<Desc/Clms Page number 1>
La présente invention concerne une ligne de tranport d'énergie et plus particulièrement des systèmes de relais à ondes ultra-courtes à mo- dulation d'impulsions en durée (PTM) comprenant des dispositifs de relais pour uhe ligne de transport d'énergie et comportant les moyens permettant d'éliminer une opération de relais erronée due au mauvais fonctionnement du système de relais à ondes ultra-courtes.
Il est extrêmement important pour les services publics de dispo- ser de moyens de communication sûrs et permanents avec tous les points de leurs lignes de transmission et de distribution d'énergie. Le système de com- munication utilisé doit permettre la télémesure, les communications et tou- tes facultés de communication qui peuvent s'avérer nécessaires.
Dans le passé on a fait un large usage de lignes constituées par des fils ou des équipements de lignes porteuses d'énergie pour constituer ces services importants et nécessaires. De nos jours cependant, les équipe- ments de communication radio par ondes ultra-courtes prennent une place pré- pondérante du fait qu'ils constituent le meilleur moyen de fournir les com- munication nécessaires requises en relation avec l'exploitation des lignes de transport d'énergie.
Les équipements de communication radio par ondes ultra courtes ont été concus de manière à permettre un fonctionnement sur voies multiples.
Les deux systèmes multiplex les plus utilisés sont désignés sous les appel- lations de "système multiplex à répartition dans le temps" et "système mul- tiplex à répartition en fréquence". L'équipement choisi pour illustrer la présente invention est du type à répartition dans le temps. Un tel disposi- tif multiplex utilise la modulation d'impulsions pour transmèttre le signal désiré et a pour caractéristique inhérente que seul un élément unique d'un signal est transmis à n'importe quel moment donné ; celasignifie que les élé- ments de chaque voie sont transmis de façon séquentielle dans le temps.
Plu- sieurs types de systèmes à modulation d'impulsions peuvent être utilisés, par exemple la modulation d'impulsion en amplitude (PAM), la modulation d'impulsion en durée (PTM) la Modulation d'impulsion en largeur (PWM) et la modulation par impulsion codée. La description du circuit nouveau qui constitue la présente invention sera donnée en relation avec une modulation d'impulsion en durée, utilisée dans un système multiplex à répartition dans le temps.
Les services publics qui utilisent un système de communication par ondes ultra-courtes permettant à l'opérateur du système de disposer à chaque instant d'une image complète des conditions sur lesquelles il doit exercer son contrôle doivent être pourvues d'un arrangement de voies procurant diverses facilités comprenant la communication pour un service de ligne d'inter-connexion ou de lignes partagées, la télémesure, le contrôle de supervision, le système d'alarme en cas de panne et le relais d'énergie. Un exemple d'arrangement de voie peut se composer de cinq voies PTM dont les trois premières sont affectées aux sarvices téléphoniques, la quatrième à la signalisation par tonalité, et la cinquième au relais pour la ligne de transport d'énergie.
Les voies téléphoniques comprendraient, à la voie 1 une voie de service comprenant l'appel sélectif au cadran, le dispositif d'alarme en cas de panne et la tonalité de contrôle VHF, à la voie 2 un circuit d'inter- connexion comprenant', la supervision et l'appel au cadran, à la voie 3, une ligne partagée comprenant le dispositif de fin d'appel. La voie 4 qui est la voie de signalisation par tonalité comprend une pluralité de voies de tonalité superposées et espacées en fréquence- sur la voie PTM afin de permettre de façon appropriée le contrôle de supervision et de télémesure désiré.
La voie 5-, qui est la voie de relais de la ligne de transport d'énergie, fournit une pluralité de voies de relais comprenant des combinaisons de signaux de fréquence prédéterminées, superposées à la voie PTM unique afin de permettre le transfert d'une charge d'énergie d'un point à un autre, la mise en -service et hors service de l'équipement, et ainsi de suite. La présente invention concerne plus particulièrement cette dernière voie.
<Desc/Clms Page number 2>
Le dispositif de relais d'une ligne de transport d'énergie, tel qu'il est normalement utilisé en relation avec une liaison de relais par ondes ultra-courtes utilise une voie PTM d'un système multiplex à répartition dans le temps. Cette voie PTM particulière peut comporter une, deux ou plusieurs voies relais avec la pluralité de voies relais y relatives par rapport à la fréquence. Les voies relais transmettent et reçoivent un signal de tonalité donnée ou une combinaison prédéterminée de signaux de tonalité compris dans la portée des fréquence audibles, 200-3300 hertz.
Le nombre des voies relais et le nombre des tonalités ou combinaisons de tonalités qu'on y utilise sont fonction des opérations que l'on désire provoquer, de l'acuité des émetteurs de tonalité et de l'étroitesse des bandes réceptrices relais, à mesure que l'accumulation des signaux de tonalité dans une voie relais augmente.
Considérons, en vue d'une explication, un système de relais pour ligne de transport d'énergie comportant deux voies relais par voie PTM, chaque voie relais comprenant deux signaux de tonalité apparentés l'un à l'autre en fréquence d'une façon prédéterminée. Pour obtenir un relais efficace, par exemple le fonctionnement de coupes-circuits, deux conditions doivent être remplies. En premier lieu, les deux tonalités doivent être présentés et, en second lieu, l'ensemble du système doit présenter un faible rapport de fruit. Les tonalités peuvent se perdre par suite d'un mauvais fonctionnement du système PTM provoquant un fonctionnement erroné ou inefficace du système de relais.
