Brevet FR2081625A1 — publié le 19711210

La présente invention concerne d'une manière générale la transmission de deux signaux électriques dans des directions opposées par la même ligne de transmission pour retarder ces signaux de quantités identiques et, en particulier, un circuit à ligne 5 de transmission dont les deux extrémités de la ligne à retard sont terminées sur son impédance caractéristique, un dispositif d'élimination des signaux étant relié à chaque terminaison pour empêcher toute interaction non linéaire entre les deux signaux d'entrée. Cette terminaison comprend une résistance en série avec 10 la résistance de la jonction émetteur- base d'un transistor monté en amplificateur à base commune et le dispositif d'élimination des signaux comprend une source de signaux d'élimination raccordée par un diviseur de courant audit émetteur afin d'éliminer la partie non retardée du signal d'entrée transmise par la résistance 15 de terminaison, sans éliminer la partie retardée du signal d'entrée transmise par la ligne à retard. Le circuit à ligne de transmission de la présente invention est particulièrement utile pour réaliser une coïncidence précise dans le temps de deux signaux électriques différents après que 20 ces signaux ont été retardés par leur passage par une* ligne à retard. Par exemple, ces deux signaux peuvent être des signaux "verticaux" retardés appliqués aux deux systèmes de déviation verticale d'un oscilloscope à rayons cathodiques du type à deux faisceaux, après que des fractions desdits signaux ont été 25 utilisées pour déclencher les générateurs de balayage horizontal dudit oscilloscope. Après ce déclenchement, les signaux verticaux sont transmis par des lignes à retard pour produire un retard temporel qui déclenche l'émission de signaux de balayage horizontal et les applique aux plaques de déviation horizontale à l'ins-jO tant même où ces signaux verticaux sont appliqués aux plaques de déviation verticale. On peut citer comme autre application la transmission simultanée de l'information dans une calculatrice fonctionnant à temps partagé et d'autres appareils à signaux numériques. 25 Le eircuit à ligne de transmission selon l'invention peut retarder deux signaux indépendamment sans interaction non linéaire entre ces signaux, même s'ils sont transmis dans des sens opposés par la même ligne à retard. Dans des essais antérieurs pour réaliser une telle transmission bilatérale des signaux,on a utilisé la modulation en fréquence, la modulation par impulsions codées, 71 07016 2 2081625 le filtrage par filtre passe-bande et d'autres procédés compliqués pour obtenir le même résultat qu'avec la présente invention. Le circuit de la présente invention empêche donc l'interaction non linéaire d'une manière beaucoup plus simple et moins coûteuse 5 que ces appareils de la technique antérieure par branchement d'un circuit d'élimination des signaux avec une terminaison de ligne de transmission à chaque extrémité de la ligne à retard. La terminaison comporte une résistance en série avec la résistance de la jonction émetteur-base d'un transistor de terminaison et, non 10 seulement il termine ladite ligne sur son impédance caractéristique, mais aussi il applique un courant de signal de sortie au collecteur du transistor de terminaison. La terminaison de la ligne de transmission elle-même est décrite dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique n° 3 168 656. Cependant, à la différence 15 du circuit selon l'invention,- le brevet sus-mentionné ne décrit pas la transmission de deux signaux passant dans des directions opposées par la même ligne à retard ni l'utilisation du procédé d'élimination des signaux employé dans la présente invention pour empêcher toute interaction entre les deux signaux. 