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BELL TELEPHONE MANUFACTURING COMPANY SYSTEMES ELECTRIQUES DE COMMUNICATIONS
La présente invention se rapporte à des nouveaux perfectionnements des systèmes de communications et, plus particulièrement, des systèmes téléphoniques du type qui a été décrit dans notre demande de brevet déposée le 11 septembre 1947 pour " Per- fectionnements aux systèmes électriques de communications " .
L'objet de l'invention est de réaliser des dispositions améliorées pour l'appel et pour la conversation bilatérale dans un système téléphonique de type entièrement électronique, c'est- à-dire dans lequel il n'est fait usage d'aucun organe électromagnétique pour établir les connexions.
Pour cela, l'invention établit un répéteur électronique à travers lequel peuvent passer les signaux dans les deux sens, ainsi que le signal de sonnerie envoyé par le bureau central vers
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l'abonné appelé.
Selon la réalisation de l'invention qui va être décrite, deux appareils électroniques, tels que des tubes à faisceau cathodique, sont prévus pour desservir en commun toutes les lignes du bureau. Les signaux, tels que les signaux de numérotation ou les signaux de conversation sont envoyés par l'une ou par l'autre des lignes, appelante ou appelée, vers l'un de ces tubes à faisceau cathodique et les signaux de conversation ou de sonnerie sortent vers les lignes par le second tube à faisceau, cathodique.
Ces caractéristiques de l'invention et d'autres encore apparaîtront plus clairement à l'aide de la description qui va, suivre et qui est illustrée par des figures portant les numéros 1 à 4 . On n'a décrit dans le texte et représenté sur les figures que ce qui est strictement indispensable à la compréhension de l'invention. Les figures s'assemblent les unes aux autres de la façon suivante :la figure 2 se place au dessous de la figure 1, la figure 3 à droite de la figure 2 et la figure 4 à droite de la figure 1 . Les figures 1 et 4 sont tenues horizontales et les figures 2 et 4 verticales.
La figure 1 représente l'équipement d'une ligne d'abonné ainsi que les appareils électroniques et les circuits associés communs à. toutes les lignes. La partie supérieure de la figure 2 représente un chercheur de lignes et la partie inférieure de la figure 2 représente l'équipement du circuit de conversation et du répéteur de signaux. La figure 4 représente l'équipement enregistreur de lignes. La figure 3 représente l'équipement pour les impulsions de numérotation et la sonnerie.
Chaque ligne d'abonné est pourvue d'un appareil 1 de type classique quelconque et d'un cadran numéroteur au moyen duquel on peut envoyer de une à vingt impulsions, selon le numéro à appeler. La ligne d'abonné est reliée, au bureau central, à un transformateur différentiel 3 de l'autre côté duquel se trouve
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un réseau équilibreur 4 .
L'interconnexion entre une ligne appelante et une ligne appelée se fait au moyen d'une paire de tubes à faisceau cathodique 5 et 6 . Le tube 5 est employé pour recevoir les signaux ( signaux de conversation compris ) qui viennent des lignes et le tube b est employé pour transmettre les signaux ( signaux de conversation, signaux de sonnerie et autres ) vers les lignes.
Les lignes aboutissent chacune à des électrodes constituant des dynodes dans les tubes à faisceau cathodique. On voit sur la figure 1 que l'un des enroulements du transformateur différentiel 3 est relié à l'électrode terminale de la ligne dans le tube 5 et qu'un autre des enroulements du transformateur 3 est relié à l'électrode terminale de la ligne dans le tube 6 .
Chacun des tubes 5 et 6 possède le projecteur électronique usuel et les moyens de déviation bien connus qui provoquent un balayage continu des électrodes terminales des lignes dans ce tube. Le faisceau électronique de ces tubes tournera ( en supposant que les électrodes terminales des lignes soient disposées en cercle ) sous la commande d'un maître-oscillateur 7 fonctionnant à 200 kilopériodes et relié aux plaques de déviation des deux tubes à travers un diviseur de fréquence 8, à 10 kilopériodes et un déphaseur 9, déphasant de 90 degrés les alimentations de l'une des plaques de déviation, de sorte que le faisceau électronique balayera les dynodes avec une vitesse de répétition de 10 kilopériodes par seconde.
