Câble à conducteurs multiples, notamment pour communications à courants porteurs. La présente invention se rapporte aux câbles à conducteurs multiples, notamment pour des communications à courants porteurs et a pour but d'obtenir un câble dans lequel la vitesse de propagation à toute fréquence don née est pratiquement la même pour tous les circuits contenus dans le câble.
On a trouvé qu'aux fréquences por teuses l'enveloppe de plomb a une influence appréciable .sur les constantes de transmission des circuits du câble. On a trouvé qu'il était impossible, avec les constructions normales, d'obtenir des câbles dans lesquels la vitesse de propagation reste, dans des limites rai sonnables, la même pour tous les circuits .du câble et, si les vitesses de propagation dans les différents circuits diffèrent les unes des autres, il devient impossible d'équilibrer effi cacement des longueurs successives de câble par épissurage croisé ou croisement systéma tique ou autres utilisés:
pour réduire la dia- phonie ou mélange de conversations entre toutes les paires des circuits des câbles. Pour éviter cette difficulté, l'invention a pour ob jet un câble à conducteurs multiples, lequel comprend sous une enveloppe métallique un nombre de torons (paires, quartes, etc.) dé passant .le nombre que l'on peut disposer dans une seule couche, et lequel est caractérisé en ce qu'un ,
moyen est prévu pour obtenir que pour une large bande de fréquences porteuses la vitesse de propagation du courant dans tous les torons soit sensiblement la même en réduisant pour les fréquences porteuses l'in fluence de l'enveloppe métallique du câble dans le but que les méthodes employées pour réduire la diaphonie dans des circuits à fré quences audibles puissent être employées avec succès pour des circuits à fréquences por teuses utilisant ce câble.
L'invention s'applique notamment à des câbles téléphoniques à conducteurs multiples et enveloppe de plomb comportant une plu ralité de lignes métalliques de transmission équilibrées sur chacune desquelles plusieurs voies de conversation peuvent fonctionner simultanément par ondes porteuses modulées de fréquences différentes, et l'invention per met d'obtenir que toutes lesdites lignes mé talliques de transmission équilibrées du câ ble aient pratiquement la même vitesse de propagation à une fréquence porteuse donnée quelconque comprise dans les limites de fonc tionnement du câble.
Comme déjà mentionné, l'égalisation des vitesses de propagation des lignes du câble a, pour but de permettre l'utilisation efficace aux fréquences porteuses des divers procédés de réduction des mélanges de conversation entre les lignes du câble, procédés bien con nus dans la technique et;
employés antérieu rement pour les fréquences vocales. I)e tels moyens de réduction des mélanges sont, par exemple, l'équilibrage par croisements sys tématiques des lignes du câble aux points de jonction entre les longueurs de fabrication, ou l'introduction de condensateurs de com pensation et d'inductances mutuelles en ces points ou aux extrémités du câble.
L'invention permet en outre d'obtenir pour des lignes métalliques de transmission équilibrées du câble, des constantes d'atté nuation pratiquement égales pour 'toute fré quence porteuse donnée et finie atténuation moyenne des lignes du câble plus faible que pour des câbles construits de la, manière ha bituelle pour le fonctionnement à basse fré quence.
Dans le câble suivant l'invention. l'enve loppe de plomb peut être séparée radiale- ment des torons du câble (tels que paires, quartes, etc.) au moyen d'une couche de ma tière diélectrique appliquée sur les torons commis du câble et d'une épaisseur plus grande qu'il serait nécessaire pour satisfaire aux conditions de rigidité électrique ou méca nique, ladite enveloppe de plomb étant appli quée par-dessus la couche de matière diélec trique et en conséquence séparée des torons en sorte que les inégalités d'influence de l'en veloppe de plomb sur les torons pour les fré quences porteuses se trouvent,
réduites afin de surmonter les difficultés ci-dessus men tionnées. D'ailleurs une mince couche conduc- trice peut être intercalée dans les intervalles dans ;le but d'égaliser les capacités mutuelles des torons de la couche extérieure du câble par rapport à celles des torons des couches in térieures sans affecter sensiblement: les résis tances en courant alternatif, antérieurement égalisées.
De plus, les torons individuels dans le commettage du câble peuvent être to- ronnées ensemble de telle façon qu'ils sui vent des chemins identiques par rapport à l'enveloppe sur toute la longueur du câble, de sorte que l'influence de l'enveloppe de plomb sur tous les torons pour des fréquences por teuses est pratiquement la même, et que les difficultés signalées, relatives à l'équilibrage, se trouvent ainsi surmontées. De plus,
l'in fluence de l'enveloppe sur les circuits y ad jacents peut être compensée par l'abai6se- ment,de la résistance en courant continu de t < as circuits, ce qui rend leur résistance en conra.nt alternatif sensiblement la même que celle des circuits intérieurs, à la fréquence désirée. Ce résultat pourrait être obtenu en utili sant pour les circuits de la couche extérieure du cuivre ayant une conductibilité plus éle vée mais ainsi seule la résistance varierait et non la self-inductance.