La présence de bruits parasites importants peut estomper ou éliminer le signal de tonalité de relais ou peut simuler une tonalité de relais provoquant une information relayée fausse ou inefficace.
La présente invention a par conséquent pour objet de prévoir un dispositif pour le contrôle ou le relais d'une ligne de transport d'énergie, au moyen d'un système de communication par ondes ultra-courtes, par impulsions, ne pouvant pas déclencher d'opérations de relais erronées provoquées par'le mauvais fonctionnement du système à impulsions.
Un autre objet de la présente invention est la modification d'un système de communication par impulsions comportant -la faculté de relais pour une ligne de transport d'énergie, de manière à y inclure des moyens de contrôle à l'extrémité réceptrice desdits dispositifs de relais pour ligne de transport d'énergie, afin d'éliminer pratiquement toute opération erronée due à la perte du signal de relais et/ou à la présence de parasites anormaux ou autres interférences.
Une autre caractéristique de la présente invention réside dans la prévision d'un dispositif de contrôle de bruit permettant de détecter l'énergie de bruit parasite sur le signal de marquage d'un train d'impulsions de voies, et d'un commutateur électronique fonctionnant de manière à rendre inactif ou à bloquer le fonctionnement des récepteurs de relais lorsqu'un bruit parasite détecté est supérieur à un niveau donné.
Une autre caractéristique de la présente invention réside dans la prévision d'un dispositif de contrôle de voies permettant de détecter la présence ou l'absence du signal transmis par la voie d'impulsions utilisée pour le relais de la ligne de transport d'énergie, et d'un commutateur électronique fonctionnant par suite de l'abscence dudit signal d'intensité prédéterminée afin de rendre inactif ou de bloquer le fonctionnement des récepteurs de relais.
Une autre caractéristique de la présente invention réside dans la combinaison du contrôleur de bruit, du contrôleur de voie et d'un arrangement de commutateur électronique commun à ces deux contrôleurs, destiné à rendre inactifs les récepteurs de relais, au cas où les bruits parasites dans le système deviennent excessifs et si les tonalités de relais sont absentes.
Une autre caractéristique de la présente invention consiste à prévoir un contrôleur de bruit comprenant un démodulateur de voie d'impulsions
<Desc/Clms Page number 3>
afin de permettre la détection du bruit parasite présent sur le signal de marquage du train d'impulsions, l'amplitude du bruit récupéré par la démo- dulation dudit signal de marquage étant représentative des bruits parasites du système, lesquels lorsqu'ils excèdent un niveau donné, provoquent l'arrêt du fonctionnement des récepteurs de relais par suite de la coopération d'un commutateur électrique.
Les objets et caractéristiques de la présente invention apparat- tront plus clairement à la lecture de la description suivante d'exemples de réalisations, ladite description étant faite en relation avec les dessins ci- annexés dans lesquels :
La Figo 1 montre sous forme d'un bloc schématique un système de communication par ondes ultra-courtes PTM comprenant des dispositifs de relais pour une ligne de transport d'énergie, incorporant le circuit de contrôle de la présente invention.
La Fig. 2 est un schéma du circuit de contrôle indiqué à la Fig.
1 et
La Fige 3 montre sous forme de graphiques le fonctionnement du marqueur démodulateur de la Fig. 2.
La Fig. 1 montre un système de communication par ondes ultra-cour- tes du type multiplex par répartition dans le temps, à modulation d'impulsions en durée, comprenant une extrémité émettrice 1 et une extrémité réceptrice
2 comportant des dispositifs de relais pour lignes de transport d'énergie comprenant un dispositif de contrôle de relais 3 à l'extrémité 2 afin d'as- surer un fonctionnement correct et efficace du relais de la ligne de transport d'énergiepratiquement exempt d'influence due au mauvais fonctionnement de l'équipement de communication.
La station émettrice 1 comprend un générateur d'impulsions de base 4 produisant des impulsions de chronométrage se répétant à une fréquence de base donnée dont la sortie est couplée à la ligne à retard 5. La ligne à retard 5 comprend une pluralité de points de branchement disposés sur son parcours afin d'éliminer de celle-ci des impulsions, suivant une relation de temps prédéterminée, l'un des points de branchement servant à activer le marqueur générateur 6 et l'autre des points de branchement ayant pour fonction de produire des impulsions retardées successivement afin de produire la modulation en durée dans les modulateurs 7 de la voie selon les signaux des sources de modulation 8.
Le générateur marqueur 6 peut être constitué par tout dispositif approprié capable de produire une paire d'impulsions, constituant le signal de marqueur, chaque impulsion de la paire étant de très courte durée et ces deux impulsions étant très rapprochées de manière à se distinguer aisément des impulsions de la voie.
Le générateur 6 utilisé ici peut être actionné à partir d'une source quelconque d'impulsions, mais, de préférence, depuis la même source que celle utilisée pour produire les impulsions de voie déplacées dans le temps, par exemple le générateur 4. La sortie du générateur 4 est couplée à une ligne à retard réfléchissante appropriée contenue dans le générateur 6 pour produire deux impulsions positives de très courte durée et très rapprochées l'une de l'autre permettant de distinguer aisément l'impulsion de marquage des impulsions de voie individuelles contenues dans Inonde d'impulsions de voies multiples.
Les modulateurs de voie 7 peuvent être constitués par tout mécanisme appropriée activé par une source d'impulsions, l'impulsion d'un point de branchement à retard donné sur la-ligne à retard 5 et l'énergie de signal provenant des sources 8 de modulation ou de signal produisant les impulsions de voie modulées dans le tempso Les sources de modulation 8 peuvent être cons-
<Desc/Clms Page number 4>
tituées par toute source désirable compatible avec les besoins des services' publics, tels que les circuits téléphoniques les dispositifs de signalisation par tonalité, les générateurs de signaux de relais pour ligne de transport d'énergie, telle que représentée par la source 8a.
