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"circuit téléphonique et microphone convenant pour sa. réalisation".
La présente invention est relative à un cireur télé- phonique comprenant une batterie de polarisation d'un microphone à corpuscules de charbon monté avec un écouteur dans un poste téléphonique. '
Dans le présent brevet. par l'expression "corpuscules de charbon", il faut comprendre aussi bien les "granules de charbon", c'est-à-dire des petits morceaux de carbone de forme générale sphérique, que les "grenailles de charbon", c'est-àdire des petits morceaux de carbone de forets irrégulière.
On sait que les microphones à corpuscules de charbon ont une assez grande sensibilité mais donnent lieu à des dis- torsions: non linéaires, des sons qu'ils servent à transmettre.
De plus, ils ne permettent que la transmission d'une bande de fréquence relativement étroite qui est insuffisante pour donner lieu à une intelligibilité satisfaisante de la. parole et à une reproduction fidèle de la musique. ,
La présente invention a comme objet un circuit télé'* phonique permettant d'obtenir les avantages des microphones à corpuscules de charbon et de réduire considérablement les inconvénients de ceux-ci.
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A cet effet, le circuit téléphonique suivant l'invention comprend le secondaire d'un transformateur dont le primaire comprend deux enroulements traversés en opposition par des variations de courant dues aux variations de résistance provoquées en sens inverse l'une de l'autre entre les corpuscules de charbon contenus dans deux chambres montées sur une même membrane flexible de part et d'autre de celle-ci et connectées individuellement en série avec un des enroulements primaires susdits de façon à former par ces montages en série les deux branches d'un groupement en parallèle. L'une des bornes de ce groupement est donc constituée par le point commun aux deux enroulements primaires et l'autre borne par la membrane.
L'utilisation d'un microphone à deux chambres dans les conditions spécifiées ci-dessus a comme effet de réduire, sinon de faire disparaître, les harmoniques dans le secondaire pour ne laisser subsister aux bornes de celui-ci qu'une tension sinusoïdale à peu près pure ou pure. Cela résulte de ce que les courants microphoniques engendrés à n'importe quel moment donné dans les deux chambres à corpuscules de charbon par la vibration de la membrane unique sont constamment opposés dans les deux enroulements primaires et ont un effet additif dans le secondaire, or, comme on peut d'ailleurs le démontrer mathématiquement, quand on additionne les chutes de tension engendrées dans le secondire dans de telles conditions par les deux primeires,
la chute de tension résultante est une fonction sinusoïdale pure dans le cas où les forces magnétomotrices engendrées dans les enroulements primaires sont égales.
Le Circuit téléphonique selon l'invention peut être réalisé différemment selon que la polarisation du microphone à deux chambres est réalisée par batterie centrale ou par batterie locale.
Dans le cas de la polarisation par une batterie centraie, on peut également prévoir différentes variantes des connexions.
Suivant une terme de réalisation, le groupement en parallèle susdit est lui-même monté en série arec l'écouteur et le secondaire susdits.
Suivant d'autres formes de réalisation, le groupement en parallèle est monté en dérivation, soit sur 1=écouteur susdit, soit sur le secondaire susdit, soit sur une branche
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formée par la mise en série de l'écouteur et du secondaire susdits.
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pana Ces. trois derniers cas on arantage à monter un. condensateur en série dans ,la. branche sur laquelle le groupement en parallèle est monté en dérivation,afin d'empêcher la batterie de débiter du courant continu dans la branche ne contenant pas le microphone.
De même, ,on a intérêt à monter une bobine de self-* induction en série avec le groupement en parallèle de façon à
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former un ensemble branché en dérivation. soit sur l'éaowtout, soit sur la secondaire s.:c.i.9 soit sur In. 'broche i'Oli;'ÚV par
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chambres contenant les corpuscules qui sont montées sur une même membrane flexible de part et d'autre de celle-ci et dont l'une présente un fond dont la distance à la membrane est réglable.
Par l'emploi d'un fond de position réglable pour une des deux chambres, on peut facilement rendre le microphone insensible aux changements d'inclinaison qu'il subit lorsqu'il est mobile, par exemple, lorsqu'il est combiné avec un écouteur mobile, dans un même support (microtéléphone des postes téléphoniques modernes).
