Installation pour sous-station téléphonique. Dans<B>le</B> brevet suisse no <B>95302</B> du 12 juin<B>1920,</B> est décrit une installation pour sous-station téléphonique, telle que le poste d'titi abonné, reliée<B>à</B> une ligne permettant des communications dans les deux sens, la sous-station comprenant alors un circuit trans metteur et tu) circuit récepteur. Son but est que cette sous-station fonctionne avec un rendement maximum pour une transmission dans les deux sens, c'est-à-dire aussi bien dans le cas où elle redoit des messages que dans le cas où elle en envoie.
De plus dans ce dernier cas, le courant de fréquence télé phonique transmis par le circuit transmetteur ne doit produire aucune dérivation<B>à</B> travers le circuit récepteur.
La présente invention se rapporte<B>à</B> un perfectionnement apporté aux circuits d'une installation semblable. Suivant cette invention, le transformateur comprend trois enroulements placés en série entre eux et avec la ligne, le circuit transmetteur et le circuit récepteur étant en série l'un avec l'autre et constituant un ensemble branché sur deux des enroule ments du transformateur. La résistance auxi- liaire est reliée d'une part au point de jonction de ces deux enroulements et d'autre part au point de jonction des circuits récepteur et transmetteur.
Le dessin ci-joint donne,<B>à</B> titre d'exemple, une des formes de réalisation de l'objet de l'invention. La fig. <B>1</B> est titi diagramme repré sentant schématiquement les circuits de la sous-station; la lig. 2 montre d'une manière plus détaillée ces circuits; la fig. <B>3</B> indique les directions relatives des courants dans ces circuits pendant la transmission, les lignes en traits interromptis indiquant les éléments <B>à</B> travers lesquels il ne passe pas de courant, et la<B>±ô,.</B> 4 indique les directions relatives des courants dans ces circuits pendant la réception.
Suivant la fig. 2, L-représente une ligne téléphonique aboutissant<B>à</B> la sous-station qui comprend un transmetteur T, un récepteur<B>B,</B> une résistance auxiliaire X et un transforma teur<B>à</B> trois enroulements, lesquels sont désignés par<B><I>Ni, N2</I></B> et Ars. La ligne L, Penroulement Ni, le récepteur<B>B,</B> et le -traits- metteur T, sont reliés de maniùre 4 former un circuit dans lequel ces éléments sont cri série.
Les enroulements<B>N2</B><I>et<B>N3</B></I> sont reliés en série entre le point de jonction c de l'enroulement Xi et du récepteur R, et le point<B>de</B> jonction<B>d</B> de la ligne L et du trans formateur T. La résistance auxiliaire X est reliée entre le point de jonction e du trans metteur et dur récepteur, et le point de joue- tion <B>b</B> des enroulements<B>M,</B> et Xs. r#n con densateur est intercalé en série avec l'enroule ment<B>M,</B> comme repraerité,
de soi-te que du courant continu passe de la ligne L<B>à</B> travers l'enroulement Ni<B>à</B> la borne c, et# de celle-ci <B>à</B> la borne e en parallèle d'une part<B>à</B> travers le récepteur<B>-9,</B> et d'autre part<B>à</B> travers Fenroulement N2 et la résistance auxiliaire X; <B>a,</B> partir de la borne e -ce courant continu passe<B>à</B> travers le transmetteur T et retourne <B>à</B> la ligne L.
Le fonctionnement pendant la transmis sion est représenté<B>à</B> la- fig. <B>3,</B> dans laquelle les flèches montrent la direction du courant <B>à</B> un moment donné quelconque. Dans cette description les indices<B>1,</B> 2,<B>3,</B> 4 se rappor tent respectivement au transmetteur, an récepteur,<B>à</B> la'résistance auxiliaire, et<B>à</B> la ligne. Par exemple Ii <I>L</I> Is <I>14</I> désignent les intensités des courants passant respective- ruent dans le transmetteur, le récepteur, la résistance auxiliaire, et la ligne.
