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Perfectionnements aux appareils de communication ferroviaire.
La présente invention concerne les systèmes de télé- communication ferroviaire et a pour objet de prévoir un appareil perfectionné de ce type.
On a déjà proposé plusieurs procédés en vue d'assurer la communication entre des véhicules ferroviaires plus ou moins éloignés, et entre ces véhicules et certains points fixes. Dans les systèmes de télé-communication ferroviaire, il- est essen- tiel d'obtenir la continuité du service en tous points le long de la ligne, et quelles que soient les conditions météorologiques.
Autrement dit, il ne faut pas que la communication faiblisse ou soit interrompue, par suite de la présence de courbes, de croi- sements de voies, de tunnels, de ponts, de bâtiments d'usines situés dans le voisinage de la ligne, ou par suite d'orages. En ,Outre, il est nécessaire d'avoir un rapport élevé entre les si-
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gnaux et le bruit, étant donné le bruit produit par un train en mouvement, par des champs magnétiques errants, par des faux courants, et d'autres conditions électrostatiques.
De même, le service ne doit pas dépasser le territoire ferroviaire, afin d'assurer le caractère privé des communication. Enfin, il est préférable d'adopter des systèmes utilisant des appareils qui ne nécessitent, ni une licence gouvernementale, ni la réparti- tion de bandes d'onde.
En raison des faits exposés ci-dessus, une des carac- téristiques de la présente invention est la prévision d'un appareil perfectionné de communication ferroviaire.
Une autre caractéristiaue de l'invention est la prévi- sion d'un appareil perfectionné pour la communication ferro- viaire afin d'utiliser les rails de la voie et les fils de ligne existants, ainsi que les autres conducteurs courant parallèle- ment à la voie et formant un canal par l'intermédiaire duquel le courant est transmis et guidé le long de la ligne de che- min de fer.
Une autre caractéristique de l'appareil conforme à l'invention réside dans la diminution sensible du bruit.
En outre, une caractéristique de l'invention est la prévision d'un appareil perfectionné pour la communication fer- roviaire, dont le rayonnement ou la portée est sensiblement maintenu dans les limites du territoire ferroviaire;, l'appareil ne nécessitant, par ailleursaucune licence gouvernementale ni longueur d'onde réservée.
Les caractéristiaues générales de l'invention sont obtenues grâce à la prévision d'éléments portés par le train, établis en vue d'assurer le transfert d'énergie électrioue en- tre ces éléments et les rails de voie et d'autres conducteurs disposés parallèlement à la voie. Le courant utilisé est tel que
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les rails et les conducteurs parallèles à ceux-ci, en raison de leur, impédance diffusée par rapport à la terre, et de leur inductance-capacitance également réparties, servent de canal par l'intermédiaire duquel le courant est guidé le long de la voie,ce canal étant constituépar une série de circuits, cha- cun desquels ajoute quelque chose à la somme totale de la trans- mission.
En certains points répartis le long de la voie, les ...rails eux-mêmes peuvent constituer la partie la plus active du canal, et en d'autres points, les fils de ligne et autres con- duct,eurs existants peuvent également constituer la partie la plus efficace du canal. En outre, le courant utilisé est tel qu'il ne dépasse pas les limites de ce canal, et son influence s'étend seulement sur de courtes distances perpendiculairement à la voie. Pour diminuer le bruit, on a prévu un appareil émet- teur et récepteur utilisant la modulation de fréquence, la fré- quence porteuse étan choisie d'avance, de manière à être sensiblement exempte de tout antagonisme, par rapport aux autres systèmes, et susceptible d'effectuer la transmission et la récep- tion .avec un débit de courant relativement faible.
La description ci-après se réfère à plusieurs modes de 'réalisation de l'appareil conforme à l'invention, ces réalisa- tions étant représentées à titre d'exemple sur les figs.l, 2,
3 et 4 de dessin annexé où l'on voit quatre formes différentes d'appareils pour la communication ferroviaire.
Si l'on se réfère d'abord à la fig.l, on voit qu'un véhicule ferroviaire est indiqué en CO, un appareil de commu- nication émetteur-récepteur conforme à l'invention étant instal- lé sur ce véhicule. Celui-ci peut être constitué par un four- gon de train de marchandises, sur lequel on a installé l'appa- reil transmetteur et l'appareil récepteur indiqués d'une façon générale et respectivement en TA et RA.
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Le véhicule CO. est muni d'une source d'énergie repré- sentée sous forme d'un groupe moteur-génératrice MG dont le moteur 7 est alimenté en courant provenant de toute source appro- priée, telle qu'une génératrice sur essieu et une batterie d'ac- cumulateurs du système d'éclairage du train,les bornes de cette source étant indiquées en B32 et N32. La génératrice 8 du groupe moteur-génératrice MG fournit de l'énergie sous une tension convenable à deux tubes à vide des appareils transmet- teur et récepteur décrits plus loin.
Les bornes positive et né- getive de la génératrice G sont indiquées respectivement en B300 et N300, la. borne N300 étant reliée à un fil de terre ou de masse 9 relié à. son tour, par exemple, au châssis métallique du véhicule.
