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"Circuit pour la transmission de signaux acoustiques entre deux postes ou plus et appareils pour réaliser cette oommu- nication".
L'objet de la présente invention est un circuit pour la transmission de signaux acoustiques entre deux pos- tes ou plus, comportant deux canaux aveo commutation automa- tique électronique oommandée par des signaux acoustiques et appareils pour réaliser ces communications.
On connaît l'effet Larsen qui se produit quand on a en présence en même temps deux amplificateurs et les trans-
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ducteurs acoustiques correspondants.. dans des directions op- posées sur la même ligne ou sur des lignes séparées. Pour éliminer cet inoonvénient on a procédé à l'isolement accusti- que du haut parleur par rapport au microphone, par exemple en les éloignant.
On sait également que, pour éviter l'inconvénient de l'effet Larsen, on bloque un amplificateur (canal) pour le laisser libre dès qu'un signal électrique se manifeste sur la ligne de celui-ci et l'on bloque l'autre amplificateur , (canal) entre temps.
Ce blooage-déblooage peut être réalisé par conversa- . tion de vive voix dans les installations à deux canaux où la oommutation s'effectue automatiquement avec des commutateurs ' mécaniques et électroniques oommandés par voix à partir de l'un des postes de retransmissions Il arrive ainsi dans des types connus que l'on fasse effectuer automatiquement une oommutation mécanique de la ligne d'entrée et de départ des deux amplificateurs dès qu'il se manifeste un signal sur une ligne en en excluant un (intervention acoustique sur l'un des postes).
Une commutation de ce genre donne ]eu à de notables ; inconvénients dûs aux mécanismes utilisés qui sont extrême- ment délicats et de courte durée.
On. connaît également la commutation électronique par l'inclusion et 1'exclusion des amplificateurs éleotroni- ques dans un sens ou dans l'autre, comme décrit dans le bre- vet Grande Bretagne NO 690 720 du 6 septembre 1950.
Le système de commutation commandé par la voix avec commutateur mécanique présente un rapport de résistance éle- ; vé à circuit ouvert, comparé à la résistance en circuit fermé ; (R cuvert), valeurs que l'on n'obtient pas avec les circuits à commutation électronique qui sont réalisables d'une façon
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plus économique que les circuits à commutation mécanique.
Dans ces circuits à commutation électronique il se produit . une basse résistance et l'on est contraint de maintenir les valeurs de l'amplification dans les deux sens très basses pour éviter une réaction. Par suite, il n'est pas possible de réaliser des communications à vive voix à des niveaux acoustiques suffisamment hauts pour obtenir un service satis-:, . faisant et ceci principalement dans les installations oyto- phoniques avec postes extérieurs et intérieurs.
L'objet de l'invention est d'avoir un appareillage électronique à commutation électronique sur circuits à deux canaux permettant la communication à vive voix à des niveaux ' acoustiques suffisamment élevés (aveo des produits des gains µ des deux amplificateurs égaux à 500. 000) qui sont ceux que l'on obtient dans les communications entre postes extérieurs et intérieurs suffisamment claires.
Selon l'invention, le circuit comporte deux lignes, une pour effectuer la communication du poste extérieur vers le poste intérieur, avec le groupe amplificateur correspon- dant, l'autre du poste intérieur au poste extérieur aveo le groupe amplificateur correspondant.
Il comprend en outre un groupe de commutation piloté dans un sens par un circuit électronique qui, en présence d'un signal électrique provoqué par la voix dans le mioropho- ne ferme le circuit qui le relie à l'amplificateur oorres- pondant de sorte que le signal amplifié est transféré au transducteur électronique correspondant tandis qu'en même temps l'autre circuit est exolu dans le sens opposé, ladite exclusion restant permanente aussi longtemps que dure le si- gnal, et dans le sens opposé, le groupe de commutation est piloté par un circuit électronique qui, en présence d'un signal électrique produit par la voix,
ferme le circuit qui
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le relie à l'amplificateur correspondant de sorte que le signal amplifié est transféré au transducteur électro-acous- tique oorrespondant et court-cirucite la ligne de l'autre amplificateur en empêchant qu'il se produise des phénomènes d'interférence.
Afin de pouvoir obtenir un rapport de résistance élevé entre un interrupteur électronique ouvert et un autre fermé, chaque interrupteur est constitué de deux transistors, un transistor du premier interrupteur et le correspondant de l'autre interrupteur se eature pendant que les deux autres transistors s'interdisent l'un des deux interrupteurs est ouvert lorsqu'un transistor est saturé à l'autre et inter- dit et il en est de même pour l'autre interrupteur.