Les sorties d'impulsions de voie des modulateurs 7 sont modulées par l'énergie de signal provenant des sources 8 afin de produire un déplacement dans le temps des diverses impulsions de voie par rapport à leur point de repos respectif, les déplacements dans le temps étant caractéristiques des énergies de signal de modulation. Ces impulsions de voie modulées dans le temps sont appliquées au mélangeur 9 dans lequel les impulsions des diverses voies et l'impulsion de marquage sont amplifiées et intercalées dans une relation de temps telle qu'elle est établie par la ligne à retard 5.
Le mélangeur 9 doit comprendre un mécanisme approprié permettant d'intercaler ou de combiner les trains d'impulsions provenant de chacun des modulateurs 7 ainsi que l'impulsion de marquage du générateur 6, de façon à ce que l'énergie dans un train d'impulsions de voie ne soit pas réintroduite dans le circuit d'un autre . Un moyen propre à atteindre ce but consiste à prévoir un arrangement parallèle de triodes dans lequel les trains d'impulsions de voie séparés sont appliqués aux grilles appropriées de la pluralité de triodes, dont les circuits de plaques sont combinés.
La sortie résultante du mélangeur 9 est couplée au transmetteur haute fréquence 10 pour la transformation des trains d'impulsions de voie multiplexés en énergie haute fréquence en vue de la transmission sur une voie de transmission 11 qui, dans un système de communication par ondes ultra-courtes est habituellement une liaison radio. Cependant, dans certaines conditions, la voie 11 peut être constituée par une ligne de transmission appropriée interconnectant l'équipement terminal 1 avec l'équipement terminal 2.
Le récepteur haute-fréquence 12 reçoit de la voie de transmission 11 l'énergie haute fréquence représentant les trains d'impulsions de voies multiplexés, dans lesquels l'énergie haute fréquence est transmise au train d'impulsions de voies déplacé dans le temps en fonction du signal des sources 8. La sortie du récepteur 12 est couplée aux formeurs d'impulsions 13 qui fonctionnent suivant une manière connue pour reformer les impulsions de voies individuelles et pour supprimer les informations étrangères de la partie supérieure et inférieure des impulsions de voies. La sortie reformée du formeur 13 est alors couplée à la fois au marqueur séparateur 14 et aux démodulateurs de voies individuels 15.
Le marqueur 14, supprime le signal de marquage du train d'impulsions de voies multiples reformé, qui est utilisé pour produire une impulsion de porte électronique. L'impulsion de porte électronique est couplée à la ligne à retard 16 comportant des points de branchement à retard qui impartit à l'impulsion de porte électronique un retard prédéterminé, pratiquement identique au réglage de retard de la ligne à retard 5, chacune des sorties retardées de façon appropriée de la ligne à retard 16 bloquant ou déclenchant séquentiellement les modulateurs 15 pour la récupération de l'information transmise par leurs impulsions de voie respectives.
Les démodulateurs 15 peuvent être constitués par tout mécanisme capable de supprimer, de l'onde d'impulsion de voies multiples du formeur 13, leurs trains d'impulsions de voie individuels appropriés sous l'action de blocage des sorties des points de branchement de la ligne à retard 16 et effectuant sur ceux-ci une action de démodulation, la conversion de la modulation d'impulsions dans le temps à la modulation d'impulsions en largeur, et l'extraction de la composante basse fréquence de ladite modulation en largeur afin de reproduire le signal modulateur présent dans chaque voie. Les signaux résultants de modulation ou comportant un message aux sorties des démodulateurs 15 sont couplés aux dispositifs utilisateurs 17 compatibles avec le type de dispositif 8 utilisé comme source de modulation.
<Desc/Clms Page number 5>
L'arrangement, le fonctionnement du système de communication par ondes ultra-courtes et ses divers éléments composants ayant été ainsi décrits, on examinera maintenant la voie PTM2 comprenant la source modula- trice 8a, le modulateur de voie 7a à l'extrémité transmettrice et le démo- dulateur 15a, le dispositif utilisateur 17a à l'extrémité réceptrice, pour une brève description des éléments composants du dispositif de relais pour ligne de transport d'énergie qui sont utiles dans la description du fonction-.- nement des mqyens de commande 3 suivant la présente invention.
Si l'on se réfère à nouveau à la Fig. 1 on voit pour la source de modulation Sa deux voies relais comprenant respectivement les émetteurs relais 18 et 19 et les émetteurs relais 20 et 21. Les émetteurs relais pro- duisent des signaux de tonalité ayant entre-eux une relation prédéterminée de fréquence afin de permettre une opération de relais à l'extrémité récep- trice du système de communication par ondes ultra-courtes. Les tonalités pro- duites par les transmetteurs relais 18-21 peuvent par exemple être aux fré- quences de 2100;, 2400, 2700 et 3000 hertz respectivement. Ces quatre signaux de tonalitésse produisant dans le gamme des basses-fréquences modulent une impulsion de voie au repos fournie par la ligne à retard 5 au modulateur de voie PTM 7a.
La sortie du modulateur 7a est appliquée au mélangeur d'impulsions de voie 9 afin d'être mélangée avec les autres impulsions de voies et le signal de marquage, pour former une portion du train d'impulsions PTM devant être appliqué à l'émetteur haute fréquence 10.