Ce dernier comporte les éléments émetteurs et récep- tevrs par l'intermédiaire desquels 1 Energie est transférée en- tre l'appareil porté par le train et le canal de communication offert par la voie. Sur la fig.1, l'élément émetteur servant à transmettre l'énergie de l'appareil émetteur TA au canal de voie comprend un circuit à, boucle LC et une bobine SC. Le circuit LC comprend un conducteur 2 relié à une paire de roues 4 à une extrémité du véhicule, un condensateur Cl et un conducteur 3 relié à. une paire de roues 5 à l'autre extrémité du véhicule, le circuit LC étant complété par ces deux paires de roues et les rails de la voie.
Pour délimiter ce.circuit à boucle, les roues 4 et 5 sont isolées de préférence, par rapport au châssis et à la. structure du véhicule. Cet isolement pevt être obtenu sui- vant différents systèmes de construction;, et il est représenté d'une manière schématique pa r l'isolement IN interposé entre chaque bogie et les autres parties du véhicule. Par ailleurs, cet isolement peut être obtenu en intercalant une matière iso- lante dans les paliers des roues, suivant le procédé exposé dans le brevet américain n .2.064.642 d.u 15 Décembre 1936 con-
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cernant des systèmes de communication ferroviaire.
La connexion entre les conducteurs 2 et 3 et les paires de roues respectives peut s'effectuer à l'aide de bornes fixées aux extrémités des garnitures de paliers, ainsi qu'il a été expliqua dans le brevet mentionné ci-dessus, une connexion étant prévue, de préférence, entré chaque roue et la garniture de palier, afin d'assurer une condition d'équilibre. On peut remarquer, toutefois, que cet isolement peut être obtenu en isolant un bogie ou une paire de roues, et en isolant également la tige antérieure de traction du véhicule, ce dernier isolement permettant d'éviter le shun- tage du courant à travers les autres véhicules du train.
La bobine émettrice SC est de préférence une bobine rectangulaire à noyau à air, placée à une certaine distance au- dessous du plancher du véhicule, et de préférence la bobine SC se compose de deux bobines, une au-dessus de chaque rail, reliées entre elles afin que leurs effets s'ajoutent.
Le circuit à boucle LC constitue évidemment une bobine à.une spire en relation inductive par rapport à la bobine SC, le courant périodique appliqué à cette dernière bobine pouvant in- duire une force électro-motrice correspondante dans le circuit à-boucle, ce qui fait circuler le courant dans celle-ci, et crée une chute de tension correspondante entre les rails et entre les paires de roues éloignées 4 et 5. Le condensateur Cl accorde le circuit à boucle à la bande de fréquence du courant de communication, afin d'augmenter la circulation de courant.
La plus grande partie de l'impédance de ce circuit à boucle est . l'impédance des rails, de sorte que c'est la chute de tension entre les rails et entre les deux paires de roues qui détermine la plus grande consommation de puissance. Cette chute de ten- sion fait circuler le courant à travers les rails en parallè- le de part et d'autre du véhicule et par l'intermédiaire de l'im- pédance de rail à terre, le courant étant d'une ampleur suffi-
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samment grande près du véhicule,, et atténuée jusqu'à atteindre une valeur relativement faible en des points Éloignés du véhicu- le.
Le courant relativement étendu, circulant dans les rails près du véhicule induit une force électromotrice dans des conducteurs tels que les fils de ligne LW, et dans d'autres conducteurs parallèles, en raison de l'inductance réciproque existant entre les rails, dans les circuits SC et LC et autres conducteurs a.nalogues.
La force électromotrice circulant dans les fils de ligne détermine à son tour, la circulation de courant dans ces fils de ligne, en raison de la capacitance diffuse des fils de ligne par rapport à la terre, et, dans des points éloignes du véhicule, le courant circulant dans les fils de ligne est re- lativement élevée par comparaison avec le courant restant dans les rails, ce qui fait que le courant pr'sent dans les fils de ligne induit des forces électromotrices dans les rails, par sui- te de l'inductance réciproque entre les fils de ligne et les rails. Cette dernière force électromotrice détermine à son tour la circulation de courant da.ns les rails;, en raison de l'impé- dance diffuse entre les rails et la terre.
Autrement dit, le canal de voie comprend les rails, les fils de ligne et nôtres conducteurs disposés parallèlement aux voies;, et ce canal sert à. transmettre et à guider le courant de communication tout au long du territoire ferroviaire.
L'élément récepteur du véhicule CO, qui sert à capter l'énergie provenant du canal de voie est constitua par une bobine RC à noyau à air, montée dpns un plan vertical au som- met du véhicule, afin de capter une force électromotrice lorsqu'un courant périodique circule dans le canal de voie.
Le débit de l'appareil émetteur TA est relié à la bobine émettrice SC et comprend essentiellement un microphone '.Il, un dispositif modulateur de fréquence et un ou plusieurs A étages d'amplification. Sur la fig.1, on voit que ledispositif
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de modulation comprend un tube V1 et un tube oscillateur V2 ainsi que les circuits et sources de courant nécessaires. Les dispositifs amplificateurs représentés comportent deux étages d'amplification, comprenant les tubes V3 et V4, bien qu'un nombre plus ou moins grand d'étages puisse être prévu. Les différents tubes à vide de l'appareil transmetteur peuvent être de,tout modèle approprié, et dans la forme représentée on a pré- ,-,vu des pentodes à chauffage indirect.
