<Desc/Clms Page number 1>
SYSTEMES DE TRANSMISSION PAR ONDES PORTEUSES A MODULATION DE FRE- QUENCE.
La présente invention se rapporte à des systèmes de transmission par ondes porteuses à modulation de fréquence et, plus particulièrement, à la correction des effets de variation de fréquence subis par les ondes modulées en fréquence, au cours de leur transmission sur l'organe de communication.
La nécessité d'une telle correction se présente dans certains types d'appareillages de signalisation, dont un exemple est donné par un système de transmission télégraphique à modulation de fréquence. Dans un tel système, le signal de marquage peut être représenté par une augmentation de la fréquence moyenne et le signal d'espace par une diminution d'égale amplitude. Si la fréquence moyenne des ondes porteuses' varie après sa transmission à
<Desc/Clms Page number 2>
l'appareillage récepteur, l'effet produit équivaut à, l'introduction dans les signaux d'une polarisation parasite.
Une telle variation de la fréquence moyenne est susceptible de se produire qua,nd les ondes modulées en fréquence sont transmises sur une des voies d'un système de transmission par ondes porteuses à modulation d'amplitude à bande latérale unique ordinaire, quand les oscillateurs locaux, à l'émission et à la réception, ne produisent pas des fréquences rigoureusement égales. Dans un système à onde porteuse classique, une petite variation de fréquence moyenne est sans importance, aussi n'y a-t-il pas lieu dans un tel système, de prévoir des organes de synchronisation précise des deux oscillateurs.
Au contraire, dans les systèmes télégraphiques à voies multiples comportant l'emploi de la modulation de fréquence, la variation de fréquence correspondant au passage de l'état de marquage à l'état d'espace peut être faible et la variation de fréquence produite par la transmission sur un système porteur commercial sans synchronisation de l'onde porteuse est susceptible de dépasser la valeur tolé- rable.
C'est pourquoi l'invention a notamment pour objet de remédier à cet inconvénient et de fournir den moyens de compensation de l'effet d'une telle variation de fréquence. L'invention y parvient notamment grâce à la, constitution d'un système de communication par onde porteuse à modulation de fréquence susceptible de fonctionner sur un'organe de transmission dont au moins une partie peut donner lieu à une variation de la fréquence porteuse moyenne, ledit système de communication comportant des organes de transmission, avec les ondes modulées en fréquence, d'une onde pilote de fréquence donnée, au moins sur la partie ci-dessus mentionnés de l'organe de communication et d'autres organes, commandés par l'onde pilote reçue, pour corriger la variation de fréquence de l'onde porteuse,
ou pour compenser l'effet de ladite variation.
Bien que d'ordinaire l'onde pilote ait, lors de son émission,
<Desc/Clms Page number 3>
une fréquence fixe stable, si la fréquence porteuse moyenne varie au cours de la transmission, la fréquence de l'onde pilote variera de la même manière.
L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description suivante et à l'examen des dessins joints qui en représentent schématiquement, à titre d'exemples non limitatifs, quelques modes de réalisation.
La figure 1 représente symboliquement, à l'aide de rectangles, le montage d'un appareillage terminal télégraphique par ondes porteuses à modulation de fréquence, dans lequel les ondes porteuses modu- lées en fréquence sont transmises sur l'une des voies d'un système téléphonique à ondes porteuses modulées en amplitude.
Conformément à certaines caractéristiques de l'invention, il est prévu des moyens de correction de la variation de fréquence de l'onde porteuse.
Les figures 2.3. 4. représentent de la même manière trois variantes de l'invention.
Les figures 5 et 6 représentent deux autres variantes, suivant lesquelles la variation de fréquence est compensée à la réception.
Conformément au mode de réalisation représenté à la figure 1, un système télégraphique à modulation de fréquence et à voies multiples, occupant une gamme de fréquences de conversation fonctionne sur l'une des voies d'un système téléphonique à onde porteuse modulée en amplitude et à voies multiples. On suppose, pour plus de clarté, que le système télégraphique emploie 18 voies sur des ondes porteuses dont les fréquences sont espacées entre elles de 120 périodes, depuis la fréquence 420 jusqu'à la fréquence 2. 460 périodes par seconde. Une onde pilote dont la fréquence est de 300 périodes par seconde est transmise en même temps que les ondes porteuses à modulation de fréquence sur une 19ème voie, non modulée.