Lee deux transistors qui s'interdisent, à circuit ouvert, sont les mêmes que ceux qui constituent le transistor amplificateur final du groupe amplificateur correspondant et qui ont, sur l'émetteur une polarisation fixe de sorte que l'on abais- se ainsi la tension de base pendant que les deux autres tran- sistors se saturent et s'interdisent l'un après l'autre. Le courant de repos des deux transistors finals qui fonctionnent alternativement est le mime et la tension de polarisation eat obtenue en reliant entre eux les deux émetteurs, épargnant ainsi l'intensité de l'alimentation.
L'invention concerne également l'appareillage cor- respondant qui constitue une station principale et oompre- nant un microphone et un haut parleur ainsi que une ou plu- sieurs stations secondaires comprenant ohaoune un transduc- teur électro-acoustique choisi parmi les haut-parleurs ré- versibles et de deux groupes d'amplification avec oommuni- oations alternées automatiques au moyen d'une commutation transistorisée comme décrit précédemment.
Dans le croquis annexé on représente à titre expli-
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catif et non limitatif, le schéma électrique d'une installa- tien avec l'appareillage correspondant entre une dation prin- oipale et une station secondaire (poste extérieur, poste in- tériur).
Si l'on se réfère audit schéma;S-P indique la sta- tion principale constituée par un microphone M et un haut- parleur Ap';SS indique la atation secondaire constituée par un transducteur électro-acoustique Ap" constitué par un haut- parleur ayant un fonctionnement réversible (haut-parleur- microphone) A1 et A2 indiquant respectivement les deux grou- peu d'amplification et de commutation respectivement dans le sens SP-SS et SS-SP; 11 et 12 et 13 étant les trois commuta- tours électriques;
Eo et Ec,,les groupes de pilotage respec- tivement des commutateurs 11. 12 et 13
Lorsque l'on sépare le haut-parleur de la station secondaire Ap" le haut-parleur de la station principale émet un signal (battement) dû à la commutation toutes les fois qu'il se produit une note dans le haut parleur Ap' avant un signal acoustique.
Pour éviter ce battement, le circuit est prévu pour . fonctionner comme un oscillateur et il se produit à la suite de la diminution de la ohaure due au décrochement du circuit du haut-parleur de la station secondaire, Le circuit amplifi- cateur A2 a sa sortie reliés à l'entrée par une résistance con stituant la boucle de réaction; la valeur du signal de sortie reportée à l'entrée dépendant de la charge sur le¯transistor final de l'amplificateur A1; la présence de cette charge au moins, varie ainsi la valeur de réaction faisant ainsi défaut à la charge sur le transistor final de A1; le système oscille ' à une fréquence non audible et supérieure à la constance de temps de fonctionnement des interrupteurs.
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Si l'appareillage est rendu plue sensible par une plus grande rapidité de fonctionnement, une faible rumeur suffit pour commuter le dispositif dans le sens de la sta- tion prinoipale vers la station secondaire.
Pour éviter ce phénomène l'ensemble du dispositif est conçu de manière à pouvoir fonctionner à la sensibilité minima comme un multi-vibrateur à période très longue par rapport à la constante de temps de fonctionnement des inter- rupteurs; ces multivibrateurs trouveront une position stable uniquement lorsqu'un signal assez grand présent sur l'une des deux stations. réussira à le bloquer.
Le fonctionnement de l'appareil illustré sur le schéma est le suivant :
En excitant le microphone M avec unesource sonore en obtient en Z un signal électrique amplifié; le transistor
Ta et le'transistor Tb l'amplifient plus encore tandis que le groupe Dl, Rl, R2, 02 le transforme en tension oontinue négative qui, appliquée sur la base du transistor T2 le sature. Le potentiel au point Y est ainsi à peu près égal à zéro.
Par l'intermédiaire des résistances Ra et Rb, ledit potentiel est appliqué à la base du transistor Tl qui s'in- tordit. Le transistor T4, de son coté, est polarisé inverse- ment (base voisine de zéro volt, émetteur négatif) tandis que le transistor T3, étant donné que le transistor Tl est interdit, reçoit sa polarisation normale et est ainsi en oonduotion (les deux intensités 10 et le' sont égales et par suite la chute dans la résistance Rz est constante).
On établit ainsi la commutation dans le sens SP-SS.
Ledit signal électrique provient du microphone M et arrive en Z; à partir du point Z' on peut alors poursuivre
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pour ultérieurement et le faire arriver au haut-parleur Ap" de la station secondaire.