La figure 1 représente schématiquement un circuit microphonique connu,
Les figures 2 à 13 représentent différents schémas d'un circuit téléphonique suivant l'invention.
La figure 14 est une coupe transversale dans un microphone suivant l'invention.
Dans ces différentes figures, les mêmes notations de référence désignent des éléments identiques.
La figure 1 représente un schéma simplifié d'un circuit téléphonique connu comprenant deux postes téléphoniques 2 et 3 comprenant chacun un écouteur 4 et un microphone 5. Ces deux postes sont reliés par une ligne téléphonique 6 en passant, dans'le cas de téléphone public, par des interrupteurs 7 et 8 qui sont fermés sous le contrôle d'un opérateur ou automatiquement.
Le fonctionnement des microphones nécessite l'emploi d'une batterie de polarisation qui peut être disposée en un point quelconque du circuit. A la figure 1, 9 désigne la batterie de polarisation des microphones, dans le cas d'alimentation par batterie centrale. En 10, on a représenté en trait mixte des batteries qui alimenteraient localement les microphones par l'intermédiaire d'une résistance 35 ou d'une bobine de self-induction 36, dans le cas où la batterie 9 n'existerait pas.
Dans la description des figures qui suivent, il ne sera question que des éléments propres à un des postes téléphoniques du circuit, l'autre poste étant supposé semblable à celui décrit.
A la figure 2, on a représenté un poste téléphonique dont l'écouteur 4 est connecté à un des fils de ligne 6 aboutissant à une batterie centrale 9. Cet écouteur est monté en série avec le secondaire 11 d'un transformateur dont le primaire
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comprend deux enroulements 12 et 15 traversés en opposition par des variations de courant dues aux variations de résistance provoquées en sens inverse l'une de l'autre entre les corpuscules de charbon contenus dans deux chambres'14 et 15 montées sur une même membrane flexible 16 de part et d'autre de celle-ci.
Ces chambres 14 et 15 sont individuellement connectées en série, respectivement avec les enroulements primaires 12 et 13, de façon à former par ces montages en série les deux branches d'un groupement en parallèle. Le point 17 commun aux deux enroulements primaires 12 et 13 est con- necté à l'extrémité de l'enroulement secondaire 11 opposée à celle connectée à l'écouteur 4, tandis que la membrane 16 est connectée à l'autre fil de ligne 6.
Le groupement en parallèle susdit qui comprend les éléments représentés à l'intérieur du cadre le et qui sera désigné ci-après par "groupement 18", est donc lui-même monté en série avec l'écouteur 4- et le secondaire 11.
L'ordre de succession des éléments montés en série est évidemment sans importance. On peut, par exemple, comme représenté à la figure 3, connecter le secondaire 11, d'une part, à un des fils de ligne 6 et, d'autre part, à l'écouteur 4: qui est lui-même connecté au point 17.
On peut aussi, comme représenté à la.figure 4= connec- ter le secondaire 11, d'une part, à un des fils de ligne 6 et, d'autre part, au point 17, et relier la membrane 16, non plus à l'autre fil de ligne, mais à l'écouteur 4 lui-même raccordé à l'autre fil de ligne 6.
Dans ces trois derniers cas, on peut évidemment inverser les deux fils de ligne.
A la figure 5, on a représenté un autre schéma d'un circuit suivant l'invention, dans lequel le groupement le, au lieu d'être monté en série avec l'écouteur 4 et le secondaire 11, est monté en dérivation sur l'écouteur 4, celui-ci restant connecté en série avec le secondaire 11 entre les fils de ligne 6.
Afin d'éviter le passage permanent de courant débité par la betterie centrale 9 dans l'écouteur 4, on peut avantageusement monter un condensateur 19 en série avec cet écouteur. Le groupement le est, dans ce cas, monté en dérivation sur la branche constituée par l'écouteur 4 et le condensateur 19.
A la figure 6, le groupement le est monté en dérivation
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sur le secondaire 11 du transformateur susdit. Dans ce cas également, on peut éviter le passage permanent dans le se- condaire 11 de courant débité par la batterie 9 en montant un condensateur en série avec ce secondaire, le groupement 18 étant en dérivation sur la branche formée par le condensateur 19 et le secondaire 11. Dans imjtttzxlxx formes de réalisation @ représentée; à la figure 6, le secondaire il et l'écouteur 4 sont encore montés en série.