Quand l'abonné du poste 1 fait un appel, le mouvement de son crochet commutateur ( non représenté ) met un potentiel négatif sur l'anode 12 du tube 5 ( à travers la dynode de la ligne,appelante ) , Le circuit part du pôle négatif de la batterie 10 ( dont le positif est à la terre ) et passe par la bobine de self 11 et une boucle où se trouvent le secondaire du transformateur différentiel 3, le poste d'abonné 1 et le cadran numéroteur 2 .
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La. présence de ce potentiel négatif sur l'anode 12 provoquera l'émission massive d'électrons chaque fois que le faisceau de balayage passera, sur la dynode de la ligne appelante. Il en résulte une impulsion négative 13 qui est appliquée à la grille d'un amplificateur cathodyne 14 . L'impulsion négative 15 qui sort du tube 14 est appliquée à la grille d'un tube amplificateur écréteur 16 . Ce tube 16 est normalement polarisé par la résistance 17 de façon à débiter et l'amplitude du signal est ajustée de façon que chaque impulsion négative 15 amène le tube 16 a.u delà de la coupure, de sorte que ce tube écrétera toutes les variations qui pourraient être causées dans le signal par des impulsions de numérotation ou par la, modulation du microphone.
L'impulsion positive 18 qui apparait dans le circuit de sortie du tube 16 est appliquée à la grille d'un amplificateur cathodyne 19 et sort de la cathode de cet amplificateur par le conducteur 20 qui se multiple sur toutes les grilles des tubes portes électroniques 21 des chercheurs de lignes. Chacun de ces tubes 21 est normalement polarisé par la batterie 22 assez loin au delà de la. coupure, de sorte que le signal positif 18 ne peut pas affecter le débit de ces tubes.
Le chercheur de lignes contient un oscillateur d'accro- cha,ge 23 qui fonctionne à une fréquence légèrement inférieure à la fréquence de balayage des tubes 5 et 6 et la divise pour fournir, à sa sortie, une fréquence voisine de 50 kilopériodes. L'onde sinusoïdale fournie par l'oscillateur 23 est envoyée dans un amplificateur écréteur 24, combiné avec un circuit de différentiation, dont elle sort sous la forme d'impulsions 25 qui sont fournies à un multivibrateur 26 qui les synchronise approximati- vement à lu kilopériodes. Les impulsions 27 sortant du multivibrateur 26 sont, à leur tour, différentiées par un réseau 28 et les impulsions 29 qui en résultent sont appliquées à la grille de commande du tube écréteur 30 .
Les caractéristiques de ce
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tube, ainsi que sa polarisation, sont telles que le front de chaque impulsion 29 est capable de provoquer, à la sortie du tube 30, une courte impulsion rectangulaire 31 dont la durée soit d'approximativement 5 microsecondes. Le flanc arrière des impulsions 29 est complètement supprimé par le tube 30 .
L'impulsion négative 31 est envoyée dans un amplificateur cathodyne 32 dont elle sort sous la dénomination d'impulsion 33, appliquée à la cathode du tube 21 . L'amplitude de l'impulsion 33 est réglée de façon qu'elle ne suffise pas, à elle seule, à rendre le tube 21 conducteur. Le tube 21 reçoit donc des impulsions positives 18 appliquées à sa grille et des impulsions négatives 33 appliquées à sa cathode, chacune de ces impulsions n'étant pas à elle seule capable de rendre le tube 21 conducteur. Mais l'oscillateur d'accrochage 23 oscille à une fréquence légèrement inférieure à celle du maître-oscillateur 7 et les impulsions 33 présentent, par suite, un décalage variable par rapport aux impulsions 18 et il arrivera un moment où une impulsion 33 se présentera en même temps qu'une impulsion 18 .