20 La présente invention a donc pour objet un circuit perfec tionné à ligne de transmission dans lequel deux signaux électriques différents sont transmis dans des directions opposées par la même ligne de transmission pour communiquer auxdits signaux le même retard temporel tout en maintenant la dépendance de ces 25 signaux et en empêchant toute interaction entre lesdits signaux; ce circuit de réalisation simple et peu coûteuse comprend un dispositif d'élimination de signaux pour éliminer la fraction non retardée du signal d'entrée transmise par la résistance de terminaison de ladite ligne de transmission sans éliminer la fraction 30 retardée du signal d'entrée transmise par la ligne à retard,et l'impédance de terminaison à chaque extrémité de ladite ligne comprend une résistance de terminaison de valeur sensiblement égale à l'impédance caractéristique de la ligne et est branchée en série avec la jonction émetteur-base d'un transistor dont le 35 collecteur est branché de manière à constituer la sortie du circuit. L'invention se rapporte,en outre,à une terminaison et un circuit de ce genre dans lesquels le transistor est monté en amplificateur à base commune, sa base étant à la masse et son émetteur étant raccordé à la borne commune à la sortie de la rssistan- 40 ce de terminaison et à la sortie du circuit d'élimination des 71 07016 3 2081625 signaux, si bien que seule la fraction retardée du signal d'entrée est transmise par ladite jonction émetteur-base pour faire apparaître le signal de sortie sur le collecteur dudit transistor. D'autres objets et avantages de l'invention seront'mieux ^ compris à la lecture de la description qui va suivre d'un exemple de réalisation et en référence au dessin annexé sur lequel : la figure 1 représente schématiquement une réalisation du circuit à ligne de transmission selon l'invention; et la figure 2 représente graphiquement deux signaux électri-10 ques transmis par le circuit de la figure 1, en différents points dudit circuit. Comme l'indique la figure 1, le circuit à ligne de transmission de la présente invention comporte une ligne à retard 10 commune reliée à ses extrémités opposées à une première source 12 15 de signaux d'entrée et à une seconde source 14 de signaux d'entrée. La ligne à retard peut être une ligne UHF en ruban ou un câble coaxial ayant un conducteur extérieur 13 à la masse et un conducteur intérieur 15 relié à une extrémité à la source de signal 12 et, à l'autre extrémité, à la source de signal 14. Les sources 20 de signaux d'entrée 12 et 14 peuvent être des sources de courant et transmettre dans des directions opposées des signaux d'entrée positifs 1^ et i2 par le conducteur de. signal de la ligne à retard. Les deux extrémités de la ligne à retard sont reliées à des terminaisons de la ligne de transmission comportant chacune une 25 résistance de terminaison 16 et 18 ayant une résistance approximativement égale à l'impédance caractéristique de 50 ohms de la ligne à retard. De plus, chaque terminaison comprend un circuit de sortie constitué respectivement par un transistor de terminaison 20 et 22 dont la jonction émetteur-base est branchée en série jq avec la résistance de terminaison et la masse. Les transistors 20 et 22 peuvent être montés en amplificateurs à émetteur commun,mais sont de préférence montés en amplificateurs à base commune, leur base étant à la masse,leur émetteur étant relié aux résistances terminales et leurs collecteurs branchés en sorties de signaux, 25 comme décrit dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique n° 3 168 656 sus-mentionné. Chacun des transistors de terminaison 20 et 22 est polarisé au repos, de manière à être conducteur , par les résistances 24 et 26 de polarisation de l'émetteur d'environ 1500 ohms bran- . chées entre une source de tensjon continue positive d'environ £âËstÈÉLii__ 71 07016 4 2081625 + 15V et les émetteurs desdits transistors quand on utilise des transistors du type PNP. A noter que la résistance de la jonction émetteur-base des transistors-base à la masse est très faible, de l'ordre de 5 ohms, ou moins, et ne varie pas beaucoup quand 5 l'amplitude du signal d'entrée change. Evidemment, les résistances de polarisation 24 et 26 branchées en parallèle sur ladite résistance de jonction émetteur-base n'ont aucun effet sur l'impédance terminale à #eause de la valeur élevée de ladite résistance de polarisation et de la faible valeur de la résistance de la 10 jonction émetteur-base. Par conséquent, l'impédance terminale est égale à l'impédance caractéristique de la ligne de