Lorsque le transmetteur T est actionné, il se produit des variations dans le passage du courant, l'effet produit étant équivalent<B>à</B> l'application d'une force électroinotrice variable au trans metteur.<B>A</B> un moment donné, un courant<B>11,</B> égal<B>à</B> Ii passe de la borne<B>d à</B> la borne<B>b,</B> <B>à</B> travers le transmetteur T et la résistance auxiliaire X.<B>A</B> cette borne<B>b,</B> le courant<B>Il</B> se divise en un courant 14 qui passe<B>à</B> tra vers les enroulements iV.-, et<B><I>Ni,</I></B> la ligne L, et revient<B>à</B> la borne<B>d,</B> et en un courant 11-14 qui passe, en parallèle avec<B>le</B> pré cédent,
<B>à</B> travers l enroulement N3 et<B>le</B> condensateur. Des potentiels sont ainsi induits dans les enroulements du transformateur, ces potentiels présentant une valeur et une direc tion telles que les bornes<B>c</B> et e sont ame nées au même potentiel, de sorte qu'il ne passe pas de courant<B>à</B> travers le récepteur pendant la transmission et que la sous-sta tion ne présente, par, conséquent, pas<B>de</B> dérivations perturbatriceq.
Le fonctionnement<B>de</B> la sous-station pen dant la réception est repréEenté <B>à</B> la fig. 4, et est<B>le</B> suivant: lors de l'application d'un potentiel<B>de</B> réception aux bornes de la ligne, un courant Li passe de la borne<B>d à</B> la borne<B>c à</B> travers la ligue r,<B>de</B> l'enroulement 'Vi. Uri courant Ii, <B>égal à</B> 12, i passe de la borne<B>c à</B> la borne<B>d, à</B> travers le récepteur Pb et le transmetteur T. Comme le courant I, est plus fort que le courant 14,
Uri COLI- rant 11-Li passe de<B>la</B> borne<B>d à</B> la borne c, <B>à</B> travers les enroulements A13 et A#'2- Des potentiels sont ainsi induits dans les enrou lements du transformateur, ces potentiels prê- sentant une. valeur et titre direction telles que les bornes b et e sont amenées au môme potentiel,
de soi-te qu'aucun courant n'est dissipé dans la résistince auxiliaire pendant la réception.
Dans ce qui suit, il est indiqué la manière de proportionner les éléments constitutifs de l'arrangement de la fig. 2 pour que la soirs- station satisfasse aux conditions mentionnées ci-dessus.
Pour établir ces formules de coris- truction de la sous-station, les résistances des enroulements du transformateur sont considérées comme inconnues.<B>Il</B> est égale ment supposé qu'il n'y a pas de porte on fuite magnétique entre les enroulements du transformateur, et que les self-impédances sont très grandes comparativement aux im- pùdances de l'un quelconque des éléments constitutifs<B>de</B> la sous-station ou<B>à</B> 1'impé- dance de la ligne.
L'expérience a démontré que ces hypothèses, qui permettent de sim plifier le problème, sontjustifiées, et que les conditions supposées peuvent être exactement réalisées en pratique par une construction soignée. Il<B>y</B> a lieu de noter que les forinu- les précédant celles qui sont établies dans la présente description, sont celles qui ont été établies dans le brevet principal.
Pour formuler la condition que le trans metteur T et le récepteur R sont conjugués pendant la transmission, on suppose qu'une force électromotrice agit dans le circuit trans metteur et on suppose également que la condition de conjugaison du transmetteur et du récepteur est satisfaite. En d'autres mots, on suppose que les bornes du récepteur se trouvent en des points de potentiels égaux par rapport<B>à</B> une force électromotrice appli quée au transmetteur. Soient<I>Il 122</I> IS L les courants passant respectivement dans le trans metteur, le récepteur, la résistance auxiliaire et la ligne, et soient<B>Ri</B> RE R3 B4 la résis tance de ces mêmes éléments.
La condition de conjugaison du récepteur par rapport au transmetteur exige qu'il ne passe pas de courant<B>à</B> travers le récepteur pendant la transmission, et par suite 12 == <B>0.</B> Il ressort également clairement de la fig. <B>3</B> que Is -_ Il.