Un moyen meilleur serait de prendre un conducteur de cuivre de plus grand diamètre, ce qui, à la fois, dimi- nizerait la résistance et augmenterait la self- inductance.. La, dimension du conducteur se rait déterminée en fonction des conducteurs des circuits intérieurs pour la phis hante fré quence transmise ou pour celle qui serait con sidérée comme la plus importante.
Dans un tel câble, tous les circuits pour raient être reliés arbitrairement aux points de jonction tout en obtenant de meilleurs ré sultats aux hautes fréquences qu'avec un câble ordinaire.
L'invention sera mieux comprise par la description suivante de diverses formes d'exé eution montrées Îi titre d'exemple et faite en relation avec le dessin ci-joint, dans lequel: La fig. 1 représente une coupe d'un câble de 19 torons; La fig. 2 représente une coupe d'un câble à 20 torons montrant une autre forme de réa lisation; La fig. 3 est une vue longitudinale d'une portion du câble montré fig. 2;
La fig. 4 est une vue en coupe d'un câble à 27 torons suivant une autre forme de cons- truction; La fig. 5 représente une coupe d'un câble à 1 5 torons montrant une autre forme en core de construction; La fig. 6 représente une coupe d'un câble à 19 paires montrant une autre forme encore de réalisation.
Dans tous les dessins, les torons du câble peuvent représenter des paires torsadées de conducteurs ou des quartes torsadées de con ducteurs de l'un quelconque des types bien connu, quartes en étoile ou quartes jumelées multiples, soit même des groupes torsadés à six, huit... conducteurs dont sont formés des lignes de transmission équilibrées par des moyens connus dans la technique. Ces groupes élémentaires de conducteurs sont désignés ici comme torons du câble.
Se référant à la fig. 1, les torons 1 sont disposés en couches concentriques 9, 10 et <B>Il</B> à l'intérieur de l'enveloppe de plomb 8 qui est éloignée de la couche extérieure 11 d'une distance radiale 12' par une substance diélectrique 12. La distance 12' est réglée pour que l'atténuation et la vitesse de pro pagation relatives aux torons de la couche ex térieurs 11 soient pratiquement les mêmes que celles relatives aux torons des couches in térieures 9 et 10.
Il est bien connu que les constantes de transmission d'une ligne dépendent des cons tantes ou paramètres primaires de la ligne, qui sont la résistance, l'inductance, la capa- citance et la conductance de pertes de la ligne. Lorsqu'une ligne équilibrée d'un câble se trouve en contact étroit avec l'enveloppe de plomb protectrice du câble, on trouve que, pour les fréquences utilisées dans la trans mission par courants porteurs, une telle ligne possède une résistance effective plus élevée et une self-inductance moindre que celle d'un autre toron semblable, mais n'apparte nant pas à la couche extérieure du câble.
Par conséquent, en écartant l'enveloppe 8 de la couche extérieure 11 du câble, la résis tance effective de la self-inductance des to rons 1 de cette couche peuvent être rendues sensiblement égales à celles obtenues pour les autres torons du câble.
A mesure que l'écartement de l'enveloppe augmente, la capacité mutuelle des torons de la couche extérieure tend à s'abaisser et, par suite, on peut prévoir des moyens de contrôle de la capacité mutuelle des torons de la cou che extérieure sans modifier sensiblement leur résistance effective ou leur self-induc tance. Cette caractéristique est appliquée dans la construction de câble montrée aux fig. 2 et 3 :
dans lesquelles 1 représente les torons, 8 l'enveloppe de plomb, 9 le toron central -du câble, 10 ,la première couche de torons, 11 la couche extérieure de torons qui se trouve séparée de l'enveloppe 8 par la sub stance diélectrique d'espacement 12, et où, de plus, une couche de la substance diélec trique 12 est remplacé par un enroulement de ruban métallique 13.
Cette réalisation est essentiellement ca- ract6risée par l'introduction d'une couche conductrice constituée par une enveloppe en hélice formée d'une feuille de métal ou de papier métallisé placée par-dessus la couche extérieure des: torons, en plus de l'applica tion des couches d'espacement mentionnées plus haut.
Cette enveloppe peut être ou non à recouvrement en hélice formant un @cylin- dre métallique complet autour. du câble, parce que le contrôle de la capacité mutuelle .des torons de la couche extérieure peut être ob tenu en modifiant le recouvrement de l'en veloppe métallique et en modifiant sa posi tion depuis la position de contact direct avec la couche extérieure de torons, à une position quelconque dans l'espace annulaire, rempli de matière diélectrique, qui est compris entre la couche extérieure et l'enveloppe de plomb. Le recouvrement par un enroulement héli coïdal est considéré comme positif lorsqu'un cylindre complet est formé, et négatif lors- qu'il donne une hélice ouverte.
De plus, le ruban métallique est caractérisé par aine épaisseur moindre que celle de l'enveloppe de plomb du câble et a, dans une réalisation préférée de l'invention, une épaisseur aussi faible que 13 millièmes de min environ (1),110f15 pouce anglais). Il est indifférent que l'enveloppement soit réalisé par un ruban métallique étroit faisant un grand nombre de tours ou. par un ruban métallique large avec un faible nombre de tours pour une lon gueur déterminée;
le nombre de tour et la largeur du ruban s'obtiendraient pa.r des mé thodes bien connues dans la, technique.