On n'a représenté sur la figure 1 que 5 des 19 voies.
<Desc/Clms Page number 4>
La partie transmission de l'appareillage télégraphique comporte un certain nombre de modulateurs de fréquence semblables 1, de type classique, correspondant aux différentes voies télégraphiques, suivis par des filtres passe-bande 2 - Il est également prévu un oscillateur pilote de 300 périodes et un filtre d'onde pilote correspondant 4 . Les sorties de tous les filtres de voies 2 et du filtre d'onde pilote 4 sont connectées au modulateur d'amplitude 5 de l'une des voies du système téléphonique à voies multiples.
Ce modulateur est alimenté en ondes porteuses par un oscillateur 6 . Le modulateur d'amplitude est connecté au filtre passebande usuel 7 et, de là, à l'amplificateur 8, au filtre directionnel 9 et à la ligne, ou autre organe de communication, représenté par une pointe de flèche. Les autres voies téléphoniques connectées à la sortie 7 de l'amplificateur de ligne 8 servent à la transmission de tous signaux désirés et elles sont indiquées en 10 .
La partie réception du montage comporte un filtre directionnel 11, connecté à. la ligne et conduisant à un amplificateur de ligne 12 . La sortie dudit amplificateur est connectée à tous les récepteurs des autres voies téléphoniques indiquées en 13 et au filtre passe-bande 14, pour la voie mise à part pour le système télégraphique.
La sortie de l'amplificateur 14 est connectée au démodulateur d'amplitude 15 pourvu d'un oscillateur local 16 Le démodulateur 15 est suivi d'un filtre passe-bas 17 relié à tous les filtres télégraphiques 18 et à un filtre d'onde pilote 19 . Les filtres 18 sont connectés à travers des limiteurs 20 aux démodulateurs de fréquence classiques correspondants 21, qui sont supposés comprendre les relais récepteurs télégraphiques usuels. Le filtre 19 est relié, à travers un limiteur 22, au démodulateur d'onde pilote 23 .
La fréquence de l'oscillateur local 16 est commandée par un tube réactance classique 24 . L'onde pilote sélectionnée est appliquée à un discriminateur de fréquence contenu dans le
<Desc/Clms Page number 5>
démodulateur 23, qui en tire, à la manière connue, une tension de commande, dont la grandeur dépend de la variation de fréquence subie par l'onde pilote. Cette tension de commande est appliquée à la grille de commande du tube réactance 24 et fait ainsi varier la fréquence de l'oscillateur local 17, de manière à corriger toute variation de ladite fréquence pilote reçue à partir de la valeur transmise à l'origine. Elle corrige de la même manière les fréquences porteuses moyennes reçues de toutes les voies télégraphiques.
Ceci implique une modification à l'appareillage récepteur téléphonique à onde porteuse. Un résultat analogue peut être obtenu, sans cette modification, de la manière indiquée sur la figure 2, par introduction d'un dispositif changeur de fréquence additionnel 25, entre le filtre 17 et l'appareillage récepteur télégraphique, lequel est disposé comme indiqué sur la figure 1 . Le tube réactance 24 est, bien entendu, supprimé. Sur la figure 2, les voies de signalisation télégraphiques sont indiquées en 26 èt non représentées en détail.
Le dispositif changeur de fréquence 25 comporte un modulateur 27, suivi d'un démodulateur 29 . Lesdits modulateur et démodulateur sont pourvus d'oscillateurs séparés 30 et 31 . L'oscillateur 31 fournit une fréquence fixe et l'autre fournit une fréquence variable légèrement différente, susceptible d'être commandée par l'onde pilote à partir du démodulateur 23, à travers un tube réactance 32, de la manière précédemment décrite. Une petite variation de fréquence est ainsi produite, pratiquement suffisante pour neutraliser la variation produite par la transmission sur la voie téléphonique à onde porteuse.
Bien entendu, ces deux procédés ne peuvent que réduire la variation de fréquence à une faible valeur, mais la variation résiduelle après correction peut être rendue négligeable par un établissement convenable du montage. Cependant, on peut utiliser l'onde pilote d'une manière différente au récepteur, ce qui permet une correction plus précise. Conformément à cette disposition, que représente la figure 3, un changeur de fréquence 33 est introduit au même point que l'ensemble 25 de la figure 2 . Dans ce changeur de
<Desc/Clms Page number 6>
fréquence, l'onde pilote est immédiatement isolée, par un filtre 34, des ondes des voies télégraphiques.