L'impulsion de voie PTM de la voie 2, modulée en fonction des quatre signaux de tonalité constituant les deux voies relais, est transmise sur la voie de transmission 11 sous la forme d'une portion de l'onde du train d'impulsions, le train d'impulsions est reçu par le récepteur 12, formé par le formeur d'impulsions 13, et appliqué au démodulateur PTM 15a. Le démodu- lateur 15a sépare l'impulsion de la voie PTM2 de d'onde du train d'impulsions et démodule l'impulsion de voie séparée, comme exposé ci-dessus. Les signauxde tonalité récupérés sont alors appliqués au dispositif utilisateur 17a.
Le dispositif utilisateur 17a comprend les récepteurs relais 22 et 23 pour la voie relais 1 et les récepteurs relais 24 et 25 pour la voie relais 2. Ces récepteurs relais sont de préférence accordés de façon très précise pour la réception de leurs signaux de tonalité correspondants et pour le rejet des autres signaux de tonalité qui se présentent à leur entrée. Il est nécessaire que les deux récepteurs relais de chaque voie soient activés par le signal de tonalité désigné afin de produire une sortie suffisante pour actionner les relais de déclenchement 26 et 27 qui actionnent les coupes-ci..- cuits, ou autres dispositifs, pour la commande de la distribution d'énergie, ou autre fonction similaire.
Ainsi qu'il a été décrit, il est nécessaire, pour obtenir un relais convenable de la ligne de transport d'énergie, que le système de commu- nication par ondes ultra-courtes présente une faible quantité de bruits parasites et que les signaux de tonalité soient présents, pour obtenir une action de relais efficace. Afin d'assurer la présence de ces deux conditions la demanderesse a prévu des moyens de commande de relais 3 comprenant un contraleur de bruit 28 et un contrôleur de voie 29 qui fonctionnent respectivement pour contrôler le bruit présent dans le système de communication et la présence ou l'abscence des signaux de tonalité de relais. Si le bruit dans le système devient excessif et/ou que les tonalités de relais soient absentes, les contrôleurs 28 et 29 produisent une sortie qui actionne le commutateur électronique 30.
Le commutateur 30 produit à son tour une sortie négative pour bloquer le fonctionnement des récepteurs relais 22, 23, 24 et 25, afin d'éliminer la possibilité d'un fonctionnement erroné des relais 26 et 27.
Si l'on se réfère à la Fig. 2, on voit, sous la forme d'un diagramme schématique, les moyens de contrôle pour une ligne de transport d'énergie 3, ce diagramme permettant de décrire plus complètement la structure et le fonctionnement du contrôleur de bruit 26 et du contrôleur de voie 29
<Desc/Clms Page number 6>
en combinaison avec les commutateurs électroniques 30. Si on considère on premier lieu le contrôleur de bruit 26; on voit que son fonctionnement est tel qu'il permet de contrôler ou d'observer l'amplitude du bruit présent sur le signal de marquage du train d'impulsions PTM.
Le contrôleur de bruit 26, tel qu'il est illustré, comprend une ligne à retard 31 recevant du ormeur 13 le train d'impulsions reformé tout entier afin de retarder ledit train d'impulsions de 4;3 microsecondes avant son application au démodalateur d'impulsions 32. Le démodulateur d'impulsions de marquage 32, identique dans sa structure aux démodulateurs de voie 15, est bloqué de façon appropriée par la sortie du séparateur marqueur 14 c'est-à-dire la même sortie de bloquage qui est appliquée à la ligne à retard 16 pour le bloquage successif des aémodulateurs de voie 15.
La Fig. 3 montre la nécessité de retarder le train d'impulsions de 4,3 microsecondes dans la ligne à retard 31. Le signal de marquage du train d'impulsions PTM, tel qu'il est indiqué par la courbe A de la Fig. 3 ,comprend deux impulsions étroites dont les fronts avant sont séparés par 1,3 microseconde. La courbe B montre l'inversion du signal de marquage de la courbe A telle qu'elle est accomplie dans le formeur 13. L'action du séparateur marqueur 17 pour produire une impulsion de porte électronique pour la ligne à retard 16 et le démodulateur d'impulsions de marquage 32, ainsi que le montre la courbe C, est déclenchée par le front avant de l'impulsion 33 du signal de marquage, impartissant ainsi un retard de 1,3 microseconde du front avant de l'impulsion 34 au front avant de l'impulsion 33.
Ainsi qu'il est montré, l'impulsion de la courbe C présente une partie courbe de 1,0 à 1,5 microseconde. Cette impulsion, ou une contre-partie retardée de celle-ci, est normalement appliquée à un démodulateur de voie comportant des circuits tels que son fonctionnement est déclenché à une distance donnée sur la pente descendante de la courbe 0, approximativement à 0,5 microseconde, ce qui est indiqué aux points 35 et 35a des courbes C et E. Dès que le fonctionnement des circuits du démodulateur 32 a été déclenché, il s'écoule un temps d'élévation de 0,5 microseconde avant que l'amplitude maximum ou la portion plate de la courbe de démodulation, courbe E, soit atteinte.
Cette portion plate a une durée d'environ 2,0 microsecondes avant que le démodulateur soit dans la condition voulue pour répondre au front avant d'une impulsion de repos, telle que l'impulsion 34 du signal de marquage. Ces divers temps exposés ci-dessus sont des temps de retard du circuit avant que soit atteint un point auquel une modulation en largeur puisse être obtenue des impulsions positionnées dans le temps et qui doivent être démodulées. La somme des diverses durées, 1,3 + 0,5 + 0,5 + 2 = 4,3 indique le retard nécessairement imparti au signal de marquage pour sa démodulation, le dit retard étant indiqué à la courbe D. Le couplage du signal de marquage retardé aux circuits du démodulateur 32,4,3 microsecondes après le déclenchement du fonctionnement du circuit provoque le retour du circuit à sa position précédente.