L'effet simultané de ces deux impulsions rendra le tube 21 conducteur.
A ce moment, un signal négatif 34 apparaîtra dans le circuit de plaque du tube 21 .
Le signal 34 est fourni à un redresseur 35 suivi d'un réseau intégrateur 36 et appliqué en parallèle à la grille d'un tube 34bis à action différée à celle du tube 37 . Le tube 37 sera porté à la coupure dès qu'il aura reçu quelques impulsions 34 et le tube 38 associé au tube 37, laissera alors passer un signal que le maître oscillateur 7 lui fournit par le fil 39 . Le signal qui sort par le circuit de plaque du tube 38 synchronise exactement l'oscillateur 23 sur le maître-oscillateur 7 et, à partir de ce moment, les impulsions 33 et 18 coïncident régulièrement dans le temps. Un correcteur de phase 40, intercalé entre la plaque du tube 38 et l'oscillateur 23, assure le réglage
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convenable.
Les signaux redressés sortant du redresseur 35 sont aussi fournis à. la grille du tube 34bis et amènent rapidement ce tube à la coupure. La plaque du tube 34bis et la grille écran du tube 30 sont reliées toutes deux à une résistance 41 . Il en résulte donc que le potentiel de la grille écran du tube 30 va s'élever et que l'impulsion 31 va augmenter d'amplitude, et, par suite, il en est de même de l'impulsion 33 sortant du tube 32 pour être appliquée à la cathode de la porte électronique 21 du chercheur de lignes. La grille du tube 21 sera alors rendue positive par l'impulsion 18 et il se produira un écrétage par courant de grille. Cependant, l'amplitude de l'impulsion 18 est insuffisante pour affecter le tube 21 des chercheurs de lignes non engagés sur l'appel considéré.
Les impulsions 34 sortant du tube 21 sont appliquées par le conducteur 42 à la grille du tube 43 dont la plaque est reliée en parallèle aux grilles de rejet des deux tubes 44 et 46 . Le tube 44, associé au tube 45, constitue la porte électronique d'entrée du circuit de conversation. Le tube 46, associé au tube 47, constitue une porte électronique de sortie. Les deux tubes 44 et 46 sont normalement polarisés à la coupure par leurs grilles de suppression et par la tension recueillie à l'entrée de la résistance 48 qui relie la plaque du tube 43 à la terre. Les deux tubes 45 et 47 sont normalement polarisés à la coupure par leur grille de rcjet et par la tension recueillie à l'entrée de la résistance 49 qui relie à la terre-la plaque du tube 50 .
L'impulsion négative 34 sortant du tube 21 porte la grille de commande du tube 43 au delà de la coupure, ce qui a pour effet de réduire à zéro la chute de tension dans la. résistance 48 .
Ceci augmente donc la polarisation des grilles de rejet des tubes 44 et 46 qui deviennent conducteurs et permettent le passage des signaux qui pourraient être appliqués à leurs grille de commande.
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On suppose que les signaux de conversation, ainsi que les signaux de numérotation, modulent le signal de ligne à 25 % (par exemple) . L'action d'écrétage du tube 16 coupe la partie modulée, de sorte que l'impulsion 18 appliquée à la grille du tube 18 reste toujours uniforme.
Le tube 14 de la figure 1 qui délivre l'impulsion négative 15 en fonctionnant comme amplificateur cathodyne, fonctionne aussi comme inverseur et délivre, sur son circuit de plaque, une impulsion positive 52 qui est fournie à un tube 51, polarisé de telle façon qu'il ne laisse passer que la partie modulée de l'impulsion 52, laquelle est ensuite appliquée à la grille de l'amplificateur cathodyne 53 . L'impulsion 54 sortant de cet amplificateur est appliquée, par le conducteur 55, aux grilles de commande des tubes 44 et 45 de tous les circuits de conversation, mais elle n'agira que sur le paire de tubes du circuit de conversation dans lequel la grille de commande du tube 43 est actionnée par les impulsions 34 .