On réalise ainsi la communication dans la direction de la station principale SP à la station secondaire SS. Pour ; effectuer une communication de la station secondaire à la station principale, l'opérateur attend qu'il n'y ait plus de signal acoustique dans le haut-parleur Ap" et, de son coté, excite ledit haut-parleur par des sons.
Le signal électrique correspondant, amplifié, parviendra en X (normalement le transistor T4 est conducteur alors que le transiotor T2 est interdit) et sera encore amplifié et relevé par To, C3, R4,
R5, R6 et saturera le transistor TD qui court-circuitera la tension continue de pilotage du couple d'interrupteurs T1-T3 et T2-T4. le signal électrique dû à Ap" et qui arrive ampli- fié en Ap' se transforme en signal acoustique qui excite éga- lement le microphone M, qui rétablira la communication de . la station principale si le transistor TD n'effectue pas le court-circuitage de ladite tension continue de pilotage des transistors interrupteurs Tl-T3 et T2-T4.
Le cycle pourra être rétabli de la station princi- pale à la station secondaire quand le haut-parleur Ap" ne fournira plus d'autres signaux acoustiques et par suite le transistor T s'interdit aux signaux acoustiques parvenus au microphone M et transforma ceux-ci en signaux électriques. convenablement amplifiés pour exciter les interrupteurs.
Naturellement, le schéma type décrit et illustré pourra être varié tant dans ses éléments constituants que dans ses connexions, tout en conservant le principe de l'uti- lisation des transformateurs interrupteurs comme décrit pré- cédemment et avec leurs fonctions.
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"Circuit for the transmission of acoustic signals between two or more stations and apparatus for carrying out this communication".
The object of the present invention is a circuit for the transmission of acoustic signals between two or more stations, comprising two channels with electronic automatic switching controlled by acoustic signals and apparatus for carrying out these communications.
We know the Larsen effect which occurs when two amplifiers are present at the same time and the trans-
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corresponding acoustic ductors .. in opposite directions on the same line or on separate lines. To eliminate this drawback, the loudspeaker has been isolated from the microphone, for example by moving them away.
We also know that, to avoid the drawback of the feedback effect, we block an amplifier (channel) to leave it free as soon as an electrical signal appears on the line of this one and we block the other amplifier, (channel) meanwhile.
This blooing-unblocking can be done by conversa-. oral operation in two-channel installations where the switching is carried out automatically with mechanical and electronic switches controlled by voice from one of the retransmission stations. automatically a mechanical switchover of the input and output line of the two amplifiers as soon as a signal appears on a line, excluding one (acoustic intervention on one of the stations).
A commutation of this kind gives] had to notables; disadvantages due to the mechanisms used which are extremely delicate and of short duration.
We. electronic switching is also known by the inclusion and exclusion of electronic amplifiers one way or the other, as described in Great Britain Patent No. 690,720 of September 6, 1950.
The voice controlled switching system with mechanical switch has a high resistance ratio; open circuit vee, compared to closed circuit resistance; (R cuvert), values which cannot be obtained with electronically commutated circuits which are achievable in a
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more economical than mechanically switched circuits.
In these electronically switched circuits it occurs. low resistance and one is forced to keep the amplification values in both directions very low to avoid a reaction. As a result, it is not possible to carry out oral communications at sufficiently high sound levels to obtain a satisfactory service :,. doing this mainly in oytophonic installations with outdoor and indoor stations.
The object of the invention is to have an electronic equipment with electronic switching on two-channel circuits allowing oral communication at sufficiently high acoustic levels (with products of the gains µ of the two amplifiers equal to 500,000. ) which are those obtained in communications between exterior and interior stations sufficiently clear.
According to the invention, the circuit comprises two lines, one for carrying out communication from the external station to the internal station, with the corresponding amplifier group, the other from the internal station to the external station with the corresponding amplifier group.
It further comprises a switching group controlled in one direction by an electronic circuit which, in the presence of an electrical signal caused by the voice in the miorophon, closes the circuit which connects it to the oorres- ponding amplifier so that the amplified signal is transferred to the corresponding electronic transducer while at the same time the other circuit is exoluted in the opposite direction, said exclusion remaining permanent as long as the signal lasts, and in the opposite direction the switching group is controlled by an electronic circuit which, in the presence of an electrical signal produced by the voice,
closes the circuit which
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connects it to the corresponding amplifier so that the amplified signal is transferred to the corresponding electro-acoustic transducer and short-circuits the line of the other amplifier, preventing interference phenomena from occurring.
In order to be able to obtain a high resistance ratio between an open electronic switch and another closed, each switch consists of two transistors, one transistor of the first switch and the corresponding of the other switch is eaten while the other two transistors are switched off. prohibit one of the two switches is open when a transistor is saturated at the other and prohibited and the same is true for the other switch.