A la figure 7, le groupement 18 est monté en dériva- tion sur une branche formée par la mise en série de l'écouteur 4 et du secondaire 11. cette branche comprend également un condensateur 19 dans le cas où on veut éviter le passage de courant continu provenant de la batterie 9 à travers l'écou- teur 4 et le secondaire 11,
Les postes représentés aux figures 5, 6 et 7 peuvent encore être améliorés par la mise en série d'une bobine de self... induction avec le groupement en parallèle 18 de façon à former avec celui-ci un ensemble branché en dérivation, soit sur l'écouteur 4 (figure 5), soit sur le secondaire 11 (figure 6), soit sur la branche formée par la mise en série de l'écouteur 4 et du secondaire 11 (figure 7).
A la figure 8, on a représenté le schéma d'un circuit téléphonique suivant l'invention dans le cas où la polarisa- tion du microphone est effectuée à l'aide d'une batterie 10- cale 9.,Dans ce cas, le groupement 18 est alimenté par cette batterie dont un des pôles est connecté au point 17 et l'autre pôle est connecté à la membrane 16 du microphone à deux cham- bres à corpuscules de charbon.
Dans le cas des schémas précédents, le transformateur d'utilisation du microphone peut en même temps jouer le rôle de transformateur d'adaptation de l'impédance de ce microphone par rapport à la ligne et aux autres éléments du circuit.
Dans ces conditions, on peut se passer d'effectuer l'adaptation de l'impédance de 'écouteur à celle des autres éléments du circuit mais, éventuellement, on peut effectuer cette adaptation comme représenté à la figure 9 où on voit un écouteur 4 branché en dérivation sur le secondaire 20 d'un transformateur dont le primaire 21 est monté en série avec le secondaire 11 du transformateur d'utilisation du microphone.
Dans ce cas, c'est donc le primaire du transformateur d'adap- tation de l'impédance de l'écouteur qui est monté en série avec le secondaire 11.
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Si, comme on le fait couramment, on veut réduire les variations de courant dans l'écouteur dues aux variations de courant dans le microphone du même poste que celui contenant l'écouteur considéré (réduction de l'effet dit "local" du poste), par l'emploi d'un dispositif équilibreur dans lequel intervient un enroulement influencé par les variations de courant dans le microphone, on peut utiliser comme transformateur d'équilibrage, soit le transformateur d'adaptation de l'impédance de l'écouteur, soit le transformateur d'utilisation. du microphone et d'adaptation de l'impédance de celui-ci,
A la figure 10, on a représenté un schéma dans le quel c'est le transformateur de l'impédance de l'écouteur qui est utilisé comme transformateur d'équilibrage.
Ce schéma ne diffère de celui de la figure 9 que par -la présence d'un enroulement équilibreur 22 dans le primaire de ce transformateur, cet enroulement étant monté en série avec un condensateur 23 et une résistance d'équilibrage 24 entre le point 25 commun aux enroulements 21 et 11 et la membrane 16, Ce schéma nécessite l'emploi de deux transformateurs dans chaque poste téléphonique . pour autant que l'on.
se dispense d'effectuer l'adaptation de l'impédance de l'écouteur, on peut n'utiliser qutun seul transformateur par poste téléphonique dans le cas de polarisation par batterie centrale, en utilisant le schéma représenté à la figure 11 où on voit que le transformateur d'utilisation du microphone joue en-même temps le rôle de transformateur d'adaptation de l'impédance du microphomé à celle de la ligne et de tous les autres éléments du circuit et le rôle de transformateur d'équilibrage.
L'enroulement équilibreur 22' est monté en série avec un condensateur 23' et une résistance d'équilibrage 24' entre le point 25' commun à l'enroulement secondaire 11 et à l'écouteur 4 et un des fils de ligne 6.
Au lieu de monter le condensateur 23' en.série avec la résistance dtéquilibrage 24' comme à la figure 11, on peut, dans le but de protéger l'écouteur, monter ce condensateur en série avec l'écouteur 4. comme représenté à la figure 12, Dans le cas où la résistance d'équilibrage a une valeur moindre que celle de l'écouteur, cette solution présente, par rapport à celle schématisée à la figure 11-, l'avantage d'augmenter le courant continu traversant le microphone.
