Equipement de station électrique de signalisation agissant dans les deux sens. - L'invention se rapporte à uni équipement de station électrique de signalisation agissant dans les deux sens, c'est-à-dire pouvant trans mettre, sans changement de connexions, des signaux à travers une ligne et recevoir des- signaux de cette ligne et comprenant un transformateur, un chemin renfermant un ap pareil transmetteur, un chemin de - haute résistance et un récepteur.
Dans une station équipée conformément à l'invention, l'appareil récepteur reçoit une quantité d'énergie qui se rapproche du maximum d'énergie possible et est protégé de toute action perturbatrice provenant du fonctionnement de l'appareil transmetteur de la même station. Suivant l'invention; la ligne, le chemin à haute résis tance et un enroulement du transformateur sont en série, le récepteur étant shunté par le chemin de haute résistance, tandis que le chemin renfermant l'appareil transmetteur est branché slrr <B>un</B> des enroulements du trans formateur.
Le dessin ci-joint donne, à titre d'exemples, les schémas de plusieurs stations téléphoniques équipées -selon l'invention. La fig. 1 est le schéma d'une station à batterie centrale; La fig. 2 montre, sous une autre forme, un schéma plus complet d'une station. du même genre; Les fig. 3 et 4 servent à expliquer Le: fonctionnement de la station de la fig.2 respectivement pendant la transmission et la réception de messages; .Les fig.-5 et (i montrent deux variantes de l'arrangement de la station de la fig. 2;
La fig. 7 se rapporte à l'arrangement d'une station faisant partie d'une installation télé phonique à batterie locale et utilisant -un dispositif équilibreur d'impédance, constituant le chemin à haute résistance; La fig. 8 montre en détail les éléments constituant le@dispositif équilibreur utilisé dans l'arrangement de la station fig. 7;
La fig. 9 montre l'arrangement d'une sta tion équipée analoguement aux stations fig, 2 à G, mais dans laquelle la disposition des circuits permet en plus d'empêcher tout clam quement désagréable dans le récepteur élec- tromagnétique, quand le chemin parcouru par le courant continu à travers le transmetteur et le récepteur est ouvert.
Pour que deux stations du genre indiqué ci-dessus, c'est-à-dire comprenant un trans metteur, un récepteur, un chemin de haute résistance constitué par un circuit équilibreur, formé dans sa forme la plus simple d'une simple résistance, et un transformateur, iden tiques entre elles et reliées par une longue ligne de caractéristiques données, permettent une transmission de signaux dans les deux sens, telle que la quantité d'énergie absorbée par l'appareil récepteur de la station récep trice s'approche de la partie maximum de l'énergie totale développée par l'appareil transmetteur de la station d'envoi, indépen damment de la direction suivant laquelle se fait la transmission, et pour que le ré cepteur soit protégé de toute perturbation, provenant du transmetteur de la même sta tion,
il a été trouvé qu'il convient que les conditions suivantes remplies 1 Le transmetteur et le récepteur doivent être conjugués, c'est-à-dire que le récepteur doit être connecté en des points d'égal po tentiel par rapport à la force électromotrice provenant de l'appareil transmetteur, et dés lors aucune action perturbatrice n'aura lieu sur le récepteur par suite du fonctionnement du transmetteur.
2 La ligne et la résistance auxiliaire doivent être conjuguées, de manière que lors de la réception, aucune partie de l'énergie provenant de la ligne et absorbée par la station ne soit perdue dans cette résistance auxiliaire.
30 Pour une ligne donnée, ayant une im pédance donnée, l'énergie fournie par le trans metteur doit être maximum.
4 La quantité d'énergie fournie par la ligne à station doit être un maximum, en d'autres termes l'impédance de la ligne re liant la source électromotrice à cette station doit être égale à l'impédance de la station elle-même, les deux impédances, dont on sup pose ici négligeables les parties imaginaires, étant mesurées à partir des bornes connec tant la ligne et la station.
De plus pour assurer une bonne trans mission des signaux, il est désirable de rendre ceux-ci aussi distincts que possible et il s'en suit que les bruits perturbateurs provenant de la ligne doivent être atténués autant qu'on le peut, sans que toutefois le rende ment soit sérieusement atteint.
La forme la plus simple d'une station <B>pouvant</B> servir sans modifications à la trans mission comme à la réception, est celle dans laquelle le récepteur et le transmetteur sont reliés en série entre eux et avec la ligne. Si deux stations semblables de ce genre sont reliées par une ligne donnée, la résistance du transmetteur pouvant être supposée pro portionnelle au carré de sa force électromo trice, la puissance mette par le récepteur est alors maximum, quand chacune des résis tances, du récepteur et du transmetteur, sont égales à la moitié de l'impédance caractéris tique de la ligne, en supposant que celle-ci ait une valeur purement réelle. Quand cette condition est satisfaite, lors de la réception.
50 % de l'énergie fournie par la ligne à la station passe au récepteur, et lors de la trans mission, une quantité d'énergie équivalente à 50 % de l'énergie développée sous la forme de courant alternatif dans le transmetteur, passe à la ligne.