Le tube V1 est muni d'un circuit de grille comprenant la grille 10, la bobine de réactance 11, un enroulement se- condaire 12 d'un transformateur Tl, un groupe polarisant BU1, et une cathode 13, le tube Vl comporte également un circuit d'anode comprenant la borne B300 de la source de courant, le contact travail 19 d'un relais DR1, le conducteur 20, la ré- sistance 132, la bobine de réactance 21, l'anode 22, la catho- de 13 du tube Vl, le,groupe BU1, les conducteurs de masse ou de -terre 18 et 19, et la borne N300. L'enroulement primaire 14 du transformateur Tl est interposé dans un circuit micropho- nique comprenant le microphone Ml, la batterie 15, l'enroule- ment primaire.14, les conducteurs de terre 18 et 19, le contact travail 17 du relais DRI, et enfin le conducteur 16.
Les ten- sions à fréquence vocale créées dans le microphone Ml s'appli- quent ainsi à la grille de commande 10 du tube V1 par l'inter- médiaire. du transformateur Tl, et l'on produit ainsi des variations correspondantes du courant d'anode. Un tube à gaz
V9 du tube à cathode froide est relié, de préférence au circuit d'anode et sert de régulateur de tension.
Le tube oscillateur V2 est.associé à un circuit oscillant comprenant une bobine d'inductance 23, deux condensa- teurs 24 et 25, ainsi qu'une résistance 26; le condensateur 24, en série avec la résistance 26, ainsi que la combinaison en parallèle avec le condensateur 25 étant branchés entre les
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bornes de la bobine 23. Une borne de ce circuit oscillant est reliée à le grille 27 du tube V2 par l'intermédiaire d'un groupe BU2, tandis que l'autre borne de ce circuit est relire au con- ducteur de terre 31. Une borne intermédiaire de la bobine 23 est reliée à la cathode 28 du tube V2, afin de constituer avec les deux premières grilles du tube V2 un circuit oscillateur Hartley bien connu.
Un circuit d'alimentation du tube V2 en tension anodique fonctionnant comme un oscillateur à couplage électronique, est formé à partir de la borne B300, et en pas- sant successivement par le contact travail 19 du relais Dr1, le conducteur 20, la résistance 29, l'anode 30, et le vide du tube, pour parvenir à la. cathode 28:- la borne Intermédiaire précitée et la partie inférieure de la bobine d'inductance 23, les con- ducteurs de mise à la terre 31 et 9, et enfin la borne N300. La bobine 23 et le condensateur 25 sont établis de manière que les oscillations produites par la cathode et les deux premières grilles du tube V2 aient une fréquence porteuse prédéterminée et à titre d'exemple, afin de faciliter la compréhension de l'invention, on supposera que la frénuence porteuse produite est de 88 kilocycles.
Il est bien entendu que l'invention n'est pas limitée à cette fréquence porteuse et que d'autres valeurs de fréquence peuvent être utilisées à cet effet. Toutefois, la fréouence porteuse est choisie, de préférence, de manière à, per- mettre un transfert efficace d'énergie à travers des conduc- teurs métalliques et par induction.
Le tube V1 est relié au circuit oscillant par l'in- termédiaire de condensateurs C2 et C3, de sorte que'le courant à fréquence vocale appliqué au tube V1 donne à ce tube la ca- ractéristique d'une capacité changeante aux bornes du conden- sa.teur 25 du circuit oscillateur, et de manière à modifier la fréquence produite par ce circuit. Autrement dit, le tube V1 fonctionne en tant que réactance variable, à travers laquelle ..la fréquence porteuse est modulée selon les fréquences vocales.
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Le tube amplificateur V3 est muni d'un circuit de grille.,comprenant la grille 32, la résistance 33, le groupe polarisant BU3, et la cathode 34; ainsi que d'un circuit d'anode comprenant la borne B300, le contact travail 10 du relais DR1, le conducteur 20, l'enroulement primaire 35, le transformateur
T2, l'anode 36,le vide du tube jusqu'à la cathode 34, le groupe
BU3, les conducteurs de mise à la terre 31 et 9, et la borne N300. Le circuit de grille du tube V3 est branché au circuit anodique du tube oscillateur V2 par l'intermédiaire d'un conden- sateur C4, et par conséquent, le débit du circuit oscillant est amplifié dans le tube V3, le débit amplifié du tube V3 étant un courant téléphonique à fréquence porteuse modulée.
Le tube amplificateur V4 comporte un circuit de grille comprenant la grille 37, l'enroulement secondaire 38 du trans- formateur T2,, la résistance 39, le groupe polarisateur BU4, et la cathode 40, ainsi,.,,que d'un circuit d'anode recevant du courant en provenance de borne B300 par l'intermédiaire du contact tra- vail 19 du relais DR1, du conducteur 20, de l'enroulement 41, de l'anode 42, de la cathode 40, du groupe BU4, des conducteurs de mise à la terre 43 et 9, et enfin de la borne N300. Il s'ensuit que le courant téléphonique amplifié à fréquence modu- lée est amplifié, de nouveau par le tube V4.
Le circuit d'anode du tube V4 est relié à la bobine émettrice SC à l'aide d'un condensateur 45 de l'enroulement 44, et du condensateur 100 en parallèle, ainsi que du conducteur de terre 98. Ainsi, le courant.téléphonique à fréquence porteuse modulée, amplifié par le tube V4, est appliqué à la bobine émet- ' trice SC afin d'être transféré dans le canal de voie de la fa- çon déjà décrite.
L'appareil récepteur RA comprend essentiellement un amplificateur AM1, un limiteur comprenant un tube à vide V5, un sélecteur comprenant un tube à vide V6, ainsi que deux étages .amplificateurs audio comprenant les tubes V7 et V8.
