Relais amplificateur dans une installation téléphonique. La présente invention concerne un relais amplificateur dans une installation télépho nique, permettant la communication dans les deux sens entre deux lignes téléphoniques.
Dans tout relais de ce genre; une partie ou même la totalité de l'énergie provenant de la ligne amont sert à exciter le relais qui envoie alors sur la ligne aval une quan tité d'énergie plus grande. Le relais devant permettre aussi des communications en sens contraire, il arrive, si l'on ne prend pas de précautions spéciales, qu'une partie de cette énergie intervient à son tour pour exciter le relais, d'où une sorte d'amplification secon daire, et ainsi de suite. Suivant la façon dont se totalisent ces amplifications super posées, le résultat final peut être, soit une surexcitation du relais qui se met à siffler, soit une sous-excitation et un abaissement de la puissance amplificatrice du relais.
La présente invention a pour but d'éli miner des excitations secondaires en retour de ce genre. Suivant l'invention, le relais comporte un dispositif d'équilibre constitué par une lampe à trois électrodes, ainsi que des moyens de réglage permettant de modi fier la relation fonctionnelle entre le courant dans une voie reliant le filament à la plaque de ladite lampe et les tensions entre les électrodes de celle-ci.
Au dessin annexé, donné à titre d'exemple: La fig. 1 sert à l'explication de certaines données d'une lampe à trois électrodes; Les fi-. 2 et 3 représentent schématique ment deux formes d'exécution de l'objet de l'invention.
Dans ces formes d'exécution sont employés des shunts (R, fig. 2, et Ri Ra, fig. 3), dont le rôle pourra être mieux compris à l'aide de la remarque simple suivante On sait qu'au voisinage du point de fonc tionnement d'une lampe à trois électrodes, si on désigne par u et v les différences de potentiel alternatives grille-filament et plaque- filament, i désignant le courant alternatif plaque-filament, ces trois quantités sont liées par une relation linéaire <I>1)
</I> i=au+ <I>b v.</I> Si le circuit extérieur plaque-filament comporte deux voies parallèles (fig. 1) par courues respectivement par les courants i et i", il existe entre chacun des courants i' et i" et les différences de potentiel u et v des relations linéaires de la forme 1.
Si, en effet, z' et z" sont les impédances de chacune des deux voies, on peut écrire
EMI0002.0005
D'autre part 3) i == <I>il<B>+</B> il,.</I>
La nature linéaire des équation' 1, 2 et 3 montre que l'élimination de i et i', par exemple entre l'équation 1, la première des équations 2 et l'équation 3, donne une équa tion linéaire en i", u et v.
On trouve aisément que
EMI0002.0007
On aurait de même:
EMI0002.0008
Ces équations sont bien du type 1. Elles présentent cette particularité qu'en modifiant l'impédance d'une des voies offertes au courant plaque-filament, on modifie le courant circulant dans la seconde voie, la loi de variation étant hyperbolique.
Ceci permet d'obtenir facilement un réglage dans des limites très étendues.
Dans le petit calcul qui précède, comme plus loin, les notations représentent des vec teurs dans la représentation imaginaire usuelle.
On n'a rien supposé sur la nature des impédances z' et z"; elles peuvent être le résultat d'une combinaison quelconque de résistances, de selfs, de capacités, voire même d'appareils pouvant être représentés par des résistances négatives.
La fig. 2 représente schématiquement une forme d'exécution de l'objet de l'invention, dans le cas d'un montage simple et avec un seul étage d'amplification. Dans ce schéma, <I>Li</I> L'i désignent les deux fils du circuit côté amont,<I>L2</I> L'2 les deux fils du circuit côté aval. Le fil amont L'i et le fil aval L'2 sont directement raccordés l'un à l'autre, certaines dérivations étant prises à leur point de rac cordement o; l'autre fil amont Li et l'autre fil aval L-, sont raccordés par l'intermédiaire du secondaires,- d'un transformateur T2, certaines dérivations étant prises à l'entrée a. et à la sortie b de ce secondaire.
Ceci étant, le relais comporte 1 Une lampe à trois électrodes Ai, dite lampe d'équilibre ; 2 Une lampe à trois électrodes A2, dite lampe amplificatrice ; 3 Un transformateur d'entrée Ti (pour la lampe A2) ;
4 Le transformateur de sortie<I>Ta ;</I> 5 Un shunt Ii monté en dérivation sur le circuit plaque-filament de la lampe d'équi libre Ai, dont le filament I'i se relie en o au fil de ligne L'i, tandis que sa grille Ci se relie en ra au fil de ligne Li en amont du transformateur Tz et que sa plaque P se relie par l'intermédiaire du primaire Z)i du transformateur Ti en b au fil de ligne L2.
Sur le schéma, on a indiqué une seule bat terie de plaque B pour établir les potentiels de plaque des deux lampes, mais deux bat teries de chauffage de filament, bi <I>b2, une</I> pour chacune des lampes A. i et A 2 ; mais on pourrait aussi bien avoir une batterie de plaque pour chacune des deux lampes ou une seule batterie de chauffage pour les deux filaments. La fixation des potentiels des pla ques P<I>et P2</I> au moyen d'une batterie uni que B conduit à introduire les selfs li 1'i 12<I>l'2</I> et les capacités Ci et C2, suivant mi montage bien connu.