LTU tel arrangement a ce pendant l'inconvénient d'une action perturba trice considérable du transmetteur sur le récepteur, celui-ci recevant le tiers de l'énergie, qui quitte le transmetteur. Dans les stations décrites en regard du dessin, 50 % de l'énergie délivrée par la ligne à la station entre dans le récepteur (sauf les formes d'exécution dans lesquelles on tend à diminuer le rôle des bruits de la ligne) et rien ne passe dans la résistance auxiliaire,
puisqu'elle est conjugée à la ligne. L'effet utile au point de vue de la réception est donc aussi grand que pour une simple station en série. Lors de la trans- mission, 50 "/o de l'énergie développée dans le transmetteur passe sur la ligne, le reste de l'énergie étant dissipé dans le transmet teur lui-même et dans la résistance auxiliaire, mais aucune perte n'ayant lieu dans le ré cepteur.
Le rendement de la transmission s*approche donc du maximum possible et ni le rendement de la réception, ni celui de la transmission n'est réduit par l'addition de la résistance auxiliaire qui sert à empêcher l'action de l'organe transmetteur sur l'organe récepteur. La considération précédente explique pourquoi il convient d'avoir conjugué entre eux la ligne et la résistance auxiliaire d'une part, et le transmetteur et le, récepteur d'autre part.
Avant d'envisager en particulier les diffé rentes formes de réalisation montrées au dessin, une théorie générale est donnée en se basant sur les fig. 1 et 2, laquelle théorie peut s'appliquer à toutes les stations répon dant aux conditions ci-dessus énoncées. Pour l'établissement de cette théorie et des équations et formules comprises dans cette description, les chiffres 1, 2, 3 et 4 se rap portent respectivement au transmetteur, au récepteur, à la résistance auxiliaire et à la ligne.
Par exemple Ii L Za et<I>I4</I> représentent respectivement l'intensité de courants passant par le transmetteur, le récepteur, la résistance auxiliaire et la ligne, tandis que Ri représente la résistance du transmetteur, R2 la résistance du récepteur et ainsi de suite.
Soit une station, équipée ainsi qu'il est montré schématiquement sur la fig. 2, reliée à une ligne d'impédance donnée et compre nant: transmetteur, récepteur, résistance auxi liaire et enroulement d'un transformateur approprié. Ordinairement deux stations sem blables et égales sont reliées par une ligue et des communications peuvent s'établir entre ces stations.
Suivant un principe bien connu, si une impédance est reliée à une source de courant par l'intermédiaire d'une ligne dont l'impédance est exprimée par<I>Z=</I> R4 <B><I>+</I></B><I> i</I> R'4, oii R4 est la résistance et R'4 la réactance de la ligne, l'impédance située à l'extrémité de la ligne doit être R4 <I>- i</I> R'4 pour que l'énergie absorbée par cette impédance soit la plus grande possible. En particulier, si l'impédance de la ligne se réduit à une simple résistance, l'impédance placée à l'extrémité de cette ligne doit être égale à cette résis tance.
Dans ce cas, la condition nécessaire pour qu'une station utilise la plus grande valeur possible de l'éciergie transmise par la ligne, est donc que son impédance par rapport à cette ligne soit égale à l'impédance de la ligne elle-même. Toujours dans ce cas, en se réfé rant à la fig. 2; si la station est déconnectée de la ligne aux bornes a et e et si son im pédance est mesurée entre lesdites bornes a et e, celle-ci doit donc être égale à l'impé dance de la ligne mesurée entre ces bornes.
Dans le cas d'une ligne dont chacune des extrémités aboutit à une station répondant à cette condition, la ligne avec l'autre station peut être remplacée, au point de vue de la transmission de l'une des stations vers l'autre, par un élément de résistance, égale à l'im pédance caractéristique de la ligne elle-même. L'effet provenant des réactances des appareils, qui est peu important en pratique, peut d'ailleurs être éliminé en neutralisant ces réactances et peut être négligé dans la présënte discussion.
La susdite condition est dés lors évi demment équivalente à la suivante: Si une force électromotrice est transmise aux bornes d'une station à travers une résistance égale à l'im pédance de la ligne, l'énergie consommée par cette station sera égale à l'énergie con sommée par ladite résistance.
D'autre part; suivant la condition (2) mentionnée précédemment, la ligne et la résistance auxiliaire sont conjuguées, ou, en d'autres termes, la résistance auxiliaire est connectée en des points de potentiels égaux, par rapport à une force électromotrice appliquée aux bornes de la ligne. Donc pour une force électromotrice E4- transmise à travers une résistance R4 à une station, dont les résis tances du transmetteur et du récepteur sont respectivement Ri et R2, tandis que les cou rants résultants dans la ligne, dans le trans metteur et dans le récepteur sont I'4 Fi et I'2, l'impédance à travers les bornes de la station doit être égale à la résistance R4 considérée à partir de la ligne.
