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La présente invention concerne des systèmes électriques de communication à courant porteur.
Dans' les systèmes à grand nombre de voies, il est de pratique courante.de réunir un certain nombre de fréquences de voies de cpm munication d' égale largeur, côté à côtépour former une bande de fréquences pratiquement continue qui est transmise sur un câble ou un
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autre circuit de communication.
Chaque bande de fréquence est dépla- cée jusqu'à sa position finale dans la bande de fréquences principale par une ou plusieurs opérations de modulation d' amplitude et des filtres possédant une caractéristique de coupure relativement abrupte doi-
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vent généralement être utilisés pour éhoixirpne des bandes latérales de modulation correspondant à chaque voie,à 1' exclusion de.l'onde por- teuse et de l'autre bande latérale.Les arrangements de filtrage pour de tels systèmes sont en conséquence coûteux.
Dans de tels systèmes à grand nombre de voies; les fréquences porteuses virtuelles correspondant aux bandes latérales des voies respectives, quand elles sont assemblées en position finale sont généralement séparées par une fréquence constante qui est généralement de quatre kilohertz. Ces fréquences porteuses virtuelles ne sont pas transmises et sont généralement différentes de toute fréquence porteuse
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utilisée en fait au cours de l'opération de mox3.at3n. Ce *ont les fréquences porteuses qui auraient été utilisées si les bandes de frénces de voie étaient'déplacées jusqu'à leurs positions finales par une seule opération de modulation.
Dans les systèmes classiques à grand nombre de voies la to- talité de la bande de fréquences disponible est pratiquement occupée par les voies de communication et il n' y a pas d' espace supplémentai-
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re disponible pour des signaux, supplémentaires de contrôle et dl autres signaux et ces signaux doivent donc être transmis à l'intérieur de la
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bande occupée par chaque voie. Ceci pend coûteux et compliqués les ré- cepteurs de signaux auxiliaires du fait qu'il est nécessaire de prévoir des circuits de garde de manière à éviter des fonctionnements erronés
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par suite des signaux de communicat'on.
Un certain nombre des objections mentionnées sont évitées si la bande de fréquences principale disponible est suffisamment large pourpermettre de disposer à une certaine distance les bandes de fré-
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quences de communication individuelles, de sorte que des bandes inoccu- pées peuvent être prévues pour la transmission de signaux auxiliaires.
L'objet de la présente invention est de prévoir des arrangements simples pour produire des bandes de signaux de communication et pour transmettre des signaux auxiliaires dans les espaces libres entre les bandes de, fréquences de communication dans les systèmes du type décrit. L'invention utilise les propriétés des dispositifs connus sous le nom de " modulateurs à bande latérale unique" qui sont des circuits de modulation prévus de manière à ce qu'une des bandes latérales classiques soit éliminée,donnant une sortie en bande latérale unique de fil-
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tres. Le terme "circuit modulateur à!bande latérale unique" utilisé dans le texte indique un circuit prévu de! cette manière . De tels circuits sont décrits dans le brevet anglais N* 260.067 et dans le brevet américain N 2.248.250.
Bien que la présente inveption concerne principalement la transmission de signaux auxiliaires, elle peut également être appliquée pour simplifier la production des bandes de voies individuelles dans
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un système dans lequel la bande de fréquences i8ponibl' -est pratiquement remplie par deâ-'baùdes dê'fréus de voies de commun.±crs;ts-'l,r. sera décrit en détail plus loin,.
L'invention prévoit un circuit modulateur à bande latérale unique pour un système électrique de communications à courant porteur
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comprenant un premier circuit d' entrée, un second circuit d'entrée et un circuit de sortie unique connectés à des moyens de modulation d' amplitude et une source d'ondes porteuses prévue de manière .à fournir une onde porteuse de fréquence donnée aux dits moyens de modulation;
le cirait étant prévu de manière à ce que lorsqu'un signal est appliqué au premier circuit d' entrée on n' obtienne--, pratiquement que la bande latérale inférieure dans le circuit de sortie sans la bapde latérale supérieure et qu' lorsqu'une onde de signalisation différente
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est appliquée au second circuit d' enttée,on n' obtienne-, pratiquement que la bande latérale supérieure dans le circuit de sortie, sans la bande latérale inférieure.