Lee two transistors which are prohibited, with open circuit, are the same as those which constitute the final amplifier transistor of the corresponding amplifying group and which have, on the emitter a fixed polarization so that one thus lowers the tension base while the other two transistors saturate and prohibit one after the other. The quiescent current of the two final transistors which operate alternately is the same and the bias voltage is obtained by connecting the two emitters together, thus sparing the current of the power supply.
The invention also relates to the corresponding apparatus which constitutes a main station and includes a microphone and a loudspeaker as well as one or more secondary stations comprising also an electro-acoustic transducer chosen from among the loudspeakers. reversible and two amplification groups with automatic alternating communications by means of transistorized switching as described previously.
In the attached sketch, the
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cative and not restrictive, the electrical diagram of an installation with the corresponding equipment between a main data station and a secondary station (outdoor station, indoor station).
If one refers to said diagram; SP indicates the main station constituted by a microphone M and a loudspeaker Ap '; SS indicates the secondary atation constituted by an electro-acoustic transducer Ap "constituted by a loudspeaker having a reversible operation (loudspeaker-microphone) A1 and A2 respectively indicating the two amplification and switching groups respectively in the direction SP-SS and SS-SP; 11 and 12 and 13 being the three electrical switches ;
Eo and Ec ,, the control groups respectively of switches 11. 12 and 13
When separating the loudspeaker from the secondary station Ap "the loudspeaker of the main station emits a signal (beat) due to the switching every time a note occurs in the front loudspeaker Ap ' an acoustic signal.
To avoid this beat, the circuit is designed for. function as an oscillator and it occurs as a result of the decrease of the ohaure due to the detachment of the speaker circuit of the secondary station, The amplifier circuit A2 has its output connected to the input by a constituting resistor the feedback loop; the value of the output signal transferred to the input depending on the load on the final transistor of amplifier A1; the presence of at least this load thus varies the reaction value thus failing at the load on the final transistor of A1; the system oscillates at an unaudible frequency greater than the constant operating time of the switches.
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If the equipment is made more sensitive by a greater speed of operation, a weak noise is sufficient to switch the device in the direction of the main station towards the secondary station.
To avoid this phenomenon, the entire device is designed so as to be able to operate at minimum sensitivity like a multi-vibrator with a very long period in relation to the operating time constant of the switches; these multivibrators will find a stable position only when a sufficiently large signal is present on one of the two stations. will succeed in blocking it.
The operation of the device illustrated in the diagram is as follows:
By exciting the microphone M with a sound source, an amplified electric signal is obtained in Z; the transistor
Ta and the transistor Tb amplify it even more while the group Dl, Rl, R2, 02 transforms it into a negative continuous voltage which, applied to the base of the transistor T2, saturates it. The potential at point Y is thus approximately equal to zero.
Via resistors Ra and Rb, said potential is applied to the base of transistor Tl which twists. Transistor T4, on the other hand, is reverse biased (base close to zero volts, emitter negative) while transistor T3, given that transistor Tl is off, receives its normal bias and is thus in conduction (both intensities 10 and the 'are equal and therefore the drop in resistance Rz is constant).
Switching in the SP-SS direction is thus established.
Said electrical signal comes from the microphone M and arrives at Z; from point Z 'we can then continue
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for later and make it arrive at the speaker Ap "of the secondary station.
Communication is thus achieved in the direction of the main station SP to the secondary station SS. For ; making a communication from the secondary station to the main station, the operator waits for there to be no more acoustic signal in the loudspeaker Ap "and, for his part, excites said loudspeaker by sounds.
The corresponding electrical signal, amplified, will reach X (normally the transistor T4 is conductive while the transiotor T2 is prohibited) and will be further amplified and raised by To, C3, R4,
R5, R6 and will saturate transistor TD which will short-circuit the direct voltage driving the pair of switches T1-T3 and T2-T4. the electrical signal due to Ap "and which arrives amplified at Ap 'is transformed into an acoustic signal which also excites the microphone M, which will re-establish the communication of the main station if the transistor TD does not short-cut. circuiting of said direct voltage for driving the switch transistors T1-T3 and T2-T4.
The cycle can be reestablished from the main station to the secondary station when the loudspeaker Ap "no longer provides any other acoustic signals and consequently the transistor T prevents the acoustic signals reaching the microphone M and transforms them. ci into electric signals suitably amplified to energize the switches.
Naturally, the typical diagram described and illustrated could be varied both in its constituent elements and in its connections, while retaining the principle of using switch transformers as described above and with their functions.