La résistance totale en sérié avec F4 est donc 2 R4; et comme le courant de la ligne est M on a =1 '4. L'énergie totale consommée peut 124 alors s'exprimer par:
EMI0004.0003
Puisque les énergies consommées par la sta tion. et par la résistance 12.r sont égales et qu'elles valent chacune la moitié de l'énergie totale, la condition (4) peut aussi s'exprimer directement par:
<B>PLI</B> (I'4)\= _ (1'\)= R:,, + (1'i) 12r =- (1) Semblablement, si le transmetteur
EMI0004.0011
et le récepteur sont conjugués, la condition de débit maximum du transmetteur, par rapport à la ligne et à la résistance auxiliaire, peut être formulée comme suit:
Si une force électro motrice E, dans le transmetteur produit des courants Ii L et L@ dans le transmetteur, la ligne et la résistance auxiliaire, le débit maximum est égal à (1,)z <I>Ri =</I> (1a)\ R.r + (1a) <I>R3 =
EMI0004.0021
</I> (') L'équation (2) est analogue à l'équation (1) et peut être interprêtée comme suit, en se référant it la fig. 2:
Si le transmettent- est déconnecté des bornes b et c, et si l'impé dance est mesurée à travers ces bornes, l'équation (2) est satisfaite, si cette dernière impédance est égale à l'impédance du trans metteur lui-même. En d'autres termes, l'im- péda.nce de la combinaison considérée<B>à</B> partir du transmetteur est égale â celle du trans metteur lui-même.
Ainsi qu'il est démontré ci-après pour les différentes formes de réalisation montrées < tu dessin, l'équation (2) se présente comme une conséquence des deux conditions de conju gaison et de l'équation (1). Donc les quatre conditions précédentes imposent seulement trois restrictions b, la station.
Pour compléter la discussion générale, il reste à considérer la répartition de l'énergie entre le récepteur et le transmetteur dans le cas d'une station réceptrice, et entre la ligne et la résistance auxiliaire dans le cas d'une station transmettrice. Si<B>IV.</B> est la, quantité totale d'énergie électrique développée par le transmetteur di la station d'envoi, 2 l1'0 est, suivant l'équation (2), la quantité d'énergie délivrée à la ligne et a la résistance auxi liaire.
Si la quantité d'énergie absorbée par la résistance auxiliaire vaut x: fois celle absorbée par la ligne, la quantité d'énergie prise par la ligne est
EMI0004.0037
II-o de sorte que le rendement entre le transmetteur
EMI0004.0039
et la ligue est mesuré par
EMI0004.0040
(3) Si de l'énergie totale délivrée â la station réceptrice le transmetteur absorbe y fois celle utilisée par le récepteur, le rendement entre la ligne et le récepteur est mesuré par -
EMI0004.0042
(4) Le rendement industriel du transmetteur dune station au récepteur de la station cor respondante est proportionnel au produit des rendements de transmission et de réception ;
donc, suivant les formules (3) et (4), à l'expression
EMI0004.0044
Si x et y étaient indépendants, le rende ment industriel serait maximum pour j,*---Y <I>=</I><B>0.</B> Pour toutes les stations équipées suivant les arrangements montrés aux dessins, il peut être facilement vu que x et<I>y</I> sont reliés par la relation .ry ==1.
En éliminant x de la formule ci-dessus au moyen de cette relation l'expression du rendement industriel devient:
EMI0004.0048
(5) Eu vue de démontrer la relation .r y =1, on doit considérer les éléments ou branches <I>T R X</I> et<I>L,</I> représentées respectivement par 1, 2, 3 et 4, et on doit supposer que 1 et 2 ainsi que 3 et 4 sont conjugués. De même, on suppose que pour une force électromotrice agissant dans la branche 4, l'équation (1) est satisfaite, tandis que pour une force électro motrice agissant dans la branche 1, l'équa tion (2) est satisfaite.
Soit Sir Si:: etc., les courants produits dans les branches 1, 2 etc., par l'unité de. force électromotrice, agissant dans la branche 1, respectivement dans cha cune de ces branches. Comme les branches 1 et 2, 3 et 4 sont conjuguées, on a812 ==S34 - 0.
(,e.14)2 Ri = (S42)2 R2 -f- (S41)2 Ri =<I>4</I> R4 <I>'</I> (1l) et d'après l'équation (2) on a:
(81i)2 R1 = (81s)2 Ra -f-- (S14)2 R.i =
EMI0005.0017
(21) Suivant un théorème général que l'on peut démontrer algébriquement Sii=S14, c'est-à- dire que le courant créé dans la branche 1 par l'unité de force électromotrice agissant dans la branche 4, est égal au courant créé dans la branche 4 par l'unité de force élec tromotrice agissant dans la branche 1.
En multipliant (1') par R4 et (2') par Ri., puis en soustrayant, on obtient: (S42)2 R2 R4 = (Sis)2 Ri Ra. <I>(a)</I> Considérant à présent, avec la notation adoptée dans cette description, que l'énergie consommée dans la branche 3 est égale à x fois celle consommée dans la branche 4, quand une force électromotrice agit dans la branche 1, on a :
(Sia)2 Ri= x (8i4)2 R4. <I>(b)</I> Comme l'énergie consommée dans la branche 1 est égale à y fois celle consommée dans la branche 2, quand une force électro motrice agit dans la branche 4, on obtient: (S14)2 zv1 <I>--- y</I> (s4)2 <I>R2 ;</I> multipliant (b) et (c) il en résulte:
(81s)2- Ri Ra <I>=</I> x <I>y</I> (S24)2 R2 R4. <I>(d)</I> Des équations (a) <I>et (d)</I> on voit que x <I>y = 1.</I> La valeur donnée par la for mule (5) passe par titi maximum pour y=1. Cela indique que pour une quantité donnée d'énergie électrique déve loppée dans le transmetteur à la station d'envoi, une quantité maximum est délivrée utilement au récepteur de la station de réception quand y -= 1.