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L'amplificateur fil,il peut être constitua par un disposi- tif amplificateur choisi parmi plusieurs modelés standard, et il peut comporter un ou plusieurs étages.
La bobine RC de réception est relire au côte entrée de l'amplificateur AM1 par l'intermédiaire de l'enroulement pri- maire 91, d'un transformateur T3, dont l'enroulement secondaire
92 est relié à l'amplificateur en série avec un condensateur 93, un autre condensateur 94 étant branche entre les bornes de l'en- roulement secondaire 92. La résistance 95 est branchée sur l'en- trée de l'amplificateur AMI.
Le côté débit de cet amplificateur est branché sur la grille 46 et la cathode 47 du tube limiteur V5, par l'intermédiaire d'un transformateur T4, ce qui se voit clairement à l'examen de la. fig.l. Le tube V5 est représenté sous forme d'une pentode à chauffage indirect dont le circuit d'anode est alimenté en courant par la borne B300, à l'aide du contact 48 du relais DR1 de la bobine de réactance 49, du con- ducteur 50, des résistances 51 et 52, de-l'enroulement 53 d'un ' transformateur de couplage T5 de l'anode 54, de la cathode 47, des conducteurs de mise à la terre 55 et 9, et enfin de la borne
N300.
Les différents éléments sont établis de manière que le tube V5 soit soumis à une tension d'anode relativement faible, et agisse de manière à limiter l'amplification des oscillations appliquées à la grille du tube par l'intermédiaire de l'amplifi- cateur AM1. Ainsi, les oscillations captées par la bobine ré- ceptrice RC sont reproduites dans le dbit du tube limiteur
V5 avec une amplitude sensiblement uniforme.
Le circuit d'anode du tube V5 comprend un circuit accor- dé incorporant un condensateur C7, la résistance 78 et l'en- roulement 53 du transformateur T5, et ce circuit accorde est. relié à un autre circuit accorde comprenant le condensateur C8, la résistance 65 et l'enroulement 56 du transformateur T5. Ces deux circuits sont accordés de manière à résonner à l'unisson
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sensiblement à la'fréquence porteuse. Les bornes extérieures du circuit accordé'comprenant l'enroulement 56 sont reliées aux anodes 57 et 58 du tube sélecteur V6 qui est du type à double diode.
Une prise intermédiaire sur l'enroulement secondaire 56 est reliée au moyen d'une bobine d'inductance 61 à la borne de jonction des résistances 62 et 63, dont les bornes extérieures ou,,extrêmes sont reliées respectivement aux cathodes 59 et 60 des deux sections du tube V6. Par conséquent, une tension con- tinue dont l'amplitude varie suivant la variation de fréquence de l'énergie appliquée aux circuits accordés, se manifeste entre les résistances 62 et 63.
Le tube amplificateur V7 est une triode dont le circuit de grille comprend une résistance 64 et un groupe polarisant
BU5, ce circuit étant relié aux résistances 62 et 63 du sélec- teur au moyen d'un condensateur C5. Ainsi, les variations de tension directe qui 'se manifestent entre les résistances 62 et
63 sont appliquées au circuit de grille du tube V7 et donnent lieu à des variations correspondantes dans l'amplitude du cou- rant de circuit d'anode de ce tube, ce circuit anodique étant alimenté par la borne B300 à travers le contact repos 48 du relais DR1, la bobine 49, le conducteur 50, la résistance 66, l'anode 67, la cathode 68, le groupe BU5, les conducteurs de mise à la terre 55 et 9, et la borne N300.
Le tube V8 du deuxième étage d'amplification est du type à pentode, et sa grille 69 est reliée au circuit d'anode du tube V7 au moyen du condensateur C6, et les variations de courant anodique du tube V7 sont amplifiées, en outre, par le ' tube V8 de la façon habituelle. Un transformateur de couplage T6 comporte un enroulement primaire 70 intercalé dans le circuit d'anode du tube V8, tandis que son enroulement secondaire 71 est compris dans un circuit destiné à un haut-parleur LS, dont le circuit est complété par le contact repos 72 du relais DR1 et les 'conducteurs de mise à la terre 9 et 73.
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Normale-ment, c'est-à-dire lorsque le relais DR1 n'est pasexcité, l'Rnergie est appliquée aux circuits anodiques des tubes de l'appareil récepteur RA, et le circuit du haut-parleur est fermé, de manière que l'appareil récepteur soit normalement en action, mais l'appareil émetteur TA est inactif, étant donn4 que les circuits anodiques des différents tubes ne sont pas excités et que le circuit du microphone est ouvert. Au cours de la description du fonctionnement du système de l'appareil de la fig.1, il y a lieu de comprendre qu'un appareil analogue à celui prévu sur le véhicule CO est monté sur un autre véhicule du train ou à un poste disposé le long de la voie, et que d'autre part, la communication s'effectue entre ces deux points par l'in- termédiaire du canal de voie.
Si un courent de communication composé d'une fréquence porteuse sélectionnée d'avance et modulée par la fréouence voca- le, est capté par le bobine RC du véhicule CO, ce courent est amplifie par l'amplificateur AM1, toute variation d'amplitude du courant est liitpe par le tube limiteur V5, et d'autre part, les variations de fréquence du courant sont reproduites sous forme de variations d'amplitude d'une tension directe par le sélecteur et de telles variations de tension directe sont ampli- fiées par les tubes V7 et V8; les fréquences vocales, représen- tées par les variations de tension directe sont reproduites ppr le haut-parleur LS.