.L'invention prévoit également un système de communication -électrique par courants porteurs utilisant le type mentionné de circuit modulateur à bande -latérale unique.
, L'invention prévoit de plus un poste de transmission pour un système de communication électrique à grand nombre de voies comprenant une pluralité de circuits modulateurs à bande latérale unique, chacun de ces circuits étant prévu pour produire une paire de bandes la-
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térales en réponse respectivement à <des ondes de signalisation appliqu- ées respectivement,à la première entrée et à la seconde entrée et correspondant respectivement à une paire de voies les dites bandes latéra- les étant respectivement les bandes latérales supérieures et inférieures de la même onde porteuse,
les fréquences choisies pour les ondes por-
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t%uses-- des circuits de modulation respectifs étant suffisamment séparées pour' éviter le recouvrement des bandes latérales correspondant aux différentes paires de voies et chaque circuit de modulation étant connecté à un circuit de communication par un filtré de bande prévu'de manière à ne laisser passer pratiquement que.les-deux bandes latérales produites par le circuit modulateur correspondant.'
L'invention sera maintenant décrite en relation avec les dessins joints dans lesquels:
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La fig. 1 montre un diagramme d'affect4ion des fréquences pour,un système à courant porteur à grand nombre de voies auquel 1' invention peut être appliquée;
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la Fig. 2 montre un circuit :1cliateur à bande latérale u- nique mettant en oeuvre la présente invention ;
la Fig. 3 montre un circuit de démodulation à bande latérale unique.
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. la Fig. 4 montre 'un diagr,amme d'a±±6e%i6dM1 des fréquences pour un autre type de système à courant porteur à grand nombre de voies auquel l'invention peut être fpliqe; , la Fig. 5 montre un circuit sous forme de blocs schématiques mettant en oeuvre l'invention et dans lequel on utilise 1' affectation
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des sse indiquée à la Fig. 4, ;
La Fig. 1 montre le diagramme d'afêbtatW des fréquences d' un exemple simple d' application de la présente invention.Une bande de
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fréquences de 12 KHz de largeur s' étendant de F à F + 12 KHz est affectée à deux voies, chacune occupant upe bande de pratiquement 4KHz.La voie 1 est obtenue comme la bande latérale inférieure de l'onde porteuse de fréquence F + 4KHz et la voie 2 comme la bande latérale supérieure d'un onde porteuse de fréquence F + 8KHz . Un espace libre d'une largeur -de 4 KHz est ainsi disponible pour la transmission d'autres signaux.
Il serait par exemple possible de transmettre dans cet espace une onde pilote de F + 6 KHz utilisable pour'la commande automatique
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de gain par des méthodes connuesoA la place ou en plus de cette onde pilote, d' autres ondes ou des bandes étroites transportant des signaux de contrôle pour les deux voies pourraient être transmises dans cet es- paceo Ou bien encore une ou plusieurs voies télégraphiques par courant porteur pourraient être transmises dans l'espace vacant et cette possi- bilité est très intéressante dans les systèmes où les voies de communica- tion normales sont soumises à des opérations de compression ou d' expan- sion d' amplitude pour réduire le bruit,
du fait que si des signaux té- légraphiques doivent être transmis sur des voies de communication norma- lement utilisées pour des signaux de communication, les opérations de compression et d' expansion produisent des effets de distorsion dans les voies télégraphiques qui ne peuvent être facilement évités. En transmettant les signaux télégraphiques dans l' espace de fréquence libre, l' appareil de compression et d' expansion est évité.