Puisque une quantité d'énergie aussi grande que possible dans le récepteur est la première condition qu'il s'agit d'atteindre en téléphonie, on serait amené à disposer la station de manière à ce que<B>y<I>=</I></B> 1. Une autre considération cependant modifie l'appli cation pratique de cette conclusion et cette considération provient de l'effet du bruit de la ligne. Puisque cet effet naît dans la ligne, la quantité délivrée au récepteur est propor- tionnelle à
EMI0005.0047
avoir équation 4), tandis que la quantité d'énergie délivrée parle transmetteur de la station d'envoi est proportionnelle à<U>(</U>1 ,+ J) ,\ (voir équation 5).
Le rapport entre cette dernière expression et la précédente est et celui-ci s'accroît à mesure que y augmente
EMI0005.0051
au delà de l'unité. On voit donc qu'en faisant y plus grand que l'unité, le bruit de ligne diminue plus vite à la station que les signaux reçus. L'importance de cette différence dépend na turellement de la quantité de bruit de ligne produit.
En pratique on a trouvé par expé rience qu'une valeur recommandable pour y est 1,4 et qu'alors le rendement industriel est réduit de 2,8 % au-dessous du maximum correspondant à y = 1, tandis que le rende- ment de réception seul est réduit de 16,
6%. 0n voit donc qu'une différence assez grande en faveur des signaux reçus est obtenue pour une petite perte dans le rendement industriel.
Si l'on considère le cas d'une force élec tromotrice placée dans la ligne, en appelant 1'i et 1'2 les courants dans la ligne et le récepteur, on obtient la formule suivante: <I>Ri</I> (I'1)2 <I>= y R2 (1'2)2 (6)</I> qui exprime comme la formule (c) ci-dessus la définition de la grandeur numérique de y. Dans des conditions ordinaires on choisit pour y une valeur comprise entre 1 et 1,5.
Considérant maintenant particulièrement la forme de réalisation représentée sur la fig. 2, L y représente une ligne téléphonique aboutissant à une station comprenant: un transmetteur T, un récepteur R et une bobine d'induction qui fon(stionne comme autotrans formateur possédant les enroulements 11T1 14's et N3, ces enroulements ayant un champ magnétique commun. Les enroulements Ni et N2 ont des résistances négligeables, tandis que l'enroulement Ns possède une haute ré sistance.
Ces trois enroulements sont reliés en série avec la ligne L, tandis que le trans metteur<I>T,</I> connecté aux bornes<I>b</I> et.c, forme shunt sur l'enroulement N2 et que le récep teur R, connecté aux bornes c et e, forme shunt autour de l'enroulement Ns. L'enrou lement à haute résistance peut être remplacé par un enroulement 11rs de résistance négli geable et un élément séparé de résistance auxiliaire, X, ainsi que cela est montré sur les fig. 3, 4 et 9. Des condensateurs 11 et 12 peuvent être placés ainsi qu'il est indiqué au dessin, afin de déterminer le chemin du cou rant continu à travers la station.
Le conden sateur 11 oblige le courant continu à passer à travers le transrnetterir T et le condensa teur 12 l'oblige à passer à travers le récep teur R. Le courant continu venant de la ligne passe donc à travers l'enroulement Xi, la borne<I>b,</I> le transmetteur<I>T,</I> le récepteur R, la borne e, et fait retour par l'autre fil de ligne.
Le fonctionnement de cette installation pendant la transmission est indiqué sur la fig. 3, dans laquelle les flèches représentent la direction dit courant à un moment donné. Quand le transmetteur T fonctionne, des va riations dans le courant se produisent, dont l'effet est le même que celui produit par une force électromotrice variable appliquée au transmetteur. A un moment donné, titi cou rant h passe des bornes<I>c à b</I> à travers le transmetteur.
En b le courant se divise et un courant 14 égal à Ipasse à travers l'enrou lement lai, la ligne<I>L,</I> la résistance<I>X,</I> l'en roulement Na et la borne c, tandis qu'un courant h-14 passe à travers l'enroulement 1 @. Des forces électromotrices sont induites dans les enroulements du transformateur et leurs valeurs et directions sont telles que les bornes c et e sont portées aux mêmes poten tiels, de sorte qu'aucun courant ne passe à travers le récepteur pendant la transmission. Il n'y a donc pas dans l'arrangement montré d'action perturbatrice du transmetteur sur le récepteur.