Les impulsions de numérotation produites par le cadran 2 de la ligne appelante sont transmises, sous forme d'impulsions 34, à travers le tube 43 et le tube 44, dont elles sortent par le. circuit de plaque. Le conducteur 56 les applique à un réseau étaleur et intégrateur 57 à la sortie duquel elles sont désignées sous le numéro de référence 59 . Les impulsions positives à basse fréquence 59 sont appliquées à la grille d'un amplificateur 58, à la sortie duquel elles sont conformées par un tube écréteur 60 qui délivre des impulsions rectangulaires négatives 61 . Les impulsions 61 sont envoyées dans un réseau différentiateur 62 qui les transforme en impulsions 63, lesquelles sent appliquées à la grille de commande du tube 64 .
Le tube 64 est polarisé de fa- çon à supprimer le flanc avant de l'impulsion 63 et il ne laisse passer que le flanc arrière de cette impulsion, qui devient une impulsioh négative 65 que le conducteur 66 applique aux circuits
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de l'enregistreur.
Les impulsions 59 sortent du tube 58 sont appliquées également à un réseau étaleur et intégrateur 112 . A la sortie de ce réseau, le flanc avant de la première impulsion d'une série d'impulsions de numérotage, transfère la conductibilité du tube 67 au tube 68 dans le groupe de ces deux tubes. Les constantes de leurs circuits électriques sont telles que cette condition se maintient jusqu'à. la fin des impulsions de numérotage. Le tube 67 redevient alors conducteur et envoie une impulsion négative vers le groupe des tubes 69-70 et vers le groupe des tubes 102- 103 qui commandent la sonnerie. Lorsque le tube 70 débite, il polarise, par le fil 71, la grille de rejet du tube 64, lequel est ainsi porté à la coupure. Ceci verrouille l'entrée de l'enregistreur et le protège contre les transitoires.
Les circuits de l'enregistreur sont aussi des circuits à rétablissement spontané du type classique Eccles-Jordan et sont reliés l'un à l'autre pour constituer une série en cascade. Au repos, le tube de droite 73 de l'enregistreur n 0, ainsi que le tube de gauche 74 de l'enregistreur n 1 et de tous les enregistreurs suivants de la cascade, sont conducteurs. La première impulsion négative 65, arrivant par le conducteur 66, transfère, dans l'enregistreur n 0, la conduction du tube 73 au tube 72 .
L'impulsion négative qui apparaîtra dans le circuit de plaque du tube 72 sera appliquée à la, grille du tube 74 de l'enregistreur n 1 et transfère la conductibilité du tube 74 au tube 75 de ce même enregistreur.
L'impulsion 65 suivante produira des effets analogues, si ce n'est que ce seront maintenant les enregistreurs n 1 et 2 qui seront intéressés. Après une série d'impulsions 65, qui représentent les signaux de numérotation faits par l'abonné appelant, le tube de droite de l'un des enregistreurs sera devenu conducteur et un potentiel sera appliqué à la grille de rejet du
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tube 78,79 ou 80 associé à cet enregistreur, lequel pourra alors laisser passer un signal appliqué à sa grille de commande.
Le circuit sélecteur de lignes procède alors au comptage des impulsions, représentatives des chiffres qui ont été enregistrés par l'enregistreur. Chaque comptage est synchronisé par une impulsion de zéro 81 appliquée au compteur n 0 par le conducteur 82 et provenant d'un générateur 83 ( générateur d'impulsions zéro ) entraîné par le diviseur de fréquence 8 ( diviseur de fréquence à 10 kilopériodes ) .
Au repos, les tubes de gauche 84.86. 88.90. etc ... des compteurs sont tous conducteurs. L'impulsion de synchronisation 81 fait basculer la conduction, dans le compteur n 0 du tube 84 au tube 85 .