Il est également prévu deux oscillateurs locaux 35 et 36, produisant l'un une fréquence convenable F et l'autre, qui doit être un oscillateur stable, produisant la fréquence pilote f . On suppose que la fréquence de l'onde pilote reçue a été l'objet d'un changement de fréquence au cours de sa transmission sur le système de communication, jusqu'à, la valeur f + df . Les ondes des voies télégraphiques traversent successivement un modulateur 37, un filtre passe bande 38 et un démodulateur 39 .
Le modulateur 37 est alimenté au moyen d'une onde locale de fréquence F + f+ df, obtenue sous forme de la, bande latérale supérieure d'un modulateur auxiliaire 40, lui-même alimenté au moyen de l'onde pilote arrivante;, à, partir du filtre 34, et au moyen des ondes de l'oscillateur local 35 Le démodulateur 39 est également alimenté au moyen d'une onde locale de fréquence F " f obtenue sous forme de la bande latérale supérieure d'un. second modulateur auxiliaire 41, lui-même alimenté au moyen des ondes des deux oscillateurs locaux 35 et 36 .
Des filtres passe-bande 42 et 43, qui peuvent être suivis par des amplificateurs 44 et 45, si nécessaire sont prévus pour sélectionner les bandes latérales supérieures désirées à partir des modulateurs auxiliaires 40 et 41 .
On voit donc que, si l'on prend la bande latérale inférieure du modulateur 37 et également du démodulateur 39, les fréquences de l'onde porteuse télégraphique reçue varieront toutes de - df . En d'autres termes, la variation de fréquence introduite par le système porteur téléphonique a été éliminé.
Les ondes porteuses télégraphiques de la sortie du démodulateur 39 sont appliquées à l'appareillage de la voie réceptrice télégraphique indiquée en 46 et disposée conformément à la figure 1, si ce n'est que les élémants 19, 22, 23 ne sont pas nécessa,ires
<Desc/Clms Page number 7>
et peuvent, par suite, être éliminés.
Il y a cependant lieu de signaler que la perfection de l'élimination de la variation de fréquence dépend de l'égalité des fréquences produites par les oscillateurs pilotes 3 ( figure 1 ) et 36 ( figure 3 ) respectivement à l'émission et à la réception.
Toutefois, si l'on choisit une fréquence pilote relativement basse, par exemple 300 périodes par seconde, la différence entre ces deux fréquences peut aisément être maintenue assez faible pour que la variation résiduelle soit négligeable.
Un procédé analogue, mais plus simple, d'élimination de la variation de fréquence est indiqué sur la figure 4 et il sera expliqué au mieux par un exemple numérique. On utilise un changeur de fréquence 47, qui est le même que le changeur de fréquence 33 de la figure 3, si ce n'est que les éléments 36.38. 39. 43. 45 ont été omis. On suppose les mêmes 18 voies télégraphiques du système ci-dessus mentionné et l'onde pilote est tout d'abord isolée au moyen du filtre 34 des ondes des voies, lesquelles traversent le modulateur 37 alimenté au moyen d'une onde locale, obtenue comme suit. L'oscillateur local 35 produit une onde de fréquence F égale à 2,580 périodes/seconde, c'est-à-dire supérieure de 120 périodes à la plus élevée des'18 fréquences porteuses.
Les ondes de cet oscillateur, et également l'onde pilote de fréquence 300 + df périodes du filtre 34 sont fournies au modulateur auxiliaire 40 .
La bande latérale supérieure, de fréquence 2.880 + df est alors sélectionnée par le filtre 42, ( suivi, si nécessaire, par l'amplificateur 44 ) et utilisée comme onde locale pour le modulateur 37, dont on recueille la bande latérale inférieure. Si l'on considère, par exemple, la première voie, pour laquelle la fréquence porteuse reçue est 420 + df, on voit que'l'onde porteuse de sortie a une fréquence de 2.460 périodes, qui est la même que celle de la 18ème voie transmise. De même, la fréquence porteuse de sortie de la deuxième voie est la même que celle de la 17ème voie transmise, et
<Desc/Clms Page number 8>
ainsi de suite.
L'ordre des voies a donc été inversé mais la. variation df a été en même temps éliminée. L'appareillage télégraphique récepteur de voies ne sera donc pas modifié, à part une redistribution et un nouveau numérotage des voies.