La Fig; 2 montre sous forme de blocs schématiques un circuit de modulation à bande latérale unique mettant en oeuvre l'invention.Il peut être considéré comme un développement du circuit de modulation'à bande latérale unique décrit en relation avec la Fig. 1 du brevet an- glais N 260.067
La Fig. 2 comprend deux modulateur* d' amplitude similaires
1 et 2 de préférence des modulateurs équilibrés d'un type convenable connu, un oscillateur 3 servant de source d'onde porteuse et trois arrangements de déplacement de phase 4, 5 et 6,chcun de ces trois arrangements étant prévu de manière à introduire un déplacement de phase pratiquement égal à 90 à toutes les: fréquences dans la bande de fréquences qui lui est appliquée.
Les deux arrangements de déplacement de phase 5 et 6 doivent introduire des déplacements de phase de même signe et on supposera que le système de déplacement de phase 4 introduit un déplacement de phase de même signe que les autres mais ce n'est pas essentiel.
L'oscillateur 3 est connecté directement au modulateur 2 et à travers 1' arrangement de déplacement de phase 4 au circuit modulateur 1. Une connexion 7 pour une première bande de fréquence de voie est connectée à travers 1' arrangement de déplacement de phase 5 au modulateur 1 et directement au modulateur 2.Un conducteur d' entrée séparé 8 pour une seconde bande de fréquences de signalisation est connecté directement au modulateur 1 et par l'inter/médiaire de 1'arrangement de dépla- cement de phase 6 au modulateur 2. Les ondes de sortie des deux modulateurs sont combinées dans un conducteur de sortie commun 9 qui peut être ,eonnecté à un circuit de c&ble ou a un autre circuit de communication.
Bien,qu'on ait supposé plus haut pour simplifier que les arrangements de déplacement de phase, 4,5 et 6 produisent des déplacements de phase de 90 on doit comprendre que la condition essentielle est que les différences de phase entre les ondes à toutes les fréquences qui sont appliquées aux modulateurs 1 et 2 à partir de 3, 7, 8 doit être de 90 et la différence de phase entre les deux circuits à partir du conducteur 7 vers les deux modulateurs doit être de signe opposé à cellq des deux circuits à partir du conducteur d' entrée 8.Si un déplacement de phase appréciable est introduit dans une quelconque des connexions directes,
le déplacement de phase correspondant doit être prévu en conséquence de manière à ce que la différence de déplacement de phase désirée soit obtenue I1 peut même être plus pratique de produire la différence de déplacement de phase désirée au moyen de réseaux prévus de manière appropriée, qui sont insérés dans les connexions de 3 à 7 ou 8,vers les deux modulateurs. comme ceci est réalisé dans le brevet anglais N 260,067 qui a déjà été cité.
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L' arrangement de la Fig. 2 diffère de celui décrit dans le brevet anglais ? 260,067 par le fait qu'on prévoit un dispositif de déplacement de phase supplémentaire pour permettre au modulateur de traiter simultanément les deux signaux modulants d' entrée séparés.Ceci est possible du fait qu'une seule bande latérale de modulation est produire en réponse à chaque signal d'entrée .
Si le conducteur d'entrée 8 et 1' arrangement de déplacement de phase 6 étaient omis, le circuit serait pratiquement le même que celui décrit dans le brevet anglais N 260.067 et les sorties des modulateurs 1 et 2 pourraient être ainsi combinées dans le conducteur 9 de telle manière que-lorsqu'une onde modulante ou;un signal est appliqué sur le conducteur 7,les bandes latérales supérieures sont supprimées et seule la bande inférieure apparaît sur le conducteur de sortie 9. Suivant l'invention, une seconde onde modulante peut être appliquée simultanément sur le conducteur 8 et on verra maintenant que les bandes latérales inférieures sont supprimées et que seule la bande latérale supérieure apparaît sur le conducteur 9 en réponse à cette onde d' entrée.