Des impulsions négatives 92 sortent d'un amplificateur conformateur 94, alimenté par le maître-oscillateur 7 et les conducteurs 39 et 93 . Les impulsions se succèdent à intervalles de 5 microsecondes et sont appliquées par un conducteur 95 aux grilles de tous les tubes de droite 85.87. 89. 91. etc ... des compteurs.
La première impulsion négative 92 qui suivra l'impulsion de synchronisation 81 transfèrera, dans le compteur n 0, la conductibilité du tube 85 au tube 84 . L'impulsion négative qui apparaîtra dans le circuit de plaque du tube 84 est appliquée à la grille du tube de gauche 86 du compteur n 2 et transférera la conductibilité du tube 86 au tube 87 . Chacune des impulsions successives 92 transférera donc la conductibilité dans un compteur en rendant son tube de droite conducteur et ceci se poursuivra jusqu'à ce que tous les compteurs aient fonctionné et que l'impulsion finale ramène tout le circuit des compteurs à sa position initiale.
Selon la position de l'enregistreur qui a été actionné, l'un des tubes 78.79. 80. etc... permettra le passage d'un
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signal appliqué à sa grille de commande par le tube de droite du compteur de même niveau. Ce signal, désigné sous le nom d'impulsion 96, quand il sort du tube 78. 79. 80. etc ...est transmis par le conducteur 97 à la grille de commande du tube 50, qui est la porte électronique de sortie du circuit de conversation ( figure 2 ) . Si, par exemple, c'était l'enregistreur n 1 dont le tube de droite 75 était conducteur, il aurait polarisé positivement la grille de rejet du tube 78 et, lorsque le compteur n 1 aurait transférésa conductibilité à son tube de droite 87, un signal négatif 96 aurait pris naissance sur la plaque du tube 78.
L'impulsion négative 96 est appliquée par le conducteur 99 à un amplificateur 100 ( voir figure 1 ) conformateur d'un signal d'occupation et dont le signal de sortie est appliqué à la grille du tube de commande d'occupation 101 qui débite un signal qui s'ajoute au signal 18 sur le conducteur 20 lorsque le faisceau électronique du tube cathodique 5 balaye la dynode de la ligne appelée et prévient le fonctionnement de tout chercheur de lignes dont le tube 21 risquerait d'être rendu conducteur au moment de la réponse de l'abonné demandé.
A la fin d'une série d'impulsions de numérotation, une impulsion négative passant dans le circuit de plaque du tube 67 agira sur le groupe des tubes 102-103 et fera. transférer la conductibilité du tube 102 au tube 103 . Ces deux tubes font partie du circuit de sonnerie et commandent l'entrée. Quand le tube 103 devient conducteur, le tube 104 peut envoyer du courant par le conducteur 105 à la grille de commande du tube 47, porte électronique de sortie du circuit de conversation.
Lorsque le faisceau électronique du tube 6 balayera la dynode terminale de la ligne appelée, le courant de sonnerie sera envoyé sur cette ligne par le circuit suivant ;oscillateur 106 fournissant le courant de sonnerie, grille de rejet du tube 10' rendu conducteur par le potentiel que le tube 103 applique à sa grille de commande,
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plaque du tube 104, conducteur 105, grille de commande du tube 47, plaque du tube 47, amplificateur 107, grille de commande d'une pentode 108, dont la grille de rejet a été convenablement polarisée par une tension appliquée par le conducteur 109, venant du circuit à rétablissement constitué par les deux tubes 69,70, plaque du tube 108, conducteur 110 et grille de commande 111 du tube cathodique 6 .
La grille 111 commandera le faisceau électronique du tube cathodique 6 lorsque celui-ci passera sur la dynode de la ligne appelée et la sonnerie fonctionnera au poste de l'abonné appelé.