Il est à noter encore que la perfection de l'élimination de la variation dépend de la stabilité de la précision de l'oscilla- teur local 35 à la réception et de l'oscillateur pilote 3 à l'émission. Il est évident que ce principe d'élimination de la variation de fréquence conforme à certaines caractéristiques de l'invention, peut être mis en oeuvre avec d'autres sélections de fréquences. Par exemple,les fréquences de l'onde pilote et de l'oscillateur local pourraient être interchangées.
Les dispositions jusqu'ici décrites sont toutes relatives à la correction ou à l'élimination de la variation de fréquence.
Selon une variante représentée par les figures 5 et 6, au lieu de corriger cette variation, on pourrait compenser la polarisation des signaux télégraphiques qu'elle produit par une polarisation antago- niste obtenue à partir de l'onde pilote reçue et pouvant être sous la forme soit d'un courant de prémagnétisation appliqué à un enroulement du relais récepteur à la manière connue, figure 5, soit d'une tension de polarisation appliquée au tube de l'amplificateur à courant continu de réception ( figure 6 ) .
Dans l'un et l'autre cas, l'onde pilote est isolée par le filtre 19 des ondes de voies télégraphiques obtenues à la sortie du filtre 17 et elle est appliquée à travers le limiteur 22 au démodulateur 23, qui contient un discriminateur de fréquence de type connu, produisant un courant continu proportionnel à l'écart de la fréquence pilote reçue à partir de sa valeur originale. Sur la figure 5, ce courant est appliqué en série à l'Bnroulement de prémagnétisa- tion 48 des relais récepteurs 49 de toutes les voies, de sorte que la polarisation produite par la variation de fréquence est compensée.
<Desc/Clms Page number 9>
L'enroulement d'excitation 50 de
EMI9.1
chaqûe relais 49 est con- necté à l'amplificateur à courant continu de voies correspondant 51, lui-même relié au discriminateur de fréquence 52 qui recueille les ondes modulées en fréquence à partir du filtre 18 et du limiteur 20 . On n'a représenté qu'une série des appareils de voies et il doit être entendu que les autres relais 49 sont connectés de la même manière.
Selon la variante représentée par la figure 6, le discriminateur 23 peut produire une tension de polarisation antagoniste, également proportionnelle à l'écart de fréquence, qui se développe aux bornes des résistances 53 et 54 et qui est appliquée à la commande des grilles des tubes électroniques de tous les amplificateurs à courant continu de voies.
Un de ces amplificateurs est représenté sur la figure 6 .
Il est constitué par les deux tubes 55 et 56, en push pull, dont les grilles de commande sont connectées au discriminateur 52 et aux extrémités des résistances de polarisation 53 et 54, à travers les grandes résistances 57 et 58 . Le relais récepteur 59 comporte deux enroulements d'excitation égaux connectés en série entre les anodes des deux tubes, leur point de jonction étant connecté, à travers la source d'excitation 60 aux cathodes, mises à la terre.
On comprendra que les amplificateurs correspondants aux autres voies télégraphiques sont connectés de la même manière aux conducteurs 61 et au discriminateur de voies correspondant 52 .
Sur les figures 5 et 6, les contacts des relais n'ont pas été représentés et on comprendra qu'ils peuvent être disposés de toute manière convenable.
Bien que l'invention ait été décrite en relation avec un système télégraphique, elle peut être appliquée à tout système de transmission comportant l'emploi de la modulation de fréquence, dans lequel une variation de fréquence ne peut être tolérée.
Il est, bien entendu, bien connu de transmettre une onde
<Desc/Clms Page number 10>
pilote en même temps que les signaux, dans les systèmes à ondes porteuses modulées en amplitude, dans le but de régler les¯niveaux de réception de manière à compenser les variations subies dans l'organe de communication. Une telle onde pilote a, également été employée pour synchroniser ou pour commander l'oscillateur d'ondes porteuses à la réception, dans de tels systèmes. L'invention ne se rapporte ni à l'un ni à l'autre de ces problèmes, mais, comme on l'a déjà indiqué, elle est relative à l'emploi d'une onde pilote pour corriger les variations de fréquence dans les systèmes à modulation de fréquence.
Bien que l'invention niait été ci-dessus décrite qu'en relation avec certains modes de réalisation particuliers, il doit être bien compris que cette description n'a été faite qu'à titre d'exemple et ne saurait limiter le domaine de l'invention.