Le transformateur unique à triple rôle des figurer 11 ou 12 peut être connecté autrement que de la façon représentée
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à ces figures et cela, par exemple, de la façon représentée aux figures 5,6 et 7, qui doivent évidemment être complétées par l'adjonction du dispositif équilibreur.
Pour autant que l'on se dispense d'effectuer l'adapta- tion de l'impédance de l'écouteur, et si la polarisation est effectuée par batterie locale, on peut également n'utiliser qu'un seul transformateur pour chaque poste téléphonique en adoptant le schéma représenté à la figure 13. Dans ce cas, le condensateur 23' est facultatif.
A la figure 14, on a représenté un microphone à corpus- cules de charbon convenant pour la réalisation du circuit téléphonique suivant l'invention et dont la chambre 14 présen- te un fond 26 dont la distance à la membrane 16 peur être réglée.
Le microphone représenté comprend un bottier constitué de deux flasques tronconiques 32 et 33 maintenant la membrane 16 sur laquelle les deux chambres 14 et 15 sont montées. Le flasque avant 32 est muni de larges perforations 34 de manière à permettre aux ondes sonores incidentes d'atteindre la mem- brane 16 du microphone. Le flasque arrière 33 est plein ou, éventuellement, garni de quelques petits trous.
Le réglage de la position du fond 26 de la chambre 14 est obtenu par la rotation d'une vis 27 solidaire de ce fond dans une pièce filetée 28, en matière isolante, et solidaire du flasque 32, Le déplacement axial de la vis 27 provoque une variation de la compression des corpuscules de charbon 29 et une certaine déformation de la membrane 16. Lorsque la vis est dans la position désirée, on l'y maintient par bloquage au moyen d'un contre-écrou métallique 30.
La position de ce contre-écrou est encore assurée par trois vis de pression 31 matière isolante 28. qui mordent légèrement dans la pièce en matière isolante 'Un écrou métallique 35 placé à l'extrémité de la vis 27 sert à fixer le fil d'amenée du courant à la chambre 14, tandis qu'une vis 36 constitue la borne d'arrivée du courant à la membrane 16 et une vis 37 (munie ou non d'un écrou) amène le courant à la chambre 15.
L'expérience a prouvé que lorsqu'un microphone dépourvu de ce dispositif de réglage est disposé de façon que sa mem- brane 16 soit fortement inclinée par rapport à la direction. vertical., il peut se produire des distorsions dues vraisem- blablement à une surcompression de la chambre à corpuscules se trouvant en dessous de la membrane et à une décompression des corpuscules dans l'autre chambre, Ce défaut peut être corrigé
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par l'emploi d'un dispositif de réglage suivant l'invention.
En montant un tel microphone dans un circuit émetteur et en faisant reproduire par un haut-parleur les sons qui influencent la membrane du microphone devant lequel on parle, on peut très facilement amener la vis 27 à peu près dans la position pour laquelle les distorsions susdites sont disparues. puis amener exactement cette vis dans la-position provoquant la disparition des distorsions en agissant sur le contre-écrou
30.
AU lieu d'un dispositif de réglage par vis et écrou, on peut utiliser un dispositif de réglage à ressort dont la tension peut être réglée, ce ressort agissant sur le fond mobile d'une des chambres. on peut également envisager l'emploi d'un microphone dont les deux chambres à corpuscules de charbon, montées sur une même membrane flexible de part et d'autre de celle-ci, présentent des résistances différentes au passage du courant.
On peut, par exemple, réduire la résistance au passage du cou- rant à travers l'une des chambres en donnant à celle-ci une section transversale plus grande que celle de l'autre chambre, ou une épaisseur moindre que cette dernière, on peut également employer des corpuscules de compositions différentes d'une chambre à l'autre, de façon que la résistance au passage du courant soit moindre dans une chambre que dans l'autre, On.peut aussi envisager la mise en place d'une plus grande quantité de corpuscules dans une chambre que dans l'autre ou l'utilisa- tion de corpuscules plus gros dans une chambre que dans l'autre.
Il est évident que l'invention n'est pas exclusivement limitée aux formes de réalisation représentées et que bien des modifications peuvent être apportées dans la forme, la disposi- tion et la constitution de certains des éléments intervenant dans sa réalisation, à condition que ces modifications ne soient pas en contradiction avec l'objet de chacune des reven- dications suivantes.
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