Quand le faisceau électronique du tube cathodique 5 passera,sur la dynode de la ligne appelée, après que l'abonné appelé aura. décroché son récepteur, un signal positif 18, sortant de la cathode du tube 19, sera appliqué par le conducteur 113 à la grille de commande du tube 114 qui va commander la fin de l'envoi du courant d'appel. Le tube 114 est rendu conducteur par suite de l'existence d'une impulsion positive appliquée à sa grille de rejet par le tube 115, lequel, à son tour, est rendu conducteur à ce moment par l'impulsion 96 qui lui est appliquée par le conducteur 97 . Le circuit de plaque du tube 114 délivrera alors des impulsions négatives 116 qui transféreront la condition du tube 103 au tube 102 dans le groupe des deux tubes 102-103 . L'envoi du courant de sonnerie va donc cesser.
Le circuit est maintenant prêt à transmettre les signaux de conversation. Ceux qui proviennent de l'abonné appelant seront fournis par la dynode de cette ligne quand elle est balayée par le faisceau électronique du tube cathodique 5 . Ils passent ensuite par l'anode 12, l'amplificateur cathodique 14, le tube écréteur 51, l'amplificateur cathodyne 53, le conducteur 55 et sont appliqués à la grille de commande du tube 44 qui est la porte électronique d'entrée du circuit de conversation. En sortant de la plaque du tube 44, les signaux traversent un filtre passe-bas
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117 dans lequel les séries d'impulsions se transforment en signal à fréquence vocale qui sera appliqué à la grille de commande du tube 47, porte électronique de sortie du circuit de conversation.
De la plaque du tube 47, le signal est amené à l'amplificateur 107, au tube 108 et, par le conducteur 110, à la grille de commaii- de 111 du tube cathodique 6, dont le faisceau électronique l'applique à. la dynode de la ligne appelée.
Le chemin suivi par les signaux de conversation provenant de la ligne appelée et destinés à la ligne appelante sera.it tracé d'une façon similaire. Ces signaux sont recueillis par le faisceau électronique du tube cathodique 5 quand il balaye la dynode de la ligne appelée et sont fournis à la ligne appelante lorsque le faisceau électronique du tube cathodique 6 balaye le dynode de celle-ci. On remarquera ici que les impulsions 54 amenées par le conducteur 55 n'agissent pas sur le tube 44, mais sur le tube 45 et que le circuit de plaque du tube 45 débite sur un autre filtre passe-bas 118 qui délivra son courant de sortie à la grille de commande du tube 46 dont'la sortie de plaque est en parallèle avec celle du tube 47 .
On voit, en définitive, que les portes électroniques d'entrée et de sortie du circuit de conversation ne sont pas les mêmes pour les deux sens de conversation. C'est le tube de com- mande 43 qui détermine le choix de la porte électronique d'entrée 44 et de la porte électronique de sortie 46, tandis que le tube de commande 50 détermine, au contraire, le choix de la porte électronique d'entrée 45 et de la porte électronique de sortie 47 .
A la fin de la conversation, lorsque l'abonné appelant raccroche son appareil, tous les circuits du montage de l'invention sont libérés sous la commande du tube 34bis . Les circuits de l'enregistreur et les portes électroniques de numérotation 69 et 70, qui étaient verrouillés, comme on l'a expliqué, sont libérés par les tubes 119. 120 et 121 de la façon suivante :
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audébut de l'appel, le tube à action différée 34bis a été porté à la coupure, ce qui a abaissé la tension existant sur la grille du tube 120, relié par le conducteur 122 à la cathode du tube 34bis.
Ceci transfère la conductibilité dans le groupe des deux tubes 119-120, du tube 120 au tube 119 qui envoie une impulsion négative, à travers un réseau différentiateur, vers la grille du tube 121 . Ce dernier est polarisé au delà de la coupure et cette impulsion reste sans effet. A la fin de la conversation, lorsque le chercheur de lignes est libéré et que le tube 21 revient à la coupure, le tube 119 redevient conducteur et applique une impulsion positive à la grille du tube 121 qui est actionné et fournit une impulsion négative 123 sur le conducteur 124, grâce à laquelle tous les enregistreurs seront remis en condition normale ainsi que les portes électroniques de numérotation.