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La. présente invention concerne un réseau retardateur et, tout parti- culièrement, le type de ligne électrique de retard non-équilibrée ou a trois bornes.
Un type bien connu de réseau retardateur à trois bornes est essen- tiellement un circuit non-équilibré comprenant une bobine ou un enroulement isolé de, mais couplé électriquement sur sa longueur à une pièce conductrice pour éta- blir dans le réseau une inductance série et une capacité shunt. Une borne d'entrée et une borne de sortie sont prévues respectivement aux extrémités de l'enroule- ment, tandis qu'une troisième borne ou borne commune est connectée à la pièce conductrice et se présente généralement sous forme d'une prise de terre. Une ligne de ce genre, qui simule une ligne de transmission, a un temps de retard et une impédance caractéristique qui sont fonction de l'inductance série effective tota- le et de la capacité shunt effective totale.
Ces paramètres sont déterminés par les caractéristiques matérielles telles que les dimensions, le nombre de tours par unité de longueur, ainsi que le type et l'épaisseur du matériau diélectrique entre l'enroulement et la pièce conductrice. Pour obtenir des temps de retards considérables avec des structures de dimensions acceptables, l'enroulement se com- pose d'un grand nombre de tours par unité de longueur. Pour augmenter encore le temps de retard par unité de longueur, ou a eu précédemment recours à un enroule- ment distribué effectué au moyen d'une machine dont l'avance ne comprenait qu'une fraction du diamètre du fil, ce qui résultait en une bobine en couches multiples ressemblant à un enroulement empilé.
Les enroulements constitués de la sorte étaient toutefois fort peu réguliers ce qui rendait fort difficile d'obtenir des lignes de retard à caractéristiques uniformes.
Dans les simples lignes de retard à paramètres distribués, le courant dans les spires successives subit un décalage de phase qui s'accentue à Mesure que la fréquence augmerlte. A cet effet, l'inductance et donc aussi le temps de re- -tard par unité de longueur, décroît à mesure que la fréquence augmente. Cela se manifeste sous forme d'une distortion de phase et a une influence marquée sur la forme des impulsions. Diverses dispositions ont été employées pour compenser cet- te distortion de phase, dans le but d'obtenir une meilleure fidélité dans la re- production de la forme de l'impulsion. 0'est ainsi qu'on peut avoir recours à des types de bobine ne donnant qu'un faible temps de retard par unité de longueur, ou à des moyens de compensation tels que des capacités additionnelles.
Ce genre de solution conduit toutefois soit à une ligne longue et encombrante, soit à des dispositifs de fabrication difficile. On connaît aussi un moyen qui consiste à diviser un enroulement à une seule couche en une pluralité de sections de manière à réduire la distortion de phase en réduisant le nombre de liaisons de flux dé- phasées.Cet expédient rend toutefois la ligne relativement longue.
On peut également concevoir un système de retard à parmètres groupés.
Un tel réseau est relativement petit et a de bonnes caractéristiques électriques.
Toutefois, un réseau de ce genre comporte une multiplicité de condensateurs exter- nes séparés, connectés individuellement aux points de jonction d'un nombre corres- pondant de selfs connectées en série. On voit tout de suite qu'une telle construc- -Lion doit être relativement coûteuse et encombrante et ne se prête pas facilement à une production économique en grande série. Un des buts principaux de la présen- te invention est la construction d'un système compact ayant un temps de retard relativement grand.
Un autre but de l'invention est de construire un tel réseau qui réa- gisse bien aux impulsions.
Un autre but de 1'invention est de construire un tel réseau qui soit facile à fabriquer économiquement.
Conformément à la présente invention, un type de réseau retardateur à trois bornes, facile à fabriquer, ayant un temps de retard relativement consi- dérable et répondant bien aux impulsions, est constitué par un réseau comprenant un organe conducteur allongée et un enroulement allongé comportant une pluralité
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de sections à couches multiples, isolées dudit organe conducteur mais couplées électriquement à ce dernier sur toute la longueur desdites sections de manière à constituer une capacité shunt distribuée qui, conjointement avec l'inductance de l'enroulement, détermine le temps de retard du système.