Si l'opérateur plac dans le véhicule désire répondre à la communication parlée ainsi recue, ou s'il désire commencer une conversation, il appuie sur un bouton-pous- soir PB, de manière à compléter un circuit simple destine à exciter le relais DR1, et lorsque ce dernier est mis en jeu, il réalise la commutation de la source d'énergie entre les circuits anodiques des tubes récepteurs et les circuits anodiques des tubes émetteurs, et sert, en outre à exciter le circuit micro- phonique.
Lorsqu'on parle dans le microphone M1, on détermine
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des variations correspondantes de la fréquence porteuse appli- quée à travers le tube oscillateur, et cette fréquence porteuse modulée, après une autre amplification, est appliquée au canal de communication de la voie afin d'agir sur l'appareil récepteur placé dans la cabine éloignée. A partir de cet instant, en ac- tionnant convenablement le bouton-poussoir,PB de manière à réali- ser la commutation entre la condition d'émission et celle de .réception, on permet une conversation avec le poste éloigné à partir du véhicule.
Sur la fig.2, on voit un véhicule CO équipé d'un appa- reil lde communication sensiblement identique à celui de la fig.l, sauf que les éléments utilisés pour transférer l'énergie en direction et en provenance du canal de voie sont différents. Sur la fig.2, les éléments composant l'appareil transmetteur et l'appareil récepteur sont représentés, par conséquent d'une manière condensée dans un but de clarté.
Toujours d'après la fig.2, on voit que l'énergie est transférée vers le canal de voie à partir de l'appareil transmet- teur par l'intermédiaire d'un circuit à boucle LC1, et que cette énergie est captée à partir de ce canal au moyen d'une bobine 'RC à noyau à air. Le circuit à boucle LC1 comprend l'enroule- ment 125 d'un transmetteur de débit T12, le conducteur 126 qui court au-dessus du toit du véhicule dans le sens longitudinal de celui-ci,de manière toutefois à ne pas dépasser les limites réglementaires du gabarit des wagons, un conducteur 127 disposé verticalement à une extrémité du véhicule et relié à la paire de roues,4, les rails en parallèle, la paire de roues 5, le conducteur 128, et enfin l'enroulement 125 du transformateur T12.
L'enroulement primaire 129 de ce transformateur est relié aux bornes de débit de l'appareil transmetteur. Les paires de roues 4 et 5 peuvent être isolées ainsi qu'on l'a représenté sur la fig.l, mais il a été constaté que cet isolement, peut être
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supprimé. Dans le cas où cet isolement ne serait pas prévu, une partie du courant est shuntée à travers la carcasse métallique du véhicule. Il y a lieu de remarquer que le courant circule dans le conducteur lE?6 du circuit à boucla dans le même sens que dans les rails de part et..loutre du véhicule, comme l'indi- quent les flèches.
Le courant circulant dans le conducteur 126 aide le courant circulant dans les rails en vue d'induire une force électro-motrice dans un fil de ligne parallèle grâce à une inductance réciproque. En outre;, l'assistance du conducteur 126 est relativement importante en raison de la, valeur du cou- rant relativement puissant oui y circule. De même tant donné que le conducteur 126 est relativement éloigné des rails qui courent sous le véhicule, le courant de rails ne neutralise pas son influence dans les proportions que l'on constaterait si le conducteur 126 se trouvait sous le véhicule.
La bobine RC est montée sur le toit du véhicule et re- liée à l'appareil récepteur qui est identique à celui de la fig.l. Il a. été constaté que la relation inductive réciproque entre le circuit à boucle LC1 et la bobine RC de la fig.2 aide la bobine RC à capter le courant d'induction.
Normalement, on applique de l'énergie provenant de la génératrice 8 du groupe moteur-génératrice MG de la fig.2 aux circuits anodiques des différents tubes de l'appareil récep- teur RA, par l'intermédiaire du contact repos 48 du relais DR1, alors que le circuit du haut-parleur est fermé au contact repos 42 du relais DR1. Ainsi, en condition normale, le pas- sage d'un courant téléphonique à fréquence porteuse modulée dans le canal de la voie crée une force électromotrice correspondante dans la bobine RC, cette force électromotrice étant amplifiée et détectée, alors que les fréquences vocales sont reproduites par le haut-parleur LS.
Pour envoyer un message à partir du véhicule CO de la fig.2, on appuie sur le bouton-poussoir PB afin d'exciter le relais DR1, et lorsque ce relais est mis en
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jeu, il réalise la commutation de l'énergie provenant de la gé- nératrice qui, au lieu d'alimenter les circuits anodiques des ,.tubes récepteurs, alimente maintenant les circuits anodiques des tubes récepteurs,tout en complétant le circuit du micro- phone.
Dans ces conditions, les fréquences vocales produites dans le microphone Ml servent à moduler la fréquence porteuse produite à l'oscillateur par l'intermédiaire du modulateur de réactance, et ce courant téléphonique à fréquence porteuse mo- dulée, après amplification, est appliqué au circuità boucle, tandis qu'on transfère l'énergie au canal de voie, en vue d'ac- tionner l'appareil récepteur placé au poste éloigné.
Sur la fig.3, on voit qu'un véhicule CO est muni d'un appareil de communication sensiblement identique à celui repré- senté fig.l et 2, sauf que l'élément utilisé pour transférer de l'énergie en direction et en provenance du canal de voie est différent.