Les lettres ri<I>r2</I> dési gnent les résistances de réglage des filaments des lampes A i et<B><I>A:,.</I></B>
Le fonctionnement de ce dispositif est le suivant Qu'une conversation soit échangée entre la ligne Li L'i et la ligne<I>L2</I> L'2, une dif férence de potentiel téléphonique prend nais sance entre le point o du conducteur L'i <I>o</I> <I>L'2</I> et le point<I>b</I> du conducteur<I>Li a b L2.</I> Cette différence de potentiel donne lieu à un courant qui traverse le primaire p i du trans- formateur Ti, le circuit se fermant par exem ple à travers le shunt R raccordé en Q au primaire pi. La circulation de ce courant téléphonique dans pi a pour effet, grâce au transformateur Ti,
d'appliquer une différence de potentiel téléphonique, u2, entre le fila ment I'2 et la grille G2 de la lampe A2. Cette lampe fonctionne comme amplificatrice et son courant de plaque, qui traverse le primaire p2 du transformateur de sortie T2, reproduit, en l'amplifiant, le courant d'exci tation qui 'circule dans le primaire pi.
Le transformateur Tz fait alors naître entre les deux points a et b une force électromotrice téléphonique dont la valeur E est déterminée par la différence de potentiel excitatrice ini tiale appliquée entre les points<I>o et b.</I>
Si les lampes et les transformateurs de liaison Ti et Ta sont convenablement choisis, il pourra y avoir amplification.
On évitera l'amplification secondaire si cette force électromotrice E appliquée entre ca et b ne donne lieu à aucun courant dans le primaire pi du transformateur Ti.
Or, en vertu des équations 4 et 4', le courant i l dans le primaire pi se déduit des différences de potentiel filament-plaque et filament-grille de la lampe Ai appelées vi et u1, par la formule
EMI0003.0020
R désignant la valeur du shunt R; ai et bi des constantes de la lampe Ai, dans ses conditions de fonctionnement.
D'autre part,-si on appelle zi et z2 les impédances respectives de la ligne amont et de la ligne aval, p'1 l'impédance de la voie reliant la plaque au point o à travers le primaire pi et les deux lignes téléphoniques en parallèle, i2 le courant qui circule dans le secondaire s 2 du transformateur T2, le schéma montre que l'on a, en négligeant le courant de grille (il n'y a pas lieu, dans ce raisonnement qui se rapporte aux effets de la force électromotrice E, de faire intervenir le courant de conversation provenant de l'une des lignes)
EMI0003.0029
u1 étant la différence de potentiel entre ca et o et vi étant la différence de potentiel entre b et o (moins la chute de potentiel dans le primaire pi, qui s'annule si la con dition 8 ci-dessous est satisfaite).
L'élimination de ati et vi entre les équa tions 5 et 6 donne
EMI0003.0037
et cette équation 7 montre que la relation
EMI0003.0038
entraîne la nullité du courant ii et par suite la suppression des amplifications secondaires. La condition 8 peut s'écrire
EMI0003.0040
La manceuvre du shunt complexe R (qui pourra être combinée avec le réglage de la température du filament de la lampe Ai), permettra de réaliser cette condition 9. Si ki désigne la constante d'amplification de la lampe<B>Ai,</B> le shunt étant enlevé, la valeur absolue du rapport
EMI0003.0043
peut varier de à l'infini.
EMI0003.0044
Si mod. z2 est supérieur à ki mod. zi, il suffira de renverser les connexions en per mutant zi et z2 pour rendre le réglage possible.
Le dispositif de réglage par lampe à trois électrodes permet de réaliser également un montage dédoublé qui, comme on le sait, consiste à réunir les deux tronqons de lignes par un pont double qui ne permet la, trans mission d'énergie que dans un seul sens par chacun des ponts. La fig. 3 donne le schéma à réaliser dans ce cas.
Dans ce schéma, z', et z'2 représentent des lignes artificielles satisfaisant aux con ditions
EMI0004.0001
En particulier, si
EMI0004.0002
et
EMI0004.0003
il suffira de prendre z i == zi et z'2 = z2, mais ceci n'est pas néces saire.
Dans ces conditions, une force électro motrice provenant de la ligne amont<I>Li</I> L'i et appliquée en oi ai donnera naissance, après amplification dans A.', à une f. e. m. appliquée entre les bornes a2 et b2, il y aura ainsi circulation de courant dans le cir cuit de la ligne L2 L'2 en série avec l'impé dance z'2, mais le relais 4U ne fonctionnera pas. Les choses se passeraient de la même façon pour une transmission de L2 L'2 vers <I>Li</I> L'i.
Il est bien entendu que les dispositions qui viennent d'être indiquées à titre d'exem ple ne sont nullement limitatives et qu'on peut y apporter des modifications sans sortir du cadre de l'invention. En particulier, les valeurs des coefficients de ui et de vi dans la formule 5 ci-dessus, au lieu d'être réglées par le shunt, pourraient l'être par tout autre moyen, et par exemple par modification de la température du filament ou de la tension de la batterie de plaque.