Brevet FR2102143A1 — publié le 19720407

La présente invention concerne un procédé permettant de corriger les distorsions dues aux effets transitoires et par conséquent d'augmenter le rayon d'action pour la transmission de données par impulsions de courant continu par l'intermédiaire de câbles interconnectés symétriquement et galvaniquement. On sait, dans la technique télex, transmettre les différentes impulsions de télégraphie sous forme d'impulsions de courant continu par la voie conductrice. La rapidité de développement du traitement des données entrain une augmentation des besoins dans le traitement interurbain des données et par conséquent dans la transmission des données. Pour la transmission des données il est dans de nombreux cas nécessaire que la vitesse ou cadence d'impulsions soit supérieure à celle que l'on utilise pour les transmissions télégraphiques. Lorsque la transmission des données doit s'effectuer sur de petites distances par des liaisons galvaniques, par conséquent par des lignes de raccordement, on peut avantageusement utiliser la transmission des signaux par courant continu, connue en télégraphie.Pour limiter les perturbations secondaires au cours des conversations provoquées par les couplages capacitifs et inductifs qui se produisent entre les différents brins d'un câble et qui, à l'intérieur de la bande desfréquences en phonie, augmentent sensiblement proportionnellement à la cadence des impulsions, il est connu de choisir la tension d'émission suffisamment basse pour que les perturbations diaphoniques restent en dessous d'une limite fixée. Etant donné la faible valeur des tensions d'émission et la valeur élevée des vitesses des impulsions,des distorsions apparaissent au fur et à mesure qu'augmente la longueur des lignes. Si la constante de temps de la ligne devient trop grande par rapport à la durée de l'impulsion la plus courte, le courant subira des effets transitoires variables suivant des durées différentes des sections de signaux. Ces phénomènes transitoires variables se manifestent sous la forme d'une distorsion due aux effets transitoires.La distorsion due aux effets transitoires ne disparate que lorsque la constante de temps de la voie de conduction est suffisamment petite pour que la charge et la décharge de la capacité de ligne liées à la transmission de l'impulsion de courant continu s'effectuent suffisamment vite pour que même les impulsions les plus courtes prennent le régime transitoire avec la valeur d'amplitude totale du c8té réception. Aux vitesses d'impulsions élevées, la distorsion due aux effets transitoires limite l'utilisation de la transmission par courant continu à des distances très courtes. On connatt un dispositif correcteur simple pour diminuer la distorsion due aux effets transitoires et par conséquent pour augmenter le rayon d'action qui se compose d'une combinaison résistance-capacité (combinaison R-C) dans chaque conducteur du dispositif récepteur et qui amortit l'amplitude des impulsions de courant les plus longues par rapport aux amplitudes des impulsions de courant -les plus courtes. Ce correcteur de distorsion a pour inconvénient qu'il diminue encore le courant de catiluction qui est déåà par lui-même très faible étant donné les faibles tensions d'émission nécessaires, et que de ce fait, il ne permet le réglage de la distorsion due aux effets transitoires que dans d'étroites limites. La présente invention se propose de réaliser un procédé avec lequel les distorsions dues aux effets transitoires se produisant lors de la transmission d'impulsions de courant continu par des lignes de télécommunication peuvent être diminuées dans une large mesure; l'invention propose également un dispositif de couplage permettant la mise en oeuvre de ce procédé. Ce résultat est obtenu par l'invention par le fait qu'au moment de sa mise en action, on applique au relais de réception un courant additionnel de même polarité que le courant de conduction qui s'ajoute à ce dernier. Ce courant additionnel est calculé de façon qu'il complète immédiatement le courant du relais en le portant à la hauteur du courant de conduction et au régime transitoire il continue à maintenir le courant du relais à cette valeur tant que le courant de conduction augmente, et il reste constant à partir du moment où le courant de conduction diminue et jusqu'à ce que le relais de réception soit à nouveau commuté. Pour mettre en oeuvre ce procédé on utilise le dispositif de couplage selon l'invention dans lequel, au moyen d'un contact du relais de réception est connecté en parallèle à la liaison de l'entrée avec le relais de réception et selon la polarité du courant de conduction le circuit collecteur-émetteur soit d'un transistor du type pnp soit d'un transistor du type npn, la base de ces transistors étant raccordée au circuit collecteur-émetteur