Le circuit modulant produit donc deux bandes latérales dans différentes bandes de fréquences correspondant respectivement aux deux signaux modulants. Le conducteur 7 peut être appelé " conducteur d' entrée de la bande latérale inférieure" et le conducteur 8 Il conducteur d' entrée de la bande latérale supérieure".On çomprendra que pour obtenir pratiquement une suppression complète dés bandes latérales indésirables dans les deux cas,il est nécessaire que les niveaux des bandes latérales inférieures et supérieures produites respectivement par les modulateurs 1 et 2 soient égaux.
Ainsi en se référant a la Fig. 1 .l'oscillateur 3 de la Fig. 2 peut être prévu de manière à fournir une onde porteuse de fréquence F + 4 et une bande de fréquences vocales s' étendant par exemple de 100 à 3,500 Hertz peut être appliquée au conducteur 7.Seule la bande latérale inférieure désignée par CHAN.1 et située entre F et F + 4 apparaîtra sur le conducteur de sortie 9. En même temps, une onde ayant une fréquence unique de 2. 000 Hertz par exemple, peut être appliquée sur le conducteur 8.'Elle produira une bande latérale supérieure de F + 6 qui se trouve dans 1' espace libre et peut être utilisée si on le désire comme onde pilote de commande automatique de gain, comme il a déjà été mentionné.
Un second circuit modulant ( qui n'est pas représenté) semblable à celui de la Fig. 2 peut être prévu dans.lequel l'oscillateur 3 est prévu de manière à fournir une onde porteuse de fréquence F + 8.Une seconde bande de fréquences de parole correspondant à une autre voie peut alors être appliquéè par le conducteur d' entrée 8 et apparaîtra sur le conducteur de sortie 9 comme la bande latérale supérieure indiquée par CHAN.2 à la Fig. 1 et se trouvapt entre les fréquences F + 8 et F + 12.Une tonalité de supervision d'une fréquence de 1. 000 Hertz par exemple peut être appliquée par le conducteur 7.
Elle apparaîtra comme la bande latérale inférieure de fréquence F + 7 dans 1' espacelibre.
D' autres choix sont évidemment possibles. Par exemple, la tonalité F + 6 peut être supprimée ou transmise directement (c'est- à-dire sans modulation d'onde porteuse) et un signal de contrôle pour la voie 1 peut être transmis en fournissant une tonalité à la. fréquence de 1000 Hz au conducteur 8 du circuit modulateur représenté à la Fig.2.Cette tonalité apparaîtra comme la bande latérale supérieure de fréquence F + 5 dans 1' espace libre.
Il est évident que plusieurs tonalités séparées de fréquences différentes pourront si on le désire être transmises simultanément dans 1' espace libre en appliquant des tonalités correspondantes
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ayant des fréquences à 1' intérieur de la nande de conversation, sur le conducteur 8 de la Fige 2 et ces tonalités peuvent être utilisées à des fins différentes.En particulier une ou plusieurs voies porteuses télégraphiques peuvent être prévues occupant une série de bandes étroi- tes toutes situées dans 1' espace libre en appliquant au conducteur 8 des porteuses à fréquencesvoeales modulées par des signaux télégraphi- ques.
Comme il a été mentionné plus haut, ceci permet de faire subir à la bande de fréquences de voie appliquée au conducteur 7 des opérati- ons de compression et d' expansion sans affecter les voies télégraphi- ques,
La Fig. 3 montre un circuit démodulateur à bande latérale unique prévu pour reconstituer séparément les ondes de signal occupant les bandes latérales supérieure et inférieure produites par le circuit de la Fig. 2. Il comprend les éléments 1 à 6 semblables aux éléments de la Fig. 2 portant les mêmes références, mais il n'est pas nécessaire de disposer d'un arrangement de;'déplacement de phase correspondant à 6.