Suivant une autre particularité, les sections individuelles d'enroule- ment sont d'une longueur qui, combinée avec l'espacement entre sections, donne l'induction mutuelle optimum entre sections pour assurer la meilleure réponse aux impulsions. Les sections peuvent être écartées pour réduire l'inductance mutuel- le, mais dans le mode d'exécution préféré, elles sont étroitement adjacentes.
D'après une autre particularité, dans le mode d'exécution préféré de l'invention, le fil employé pour le bobinage a un isolement au polyvinyl tel que du "quadruple Formex" afin de donner lieu à une faible capacité entre spires, de sorte que la principale oapacitance effective est celle qui existe entre la cou- che inférieure et l'organe conducteur. Pour réduire les pertes au minimum, la ca- pacité shunt est obtenue au moyen d'un organe conducteur relativement large, c'est- à-dire formant un tour presque complet, séparé de l'enroulement par un diélectri- que à faibles pertes, relativement épais, tel que du "mylar".
Les buts et particularités mentionnés ci-dessus ainsi que d'autres buts et particularités de la présente invention, de même que la manière de les obtenir apparaîtront plus clairement, et l'invention-mêmesera le mieuxcomprisepar ladescription donnée si-dessous d'un mode d'exécution de l'invention en se référant aux dessins annexés comprenant les figures 1 à 3, dont la figure 1 est une ligne de retard conforme à l'invention; la figure 2 est une vue perspective partiellement découpée et partiel- lement représentée en coupe suivant un plan indiqué par les lignes 2-2 de la fi- gure 1; et la figure 3 représente à échelle agrandie, une coupe, par un plan axial indiqué par les lignes 3-3 de la figure 1, montrant les détails d'une sec- tion du bobinage.
Pour une connaissance plus approfondie des lignes de retard électro- magnétiques et des problèmes qui en découlent, voir Millman et Taub" Pulse and Digital Circuits", McGraw Hill, 1956, chapitre 10 ; et dans la série des "MIT Ra- diation Laboratories", volume 17: "Blackburn's Components Handbook", chapitre 6, et volume 19, Chance et al "Waveforms" ohapitre 22, ainsi que les diverses noti- ces bibliographiques mentionnées dans chacun de ces ouvrages.
Une application caractéristique d'une ligne de retard de ce genre se trouve dans la mémoire d'un système d'interconnexion de téléphonie multiplex à ré- partition dans le temps, tel que celui qui a été décrit dans la demande de brevet pour un Système électronique de Commutation No. PV.38.369, déposée le 7 octobre 1958, au nom de la Société Demanderesse.
En se référant maintenant aux figures 1 et 2 du dessin annexé, on voit que la ligne de retard 10 comporte un enroulement comprenant une pluralité de sec- tions d'enroulement SI à SL. Un organe conducteur 22, constituant une languette de mise à la terre sous forme d'un ruban de cuivre mince ou d'une autre substance conductrice, est enroulé sur le noyau 20. Le diélectrique pour la capacité shunt est constitué par une feuille isolante 24 enroulée sur ladite languette de mise à la terre, avec un de ses bords attaché au noyau par le ruban adhésif 26, tandis que l'autre bord est maintenu en place par le ruban adhésif 28. Ces diverses piè- ces 20 à 28 s'étendent sur toute la longueur de la ligne et dépassent les extré- mités de l'enroulement.
Une borne d'entrée 12 est connectée à l'entrée de la sec- tion d'enroulement SI, une borne de sortie 14 est connectée à l'extrémité de la section d'enroulement SL, et une borne de terre 16 est connectée à la languette de mise à la terre 22.
Toutes les sections d'enroulement sont semblables, et la figure 3 mon-
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tre les détails de la section S1. Elle comprend 65 tours en trois couches, les spires Tl à T25 de la couche intérieure étant bobinées de gauche à droite immédia- tement contre la feuille isolante 24, une deuxième couche comprenant les spires T26 à T48 étant bobinée de droite à gauche, et une couche externe comprenant les spires T49 à T65 étant bobinées de gauche à droite. La prochaine spire T66 est la première de la section S2 et est adjacente à la spire T25,
Plus spécifiquement encore, le noyau 20 est une pièce -tubulaire cylin- drique en un matériau isolant phénolique.