d'un transistor de commande de même type. La base de ces transistors de commande est reliée d'une part à l'entrée par à chaque fois une diode, ces diodes étant connectées par montage antiparallèle, vues de l'entrée.D'autre part, la base des transistors de commande est reliée chacune avec un condensateur et enfin avec le circuit collecteur-émetteur d'un transistor auxiliaire dont la base peut être connectée par l'intermédiaire d'un négateur, également par le contact du relais de réception à la polarité correspondant du courant de conduction intéressé. Les caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront d'ailleurs de la description qui va suivre à titre d'exemple, en référence aux dessins annexés La fig. 1 représente les diagrammes des temps des opérations qui se déroulent. La fig. 2 représente le schéma de couplage suivant l'invention. La fig. 3 représente les diagrammes des temps concernant la variation du courant et de la tension dans les différents éléments. L'invention est basée sur le fait que le phénomène transitoire à la fin d'une section de signal part toujours de la valeur terminale maximale du courant de conduction IL en régime transitoire; après la réponse du relais de réception R monté dans le circuit, on ajoute un courant additionnel Iz qui a la même polarité que le courant de conduction IL existant à cet instant. La valeur du courant additionnel Iz est fonction de la valeur du courant de conduction IL. La condition que doit remplir le courant additionnel Iz est que la somme du courant de conduction IL et du courant additionnel Iz est égale au courant de conduction IL maximal et que le courant additionnel est égal au courant de conduction maximal IL en régime transitoire; il faut également qu'à partir du moment de la réponse du relais R le courant additionnel Iz puisse toujours diminuer et jamais augmenter et que le courant le plus faible obtenu soit maintenu. Le courant additionnel Iz ne doit pouvoir augmenter à nouveau que lorsque le relais de réception R est à nouveau actionné. La figure 1 montre le courant de signal idéal I qui est transformé par les caractéristiques du conducteur par exemple en courant de conduction IL. Pour faciliter la compréhension les phénomènes transitoires sont représentés de façon idéale avec un tracé rectiligne des flancs. Le courant de conduction 1L se présente par exemple à la sortie d'un amplificateur de courant continu incorporé. On a représenté comme lignes auxiliaires le courant d'excitation et de désexcitation du relais de réception R. Naturellement, au lieu du relais électromécanique représenté à la figure 2, on peut utiliser comme relais de réception R, au moins aux cadences d'impulsions élevées, un couplage électronique approprié et d'un fonctionnement analogue. La courbe du courant de sortie déformé 1r montre la variation de la tension à la sortie du relais de réception R lorsque celui-ci est commandé uniquement par le courant de conduction IL. Par contre, lorsqu'on met en oeuvre l'invention, il se produit un courant de relais 1R qui se compose de la combinaison du courant de conduction IL et d'un courant additionnel IZ. On a représenté comme courant de sortie 1r la succession de signaux qui se produit lorsque le relais de réception R est parcouru par le courant de relais suivant l'invention 1R On voit qu'à l'instant t0 le courant de conduction IL est à sa valeur maximale et que de ce fait le flanc du courant de sortie déformé Ir ne subit pas de distorsion à l'instant t1 mais subit seulement un retard constant. A l'instant t2 la valeur maximale du courant de conduction IL n'est pas atteinte. Par suite de la grande différence avec le courant de conduction IL en régime transitoire, le flanc du courant de sortie déformé Ir subit une forte distorsion à l'instant t3, il a un retard trop faible. Dans la correction de distorsion selon l'invention le courant de relais 1R traversant le relais est augmenté à l'ins tant tl par un courant additionnel supplémentaire négatif Iz et est porté à la valeur maximale du courant de conduction IL en régime transitoire. Ce courant reste constant jusqu'à l'instant t2. Etant donné que le courant de conduction IL augmente jusqu'à cet instant,celasignifie une diminution corres pondante du courant additionnel Iz. À partir de l'instant t2 le courant de conduction IL diminue. De ce fait le courant additionnel IZ existant à cet instant, reste constant.Par suite de la diminution du courant de conduction IL sous l'action des phénomènes transitoires, le courant de relais IR diminue lui aussi de façon correspondante. À l'instant t4 le courant de relais IR atteint le seuil de réponse du relais de réception R de sorte que l'armature r du relais de réception R est commutée. De ce fait et sous l'effet d'un courant additionnel supplémentaire positif Iz, le courant