Le fonctionnement (le cette installation pendant la réception est indiqué sur la fig. 4. Dès qu'une différence de potentiel provenant de la ligne est appliquée aux bornes a e, puisqu'aucun courant ne passe à travers la résistance auxiliaire, la ligne et le récepteur sont en série et titi courant<I>1'2</I> égal à 1'4 passe à travers le circuit allant de la borne c, par le récepteur, la borne e, la ligne L, l'en roulement Ni, à la borne b. De cette borne, un courant 1'i passe à travers le transmet teur vers la borne c.
Le courant du trans metteur est plus grand que le courant de ligne et par conséquent, un courant 1'i-I'4 passe des bornes c <I>à b</I> à travers l'enroule ment Na. Des forces électromotrices sont in duites dans les enroulements du transforma teur, dont les valeurs et directions sont telles que les bornes d <I>et e</I> sont amenées au même potentiel, de sorte qu'aucune énergie n'est perdue dans la résistance auxiliaire, pendant la réception.
On envisage maintenant la détermination des diverses valeurs à attribuer aux organes entrant dans l'arrangement représenté fig. 2, afin d'obtenir un fonctionnement tel qu'indi qué ci-.dessus. En établissant les formules, les résistances des enroulements du transforma- teur sont négligées. On suppose en plus qu'il ii 'y a aucune dispersion du flux magnétique entre les enroulements du transformateur et que les selfinductances sont très grandes comparativement aux impédances des éléments de la station et à l'impédance de la ligne.
On suppose enfin que la ligne avec les ap pareils qui s'y rattachent, peut être remplacc@e par un conducteur de résistance constante, ce qu'on peut admettre pour des longues lignes. L'expérience a démontré que ces suppositions, faites dans un but de simplification, sont justifiées et que les conditions supposées se rapportant au transformateur peuvent être facilement réalisées en pratique, avec une exactitude suffisante par une disposition soi gneuse dudit appareil.
Pour trouver la relation entre les éléments du circuit pour laquelle le transmetteur T et le récepteur R sont conjugués, on suppose qu'une force électromotrice agit dans le cir cuit du transmetteur et que la condition d'appareils conjugués est satisfaite. En d'autres termes, on suppose que les potentiels aux bornes du récepteur sont égaux lorsqu'une force électromotrice est appliquée au traits- metteur. Soit Ii 12 Is et I4 respectivement les intensités des courants passant dans le transmetteur, le récepteur, la résistance auxi liaire et la ligne, et<I>Ri</I> R2 Rs et R4 les résistances des éléments correspondants.
La condition du récepteur et du transmetteur conjugués exige qu'aucun courant ne passe à travers le récepteur pendant la transmission, donc que r2=--o, doit il ressort d'après la iig. 3 que Is <I>=</I> I4. Puisque la résistance auxiliaire, la ligne et les trois enroulements du transformateur forment un circuit fermé, la somme algébrique des différences de po tentiel à travers les enroulements dit trans formateur, ainsi qu'à travers la ligne et la résistance auxiliaire est égale à zéro.
En se rappelant que Is <I>=</I> 14 cette condition peut s'exprimer comme suit: K <I>(ni</I> + r22 -i- ns) = (RB R4) Ii oïl Ii représente la force électromotrice par spire des enroulements du transformateur, les nombres de spires des enroulements Ni 1\'2 Ns étant indiqués par ni n2 im. De -plus, puisque les bornes c et e sont au même potentiel,
la somme algébrique des différences de potentiel travers les enroulements Xs et la r6sis- tance X doit être égale à zéro. Donc: <I>Ions =</I> Ra # Is <I>=</I> Rs <I>.</I> I4 <I>.</I>
En divisant l'une par l'autre ces équations en vire de trouver Rs on obtient:
EMI0007.0039
La somme algébrique des ampères - tours des enroulements du transformateur doit être aussi égale à zéro, de sorte que
EMI0007.0041
Suivant la fig. 4, qui indique la condition à remplir dans le cas de la réception d'un message, l'on voit que, comme le transmetteur et l'enroulement Nz forment un circuit fermé, la somme algébrique des différences de potentiel à travers le transmetteur et l'enroulement Na est égale à zéro, de sorte que Kn2 <I>= Ri</I> # 1'i.
De plus, puisque les bornes d et e sont au même potentiel, la somme algébrique des différences c\le potentiel à travers l'enroule ment 11's et le récepteur est aussi égale à zéro. Gomme pendant la réception 1'4=I'2, cette condition peut s'exprimer: Ii92a <I>=</I> R2 # I'2 <I>=</I> R2 # 1'4.