La languette de mise à la terre 22 est un conducteur tel que de la feuille de cuivre et a une largeur relativement gran- de, c'est-à-dire suffisante pour couvrir la majeure partie de la périphérie du noyau 20. La feuille isolante 24 est constituée d'un matériau diélectrique à fai- bles pertes tel que du "mylar" et est maintenue en place du ruban adhésif en po- lyester 26 et 28. L'enroulement peut être recouvert d'une couche de polystyrène pour bobinages.
En faisant usage d'un isolement quadruple de formex, la capacité entre spires peut être maintenue si faible que la capacité principale effective est cel- le qui existe entre la couche interne de l'enroulement et la languette de mise à la masse 22. Par suite de l'emploi d'une large languette de mise à la masse 22 et d'une feuille isolante 24 en un matériau diélectrique à faibles pertes, tel que du mylar, les pertes sont plus faibles que si l'isolement au formex constituait seul le diélectrique pour la capacité shunt.
La théorie bien connue des lignes de retard à paramètres groupés montre qu'une certaine inductance mutuelle optimum entre les sections d'inductan- ce donne la meilleure réponse aux impulsions. Cette inductance mutuelle est déter- minée par divers facteurs tels que le rapport de la longueur au diamètre pour chaque section, et l'écartement entre sections successives.L'inductance mutuelle doit être telle,que l'inductance série totale effective est indépendante de la fréquence ou se rapproche de cette condition.
Dans un mode d'exécution préféré; les sections d'enroulement sont ad- jacentes, et à spires jointives, et leurs longueurs respectives sont choisies de manière à obtenir la meilleure réponse aux impulsions. Pour des lignes à plus hau- te impédance, il serait préférable d'espacer les sections pour réduire l'inductan- ce mutuelle.
Un mode d'exécution particulier d'une ligne de retard conforme à la présente invention répond aux données suivantes :
Noyau 20
EMI3.1
Diamètre o s o e s o a s s o o s s a n e e s s e o n s o e s e tube de 4,25 mm Longueur 0' 0 ... 0 0 ....... D " ....,.. G 1} ......... 100 ma' Composition ..."000'00...'.......... Phénolique Organe conducteur 22 s o s o 0 o s o o e s s a a e s s o s o s s s v s e s Feuille de cuivre de 0,025 mm d'épaisseur, de 11 mm de lar- geur et de 83 mm de longueur, avec une languette de 5 mm de largeur dépassant de 5 mm pour connexion à la borne 16.
EMI3.2
Couche isolante 24 e n o e e o a e o e , o , o e v a e o 0 o s s s s e . e s Feuille de mylar de 0,025 mm d'épaisseur, 16 mm de largeur et 100 mm de longueur.
EMI3.3
Enroulement .....0......000..0..0'.0".0..'..".0 33 sections à spires jointives, chaque section ayant 65 spires de fil n 41 à quadruple isole- ment au Formex.
EMI3.4
Longueur de chaque section .......'.0'....'...... 2,4 asn
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Nombre de couches de chaque section ............ Trois.
Impédance caractéristique .............. 2200 ohms.
Temps de retard ............... 0,85 microsecondes.
Temps d'accroissement .............. ..... 0,16 microsecondes.
Ayant ainsi'décrit les principales caractéristiques de l'invention en corrélation avec les appareils spécifiés, on désire qu'il soit clairement entendu que la sus- dite description est donnée simplement titre d'exemple et sans impliquer aucune limitation à la portée de l'invention.
REVENDICATIONS.
1.- Réseau à temps de délai comprenant un organe conducteur allongé et un enroulement allongé comportant une pluralité de sections d'enroulements à plusieurs couches isolées dudit organe mais couplées électriquement à ce dernier sur la longueur desdites sections pour donner naissance à une capacité shunt dis- tribuée qui, conjointement avec l'inductance desdits enroulements, détermine le temps de retard dudit système.