Le conducteur d' entrée 10 venant du circuit de câble ou d'un circuit de communication est connecté directement aux entrées des modulateurs
1 et 2 et 1' arrangement de déplacement de phase 5 est connecté direc- tement à la sortie du modulateur 1.Les sorties des éléments 5 et 2 sont connectées directement aux entrées opposées de 1' enroulement primaire à prise -centrale d'une bobine hybride 11 dont 1' enroulement secondaire est connecté à un récepteur 12 pour les signaux occupant la bande la- térale inférieure produite à la Fig;
2,c'est-à-dire pour la voie de conversation l.La prise centrale de Il' enroulement primaire de la bobine hybride 11 est connectée à la terre par l'intermédiaire d'un récepteur
13 pour les signaux occupant la bande latérale supérieure (c'est-à-di- re les signaux de tonalité).
L'oscillateur 3 est prévu de manière à fournir la même fré- quence porteuse que celle obtenue à la Fig .2, à savoir F +.4KHz.
Avec cet arrangement on voit-que les ondes produites par 1' interaction dans les modulateurs 1 et 2 de la bande latérale infé- rieure avec 1' onde porteuse sont en opposition de phase aux bornes de 1' enroulement primaire du transformateur 11 et, qu'en conséquence ces ondes sont fournies au récepteur de bande latérale inférieure 12 mais tant qu'elles sont d' amplitude égale elles n' atteignent pas le ré- cepteur de bande latérale supérieure 13 du fait que la prise centrale de 1' enroulement primaire de la bobine hybride 11 est au potentiel zéro.
D'autre part, les ondes produites par la réaction de la bande latérale supérieure avec l'onde porteuse dans le modulateur seront de même phase aux bornes de 1' enroulement primaire de la*bobine hybride 11 et en conséquence si elles sont d' amplitude égale elles n' affectent pas le récepteur de bande latérale inférieure 12 mais elles sont appliquées au récepteur de bande latérale supérieure 13.Ainsi, le circuit de la Fig. 3 constitue un arrangement très simple pour démoduler les bandes latérales reçues et en même temps pour séparer les ondes de parole des signaux de tonalité. Il est évident,que le circuit de la Fig. 3 foncti- onne de la même manière quelle que soit la nature des signaux transmis au moyen des bandes latérales.
L'espace vacant, entre le fréquences F+4etF+8àla Fig.
1 peut être occupé par une autr voie de convesaton qui n'est pas représentée. Tout ce qui est nécessaire est de fournir la bande de fré- quences de parole pour la voie supplémentaire sur le conducteur 8 de la Fig.2 auquel cas elle apparaît dans 1' espace libre comme la bande latérale supérieure de la fréquence porteuse F + 4,la bande latérale correspondant à la voie 1 apparaissant comme précédemment comme la bande latérale inférieure dans la position représentée à la Fig.1.
Ainsi, un nombre pair de voies de conversation (2n) peut facilement être prévu
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de manière à occuper et pratiquement remplir une large bande de fréquence en prévoyant n circuits modulateurs similaires à celui'de la Fig. 2, les fréquences porteuses fournies par les oscillateurs respectifs 3 étant séparées de 8 EHz.Chaque circuit modulateur fournit alors les bandes latérales correspondant 4:une paire de voies, .une étant la bnde latérale inférieure et 1' autre la bande latérale supérieure.
Les bandes de fréquences de base correspondant aux deux voies seront appliquées respectivement par les conducteurs 7et 8.Ce type d'affectation de fréquences est représenté à la Fig. 4 pour trois paires de voies .Il peut naturellement être étendu'à un nombre que%conque pair de voies.
La Fig. 5 montre un circuit schématique d'un système à courant porteur à grand nombre de voies dont les voies sont affectées comme il est indiqué à la Fig.4.A 1' extrémité de transmission d'un circuit de câble ou d'un autre circuit de communication 14 sont prévus trois circuits modulateurs à bande latéraLe unique 15,6, 17 chacun de ces circuits étant similaire à celui de\la Fig. 2 et ils-fournissent les bandes latérales pour les voies 1 et 2 3, 'et 4, 5 et 6 respectivement. Ces circuits modulateurs sont connectés au circuit 14 par des filtres passebande individuels 18, 19 et 20 suivant la pratique conrante.
