques, mon- tée en opposition l'un par rapport à l'autre et analogues cha- cun en ce qui le concerne au réseau de la figure 1.
Dans ce répéteur, le générateur récepteur 1(poste
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téléphonique, par exemple) est relié, par l'intermédiaire de la ligne 2,a l'enroulement 3a d'un transformateur 3 dont l' enroulement 3b débite dans un réseau complexe (celui de la figure 3) comportant deux impédances 4a et 4b, séparées par les deux enroulements primaires 5c et 5d d'un transformateur 5 dont l'enroulement secondaire 5b est relié une impédance 6 jouant le rôle de récepteur.
Les enroulements 5c et 5d du transformateur 5 sont, d'une part, branchés en série avec les éléments redresseurs V5 et V6 et, d'autre part, shuntés par les éléments redresseurs 7a et 7b .
On suppose, dans le cas de la figure 4, que les redresseurs V3, V4, V5 et V6 sont constitués par des valves therme-ioniques à atmosphère gazeuse ou à vide poussé compor- tant chacune une anode a et une cathode c à chauffage direct ou indirect;les éléments chauffants des cathodes n'étant pas représentés pour ne pas compliquer le dessin. Toutes les cathodes c sont reliées entre elles par l' interméd: aire du conducteur commun BDN. Les bornes F et G de l'enroulement 3b du transformateur 3 sont en outre reliées aux enroulements 8a et, 8b d'un transformateur 8 dont l'enroulement 8d est monté dans le circuit anodique d'une lampe amplificatrice 9 dont le filament est désigné par 9a, la grille par 9b et l'anode par 9c.
Pour simplifier le dessin, on n'a pas représenté les sources d'alimentation et de polarisation de la lampe 9.
Les enroulements 8a et 8b du transformateur 8 sont, d'une part, reliés aux bornes F et G eL,d'autre part, à la borne médiane B à traversles deux éléments redresseurs V3 etV4.
Lo réseau complexe II du répéteur de la figure 4 estidentique et symétrique au réseau I que l'on vient de dé- crire. Le réseau II comporte le générateur récepteur 11(poste téléphonique, par exemple) qui estrelié, par l'intermédiaire
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de la ligne 12, à l'enroulement I3a d'un transformateur 13 dont l'enroulement I3b débite dans un réseau complexe (celui de la figure 3) comportant deux impédances 14a et 14b, sépa- rées par les deux enroulements primaires I5c et 15d d'un transformateur 15 dont l'enroulement secondaire I5b est relié à une impédance 16 jouant le rôle de récepteur.
Les enroulements I5c et I5d du transformateur 15 sont, d'une part, branchés en série avec les éléments redres- seurs VI5 et VI6 et, d'autre part, shuntés par les éléments redresseurs 17a et I7b.
On suppose, dans le cas de la figure 4, que les re- dresseurs VI3, V14,V15 et VI6 sont constitués par des valves thermo-ioniques à atmosphère gazeuse ou à vide poussé compor- tant chacune une anode a et une cathode c à chauffage direct ou indirect; les éléments chauffants des cathodes n'étant pas représentés pour ne pas compliquer le dessin. Toutes les catho- des c sont reliées entre elles par l'intermédiaire du conduc- teur commun BDM; les bornes F et G de l'enroulement 13b du transformateur 13 sont en outre reliées aux enroulements 18a et18b d'un transformateur 18 dont l'enroulement l8d est monté dans le circuit anodique d'une lampe amplificatrice 19 dont le filament est désigné par 19a, la grille par 19b et l'anode par I9c.
Pour simplifier le dessin,on n'a pas représenté les sources d'alimentation et de polarisation de la lampe 19.
Los enroulements I8a et I8b du transformateur 18 sont, d'une part, reliés aux bornes F et G et, d'autre part, à la borne médiane B à travers les deux éléments redresseurs V13 et V14.
Le fonctionnement du répéteur que l'on vient de dé- crire ci-dessus est le suivant, étant admis qu'il faut trans- mettre au dispositif 11 (relié au réseau II) les courants émis par le générateur 1 (relié au réseau I).
Comme le montrent les flèches des courants reçrésen-
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tées sur la figure 4, courants qui circulent a un montent donné dans les différents éléments constitutifs du répéteur, aucun courant ne traverse les redresseurs 7a, v6 et V4 du réseau I et VI3 ,V15 et VI6 du réseau II (pour le sens admis par le différents redresseurs); ainsi, les redresseurs VI5 et V16, shuntés par les redresseurs I7a et I7b, s'opposent au passage du courant à travers les impédances primaires I5c et I5d du' transformateur 15 attaouant la grille de la lampe 9.
On trouve, au contraire, d'une part, des courants importants ; dans les éléments l-2-3a; 3b-4a-5c-V5-7b-4b-3b et 3b-8a-V3-7b-4b-3b et 5b du réseau I et, d'autre part,après amplification par la lampe 19, des courants encore plus importants dans les éléments
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I8b-VI4-17b-I4b-I8b; I8b-'dIF-I7a-I4a.. T3b-IBb, en-fin I3a, 12 et .
