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Système de transmission par courant porteur.
Cette invention se rapporte à des systèmes de trans- mission par courant porteur et, en particulier, à ceux dans les- quels des signaux de code sont transmis par des fils de ligne entre plusieurs stations, comme par exemple, pour une commande de surveillance d'un système d'énergie électrique.
L'invention a pour buts de fournir: des arrangements de circuit qui assurent que le fonc- tionnement d'un émetteur à une station n'interfère pas avec le fonctionnement d'un émetteur à une seconde station ou ne l'af- fecte pas d'une autre manière; des arrangements de circuit pour l'émetteur et le ré-
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cepteur de chaque station qui soient extrêmement simples et d'un faible coût et qui assurent en outre que le fonctionnement de l'émetteur d'une station n'interfère d'aucune manière indésirable avec le fonctionnement des appareils à courant porteur à n'importe quelle autre station;
un émetteur et un récepteur pour système de communica- tion par haute fréquence comprenant un filtre passe-bande d'un type tel qu'il assure la stabilité et la constance de transmis- sion de la gamme d'ondes désiree, malgré des variations de l'éner- gie transmise, ainsi qu'un arrêt aux fréquences extérieures à cette gamme; un circuit combiné d'émission et de réception pour un système de communication qui comprend un filtre passe-bande lais- sant passer une gamme particulière de fréquences et arrêtant les harmoniques ; un émetteur-récepteur combiné pour un système de commu- nication dans lequel sont incorporés des éléments d'accord de telle sorte qu'une onde sinusoïdale particulièrement pure soit engendrée.
D'autres buts de l'invention ressortiront de la des- cription suivante faite avec référence au dessin annexé, dans lequel : la Fig. 1 est un schéma d'ensemble d'une ligne télé- phonique pour la commande de surveillance par courant porteur, conforme à l'invention; la Fig. 2 est un schéma de circuit combiné d'émission et de réception à incorporer dans chaque station ; etla Fig. 3 est un graphique servant à l'explication de l'invention.
Sur le dessin, la Fig. 1 représente une ligne 1, qui peut être par exemple une ligne téléphonique ordinaire, en dif-
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férents points de la longueur de laquelle sont réparties des stations 2, 3 et 4. Chacune de ces stations comprend un trans- formateur 5 connectant ensemble les appareils locaux à la ligne 1; un émetteur-récepteur combiné 6 réunissant les circuits représen- tés plus en détail sur la Fig. 2; un élément de commande de sur- veillance 7 grâce auquel des signaux de code traversant l'émet- teur-récepteur 6 actionnent des dispositifs de commande électri- que pour une station d'énergie ou pour une sous-station; et, si on le désire, un téléphone ordinaire 8 qui transmet des signaux par le transformateur 5 dans la ligne 1.
Pour illustrer un arran- gement typique de commande de surveillance du type désigné par l'indice 7, on peut se référer au Brevet américain n 2.276.646 de H.P. Boswau, publié le 17 Mars 1942 et cédé à Westinghouse Electric and Manufacturing Cy., à East Pittsburgh, Pennsylvanie.
Dans un système du type illustré par la Fig. 1, 1'émet- teur-récepteur 6 est pourvu des arrangements représentés plus en détail sur la Fig. 2, grâce auxquels un opérateur d'une station peut envoyer des courants porteurs dans la ligne téléphonique 1, qui sont modulés suivant tout code de signaux désiré. Ainsi, en utilisant un code approprié, un signal spécial à une quelconque des autres stations reliées à la ligne peut servir à actionner des dispositifs de commutation à cette station particulière, afin de connecter un récepteur qui démodulera le signal de code et actionnera tous les appareils désirés de contrôle de circuit des appareils électriques situés à cette station particulière, suivant les signaux de code ultérieurs transmis par la station citée en premier lieu.
Etant donné que les détails des signaux de code ainsi que les appareils 7 de contrôle de surveillance qui y répondent ne font pas partie de cette invention, il est superflu de les décrire en détail ici.
Quand le téléphone 8 est installé, l'operateur peut @
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envoyer des messages téléphoniques par la ligne 1 à un opérateur de toute autre station qui y est reliée. Comme de tels arrange- ments sont bien connus et ne font pas partie de l'invention actuel- le, ils ne seront pas décrits plus amplement ici.
Il résulte clairement de la description générale pré- cédente qu'il faut installer à chacune des stations 2, 3 et 4 un émetteur de signaux de code qu'on peut relier au circuit quand on le désire et qu'on doit installer également un récepteur qui devra démoduler des signaux lorsque l'émetteur de la station en question ne fonctionne pas. La Fig. 2 représente l'arrangement que l'on préfère pour les circuits de la station combinée d'émis- sion et de réception et constitue la principale invention revendi- quée ici.