Comme les trois enroulements du.trans- formateur et la ligne se trouvent en série, la somme algébrique de la chute du poten- fiel (r R) <B>à</B> travers la ligne et des chutes de potentiel<B>à</B> travers les enroulements est nulle, de sorte que <I>K</I> (n <B>, +</B> n 2<B>+</B> îi <I>s)<B>=</B> R</I> 4 14, formule dans laquelle K est la chute de potentiel par spire des enroulements du trans formateur.
En outre, comme les bornes<B>c</B> et e sont au même potentiel<B>à</B> la fig. <B>3,</B> la somme algébrique de la chute de potentiel (I<B><I>B)</I> à</B> travers la résistance auxiliaire et la chute de potentiel<B>à</B> travers l'enroulement<B>NE</B> est nulle.
Par suite<B>:</B> Kn 2 # <B>B</B> .3 13- De même, la somme algébrique des am- père-tours des enroulements du transformateur doit être nulle, de sorte que Ï13 <B>(Il -</B> 14)<B>=</B><I>(ni</I><B>1-</B> 'Ï12) 14- De ces équations, on obtient:
EMI0003.0028
EMI0003.0029
De la fig. 4, qui montre le fonctionnement de la sous-station pendant la réception, il ressort que r,<B><I>-=</I></B> Ï2.
Comme les bornes<B>b</B> et e se trouvent an même potentiel, la somme. algébrique de la chute de potentiel (r<B>B) à</B> travers le récepteur et de la chute de poten tiel<B>à</B> travers l'enroulement<B>NE</B> doit être nulle, de sorte que l'on a- Kn 2<B>=</B> RE Il =: RE <I>Il</I> De même, la somme algébrique de la chute de potentiel (.Z <B><I>B)</I> à</B> fi-avers le trans metteur et la chute de potentiel<B>à</B> travers l'enroulement<B>M</B> doit être nulle.
Par suite, on a: Kiz <B><I>3</I></B> -_#- <I>R<B>,</B> ri.</I>
En résolvant ces équations, on a<B>:</B>
EMI0003.0041
formule qui peut s'inscrire de la manière sui vante
EMI0003.0042
Comme la somme algébrique des ampère- tours des enroulements du transformateur doit être nulle, on a<B>-</B> <I>n<B>1</B></I> 14 # (n 2<B>+</B> n<B>3) (Il<I>-</I></B> 14), formule qui peut s'inscrire: (n 2<B>+</B> n<B><I>i)</I></B><I> Il</I> # (n i. <B>+</B> îz 2<B>+</B> n<B>3)</B> 14.
Etant donné que, pendant la réception, Il 12, on a<B>-</B>
EMI0003.0052
Si l'on substitue les valeurs données par l'équation<B>(8)</B> dans l'équation (2).. on a<B>.</B>
EMI0003.0054
Etant donné que Il<B>=</B> 12 pendant la réception, l'équation<B>(6)</B> petit s'inscrire:<B>,</B>
EMI0003.0056
# En réunissant, on a:
EMI0003.0058
EMI0004.0001
En égalant les expressions<B>(b)</B> et<B>(d),</B> et
EMI0004.0002
<I>n</I> <SEP> 2
<tb> en <SEP> désignant <SEP> le <SEP> rapport <SEP> par <SEP> <B>r',</B> <SEP> on <SEP> obtient:
EMI0004.0003
L'équation (c) petit s'écrire:
EMI0004.0005
En résolvant les équations (14) et (a), on obtient:
EMI0004.0006
En désignant par î- et<B>?</B> les rapports
EMI0004.0008
<I>ill</I> <SEP> et <SEP> <B>-,</B> <SEP> <I>ïi</I> <SEP> 2 <SEP> cette <SEP> expression <SEP> devient-
EMI0004.0009
En substituant la valeur de î,', telle que donnée par l'équation<B>(13),</B> dans l'expression ci-dessus, on obtient:
EMI0004.0012
En -ubstituant les valeurs de i- et<B>?</B> dans l'expression (a), on obtient:
EMI0004.0014
En substituant la valeur de<I>r',</I> telle que donnée par l'équation<B>(13),</B> Féquation <B>précé-</B> dente devient<B>.</B>
EMI0004.0016
En réunissant, on obtient les foi-mules suivantes pour la sous station représentée <B>à</B> la fig. 2<B>;
</B> Pb 2<B><U>1</U></B> Pb <B>1,</B> <B>y</B> R3 <I>Ri,</I> <B>y</B> <B>y</B> <B><U>1 +</U> y</B> R4<B>1 + y</B> <B>y</B> __ vi- <B>- -y</B> On voit par les formules ci-dessus que l'impédance du récepteur et de la résistance auxiliaire sont données en fonction de Pini- pédance du transmetteur et du rapport<B>y.</B> On voit également que les rapports de traits- formation <B>î-</B> et<B>ï\</B> sont donnés en fonction du rapport<B>y</B> et des impédances du transmetteur et de la ligne.