11.
On voit ainsi que la puissance fournie par le dis- positif I est dissipée dans les éléments 8d et 6. La tension qui apparaît aux bornes de liimpédance 6 est amplifiée par la lampe 19 et la puissance ainci engendrée est envoyée dans
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les impédances I8d-I8b-I4w--I4b-I3b-Ia et Finalement dans le récepteur 11.
Un résultat du même genre conduit aux mêmes conclu- sions lorsqu'on inverse le sens des courants; ce sont alors les redresseurs 7b-V5 et V3 du réseau I et les redresseurs VI4-VI5 et VI6 du réseau II qui s'opposent au passage du cou- rant.
Un raisonnementanalogue montre que la transmission et l'amplification sont assurées dans les mêmes conditions lorsque le dispositif II fonctionne en générateur et que le dispositif I fonctionne en récepteur.
Les transmissions et les amplifications peuvent (le,' ailleurs s'effectuer simultanément en se superposant.
Pour la transmission du réseau I vers le réseau II, l'effet shunt des redresseurs 17a et I7b et l'effet de blocage des redresseurs VI5 et V16 font que la faible tension engen-
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drée aux bornes de l'impédance 16 n'est pas suffisante pour que cette tension puisse, même après amplification par la lampe 9, provoquer des courants de circulation à l'intérieur de l'amplificateur, courants de circulation qui donnent lieu à des sifflements d'amplificateur.
Pour éviter l'application de tensions parasites aux bornes des impédances 6 et 16 par effet de capacité des re- dresseurs de blocage V5, V6 et VI5, VI6, on peut, conformé- ment à la présente invention, fixer le potentiel de certains points des réseaux I et II en mettant par exemple à la terre des impédances telles que 5c et 5b, d'une part, et I5c et I5b, d'autre part.
On sait, par ailleurs, que les redresseurs ont une résistance directe ou inverse qui croit lorsque le tension appliquée à leurs bornes diminue. L'effet-shunt des rederese seurs 7a, 7b,I7a et 17b de la figure 2 ou des redresseurs correspondants sur la figura 4 est, par.conséquent,d'autant plus efficace que la tension appliquée à leurs bornes est plus grande,
Pour de faibles tensions, au contraire, la résis- tance directe des redressours susvisés augmente, ce qui fait qu'une tensionparasite gênante peut prendre naissance aux bornes des impédances 6 ou 16.
Ceci entraine,en l'absence de tout signal, une tendance à l'"accrochage" à l'intérieur de l'amplificateur, tendance se traduisant par un faible siffle- ment qui disparaît dès qu'une tension variable est envoyée dans le système par la voie I ou par la voie II; ceci peut alors limiter le gain d'amplification.
Pour obvier à cet in- convénient,c'est-à-dire pour éviter le sifflement, susvisé, on peut, tout en conservant un gain suffisant,prévoir, confor- mément à la présente invention,l'adjonction, dans certains cas, d'un oscillateur permettant d'injecter une tension alter- native de fréquence audible ou inaudible à l'intérieur du ré-
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cepteur, soit, par la voie I, soit par la voie II, soit par les deux voies à la fois ;la tension ainsi appliquée a pour effet de supprimer les sifflements au repos, c'est-à-dire au mome@t où ces sifflements ont tendance à se produire, et ceci, ' sans que le moyen utilisé pusse gêner en quoi que ce soit la transmission et l'amplification des courants d'utilisation.
Les impédances des réseaux objets de la présente . invention, ainsi que le rapport des tansformateur sont, de toute évidence', choisis de façon que l'on obtienne le maximum de rendement de l'amplificateur pour chacun des sens de transmission.
On a intérêt à travailler, à l'intérieur dos ré- seaux, sur des impédances élevées par rapport à celles des lignes, ceci de manière que les redresseurs fonctionnent sur la partie rectiligne de leurs caractéristiques;
Les exemples de réalisation du circuit complexe et d'application de ce circuit, exemples décrits ci-dessus et représentés sur le dessin annexé, ne sont, bien entendu , donnés qu'à titre d'excmples non limitatifs et pour mieux faire comprendre l'invention. Le dispositif peut subir tous perfectionnements ou toutes modifications de détail sans que l'on s'écarte de l'esprit de l'invention.
Il est évident, entre autres, que l'appareil con- forme à l'invention peut comporter des éléments autres que ceux spécifiés plus haut, tels que sources d'alimentation, dispositifs de polarisation, selfs de choc, condensateurs, potentiomètres, écrans, translateurs (pour utilisation des circuits fantômes ou superfantômes), filtres électriques, etc..
De même,on peut supprimer certains éléments du dispositif, par exemple les transformateurs 3 et 13 et 5 et 15 pour simplifier le montage. Par ailleurs,les caractéristiques de l'appareil peuvent être améliorées par l'utilisation de moyens connus
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.tels que la réaction dans les amplificateurs, ceci pour favo- riser l'amplification de certaines fréquences à transmettre .
Enfin, on paut augmenter l'amplification de l'appareil par l' emploi d'un plus grand nombre d'étages amplificateurs à lampes.
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