En se rapportant en détail à la Fig. 2, les deux fils de la ligne téléphonique 11, 11, partant du secondaire du trans- formateur 5 de la Fig. 1, sont reliés à deux prises 12, 13 faites sur le primaire 14 d'un transformateur à la fréquence du courant porteur. L'enroulement secondaire 15 de ce transformateur a une extrémité reliée à l'anode d'un générateur d'oscillations 16, lequel est de préférence du type tétrode bienconnu actuellement en technique radio-électrique. L'autre extrémité du secondaire 15 est reliée par une résistance convenable à la grille-écran de la tétrode 16 et est reliée de même à la borne positive d'une source de tension continue 17 shuntée par un diviseur de tension 18.
L'extrémité négative de la source de tension 17 est connectée à la cathode 19 de la tétrode 16 par l'intermédiaire d'un dispositif de manipulation 21 qui peut être actionné soit manuellement par un opérateur de la station, soit par une forme quelconque d'un appareillage de programme qu'un tel opérateur met en mouvement.
L'extrémité négative de la source 17 est connectée de façon sem- blable à une extrémité du secondaire 22 d'un transformateur à
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la fréquence du courant porteur, l'autre extrémité du dit secon- daire étant raccordée à la grille d'une lampe 23 du récepteur, par l'intermédiaire d'une résistance limitant le courant. Le secondai- re 22 du transformateur est de préférence shunté par un condensa- teur d'accord 24. La cathode de la lampe réceptrice 23 est reliée à une prise variable faite sur le diviseur de tension 18. L'anode de la lampe 23 du récepteur est connectée par le truchement d'un relais 25 durecepteur qui est approprié à faire fonctionner l'ap- pareillage 7 de contrôle de surveillance et est de préférence découplée par un condensateur 26.
La grille de commande 28 de la tétrode 16 est reliée par une résistance convenable de grille 29 à une prise variable 31 sur le secondaire 22 du transformateur.
Un enroulement primaire 22, qui travaille avec l'en- roulement secondaire 22 susmentionné, a une extrémité reliée par l'intermédiaire d'un condensateur d'accord 33 à la prise 13 faite sur le primaire 14 et a son autre extrémité connectée au pivot d'un inverseur unipolaire à deux directions. Une extrémité finale 34 de l'inverseur à deux directions est reliée à une seconde prise fait e sur le primaire 14 susmentionné, tandis que l'autre extré- mité finale 35 de l'inverseur à deux positions est raccordée à une autre prise faite sur le primaire 14. L'inverseur à deux posi- tions est dévié de telle sorte que, dans sa position normale de repos, son extrémité intermédiaire est reliée à son contact final 34 et est déconnectée de son contact final 35.
On notera qu'aucun courant ne peut circuler en provenance de la cathode de la tétrode 16 et que cette dernière n'est par conséquent pas alimentée, quand l'élément de manipulation 21 a son circuit ouvert. D'autre part, la lampe du récepteur 23 a une tension appliquée aussi bien à sa grille et à sa cathode qu'à son anode par la source 17, ce qui fait qu'elle se trouve dans un état de fonctionnement. Etant donné que l'inverseur à deux posi-
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tions a normalement son contact 34 dans une position de circuit fermé, tout signal transmis par la ligne du transformateur depuis la ligne téléphonique 1 est appliqué par l'intermédiaire du trans- formateur 32, 22 à la grille de la lampe réceptrice 23 et est capable d'alimenter ainsi la lampe 23 de façon qu'elle actionne le relais 25.
Toutefois, les condensateurs d'accord 33 et 24 ac- cordent respectivement les circuits primaire et secondaire du transformateur 32,22 de telle façon que seuls des signaux à une fréquence prédéterminée transmettent assez d'énergie à la lampe 23 pour actionner le relais du récepteur. Mais, en général, les signaux ne seront pas appliqués par la ligne téléphonique 1 au transformateur 5 pendant que toutes les stations 2, 3 et 4 ont leurs inverseurs à double direction placés dans la position nor- male décrite ci-dessus.
Afin d'actionner la lampe du récepteur et les relais du récepteur de n'importe laquelle des stations, il faut qu'un préposé déplace manuellement l'inverseur à deux directions de l'une des stations afin d'ouvrir ses contacts 34 et de fermer ses contacts 35. Quand c'est fait, on voit que le secondaire 15 du transforma- teur, qui est couplé inductivement à l'enroulement 14 du trans- formateur, crée un chemin pour le passage de l'énergie de retour vers la grille de commande 8 delà tétrode 16, par l'intermédiaire des contacts 35 de l'inverseur à deux directions et des enroule- ments 32, 22 de l'autre transformateur.
Lorsque le préposé ferme alors les contacts de manipulation 21, la tétrode 16 est alimen- tée et, par suite du circuit de couplage en retour qui vient d'être décrit, engendre des oscillations dont la fréquence est déterminée d'une façon bien connue, par l'accord des condensateurs 33, 24 et des inductances des enroulements 32, 22. Les enroule- ments 15, 14 appliquent par ailleurs les oscillations, qui se présentent dans le circuit anodique de la tétrode 16, aux fils
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11, 11 de la ligne et de là à la ligne 1, par l'intermédiaire du transformateur associé 5.