Tous les bruits transmis par le signal de marquage sous la forme d'une modulation dans le temps, sont indiqués par un changement de position de la ligne 36; courbe E, ce qui donne une impulsion modulée en largeur. L'impulsion modulée en lar- geur résultante est alors couplée à un filtre qui en extrait les éléments composants basse-fréquence ou d'amplitude variable.
Le bruit présent sur le signal de marquage est représentatif du bruit présent sur les autres impulsions de voie du train d'impulsions et, ainsi la polarisation du commutateur 30 et les moyens de sortie du contrôleur 26 peuvent être réglés de façon telle qu'un bruit supérieur à un niveau donné provoque le fonctionnement du commutateur 30, produisant un voltage ayant une amplitude négative suffisante pour bloquer le fonctionnement des récepteurs relais 22-25. La sortie d'amplitude variable du démodulateur 32 est appliquée à l'amplificateur 37. Un accroissement du niveau de l'énergie de bruit provoque une augmentation de la conduction de l'amplificateur 37. Cette conduction augmente la conduction d'un dispositif redresseur ou à décharge électronique 38.
A mesure que le bruit augmente, la sortie de courant continu
<Desc/Clms Page number 7>
à la cathode 39 du dispositif à décharge électronique 36 augmente également, devenant plus positive. Ce voltage de courant continu Dositif augmenté est couplé par le conducteur 40 au commutateur électronique 30 dépassantlevoltage de polarisation à la borne 41 qui coopèreà l'établissement du niveau de bruit admissible.
De ce fait le dispositif à décharge en atmosphère gazeuse 42 s'al- lume ou devient conducteur, plaçant un voltage de courant continu négatif sur les grilles des récepteurs relais 22, 23, 24 et 25, les mettant hors cir- cuit et empêchant ainsi leur fonctionnement de telle sorte qu'un fonctionne- ment défectueux du système'PM ne provoque pas d'opérations erronées de com- mutation relais.
Le modulateur de voie 29 est couplé à la sortie du démodulateur de voie PTM 15a de manière à permettre à ce contrôleur d'observer la présen- ce ou l'abscence d'une ou plusieurs tonalités toujours présentes dans cette voie utilisée pour l'opération de relais de la ligne de transport d'énergie.
Si aucune tonalité n'est présente ou si l'une de plusieurs tonalités est absente de l'information dérivée du démodulateur 15a, le dispositif à déchar- ge électronique 43 diminue la valeur de sa conduction, provoquant la présente d'un voltage plus positif sur la cathode 44 dû dispositif redresseur ou à dé- charge électronique 45, réduisant ainsi la conduction de celui-ci et, en conséquence produisant un voltage positif en augmentation à l'anode 46 du dispositif à décharge électronique 45. Ce voltage positif en augmentation, en l'absence de signaux de tonalité de relais,
est transmis par le conducteur 47 au dispositif à décharge en atmosphère gazeuse 48 du commutateur 30 dépassant le voltage de polarisation à la borne 41. Il en résulte que le dispositif à décharge en atmosphère gazeuse 48 s'allume ou devient conducteur, pla- çant ainsi un voltage de courant continu négatif sur l'entrée des récepteurs relais, avec une amplitude suffisante pour bloquer ou stopper leur fonctionnement afin d'empêcher des opérations de relais erronées résultant d'un fonctionnement défectueux système à ondes ultra-courtes.
Il apparaîtra clairement à l'homme de l'art que l'inclusion du dispositif de contrôle 3 élimine pratiquement les opérations erronées de relais de la ligne de transport d'énergie, provoquées par tout fonctionnement défectueux du système"TM, et permet ainsi un relais plus efficace de la ligne de transport d'énergie sur un système de relais par ondes ultra-courtes du type PTM.
Bien que les objets et caractéristiques de la présente invention aient été décrits ci-dessus en relation avec des exemples particuliers de réalisations, on comprendra, clairement que cette description est faite seulement à titre d'exemple et ne limite pas la portée de l'invention.
<Desc / Clms Page number 1>
The present invention relates to a power transmission line and more particularly to ultra-short-wave pulse-width-modulated (PTM) relay systems comprising relay devices for a power transmission line and comprising. the means for eliminating erroneous relay operation due to the malfunction of the ultra-short wave relay system.
It is extremely important for utilities to have secure and permanent means of communication with all points of their power transmission and distribution lines. The communication system used must allow telemetry, communications and any communication facilities that may be required.
In the past extensive use has been made of lines consisting of wires or power-carrying line equipment to provide these important and necessary services. Nowadays, however, ultra-shortwave radio communication equipment takes a prominent place as it is the best way to provide the necessary communications required in connection with the operation of transmission lines. of energy.
Ultra shortwave radio communication equipment has been designed to allow multi-channel operation.
The two most widely used multiplex systems are referred to as "time division multiplex system" and "frequency division multiplex system". The equipment chosen to illustrate the present invention is of the time division type. Such a multiplex device uses pulse modulation to transmit the desired signal and has the inherent characteristic that only a single element of a signal is transmitted at any given time; this means that the elements of each channel are transmitted sequentially over time.
Several types of pulse-modulated systems can be used, for example pulse-amplitude modulation (PAM), pulse-width modulation (PTM), pulse-width modulation (PWM) and pulse code modulation. The description of the new circuit which constitutes the present invention will be given in relation to a pulse width modulation, used in a time division multiplex system.