Les oscillateurs d'onde porteuse 3 (Fig. 2) dans les circuits modulateurs 15, 16 17 sont prévus de manière à produire respectivement les fréquences F + 4 F + 12, F + 20 KHz suivant la Fig.4, Les filtres 18, 19 et 20 sont prévus de manière,à laisser passer les bandes latérales supérieures et inférieures correspondant respectivement à ces fréquences porteuses et leurs bandes passantes s' étendront en conséquence pratiquement de F à F + 8, de F + 8 à F + 16 et de F + 16 à F + 24 Khz A 1' extrémité de réception du circuit-14 sont prévus trois circuits de démodulation à bande latérale unique-21, 22, 23, chacun de ces.circuits étant similairé à celui de la Fig. 3 et ils sont prévus de manière à reconstituer les bandes de signaux originales 1 et 2,3 et 4,5 et 6 respectivement.
Les trois circuits démodulateurs sont connectés au circuit 14 par les filtres de séparation 24, 25, 26 semblables respectivement aux filtres 18, 19 et 20. @ ;
Les oscillateurs 3 (Fige 3) de ces démodulateurs seront accordés respectivement sur les mêmes fréquences que les oscillateurs dans les circuits modulateurs correspondante) 15, 16,17.
Il est évident qu'un nombre quelconque de circuits modulateurs, démodulateurs ou de filtres de séparation supplémentaires, qui ne sont pas représentés, peuvent être cbnnectés de manière similaire au circuit 14 de manière à fournir un nombre supplémentaire correspondant de paires de voies de communication.,
On remarquera que, suivant les méthodes classiques de transmission de six voies de communication; il serait nécessaire d' utiliser six filtres séparateurs à chaque extrémité. L'utilisation de circuits modulateurs et démodulateurs mettant en oeuvre l'invention permet de diviser par deux le nombre des filtres études sources de courants porteurs permettant ainsi une économie importânte.
On n' a donné aucun détail de circuit des éléments représen- tés aux Figs. 2 et 3 puisque tous ces éléments sont classiques. Les connexions au parallèle représentées en;différents points de la Fig. 2 peuvent être obtenues de toute manière convenable permettant d' obtenir les relations de phase et d' amplitude recherchées. Par exemple;des bobines hybrides équilibrées peuvent être timorées aux points de jonction des entrées er des sorties des arrangements de déplacement de phase 5 et 6, à la sortie de 1' oscillateur 3 et aux sorties des modulateurs 1 et 2, bien que des connexions simples en parallèle et en série soient également possibles.
Il est toutefois avantageux d' utiliser des circuits de
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bobine hybride aux sorties des dispositifs de déplacement de phase et 6 puisqu'ils peuvent facilement être prévus de manière à éviter que les ondes d' entrée fournies au conducteur 7 ne soient également fournies au conducteur 8 et vice versa.
On comprendra également que des réseaux atténuateurs ou amplificateurs appropriés(qui ne sont pas représentés)peuvent être insérés quard c'est nécessaire pour obtenir les niveaux convenables aux points où l'annulation des bandes latérales doit se produire.
On comprendra également que 1' espacement en fréquence indiqué aux Figs. 1 et 4 n'est pas essentiel et que d'autres valeurs peuvent également.être utilisées. Par exemple,il n' est pas nécessaire que 1' espace affecté à une voie soit de 4 KHz, comme il est indiqué aux Figs. 1 et 4, et à la Fig. 1 la largeur de l'espace libre prévu entre deux bandes latérales de voies ne doit pas nécessairement avoir la largeur de 1' espace affecté à une voie.
Bien que la présente invention ait été décrite en relation avec des exemples particuliers de réalisation, il est clair qu'elle n'est pas limitée aux dits exemples et qu'elle est susceptible de variantes et modifications sans sortir de son domaine.