La somme algébrique des ampères - tours des enroulements du transformateur doit être aussi égale à zéro, donc:
EMI0007.0060
<I>ni <SEP> I'4 <SEP> = <SEP> j22 <SEP> (1'i <SEP> - <SEP> I'4).</I>
<tb> Des <SEP> équations <SEP> ci-dessus <SEP> on <SEP> tire:
<tb> <U>R2 <SEP> 1'4</U> <SEP> _ <SEP> 92;
z
<tb> <I>rte</I>
<tb> <I>n2</I> <SEP> <B>1</B><I>'i</I> <SEP> = <SEP> (<B>111</B> <SEP> -f <SEP> - <SEP> n2) <SEP> I'4
<tb> <I><U>R2</U> <SEP> n3 <SEP> n<U>i <SEP> + <SEP> 2d2</U></I><U> <SEP> ne <SEP> (ni <SEP> -f <SEP> - <SEP> n2)</U>
<tb> <I>Ri</I> <SEP> 11<I>2 <SEP> 2t2 <SEP> n22</I>
<tb> <I>R2 <SEP> - <SEP> <U>na <SEP> (ni <SEP> + <SEP> j22)</U> <SEP> Ri</I> <SEP> <B>9</B>
<tb> M <SEP> <I>2 <SEP> ()</I>
<tb> <I>I,2 <SEP> - <SEP> I,4 <SEP> - <SEP> <U>n2</U> <SEP> Fi</I> <SEP> (10)
<tb> xn <SEP> -+- <SEP> n2
<tb> En <SEP> substituant <SEP> dans <SEP> (2) <SEP> les <SEP> valeurs <SEP> données
<tb> par <SEP> (8)
<tb> ( <SEP> <U>ni <SEP> <B><I>+</I></B> <SEP> n.2</U> <SEP> -L...
<SEP> j2a) <SEP> <I>2 <SEP> Ri <SEP> = <SEP> Rs <SEP> + <SEP> R4 <SEP> (12)</I>
<tb> n2
<tb> Et <SEP> en <SEP> substituant <SEP> dans <SEP> (6) <SEP> les <SEP> valeurs <SEP> don nées <SEP> par <SEP> (10)
<tb> <I>Ri <SEP> = <SEP> y <SEP> # <SEP> <U>n2</U> <SEP> ) <SEP> 2 <SEP> R2</I> <SEP> (13)
<tb> <I>, <SEP> ni <SEP> + <SEP> j22</I>
<tb> On <SEP> doit <SEP> retenir <SEP> l'ensemble <SEP> suivant <SEP> de <SEP> formules
<tb> <I>Rs <SEP> = <SEP> <U>n8</U> <SEP> # <SEP> R4 <SEP> (u)</I>
<tb> <I>ni <SEP> -f <SEP> - <SEP> n2</I>
<tb> <I><U>n8 <SEP> (ni <SEP> --f <SEP> -</U></I><U> <SEP> n2)</U> <SEP> <I>Ri <SEP> (b<B>)</B></I>
<tb> R2 <SEP> =
<tb> n2
<tb> <I><U>n <SEP> i</U></I><U> <SEP> <B>+</B> <SEP> <I>n2 <SEP> -+-</I></U><I> <SEP> w<U>s</U></I> <SEP> 2 <SEP> Ri <SEP> - <SEP> Rs <SEP> + <SEP> R4 <SEP> <I>I <SEP> (c)
</I>
<tb> @2
<tb> <I>Ri <SEP> = <SEP> ?! <SEP> ( <SEP> ni <SEP> y-+-- <SEP> j22 <SEP> 1 <SEP> R2 <SEP> <B>(</B>d)</I>
<tb> Des <SEP> formules <SEP> (b) <SEP> et <SEP> (d) <SEP> on <SEP> obtient:
<tb> R <SEP> 2 <SEP> <B><U>___ <SEP> 123</U></B><U> <SEP> <I>(ni</I> <SEP> --,-- <SEP> n2)</U> <SEP> . <SEP> Ri <SEP> = <SEP> 1 <SEP> (<U>ni <SEP> -f- <SEP> n2</U> <SEP> 12Rj.
<tb> n22 <SEP> y <SEP> n2
<tb> <I>- <SEP> na <SEP> = <SEP> 1 <SEP> (ni <SEP> + <SEP> n2). <SEP> (14)</I>
EMI0008.0001
Des <SEP> formules <SEP> <I>(ca)</I> <SEP> et <SEP> (c) <SEP> on <SEP> a:
<SEP> R3=
<tb> <I><U>rz <SEP> 3</U> <SEP> . <SEP> R.4 <SEP> - <SEP> ( <SEP> <U>r" <SEP> + <SEP> '1:;</U></I><U> <SEP> -f <SEP> - <SEP> it3</U>) <SEP> =
<tb> <I>Ri</I> <SEP> - <SEP> R4
<tb> 71i <SEP> -f <SEP> - <SEP> I12 <SEP> )1_
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<SEP> = <SEP> <U>1 <SEP> ,,</U> <SEP> R4 <SEP> --- <SEP> 1 <SEP> R.4.</I> <SEP> (20)
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<tb> Les <SEP> formules <SEP> pour <SEP> la <SEP> station <SEP> de <SEP> la <SEP> fig. <SEP> 2
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<tb> <I><U>R4</U> <SEP> y <SEP> (1</I> <SEP> -L_ <SEP> <B>Y</B>) De ces formules l'on voit que les impé dances du récepteur et de la résistance auxi liaire sont données en raison de l'impédance de la, ligne et du rapport y.
Les rapports de transformation r et r' sont aussi donnés en raison du rapport y et des impédances de la ligne et du transmetteur. Par conséquent, l'impédance de la ligne étant connue et des valeurs convenables pour l'impédance du transmetteur et pour le rapport y ayant été choisies, les éléments restants de la station peuvent être facilement déterminés.