L'appareil représenté fig.3 comprend un transformateur
T7 et un conducteur 80 monté sur le toit du'véhicule afin de réaliser .un couplage par capacitance a.vec le canal de voie. Le conducteur 80. est disposé le long du toit du véhicule, au mi- lieu de celui-ci dont il est isolé. Une extrémité du conduc- teur 80 est isolée par le dispositif isolant 81, tandis que l'autre extrémité est reliée à une borne de l'enroulement 82 du transformateur T7, l'autre borne de cet enroulement étant so- lidaire du châssis du véhicule, afin de constituer un conduc- teur de mise à la terre 83. Un deuxième enroulement 84 du transformateur T7 est composé de deux parties reliées en série, et dont les bornes sont réunies également et en parallèle, par un dispositif condensateur.
Une borne de cet enroulement 84 est reliée au côté entrée de l'appareil récepteur RA par l'intermédiaire du conducteur 85, d'une part, et à une borne du côté débit de l'appareil transmetteur TA, par l'intermédiaire . du conducteur 86, d'autre part. L'autre borne de l'enroulement
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84 est reliée à l'autre borne d'entrée de l'appareil récepteur au moyen du contact repos 87 du relais DR1 et du conducteur 88, ainsi qu'à l'autre borne de débit de l'appareil transmetteur, au moyen du contact travail 89 du relais DR1 et du conducteur 90.
Par conséquent, le conducteur 80 et le transofrmateur T7 sont associes à l'appareil récepteur dès nue le relais DR1 est mis hors d'action de manière à fermer son contact repos 87, et ils sont associés à l'appareil transmetteur lorsque le relais DR1 est excitede manière à fermer le contact travail 89. En con- dition normale, c'est-à-dire lorsque le relais DR1 est hors d'ac- tion, l'appareil récepteur se trouve en condition active, et le conducteur d'accouplement 80 est branche sur cet appareil ré- cepteur, de sorte que le courant de communication circulant dans le canal est capte et applique à l'appareil récepteur afin d'être amplifié et détecté, le message étant reproduit par le haut-parleur.
Si l'on désire transmettre un message à partir du véhicule, le bouton-poussoir PB est actionné afin de mettre en jeu le relais DR1, de manière que l'appareil transmetteur TA soit mis en condition de fonctionner et que Isolément de transfert 80 soit relié à l'appareil transmetteur. Dans ces conditions,les fréquences vocales produites dans le micro- phone sont utilisées pour moduler la fréquence porteuse, et un courant téléphonique à fréquence porteuse modulée est appliqué au canal de voie par l'intermédiaire de l'élément de transfert 80.
Dans l'appareil représenté fig.3, l'énergie est principa- lement transmise par le conducteur 80 du véhicule et en direc- tion de ce conducteur,à l'aide de la connexion par induction qui existe entre le conducteur et les fils de ligne disposés le long de le. voie.
Si l'on se réfère maintenant à l'appareil réalisé fig.4, on voit que cet appareil est établi de façon à obtenir la, communication à l'aide d'une fréquence porteuse relativement
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faible, cette communication ayant lieu, toutefois, par le canal de vpie, comme'dans les cas précédemment décrits, Pour faciliter la'compréhension de l'appareil de la fig.4, on supposera, à .titre d'exemple que la fréquence porteuse adoptée est de l'or- dre de 7. 500 périodes par seconde.
L'appareil émetteur TA1 de la fig.4 comprend, de pré- férence,un amplificateur audio, AM2 de type standard, un tube de réactance V13, un premier tube oscillateur V14, un deuxième tube oscillateur V15 et un amplificateur de puissance AM3 de type normal. Le microphone Ml est branché sur les bornes d'entrée de l'amplificateur AM2, grâce à un circuit complété par le contact travail 17 du relais DR1, et le côté débit de cet amplifica- teur AM2 est relié à la grille 150 et à la cathode 151 d'un tube V13, dont le circuit anodique est alimenté par une géné- ratrice 8 à l'aide du contact travail 19 du relais DR1.
Les circuits d'anode et de grille du tube V13 sont reliés, par l'in- termédiaire de condensateurs 152 et 153,à un circuit oscillant du tube oscillateur V14, ce tube étant établi suivant le procédé bien connu, le circuit oscillant comprenant une inductance 154, un.'condensateur 155 et une résistance 156. Les éléments sont établis de manière à produire des oscillations ayant une fré- quence prédéterminée, telle que, par exemple, 50 kilocycles par seconde.
Le circuit oscillant du tube V14 est relié à une grille écran 157 et à une cathode 158 du deuxième tube oscillateur V15, le circuit oscillant comprenant une inductance 159 et un con- densateur 160. Les circuits du tube V15 sont établis de manière à produire des oscillations, lesquelles, lorsqu'elles sont soumises à l'action hétérodyne due aux oscillations du tube
V14, produisent une fréquence porteuse de l'ordre de 7. 500 pé- riodes par seconde. Le débit du tube oscillateur V15 est appli-
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que aux bornes d'entrée de l'amplificateur de puissance AM3 par l'intermédiaire du transformateur T8. Le débit de l'amplifica- teur de puissance AM3 est branché entre les bornes du condensa- teur Cl du circuit émetteur LC à boucle.