transmission et, par conséquent, empêche les réflexions de signaux par les extrémités de cette ligne. Par conséquent, les courants 1^ et Ig des signaux d'entrée émis par les sources de signal 12 et 14 se 15 répartissent aux entrées de la ligne à retard,si bien qu'une moitié de chaque courant de signal d'entrée est transmise par la ligne à retard 16 sous forme d'une partie de signal retardé, tandis que l'autre moitié de chaque courant de signal est transmise sous forme d'une partie de signal non retardé par les ré-20 sistances de terminaison 16 et 18. Une première source d'élimination de signaux 28 et une seconde source d'élimination de signaux 30 sont raccordées par deux paires de résistances de division du courant 32, 34efc36, 33 aux entrées des circuits de sortie terminaux à savoir aux 25 points de jonction des première et seconde résistances terminales 16 et 18 avec, respectivement, les émetteurs des transistors 20 et 22. Les premières résistances 32 et 36 de division du courant sont branchées respectivement entre la masse et les sorties des sources de signaux 28 et 30 d'élimination, tandis que les secon-30 des résistances de division du courant,34 et 38,sont branchées respectivement entre ces sorties et les émetteurs des transistors 20 et 22. Les premières résistances 32 et 36 de division du courant ont des valeurs ohmiques égales à celles des secondes résistances 3^ et 38 de division du courant et peuvent être rendues 35 égales à l'impédance caractéristique de chaque ligne à retard qui est, par exemple, d'environ 50 ohms. Chaque signal d'élimination est un signal à courant négatif d'intensité égale, mais de polarité opposée, à celle de son signal d'entrée correspondant. Par conséquent, si la première source 12 de signaux d'entrée émet un 40 courant d'entrée +1 la première source 28 de signaux d'élimina 71 07016 5 2081625 tion émet un signal d'élimination -I-j • De même, quand la seconde source 12 de signaux d'entrée émet un signal d'entrée +I0, alors la seconde source 30 de signaux d'élimination émet un signal -I2 d'élimination. A cause de la présence des résistances 32 et 34 de division du courant, une moitié du premier signal d'élimination est transmise à la masse par la résistance 32,tandis que l'autre moitié du signal d'élimination est transmise à l'émetteur du transistor 20 par une résistance 34. Cette^fraction du premier signal d'élimination -1^/2 transmis par la résistance 34 élimine la fraction +I«j/2 non retardée du premier signal d'entrée transmis par la résistance 16 de terminaison étant donné que ces deux signaux sont de même intensité mais de phases opposées. De même, la seconde fraction -I2/2 du signal d'élimination transmis par la résistance 38 de division du cotrrant annule la fraction non retardée +Ig/2 du second signal d'entrée transmis par la résistance de terminaison 18. Par conséquent, seule la fraction retardée +1^/2 du premier signal d'entrée transmis par la ligne à retard 10 apparaît comme signal d'entrée à l'émetteur du second transistor 22 de terminaison. De même, seule la fraction retardée +Ig/2 du second signal d'entrée transmis par la ligne à retard 10 apparaît sous forme de signal d'entrée à l'émetteur du premier transistor de terminaison 20. Les collecteurs des transistors terminaux 20 et 22 sont raccordés, par les résistances de charge de sortie 40 et 42, respectivement, à des sources de tension continue négative d'environ -5V. Les signaux de tension émis et appliqués aux bornes des résistances de charge 40 et 42 sont transmis aux bornes de sortie 44 et 46, respectivement. Les résistances 40 et 42 de charge de sortie peuvent avoir des valeurs ohmiques égales à l'impédance caractéristique de la ligne à retard. Si l'on admet que les transistors amplificateurs 20 et 22 à base commune ont un gain a en courant égal à 1, les signaux de tension V2 et émis appliqués respectivement aux bornes de sortie 44 et 46, sont tous deux égaux aux signaux de tension d'entrée appliquésaux extrémités opposées de la ligne à retard. A la suite de la transmission des premier et second signaux d'entrée dans des directions opposées à travers la même ligne à retard 10, chacun de ces signaux