En manipulant le contact de fermeture 21, l'opérateur de la station qui vient d'être décrite peut envoyer dans la ligne 1 toute série de signaux de code qu'il désire, de tels signaux constituant une série de traits et de points ou une autre modula- tion des courants à fréquence porteuse engendrés par la tétrode 16 à la station où il travaille.
Les signaux à porteuse modulée sont ainsi transmis dans la ligne 1 et appliqués par l'intermédiaire de leurs contacts fermés 34 de chacune des autres stations aux lampes 23 de réception ainsi qu'à leurs relais de réception. Suivant des méthodes bien connues en technique, on peut établir des signaux de code tels que, si on le désire, le relais du récepteur à une station récep- trice particulière y actionnera le dispositif de contrôle de sur- veillance, tandis qu'à d'autres stations le dispositif de contrôle de surveillance ne sera pas mis en mouvement par ce code parti- culier de signaux.
On peut placer le point de prise 12 sur l'enroulement 14 de telle sorte qu'il adapte l'impédance du circuit d'entrée de la lampe 23 à celle de la ligne 11. On peut placer la prise sur l'enroulement 14 à laquelle est connecté le contact 35 de telle sorte qu'il existe entre le circuit anodique de la lampe 16 et son circuit de grille 28 le degré de couplage en retour qui obli- gera la lampe 16 à engendrer avec efficience des oscillations à la puissance désirée pour une transmission effective.
On notera que le dispositif 32, 33, 22, 24 décrit plus haut, constitue un filtre passe-bande ayant les caractéristiques générales représentées sur la Fig. 3, où les abscisses represen- tent la fréquence,,et les ordonnées la tension de sortie du filtre.
Ce filtre présente les propriétés extrêmement souhaitables d'un @
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passage élevé pour les signaux à la fréquence sur laquelle le cir- cuit 32,33 résonne (le système 22, 24 résonnant de préférence sur la même fréquence) et d'une opposition élevée à d'autres fré- quences, y-compris les harmoniques de la fréquence de résonance susmentionnée.
De nombreux essais ont montré que le réseau de condensateurs et d'inductances qui vient d'être décrit, sert très efficacement à rendre la lampe du récepteur sensible seulement pour des fréquences situées dans une bande passablement étroite; ce qui a en outre pour résultat, dans la tétrode oscillante 16, de produire une tension de sortie à onde sinusotdale de grande pureté et exempte d'harmoniques. On a constaté de plus qu'avec l'arrangement de circuits décrit ci-dessus, le début de la trans- mission d'un signal par une station est pratiquement sans inter- férence si, avant que le travail de transmission de la première station cesse, un opérateur court-circuite le contact 35 de l'inverseur à deux directions, à une seconde station.
Si, comme c'est généralement le cas, les émetteurs des diverses stations sont accordés pour resonner sur la même fréquence, les connexions de circuit décrites ci-dessus semblent avoir pour résultat la synchronisation de la phase de la tension engendrée à une deu- xième station reçue avec celle déjà appliquée à la ligne par une première station, ainsi que la tendance à maintenir les tensions engendrées par les tétrodes 16 à différentes stations exactement en synchronisme l'une avec l'autre, aussi longtemps que plusieurs des stations sont alimentées simultanément.
Bien que l'on ait décrit le circuit d'émetteur-récepteur comme étant appliqué à la signalisation par courant porteur dans des fils de ligne, il est évident qu'il est d'application géné- rale à des courants de toute fréquence et à la transmission radio-électrique, tout comme à la transmission par ligne. Les principes de l'invention ont été illustrés par cet exemple spéci-
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fique mais il va de soi qu'ils sont d'application plus étendue.
REVENDICATIONS ----------------------------
1.- Une combinaison d'émetteur et de récepteur pour cou- rants alternatifs comprenant une paire de lampes comportant cha- cune un circuit de l'électrode principale et un circuit de l'elec- trode de commande, le circuit de l'électrode principale d'une lampe renfermant une charge, le circuit de l'électrode principale de l'autre lampe renfermant le primaire d'un transformateur dont le secondaire comporte plusieurs prises, une couple de ces prises étant connectées à une voie de transmission, un second transforma- teur ayant un enroulement primaire inséré par le truchement d'un condensateur d'accord entre une prise sur le dit enroulement secondaire et l'extrémité commune d'un inverseur à deux directions,
les extrémités extérieures du dit inverseur à deux directions étant reliées respectivement à deux autres prises sur le dit secondaire, un enroulement secondaire sur le second transforma- teur susdit, un condensateur d'accord en circuit avec lui, et une liaison entre les électrodes de commande de chacune des dites lam- pes et l'enroulement secondaire cité en dernier lieu.
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