de relais 1R passant dans le relais de réception R est augmenté et atteint la valeur maximale en régime transitoire. Ce courant reste constant jusqu'à l'instant t5.Etant donné que le courant de conduction IL augmente jusqu' à cetinstant,il signifie une diminution correspondante du courant additionnel Iz. partir de l'instant t5 le courant de conduction IL diminue. Etant donné que le courant de conduction IL a atteint à l'instant t5 la valeur maximale en régime transitoire, le courant additionnel n = O et conserve cette valeur nulle pendant la diminution suivante du courant de conduction I. À l'instant t6 le courant de relais 1R atteint le seuil de réponse du relais de réception R, de sorte que son armature r est commutée. Comme le montre la succession de signaux du courant de sortie Ir on a réussi à éliminer les distorsions dues au régime transitoire. La figure 2 montre le dispositif de couplage suivant l'in- vention et la figure 3 montre le diagramme des temps correspondant. Le courant de relais IR passant dans le relais de réception R se compose d'un courant de conduction renforcé IL et du courant additionnel IZ réglé par un dispositif de commande, le courant de conduction 1L 'et le courant additionnel, Iz s'ajoutant pour former le courant de relais 1R La polarité du courant additionnel IZ est déterminée par la position du relais de réception R car son armature r choisit le sens de .courant soit positif soit négatif. Le réglage du courant additionnel Iz est effectué par les deux transistors T1 et T2 dont l'un est prévu pour le courant positif et l'autre pour le courant négatif, le courant qui passe par le circuit collecteur-émetteur étant fonction de la tension existant à la base.Cette tension est prélevée aux condensateurs C1 et C2, la tension de condensateur qui se forme UCî et UC2 étant proportionnelle au courant de relais 1R qui passe dns le relais de réception R. Les condensateurs Cl et C2 sont chargés par l'intermédiaire de la résistance R5 et des diodes D1 et D2, celles-ci ayant pour r81e de permettre à la tension des condensateurs UC1, UC2 d'augmenter uniquement et de ne jamais diminuer. Par l'intermédiaire des transistors auxiliaires T3 et T4 s'effectue alternativement la décharge des condensateurs C1 et C2 en fonction de la position du relais de réception R. Comme lé montre la figure 3, à l'instant t0, un courant de conduction positif. IL circule pendant un temps assez long. L'armature r du relais de réception R est de ce fait connectée à la tension positive et ainsi seulement un courant de collecteur peut passer dans le transistor T1. La valeur du courant de collecteur passant par le transistor T2 est commandée par la tension appliquée à la sortie du transistor de commande T6 réalisé sous forme d'amplificateur à transistor analogique qui agit sur la base du transistor T2. Le transistor U2, le transistor auxiliaire ?4, le transistor de commande T5 et le négateur N2 sont du type npn tandis que le transistor T1, le transistor auxiliaire X3, le transistor de commande T6 et le négateur NI sont du type pnp.Une tension élevée au condensateur C2 engendre une tension faible à la sortie du transistor de coamande U6 et inversement. La valeur de la tension de condensateur UC2 est proportionnelle au courant de conduction positif IL, tant que ce courant de conduction IL augmente. En raison de la présence de la diode D2 le condensateur C2 ne peut être déchargé de sorte que la tenon passant par la diode D2 ne peut être que positive. Etant donné qu'à l'instant t0 circule le courant de conduction positif IL ayant la plus grande valeur possible en régime transitoire, le condensateur C2 présente également la tension positive maximale. La tension formée à la sortie du transistor de commande 16 est de ce fait nulle. Le transistor T2 est ainsi non conducteur et le courant de collecteur passant par le transistor T2 est pratiquement également zéro. Etant donné qu'en raison de l'absence d'une tension de collecteur négative aucun courant de collecteur ne peut non plus passer par le transistor T1, le courant additionnel Iz qui se compose des courants de transistor IT1 et IT2 est également nul à l'instant t0. Par conséquent, seul le courant de conduction IL passe par le relais de réception R.. À partir de l'instant t1 le courant de conduction IL diminue, mais la tension de condensateur UC2 ne peut pas varier en raison de la diode D2 de sorte que la tension à la sortie du transistor de commande T6 reste également nulle et qu'il n'y a pas de courant de collecteur par le transistor T2.Le transistor auxiliaire T3 est conducteur pendant tout ce temps car sa base reçoit une tension négative par l'intermédiaire du négateur NI de sorte qu'aucune tension ne peut se former par le condensateur Cl. A l'instant t2 le courant de relais IR qui, à cet instant, est identique au courant