En considérant ces formules on voit que les rapports d'enroulement r et r' doivent en général être positifs ou négatifs, suivant les valeurs des résistances de la ligne et du transmetteur. Donc, si l'un de ces rapports, ou les deux, ont des valeurs négatives, cela signifie que la direction relative de l'eurou- lenient des bobines correspondantes à ce l'apport doit être de sens inverse à celui montré sur la figure. Des valeurs positives doivent être en général utilisées en pratique.
Dans les fig. 1 à 4, on a montré titi arrangement en série de quatre éléments, c'est-à-dire (1) la ligne L, (?) l'enroulement X, (3) l'accouplement formé du transmettent <I>T</I> en parallèle sur l'enroulement 11 Ta et (4) l'accouplement formé du récepteur R en parallèle sur l'enroulement N3 et la résistance h: (fig. 2). N importe quel arrangement des parties qui conserve ces quatre composantes en série, est équivalent à celui montré ici, ait point de vue électrique.
A titre d'exemple la fig. 5 montre une variante de cet arrangement dans laquelle l'enroulement Ni est placé entre les deux accouplements indiqués ci-dessus en (3) et en (4) et la fig. 6 montre une autre variante dans laquelle la ligne L et l'enrou lement Ni sont seulement interehangés par rapport aux positions qu'ils occupent aux fig. 1 et 2. Les formules établies pour l'arran gement des fig. 1 à 4 peuvent être appliquées à ces deux variantes.
Suivant la fig. 5, le condensateur 13 force le courant continu, fourni par une batterie commune, à passer à travers le transmetteur T. Le condensateur 14 peut être utilisé, si on le désire, pour dériver le courant continu autour du récepteur R dans le cas où ce récepteur est du type à aimant permanent. 8i le condensateur 14 n'est pas employé, une partie seulement du courant continu passe à travers le récepteur R, qui est aimanté par ce courant dans le cas d'un récepteur diffé- rentiel, c'est-à-dire d'un récepteur, dont le noyau en fer doux n'est aimanté que lors du passage d'un courant.
On a supposé dans l'établissement de la théorie déterminant les valeurs des éléments de la station, que les impédances de la ligne et de ces éléments consistent en de simples résistances. Pour des lignes présentant une capacité distribuée considérable, ou une réac tance inductive, il convient de corriger les résultats en remplaçant la simple résistance X par un circuit équilibreur autre qu'une résis tance non inductive et de nature telle que le rapport entre ses composantes, résistance et réactance, approche, de très près le rapport entre les composantes, résistance et réactance, de la ligne et cela pour la série employée des courants phoniques ou de fréquences de signalisation.
Les diverses dispositions possibles de tels réseaux sont bien connues. S'il s'agit d'une station pouvant être connectée à des lignes différentes, il conviendra de déterminer les éléments de la station pour une ligne moyenne.
La fig. 7 se rapporte à une forme de réalisation de l'invention appliquée<B>à</B> une station faisant partie d'une installation télé phonique à batterie locale. Pour assurer une plus grande efficacité, la résistance inductive du récepteur R est équilibrée par un conden sateur 8 en série avec lui. X' représente un dispositif ou réseau équilibreur d'impédances et peut consister en une résistance, ou pré senter différentes formes, suivant la nature de la ligne, le prix de revient maximum permis, et le degré d'exactitude requis.
Pour une ligne présentant une capacité distribuée considérable, comme par exemple, une ligne formée d'un câble sous-marin, une forme convenable de ce réseau équilibreur est montrée fig. 8 et consiste en une capacité 9 en parallèle avec une résistance 10. Ces éléments sont choisis de valeurs telles, que l'impédance du chemin à haute résistance qu'ils constituent corresponde à peu prés à l'impédance carac téristique de la ligne.
Plus précisément, si un courant présentant une fréquence de signa lisation est transmis sur la ligne et si un courant semblable s'exerce sur le réseau X',: hintensité sera en avance sur la force élec tromotrice d'un angle égal dans les deux cas, tandis que le rapport des valeurs absolues de l'impédance de la ligne et du réseau, dépend de la valeur du rapport d'énergie y, suivant la deuxième des équations (A).
Dans la station de la fig. 7 sont utilisés, comme éléments auxiliaires, une batterie B, une bobine de self-induction, un commutateur à trois contacts $, une sonnerie et un induc teur d'appel. La batterie B fournit du courant au transmetteur T et au récepteur R. La bobine de self-induction possède Ûne très grande impédance pour les courants alter natifs de la fréquence des courants phoniques, ruais permet le passage du courant continu. L'effet de cette bobine comme chemin dérivé pour le courant phonique est négligeable.
Le commutateur ordinaire à trois contacts, S, est disposé pour ouvrir le circuit de la bat terie B et aussi pour couper la station de. la ligne. La sonnerie à haute impédance et le circuit normalement ouvert du générateur sont dérivés à travers la ligne- comme cela est montré. Au fond ce circuit est identique à celui de la fig. 6, car ii se ramène à celui-ci, si on élimine le générateur, la sonnerie, le com mutateur, la bobine de self-induction, la bat terie B et les condensateurs 8 et 9.