Utilities which use an ultra-shortwave communication system which allows the operator of the system to have at all times a complete picture of the conditions over which he must exercise control must be provided with a channel arrangement which provides various facilities including communication for inter-connection line or shared line service, telemetry, supervisory control, alarm system in case of failure and energy relay. An example of a channel arrangement may consist of five PTM channels, the first three of which are assigned to telephone services, the fourth to tone signaling, and the fifth to the relay for the power line.
The telephone channels would include, on channel 1 a service channel comprising the selective dial call, the alarm device in case of failure and the VHF control tone, on channel 2 an interconnection circuit comprising ' , supervision and dial call, on channel 3, a shared line including the end-of-call device. Channel 4 which is the tone signaling channel comprises a plurality of superimposed and frequency spaced tone channels on the PTM channel to appropriately allow the desired supervisory and telemetry control.
Channel 5-, which is the relay channel of the power transmission line, provides a plurality of relay channels comprising predetermined frequency signal combinations, superimposed on the single PTM channel to allow the transfer of a point-to-point energy charging, switching equipment on and off, and so on. The present invention relates more particularly to the latter route.
<Desc / Clms Page number 2>
The relay device of a power transmission line, as normally used in connection with an ultra-short wave relay link, uses a PTM channel of a time division multiplex system. This particular PTM channel can include one, two or more relay channels with the plurality of relay channels relating thereto with respect to the frequency. The relay channels transmit and receive a given tone signal or a predetermined combination of tone signals within the audible frequency range, 200-3300 hertz.
The number of relay channels and the number of tones or combinations of tones used therein depend on the operations to be carried out, the sharpness of the tone transmitters and the narrowness of the relay receiving bands, as as the accumulation of tone signals in a relay channel increases.
Consider, for the sake of explanation, a power line relay system comprising two relay channels per PTM channel, each relay channel comprising two tone signals related to each other in frequency in a manner predetermined. To obtain an effective relay, for example the operation of circuit breakers, two conditions must be fulfilled. First, both tones should be presented and, second, the whole system should show a low fruit ratio. Tones may be lost due to a malfunction of the PTM system causing erroneous or inefficient operation of the relay system.
The presence of strong noise can dim or eliminate the relay tone signal or may simulate a relay tone causing false or ineffective relayed information.
The object of the present invention is therefore to provide a device for controlling or relaying a power transmission line, by means of a communication system by ultra-short waves, by pulses, which cannot trigger d 'Wrong relay operations caused by' improper operation of the pulse system.
Another object of the present invention is the modification of a pulse communication system comprising the option of relays for a power transmission line, so as to include therein control means at the receiving end of said transmission devices. relay for power line, to practically eliminate any erroneous operation due to loss of relay signal and / or presence of abnormal noise or other interference.
Another feature of the present invention lies in the provision of a noise monitoring device making it possible to detect the parasitic noise energy on the marking signal of a train of track pulses, and of an operating electronic switch. so as to disable or block the operation of the relay receivers when a parasitic noise detected is greater than a given level.
Another characteristic of the present invention lies in the provision of a track monitoring device making it possible to detect the presence or absence of the signal transmitted by the pulse channel used for the relay of the power transmission line, and an electronic switch operating as a result of the absence of said signal of predetermined strength in order to disable or block the operation of the relay receivers.
Another feature of the present invention lies in the combination of the noise controller, the track controller and an electronic switch arrangement common to these two controllers, intended to make the relay receivers inactive, in the event that the parasitic noises in the system become excessive and if the relay tones are absent.
Another feature of the present invention is to provide a noise controller comprising a pulse channel demodulator.
<Desc / Clms Page number 3>
in order to allow the detection of the parasitic noise present on the marking signal of the pulse train, the amplitude of the noise recovered by the demodulation of said marking signal being representative of the parasitic noises of the system, which when they exceed a level given, cause the operation of the relay receivers to stop as a result of the cooperation of an electrical switch.
The objects and characteristics of the present invention will emerge more clearly on reading the following description of exemplary embodiments, said description being given in relation to the accompanying drawings in which:
Figo 1 shows in the form of a schematic block a PTM ultra-short wave communication system comprising relay devices for a power transmission line, incorporating the control circuit of the present invention.
Fig. 2 is a diagram of the control circuit shown in FIG.
1 and
Figure 3 shows in graphical form the operation of the demodulator marker of FIG. 2.
Fig. 1 shows an ultra-short wave communication system of the time division multiplex type with pulse width modulation, comprising a transmitting end 1 and a receiving end
2 comprising relay devices for power lines comprising a relay control device 3 at the end 2 in order to ensure correct and efficient operation of the relay of the power transmission line practically free of influence due to malfunction of communication equipment.
The transmitting station 1 comprises a base pulse generator 4 producing timing pulses repeating at a given base frequency, the output of which is coupled to the delay line 5. The delay line 5 comprises a plurality of branch points. arranged on its path in order to eliminate pulses therefrom, according to a predetermined time relation, one of the branching points serving to activate the generator marker 6 and the other of the branching points having the function of producing pulses delayed successively in order to produce the modulation in duration in the modulators 7 of the channel according to the signals of the modulation sources 8.
The marker generator 6 can be constituted by any suitable device capable of producing a pair of pulses, constituting the marker signal, each pulse of the pair being of very short duration and these two pulses being very close together so as to be easily distinguished from them. track impulses.
The generator 6 used here can be operated from any pulse source, but preferably from the same source as that used to produce the time-shifted track pulses, for example, generator 4. The output of generator 4 is coupled to an appropriate reflective delay line contained in generator 6 to produce two positive pulses of very short duration and very close to each other making it easy to distinguish the marking pulse from the individual track pulses contained in Multi-channel pulse wave.