La. fi,. 4 montre une section d'un cà b1 < > à ?7 torons, commis comme décrit ici, afin d'éviter l'influence de l'enveloppe de plomb. Ce toronnage spécial des torons peut égale ment être utilisé avec les procédés d'espace ment de l'enveloppe décrits pour les fig. 1 à 3.
Dans la, fig. 4, les torons 1 sont: commis, autour d'un axe situé en 3, en. unités pri maires 2 de trois torons chacune. Ces unités primaires sont toronnées pa.r trois en uni tés secondaires 4 autour d'axes situés comme montré en 5. L'unité finale tertiaire com prenant ?7 torons est indiquée en 6 et son axe de toronnage est indiqué en 7. L'enve loppe de plomb 8 est appliquée autour de l'unité finale 6.
La. fi-. :5 montre la section d'un câble à 15 torons dans lequel les numéros de réfé rence sont les mêmes que dans la. fig. 4, sauf q u 'iei 4 dési-me Zn l'unité finale.
Dans la. fabrication des câbles montrés fig. 4 et 5, la première opération de com- inettage consiste à prendre un nombre de torons allant de deux à six et à les com mettre ensemble en une unité primaire telle que tous les torons de cette unité soient à la même distance radiale de leur axe de to- ronnage. Dans des cas exceptionnels, le nombre de torons commis en une unité pri maire pourrait être plus grand que six. Les unités primaires peuvent ensuite être enve loppées avec du papier, du coton ou de la, ficelle comme désiré.
La seconde opération de commettage est accomplie avec un cer- tain nombre des unités primaires ainsi for mées dans la plupart des cas inférieur à six. Les unités primaires sont commises en une unité secondaire telle que toutes ces unités primaires soient à la même distance radiale de leur axe de toronnage. Les unités secondaires peuvent être également envelop pées de papier, coton, etc., de la même ma nière que les unités primaires.
Une troisième opération de commettage peut alors suivre, dans laquelle un certain nombre d'unités se condaires sont commises pour former une unité tertiaire dans laquelle les distances ra diales des unités secondaires par rapport à l'axe de commettage de l'unité tertiaire sont égales. Cette suite d'opération de commet tage peut être répétée suivant les besoins pour former des unités de quatrième ou cin quième ordre, ete., jusqu'à obtenir le nom bre de torons désiré. Les intervalles entre les torons et les unités sont remplis de pré férence par du papier ou un autre. diélec trique convenable.
Les longueurs de pas em ployées pour ces opérations successives de commettage seront choisies suivant des prin cipes connus dans la technique et la gamme des pas de commettage utilisés rie dépassera pas celle de la technique usuelle, pourvu toutefois que le pas de commettage le plus long soit en général inférieur à la millième partie de la longueur d'onde de propagation dans un toron, pour la plus haute fréquence porteuse à transmettre le long des torons du câble.
Dans ces conditions, on peut voir que par rapport à l'enveloppe de plomb qui sera appliquée après la dernière opération de com- inettage, chacun des torons du câble suit dans, et au dehors de la torsade complète un chemin qui ne le distingue en rien de celui d'aucun autre des torons de la torsade, et on a montré que par cette méthode de com- mettage de torons ayant les mêmes cons tantes de transmission avant commettage, les dits torons ont, après commettage et recou vrement au plomb,
des constantes de trans mission analogues. En particulier, le coni- mettage des torons n'introduit aucune diffé rence dans les vitesses de propagation. Les torons individuels ou les unités de toron- nage peuvent être protégés électrostatique- ment par des recouvrements en feuille de métal, posées séparément ou en plus des recouvrements de papier.
Se référant maintenant à. la fig. 6, 1 re présente la paire centrale de conducteurs, 2 la, première couche comprenant six paires de conducteurs, et 3 la couche extérieure com prenant douze paires ide ,conducteurs, qui sont d'un diamètre plus grand que celui des couches intérieures 1 et 2. Enfin, 4 désigne le recouvrement de papier habituel, et 5 l'enveloppe de plomb.
On donnera comme exemple le cas d'un conducteur pesant 18 kg par 1.600 mètres en viron (40 livres anglaises par mille). Ce con ducteur a un diamètre d'environ 1,27 mm et dans un câble composé de 19 paires de ce calibre, les résistances effectives moyennes mesurées à 50 kc sont environ les suivantes: Couche extérieure: 67,7 ohms par 1.609 mètres, double fil (boucle) ; Couche intérieure: 64,9 ohms par 1.609 mètres, double fil (boucle) ;
En conséquence, la résistance effective en boucle des conducteurs de la couche exté rieure doit être réduite dans le rapport
EMI0005.0010
ou le diamètre des conducteurs de la couche extérieure doit être augmenté dans le rap port
EMI0005.0011
= 1,022 et, par conséquent, un fil de 1,30_mm de diamètre doit être utilisé pour la couche extérieure. Ceci n'est d'ailleurs qu'une première approximation qui peut, dans la pratique, être sujette à une légère retouche.