Par conséquent,. on peut, étant donné l'impédance de la ligne et du trans metteur, en choisissant une valeur convenable pour le rapport<B>y,</B> calculer facilement les autres éléments de la sous-station.
Dans les figtires du dessin, le sens d*eil- roulement des bobines du transformateur et la direction du passage du courant, tels qu'indiqués, sont uniquement conventionnels et ne doivent être considérés comme exacts que pour des valeurs particulières des<B>élé-</B> ments constitutifs de la sous-station. On voit, par l'examen des formules de construction établies que le rapport d'enroulement<B>r</B> petit, en général, être, soit positif, soit négatif, suivant les valeurs des résistances de la lio-ne et du transmetteur.
Si, par conséquent, pour une construction particulière quelconque, le rapport d*enroulement a pour résultat de donner lieu<B>à</B> une valeur négative, il<B>y</B> a lieu d'interprêter <B>CC</B> résultat comme signifiant que la direction relative d'enroulement des bobines dont le rapport d'enroulement est négatif, doit être inverse de celle indiquée sur le diagramme.
La sous-station décrite et représentée n'est qu'un exemple choisi parmi un grand nombre de sous-stations n'employant qu'un seul transformateur et une seule résistance auxiliaire, et toutes ces sous-stations sont parfaites, en ce sens qu'elles satisfont aux conditions fondamentales d'une sous-station parfaite, comme il a été indiqué dans le bre- vet principal.<B>11</B> est par suite évident que l'on peut appliquer<B>là</B> manière décrite de déterminer les éléments d'une sous-station<B>à</B> toutes sous-stations comprenant un seul trans- formaieur et une seule résistance auxiliaire, cette sous-station étant proportionnée, par rapport<B>à</B> la ligne avec laquelle elle doit être combinée,
de telle manière qu'elle soit par faite au point de vue de son rendement et lie présente aucune dérivation perturbatrice sensible, On doit aussi observer que les for mules précédentes ont été établies en se basant sur Phypothèse que Pou. emploie des transformateurs parfaits et que les éléments constitutifs de la sous-station ne possè dent aucune réactance, hypothèse qui n'est que très approximativement justifiée en pra tique. En particulier, lorsqu'on désire obtenir une précision très grande, la sous-station peut être calculée d'une manière plus exacte en tenant compte du fait que les impédances du transformateur sont limitées et que la ligne possède en général une certaine réac tance caractéristique.
Les formules ci-dessus donnent cependant des résultats tout<B>à</B> fait satisfaisants et la manière de les établir permet en cas de besoin,<B>à</B> tout homme du métier, de calculer, d'une manière plus pré cise, les constantes de la sous-station. <B>Il</B> est évident que dans la descriptioli ci-dessus le terme ,sous-statiorill est employé dans son sens générique, et que, par consé quent, sa signification n'est pas limitée<B>à</B> une station téléphonique d'abonné. En effet, l'arrangement décrit petit s'appliquer d'une manière générale,<B>à</B> toute station téléphonique comprenant une station répétitrice servant<B>à</B> transmettre des signaux téléphoniques.