The channel modulators 7 may be any suitable mechanism activated by a source of pulses, the pulse of a given delay tap point on delay line 5 and the signal energy from sources 8 of modulation or signal producing the channel pulses modulated in the tempso The modulation sources 8 can be
<Desc / Clms Page number 4>
provided by any desirable source compatible with utility needs, such as telephone circuits, tone signaling devices, power line relay signal generators, as represented by source 8a.
The channel pulse outputs of modulators 7 are modulated by the signal energy from sources 8 to produce a time displacement of the various channel pulses from their respective rest point, the time displacements being characteristics of modulating signal energies. These time modulated channel pulses are fed to mixer 9 where the pulses of the various channels and the marking pulse are amplified and intercalated in a time relationship as established by delay line 5.
The mixer 9 must include an appropriate mechanism allowing to intercalate or combine the pulse trains from each of the modulators 7 as well as the marking pulse from the generator 6, so that the energy in a train of channel pulses are not fed back into another's circuit. One specific means of achieving this goal is to provide a parallel arrangement of triodes in which the separate track pulse trains are applied to the appropriate gates of the plurality of triodes, the plate circuits of which are combined.
The resulting output of mixer 9 is coupled to high frequency transmitter 10 for transforming the multiplexed track pulse trains into high frequency energy for transmission on a transmission path 11 which, in an ultra-wave communication system. short is usually a radio link. However, under certain conditions, the channel 11 can be constituted by a suitable transmission line interconnecting the terminal equipment 1 with the terminal equipment 2.
The high-frequency receiver 12 receives from the transmission channel 11 the high-frequency energy representing the multiplexed track pulse trains, in which the high-frequency energy is transmitted to the time-shifted track pulse train according to signal from sources 8. The output of receiver 12 is coupled to pulse shapers 13 which operate in a known manner to reform individual channel pulses and remove extraneous information from the top and bottom of the channel pulses. The reformed output of the former 13 is then coupled to both the splitter marker 14 and the individual channel demodulators 15.
Marker 14, removes the marker signal from the reformed multi-channel pulse train, which is used to generate an electronic gate pulse. The electronic gate pulse is coupled to the delay line 16 having delay branch points which imparts a predetermined delay to the electronic gate pulse, substantially identical to the delay setting of the delay line 5, each of the outputs appropriately delayed from delay line 16 sequentially blocking or triggering modulators 15 for recovery of the information transmitted by their respective channel pulses.
The demodulators 15 may be any mechanism capable of removing, from the pulse wave of multiple channels of the former 13, their appropriate individual track pulse trains under the blocking action of the outputs of the branch points of the generator. delay line 16 and performing thereon a demodulating action, converting from pulse time modulation to pulse width modulation, and extracting the low frequency component of said width modulation to to reproduce the modulator signal present in each channel. The signals resulting from modulation or comprising a message at the outputs of the demodulators 15 are coupled to the user devices 17 compatible with the type of device 8 used as the modulation source.
<Desc / Clms Page number 5>
The arrangement, operation of the ultra-shortwave communication system and its various component elements having been thus described, consideration will now be given to the PTM2 channel comprising the modulating source 8a, the channel modulator 7a at the transmitting end, and demodulator 15a, user device 17a at the receiving end, for a brief description of the component elements of the power line relay device which are useful in describing the operation of the control mechanisms 3 according to the present invention.
Referring again to FIG. 1 shows for the modulation source Sa two relay channels comprising respectively the relay transmitters 18 and 19 and the relay transmitters 20 and 21. The relay transmitters produce tone signals having between them a predetermined frequency relation in order to allow a relay operation at the receiving end of the ultra-shortwave communication system. The tones produced by relay transmitters 18-21 may for example be at frequencies 2100 ;, 2400, 2700 and 3000 hertz respectively. These four tone signals producing in the low frequency range modulate an idle channel pulse supplied from delay line 5 to PTM channel modulator 7a.
The output of modulator 7a is applied to the channel pulse mixer 9 in order to be mixed with the other channel pulses and the marker signal, to form a portion of the PTM pulse train to be applied to the high transmitter. frequency 10.
The PTM channel pulse of channel 2, modulated according to the four tone signals constituting the two relay channels, is transmitted on the transmission channel 11 in the form of a portion of the wave of the pulse train, the pulse train is received by the receiver 12, formed by the pulse former 13, and applied to the PTM demodulator 15a. Demodulator 15a separates the pulse from the waveform path PTM2 from the pulse train and demodulates the split path pulse, as discussed above. The recovered tone signals are then applied to user device 17a.
User device 17a comprises relay receivers 22 and 23 for relay channel 1 and relay receivers 24 and 25 for relay channel 2. These relay receivers are preferably very precisely tuned for the reception of their corresponding tone signals and for rejecting other tone signals that occur at their input. It is necessary that both relay receivers in each channel be activated by the designated tone signal in order to produce sufficient output to actuate the trip relays 26 and 27 which actuate the baked cuts, or other devices, for control of power distribution, or other similar function.
As has been described, in order to obtain a suitable relay of the power transmission line, it is necessary that the ultra-shortwave communication system exhibit a low amount of parasitic noise and that the signals from tone are present, for effective relay action. In order to ensure the presence of these two conditions, the applicant has provided relay control means 3 comprising a noise controller 28 and a channel controller 29 which operate respectively to control the noise present in the communication system and the presence or the absence of relay tone signals. If noise in the system becomes excessive and / or relay tones are absent, controllers 28 and 29 produce an output which operates electronic switch 30.