de conduction IL, atteint le seuil de réponse négatif du relais de réception R de sorte que l'armature r est mise à la tension négative. De ce fait le courant 1T2 passant par le transistor T2 est interrompu en raison de l'absence de tension de collecteur positive et il peut y avoir, passant par le transistor T1, un courant de collecteur dont la valeur est fonction de la tension appliquée à la sortie du transistor de commande T5.Etant donné que, par l'intermédiai- re du négateur NI le transistor de commande T3 a été mis en position de non-conduction, il peut se former par le condensateur C1 une tension qui est proportionnelle au courant de conduction négatif IL car le condensateur C1 est chargé par la résistance R5 et la diode D1 à la tension appropriée.Vu qu'à l'instant t2 le courant de conduction IL est faible, on obtient à la sortie du transistor de commande T5, sous l'action du transistor, une tension négative élevée de sorte que, par le transistor T1, peut passer un courant de transistor négatif élevé IT1 qui se réunit au courant de relais IR passant par le relais de réception R de telle façon qu'à l'instant t2, sous action du courant additionnel Iz, le courant de relais IR augmente d'un seul coup et atteint la valeur négative la plus grande possible.Jusqu'à l'instant t3 le courant de conduction IL augmente, ce qui fait augmenter de façon correspondante aussi la tension de condensateur UCI, et la tension à la sortie du transistor de commande T5 diminue de façon correspondante de sorte que le courant additionnel IZ diminue également de façon correspondante. Le courant de relais 1R passant par le relais de réception R reste constant car la diminution du courant additionnel IZ est compensée par l'augmentation du courant de conduction IL. A l'instant t3 commence la nouvelle section de signaux qui est caractérisée par une diminution du courant de conduction IL. Les phénomènes transitoires commencent à cet instant en considérant le courant de relais I@ à partir de la plus grande valeur négative p-ossible en- régime -transitoire, de sorte qu'il ne peut se produire de distorsion --due --aux effets transitoires. La diminution du courant de conduction IL à partir de 1'ins- tant t3 reste-sans effet sur la tension de condensateur UC1 car la tension de condensateur négative UC1 ne peut diminuer à cause de la diode D1. De ce fait le courant additionnel IZ passant par le transistor T1 reste lui aussi inchangé à la valeur réglée à l'instant t3. Le courant de relais IR se compose donc de ce courant additionnel IZ et du courant de conduction intéressé IL. A l'instant t4 le relais de réception R fonctionne à nouveau et son armature r est mise à nouveau sur la tension positive. Ainsi le cycle décrit au début recommence. Le condensateur C1 est déchargé par le transistor auxiliaire T3 ouvert par le négateur N1. En calculant de façon appropriée les découplages réciproques et en fixant une tension de polarisation appropriée pour le réglage des points de fonctionnement, on peut se passer des négateurs N1, N2 et des transistors de commande T5 et T6. R EVE N DI C À T I O NS - 1. Procédé pour la correction de distorsions dues aux effets transitoires dans la transmission de signaux de courant continu numériques sur des lignes, caractérisé en ce que, à l'instant de la réponse on amène au relais de réception R en supplément du courant de conduction IL un courant additionnel 'i de même polarité, et en ce que ce courant additionnel IL complète immédiatement le courant de relais passant par le relais de réception R en le portant à la valeur du courant de conduction ILen régime transitoire, et le maintient-à cette valeur en restant constant à partir du moment où le courant de conduction 1L diminue et jusqu'à ce que le relais de réception R soit à nouveau commuté. 2. Dispositif de couplage pour la mise en oeuvre du procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que, par un contact r du relais de réception R, parallèlement à la liaison de l'entrée E avec le relais de réception R, le circuit collecteurémetteur est connecté soit avec un transistor du type pnp T1 soit avec un transistor du type npn T2 suivant la polarité du courant au conducteur, caractérisé également en ce que la base de ces transistors T1, T2 est reliée au circuit collecteurémetteur d'un transistor de commande T5, T6 dSmme type dont la base est reliée de son c8té, d'une part à l'entrée E par l'intermédiaire d'une diode Di, D2, ces diodes, vues de l'entrée E, étant connectées en montage anti-parallèle, d'autre part à un condensateur C1, C2 et enfin au circuit collecteur-émetteur d'un transistor auxiliaire T3, T4 dont la base peut être connectée également par le contact r du relais de réception R par l'intermédiaire d'un négateur N1, N2 à la polarité correspondant au courant de conduction correspondant I.