est retardé de la même quantité lorsqu'il parvient aux bornes de sortie 44 et 46, comme l'indi- 71 07016 6 2081625 quent les formes d'onde de la figure 2. Sur la figure 2A, le premier signal d'entrée 48 apparaissant à la sortie de la première source 12 de signal d'entrée est représenté sous la forme de deux impulsions brèves d'information numérique d'amplitude voisine 3 de 1 V et d'une durée de 10 nanosecondes. Sur la figure 2B, le second signal d'entrée 58'apparaissant à la sortie de la seconde source de signal 14 est représenté sous la forme d'une impulsion d'horloge de sélection, ayant une amplitude d'environ 1,2 V et une durée d'environ 80 nanosecondes. La figure 2C représente 10 l'ensemble des signaux apparaissant à l'extrémité de la ligne à retard 10, appliqués à la première résistance de terminaison 16, comprenant les premiers signaux d'entrée 48 et un second signal d'entrée 50' retardé. Le second signal d'entrée retardé 50' est retardé par la ligne à retard 10 d'environ 70 nanosecondes par 3» 15 rapport/"un second signal d'entrée 50 non retardé de la figure 2B. La figure 2D représente 1'ensemble des signaux apparaissant à l'extrémité de la ligne à retard raccordée à la seconde résistance 18 de terminaison, comprenant un premier signal d'entrée 48' 20 retardé ainsi que le second signal d'entrée 50 non retardé. Qn re- zi© s marque qu'un/ premiers signaux d'entrée 48'retardé est ajouter à la partie supérieure horizontale du second signal d'entrée 50 non retardé sur la figure 2D étant donné que son retard est de 70 nanosecondes seulement,tandis que la durée du second signal d'en-25 trée est de 80 nanosecondes. Les premier et second signaux 50' et 4-8' apparaissant respectivement aux _ bornes de sortie 44 et 46 sont représentés sur les figures 2E et 2F. Ces signaux de sortie ne comprennent pas , dans le cas de la figure 2E, la fraction non retardée du premier signal d'entrée 48 ou, dans le 30 cas de la figure 2F, la fraction non retardée du second signal d'entrée 50. Par- conséquent, la fraction de signal non retardé 48 de la figure 2C est éliminée par le premier signal d'élimination transmis par la résistance 34 de division du courant. De même la fraction de signal 50 non retardée de la figure 2D est élirai-35 née par le second signal d'élimination transmis par la résistance 38 de division du courant. Les signaux de sortie retardés 50' et 48' sont tous deux retardés de 70 nanosecondes par leur transmission dans des directions opposées par la même ligne à retard. Ce retard identique est obtenu sans provoquer aucune interaction non linéaire entre ^0 les deux signaux, comme l'indiquent les signaux de sortie des fi 71 07016 7 2081625 gures 2E et 2F. Il va dé soi pour l'homme de l'art que de nombreux changements peuvent être apportés aux détails de la réalisation à pré-* férer décrite ci-dessus de la présente invention sans s'écarter 5 de l'esprit de ladite invention. Par exemple, on peut employer des transistors du type NPN avec des modifications appropriées de la polarisation dans le sens direct et les valeurs des résistances de division du courant peuvent être différentes de celles de l'impédance caractéristique si l'on change de manière correspon-10 dante les intensités des courants émis par les sources de signaux d'élimination. Compte tenu de ce qui précède, il va de soi que la portée de la présente invention est déterminée uniquement par les revendications ci-après. 71 07016 8 2081625 REVENDICATIONS - 1 - Circuit à ligne de transmission, destiné à transmettre au moins deux signaux dans des directions opposées par la même ligne de transmission pour communiquer à ces signaux des retards 5 identiques sans interaction mutuelle, comprenant une ligne de transmission d'impédance caractéristique sensiblement uniforme, qui retarde les signaux transmis par-elle et comprend un conducteur de signal et un conducteur de masse, un premier organe d'entrée pour appliquer un premier signal d'entrée à une extrémité 10 dudit conducteur de signaux et un second organe d'entrée pour appliquer un second signal d'entrée à l'autre extrémité dudit conducteur de signaux, ledit circuit étant caractérisé par une première