Switch 30 in turn produces a negative output to block operation of relay receivers 22, 23, 24 and 25, to eliminate the possibility of incorrect operation of relays 26 and 27.
Referring to FIG. 2, we see, in the form of a schematic diagram, the control means for a power transmission line 3, this diagram making it possible to describe more completely the structure and the operation of the noise controller 26 and of the track controller 29
<Desc / Clms Page number 6>
in combination with the electronic switches 30. If we consider first the noise controller 26; it can be seen that its operation is such that it makes it possible to control or observe the amplitude of the noise present on the marking signal of the train of pulses PTM.
The noise controller 26, as illustrated, comprises a delay line 31 receiving from the timer 13 the entire reformed pulse train in order to delay said pulse train by 4; 3 microseconds before its application to the demodalator d. 'pulses 32. The marker pulse demodulator 32, identical in structure to the channel demodulators 15, is suitably blocked by the output of the marker separator 14 ie the same blocking output which is applied. on delay line 16 for the successive blocking of channel 15 modulators.
Fig. 3 shows the need to delay the pulse train by 4.3 microseconds in the delay line 31. The signal for marking the train of pulses PTM, as indicated by curve A in FIG. 3, comprises two narrow pulses whose leading edges are separated by 1.3 microseconds. Curve B shows the inversion of the marker signal from curve A as performed in former 13. The action of marker separator 17 to produce an electronic gate pulse for delay line 16 and demodulator d The marking pulses 32, as shown in curve C, is triggered by the leading edge of pulse 33 of the marking signal, thereby imparting a delay of 1.3 microseconds from the leading edge of pulse 34 to the leading edge pulse 33.
As shown, the curve C pulse has a curved portion of 1.0 to 1.5 microseconds. This pulse, or a delayed counterpart thereof, is normally applied to a channel demodulator having circuitry such that its operation is triggered at a given distance on the downward slope of curve 0, approximately 0.5 microseconds. , which is indicated at points 35 and 35a of curves C and E. As soon as the operation of the circuits of the demodulator 32 has been triggered, a rise time of 0.5 microseconds passes before the maximum amplitude or the flat portion of the demodulation curve, curve E, is reached.
This flat portion has a duration of about 2.0 microseconds before the demodulator is in the condition to respond to the leading edge of a quiescent pulse, such as pulse 34 of the mark signal. These various times set out above are delay times of the circuit before a point is reached at which width modulation can be obtained of the pulses positioned in time and which are to be demodulated. The sum of the various durations, 1.3 + 0.5 + 0.5 + 2 = 4.3 indicates the delay necessarily allocated to the marking signal for its demodulation, said delay being indicated on curve D. The coupling of the signal Delayed marking to the circuits of the demodulator 32.4.3 microseconds after the triggering of the operation of the circuit causes the return of the circuit to its previous position.
All the noises transmitted by the marking signal in the form of a modulation in time, are indicated by a change of position of the line 36; curve E, which gives a width modulated pulse. The resulting width modulated pulse is then coupled to a filter which extracts from it the low-frequency or variable amplitude component elements.
The noise present on the marker signal is representative of the noise present on the other track pulses of the pulse train and, thus the bias of the switch 30 and the output means of the controller 26 can be set such that noise above a given level causes switch 30 to operate, producing a voltage of sufficient negative amplitude to block operation of relay receivers 22-25. The variable amplitude output of demodulator 32 is applied to amplifier 37. An increase in the level of noise energy causes an increase in conduction of amplifier 37. This conduction increases the conduction of a rectifier or device. electronic discharge 38.
As the noise increases, the DC output
<Desc / Clms Page number 7>
at the cathode 39 of the electronic discharge device 36 also increases, becoming more positive. This increased positive direct current voltage is coupled through lead 40 to electronic switch 30 exceeding the bias voltage at terminal 41 which cooperates in establishing the allowable noise level.
As a result, the gas discharge device 42 ignites or becomes conductive, placing a negative direct current voltage on the gates of the relay receivers 22, 23, 24 and 25, taking them out of the circuit and thus preventing their operation in such a way that faulty operation of the PM system does not cause erroneous relay switching operations.
The channel modulator 29 is coupled to the output of the PTM channel demodulator 15a so as to allow this controller to observe the presence or absence of one or more tones still present in this channel used for the operation. relay of the power transmission line.
If no tone is present or if one of several tones is missing from the information derived from the demodulator 15a, the electronic discharge device 43 decreases the value of its conduction, causing the present of a more positive voltage. on the cathode 44 of the rectifier or electronic discharge device 45, thereby reducing the conduction thereof and, consequently, producing an increasing positive voltage at the anode 46 of the electronic discharge device 45. This increasing positive voltage , in the absence of relay tone signals,
is transmitted through lead 47 to gas discharge device 48 of switch 30 exceeding the bias voltage at terminal 41. As a result, gas discharge device 48 ignites or becomes conductive, thereby placing a negative direct current voltage on the input of the relay receivers, with sufficient amplitude to block or stop their operation in order to prevent erroneous relay operations resulting from faulty operation of the ultra-short wave system.
It will be clear to those skilled in the art that the inclusion of the control device 3 practically eliminates erroneous power transmission line relay operations caused by any faulty operation of the "TM system, and thus allows a more efficient relay of the power transmission line on an ultra-short wave relay system of the PTM type.
Although the objects and characteristics of the present invention have been described above in relation to specific examples of embodiments, it will be clearly understood that this description is given only by way of example and does not limit the scope of the invention. .