De cette façon, les fréquences vocales produites au microphone M1 de la fig.4 sont amplifiées et appliquées, au moyen du tube V13 à réaotance aux oscillations à fréquence por- teuse du tube oscillateur V14, afin de moduler en fréquence cet élément porteur suivant les fréquences vocales. Cette fréquence porteuse modulée est synchrone par rapport aux oscillations du tube V15, de manière Que le'débit de ce tube soit une fréquence porteuse modulée formant la différence entre les fréquences por- teuses du tube V14, et V15, et que l'on suppose être ici de l'ordre de 7.500 périodes par seconde.
Cette faible fréquence porteuse modulée est amplifiée par l'amplificateur AM3 et appliquée au canal de voie par l'intermédiaire du circuit émetteur à boucle LC.
Il est entendu que l'appareil transmetteur de la fig.4 n'est pas limité aux fréquences utilisées ici à titre explicatif, et que les amplificateurs AM2 et AM3 peuvent être supprimés lorsqu'il n'est pas nécessaire d'atteindre un niveau d'énergie plus élevé.
L'élément récepteur représenté fig.4 est constitué par une bobine RC1 à. noyau à air, cette bobine étant placée sous le plancher du véhicule dans un plan vertical. La bobine RC1, de préférence double, est disposée de manière à présenter une partie au-dessus d.e chaque rail ces parties étant reliées entre elles de façon à s'ajouter. La bobine RC1 est reliée à l'enrou- lement primaire 91 du transformateur d'entrée T3 de l'appareil récepteur RA, l'enroule--.lent secondaire 93 du transformateur T3 étant relié au coté entrée de l'amplificateur AM1 de l'appa- reil récepteur.
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Le côté débit de l'amplificateur AM1 est relié à la grille 101 et à la cathode 102 d'un tube limiteur V9 par l'in- , termédiaire d'un transformateur T9. Dans cette connexion, l'enroulement 133 du transformateur T9 constitue une résistance réduite à courant continu entre la grille 101 et une borne A d'une résistance de polarisation degrille 103, et contribue à réduire la sensibilité au bruit à basse fréquence, pendant les périodes où aucune communication n'est effectuée, et assure une tension de polarisation relativement élevée entre la borne A et la terre lorsque le courant est capté par la bobine RC1, la tension présenté à la borne A étant utilisée conjointement à un circuit de blocage qui sera décrit plus loin.
On remarquera que ce circuit de blocage a une action de même caractère que celle obtenue en radio à l'aide de circuits de commande automa- tique du volume sonore, perfectionnés au moyen des dispositifs généralement désignés "commande de silence entre les stations".
En outre, le transformateur T9 est doublé et chargé par une résistance 104 de manière à laisser facilement passer la largeur de bande de fréquences.nécessaire:;.
Les circuits de la grille écran et de l'anode du tube limiteur sont disposés d'une manière particulière. La grille écran 105 du tube V9 est alimentée par une tension en prove- nance de la source d'énergie et par l'intermédiaire de la ré- sistance 106, un condensateur 107 étant monté en by-pass. L'ano- de 108 du tube est alimentée en tension, à partir de la borne commune B des résistances 109 et 110 formant un potentiomètre branché entre les bornes de la source d'énergie. Tous les élé- ments sont établis de manière que la grille écran 105 ait une tension supérieure à celle de l'anode 108, afin d'améliorer le fonctionnement du tube limiteur.
De cette manière, aucune variation d'amplitude ne se manifeste dans le courant du cir- cuit anodique du tube V9, lorsque la tension du courant de com-
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munication applique à la grille a atteint une valeur telle que toute augmenta tien ultérieure de la tension d'entrée appliquée à la grille ne produise aucun accroissement ultérieur de la ten- sion de communication qui se manifeste à l'anode.
Le circuit anodique du tube limiteur V9 est relié à un filtre passe-bas LPF de type normal à inductance capacitance.
On peut utiliser à la place un filtre passe-haut, si on le désire.
Le filtre LPF est relié à la grille 111 d'une partie du tube double triode V10, un circuit anodique de cette partie du tube étant relié à un filtre RPF du type à résistance-capacitance.
Autrement dit, cette partie du tube V10 sert à. isoler les deux filtres LPF et RPF. Le réseau formé entre la borne d'entrée C du filtre LPF et la. borne de débit D du filtre RPF est établi de façon à produire un changement linéaire du débit de tension à la borne D, lorsqu'une variation de fréquence est appliquée à la borne C. De cette manière, un changement de fréquence à, la borne C détermine un changement correspondant de tension con- tinue à la borne D.
Il s'ensuit que ce réseau fonctionne en tant que sélecteur pour le courant de communication à fréquence modulée, et peut être facilement établi de manière à fonctionner sur une bande aussi large qu'on le désire.'
La tension modulée en ampleur,qui se manifeste à la borne D est détectée par la deuxième partie du tube V10 dispo- sée sous forme de détecteur anodique ordinaire. Ainsi, le débit de cette deuxième partie du tube V10 est constitué par un courant dont les variations correspondent aux fréquences vocales de l'énergie captée.
Le débit de la deuxième partie du tube V10 est appli- qué à un filtre passe-bande BPF comprenant le transformateur T10, l'industance 112, les condensateurs 113 et 114, et le transformateur T11, ce filtre étant établi de façon à laisser passer la composante audio de l'énergie transmiseet de façon
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également à éliminer sensiblement la composante porteuse.
Le côté débit du filtre passe-bande RPF est branché à l'aide d'un condensateur 115'aune première section d'un tube double triode V11 qui constitue un stage d'amplification audio.