et une seconde terminaisons destinées à terminer les deux extrémités de ladite ligne de transmission sur son impédance 15 caractéristique, chaque terminaison comprenant une résistance de terminaison raccordée à l'extrémité dudit conducteur de signal, et un premier et un second émetteurs de signaux d'élimination pour appliquer un premier et un second signaux d'élimination aux-dites première et seconde terminaisons pour éliminer la fraction 20 non retardée du premier signal d'entrée transmis par la première résistance de terminaison et pour éliminer la fraction non retardée du second signal d'entrée transmis par la seconde résistance de terminaison, de telle manière que seule la fraction retardée du premier signal d'entrée .soit transmise à la borne de sortie de 25 la seconde terminaison et que seule la fraetion retardée du second signal d'entrée soit transmise à la borne de sortie de la première terminaison sans interaction non linéaire entre lesdits signaux. 2 - Circuit à ligne de transmission selon la revendication 1, 30 caractérisé en ce que les circuits de sortie des première et seconde terminaisons comportent chacun un transistor branché en série entre la résistance de terminaison et la masse. 3 - Circuit à ligne de transmission selon la revendication 2. caractérisé en ce que lesdits transistors sont montés en ampli- 35 ficateurs à base commune (à la masse),leurs émetteurs respectifs étant raccordés en même temps à la résistance de terminaison et à la sortie dudit émetteur de signaux d'élimination. 4 - Circuit à ligne de transmission selon la revendication 3, caractérisé en ce que chaque amplificateur a un gain en courant 40 égal à l'unité et comporte une résistance de sortie de valeur 71 07016 9 2081625 ohmique égale à ladite impédance caractéristique reliée au collecteur du transistor associé. 5 - Circuit à ligne de transmission selon la revendication 3, qui comprend un dispositif de polarisation pour polariser au 5 repos les transistors de manière qu'ils soient conducteurs et caractérisé en ce que la ligne de transmission est une ligne à retard à câble coaxial , dont le conducteur intérieur est le conducteur de signal, et l'autre conducteur est le conducteur de masse. 10 6 - Circuit à ligne de transmission selon la revendication 1, caractérisé en ce que les premier et second émetteurs de signaux d'élimination comportent chacun une source de signaux d'élimination ayant un courant de sortie de sens opposé au courant de sortie engendré par un signal d'entrée appliqué au dispositif 15 d'entrée, de manière à éliminer ainsi la fraction non retardée dudit courant de sortie, et lesdits émetteurs comportent chacun deux résistances de division du courant, constituées par une première résistance de division branchée entre la sortie de la source de. signaux d'élimination et la masse et une seconde résis- 20 tance de division, branchée entre la sortie de ladite source de signaux d'élimination et l'autre extrémité de la résistance de terminaison raccordée à ladite source de signaux d'entrée. 7 - Circuit à ligne de transmission selon la revendication 6, oaractérisé en ce que les intensités des courants d'élimination 25 sont égales à celles des signaux d'entrée qui leur sont associés et en ce que les première et seconde résistances de division du courant sont chacune égalesà l'impédance caractéristique. 8 - Circuit à ligne de transmission selon la revendication 7, caractérisé en ce que ladite terminaison comprend un transistor 30 amplificateur à base commune, dont l'émetteur est raccordé à la fois à la résistance de terminaison et à la seconde résistance de division du courant correspondante et dont 1e collecteur est relié à une résistance de sortie de valeur ohmique égale à l'impédance caractéristique. 35 9 - Circuit à ligne de transmission selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'il contient un dispositif de polarisation pour polariser au repos les transistors de terminaison de manière a les rendre conducteurs, et comprend deux résistances de polarisation reliées aux émetteurs desdits transistors qui ont chacune 40 une valeur ohmique bien supérieure à ladite impédance caractéristique.