Dans la forme d'exécution de l'objet de l'invention montrée en fig. 9, qui est analogue à celle fig. 6, un arrangement est de plus prévu, évitant qu'un claquement désagréable n'ait lieu dans le récepteur électromagnétique, quand le chemin parcouru par le courant continu à -travers le transmetteur et le récep teur est ouvert. Suivant cet arrangement, qui peut d'ailleurs être appliqué à d'autres formes d'exécution de l'objet de l'invention, les contacts du commutateur sont disposés de manière telle que, quand le crochet commutateur est actionné, le chemin parcouru par le courant continu à travers le récepteur et le transmetteur est ouvert avant la connexion existant entre le récepteur et un chemin auxiliaire, renfermant un condensateur.
L'énergie emmagasinée dans le récepteur et le transformateur se décharge ainsi graduellement à travers ce circuit auxi liaire. Dans la station de la fig. 9 les éléments suivants sont prévus: un transmetteur T, un récepteur électromagnétique R, une résistance auxiliaire X et un transformateur à trois en roulements 1, 2 et 3. Le transmetteur T et le récepteur R sont disposés en série avec l'enroulement 1, les trois éléments étant dérivés sur les bornes 4 et 5 de la ligne. Le récepteur R est shunté par l'enroulement 2 et la résistance auxiliaire X, laquelle en pratique peut être comprise dans l'enroule ment 2.
Un chemin auxiliaire 6, disposé pour shunter le transmetteur T, comprend l'enrou lement 3 et un condensateur 7, de manière à empêcher le passage d'un courant continu à travers ce chemin auxiliaire. La sonnerie 8 est comprise entre la borne 4 de la ligne et la borne 9 de l'enroulement 3. Le commu tateur 10 possède deux contacts 11 et 12, le premier ouvrant le circuit du courant con tinu en déconnectant le transmetteur T des chemins en parallèle de la résistance X et du récepteur R. Le contact 12 commande la connexion de ces chemins avec le circuit auxiliaire 6. Les contacts du commutateur sont disposés de manière que 11 s'ouvre avant 12.
En temps normal, le courant continu passe par la ligne, la borne 4, l'enroulement 1, puis à travers le récepteur R d'une part, et l'enroulement.2 d'autre part, ensuite à travers les contacts 12 et 11, le transmetteur T, la borne 5 et retourne à la ligne. Puisque le condensateur 7 est compris dans le chemin auxiliaire 6, aucun courant continu ne passe par celui-ci. Quand le commutateur 10 est actionné, par exemple s'il s'agit de rappeler l'opératrice, le contact 11 est d'abord ouvert pendant que le contact 12 reste encore fermé pour un court instant.
L'énergie emmagasinée dans le récepteur électromagnétique et l'eu- roulement du transformateur se décharge à travers le contact 12, l'enroulement 3 et le condensateur 7, et si tout est arrangé de manière que cette décharge graduelle soit terminée avant l'ouverture du contact 12, aucun bruit ou .claquement ne se produit dans le récepteur R. Ainsi le récepteur est à l'abri de toute perturbation provenant du fonction nement et du maniement ordinaire de la station.
Une station satisfaisant aux conditions énoncées au commencement de la description des équipements de station donnés à titre d'exemples, peut être regardée comme formant une station parfaite, puisqu'elle permet d'ob tenir un rendement industriel maximum entre le transmetteur de la station d'envoi et le récepteur de la station correspondante. De plus, dans lesdits équipements, pour obtenir ce résultat on n'a recours qu'à un nombre minimum d'éléments supplémentaires, puisqu'il suffit, en général, d'un élément de résistance auxiliaire pour supprimer toute action pertur batrice du transmetteur sur le récepteur de la même station. On pourrait croire que l'addition de cet élément de résistance diminue le rendement de la station à l'émission, vu que de l'énergie y est inévitablement dissipée, comme il a été montré ci-dessus.
Cela n'est cependant pas le cas et le rendement des stations décrites s'approche d'une valeur maximum qui n'a jamais été dépassée par n'importe quelle station pouvant servir sans modification pour des communications dans les deux sens et présentant ou ne présen tant pas d'actions perturbatrices de l'organe transmetteur sur l'organe récepteur de la même station. Dans la description précédente on a considéré spécialement le cas d'installations téléphoniques, mais il est évident que les arrangements décrits peuvent s'appliquer à d'autres installations de signalisation.
De plus, le mot station est utilisé dans un sens géné rique et sa signification n'est pas limitée à une station téléphonique d'abonné, mais se rapporte par exemple aussi à des stations téléphoniques comprenant un répétiteur pouvant transmettre les signaux. Les formules établies sont basées sur l'idée que des transformateurs parfaits sont utilisés et que les éléments composants de la station n'ont aucune réac tance, ce qui n'a lieu qu'approximativement en pratique. Les formules peuvent être mo difiées quand une plus grande précision est nécessaire, en considérant le fait que le trans formateur n'est pas parfait et que la ligne, ainsi que les divers éléments de la station, peuvent en général présenter de la réactance.
Les formules ci-dessus donnent cependant des résultats très satisfaisants et des calculs ana logues permettent de calculer plus exactement, s'il y a lieu, les éléments constitutifs des stations.