Une tension est appliquée à la première partie du tube
V11 par l'intermédiaire de la deuxième partie de ce tube. La grille 116 du la deuxième partie du tube V11 est reliée par un conducteur 117 à la borne A du tube limiteur. L'anode 118 de la deuxième partie du tube V11 est alimentée en énergie provenant de la borne B300,et par l'intermédiaire d'une résistance R8 et d'une partie prédéterminée d'une résistance B9 prise à sa borne
E. La cathode 119 de la première partie du tube V11 est reliée à une borne intermédiaire F de la résistance B9, et la grille
120 de cette première partie est reliée à la borne G de la résistance R8 par l'intermédiaire de la résistance 121.
Pendant les périodes où aucune communication n'est effectuée, une cer- taine tension subsiste tout de même à la borne A, en raison de l'énergie de bruit, qui est recueillie par la bobine RC1.
Cette tension présente à la borne A est' appliquée à la grille de ,'la deuxième partie du tube V11, mais elle est insuffisante pour polariser cette partie pour réduire le courant anodique à 0, et le courant circulant pour cette deuxième section détermine une chute de tension entre les bornes de la résistance R9, cette chute de tension ayant pour conséquence de faire paraître une tension négative relativement élevée à la borne G de la ré- . sistance R8, par rapport à la borne F de résistance R9. Cette tension entre les bornes G et F sert de polarisation à la grille de la première partie du tube Vll ce qui détermine la circulation d'un courant anodique sensiblement égal à 0 vers la première partie du tube pendant les périodes sans communication.
Ce courant d'anode 0 du premier étage d'amplification de la fré- quence audible empêche que l'étage laisse passer un bruit quel-
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conque vers le haut-parleur LS à travers l'étage final d'am- plification qui comprend le tube V12. A ce sujet, il y a lieu de souligner que le circuit d'anode de la première partie de l'étage du tube V11 est relié à la grille 123 du tube V12 par l'intermédiaire du condensateur 122 et d'une résistance 124.
Lorsque le courant de communication est capté et appliqua au tube limiteur V9 au moyen de l'amplificateur AM1, on détermine la circulation d'un courant de grille relativement élevé en direc- tion du tube limiteur, et une tension relativement forte se ma- nifeste à la. borne A, cette tension étant négative par rapport à. la terre.
La tension de la borne A est appliquée à la deuxième partie du tube V11 afin de déterminer un courant d'anode sen- siblement égal à 0 dans cette section, et afin de supprimer la. chute de tension dans la résistance R9, d'où il résulte que la. première partie du tube V11 présente maintenant seulement une polarisation normale et amplifie les fréquences audibles du courant de communication d'une façon, normale.
L'étage final d'amplification, qui comprend le tube V12,est établi d'une manière normale, ce qui se voit claire- ment à l'examen du dessin, et ensuite, après amplification, les fréquences audio sont appliquées au haut-parleur par l'inter- médiaire du transformateur T6.
Normalement, c'est-à-dire lorsaue le relais DR1 de la fig.4 est hors d'action, on applique de l'énergie aux circuits d'anode des tubes récepteurs et le circuit du haut-parleur est ainsi complète. Pendant des périodes de non communication, aucune énergie ne parvient pratiquement au haut-parleur, en rai- son de la tension de blocage appliquée au premier étage e l'amplification audio du tube Vil. On remarquera que toute éner- gie transmise au haut-perleur pendant ces périodes de non communication serait intempestive étant donné qu'elle ne serait que la manifestation de courants ou bruits parasites prélevés
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par la bobine réceptrice.
Lorsque la bobine RC1 capte de l'éner- gie de communication, celle-ci est amplifiée par l'amplificateur
AM1, toute variation d'amplitude est supprimée par le tube limi- teur V9, la modulation de fréquence est détectée par le sélec- teur comprenant les filtres LPF et RPF et le tube V10, l'élément porteur est supprimé par le filtre BPF, tandis que les fré- quences audio sont amplifiées par les tubes V11 et V12 et re- produites dans le haut-parleur LR.
Lorsque c'est le véhicule qui émet, le relais DR1 est mis en jeu pour commuter la source d'énergie des circuits'd'anode des tubes récepteurs à ceux des tubes transmetteurs, et de manière à exciter le microphone, et dans ces conditions, un courant téléphonique à fréquence porteu- se modulée provenant de l'appareil transmetteur est appliqué au circuit à boucle et circule dans le canal de voie, afin d'ac- tionner l'appareil récepteur placé aux postes éloignés.
L'appareil de communication pour trains, tels que dé- crit ci-dessus, est avantageux en ce que le courant de communi- cation est transmis le long de la. voie, et qu'on évite toute perte de communication due à des courbes, des intersections ou autres conditions normalement défavorables. Le secret des com- munications est observé en maintenant le courant de communica- tion sensiblement dans les limites du territoire ferroviaire. Le bruit est réduit au minimum étant donné la modulation utilisée et la disposition de l'appareil. En outre, la réalisation de l'invention n'exige que des appareils simples et peu coûteux.
L'appareil représenté sur la fig.4, permet en outre, l'emploi d'une fréquence porteuse relativement basse et d'un. circuit nor- mal qui contribue à réduire le bruit.
Bien que la description ci-dessus, et le dessin annexé se réfèrent seulement à quelques modes de réalisations du système de communication ferroviaire conformes à l'invention, il est
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entendu que différents changements peuvent être appliques à ces réalisations sans sortir du cadre de l'invention.