Brevet FR2249506A1 — publié le 19750523

La présente invention a pour objet un système de transmission de signaux électriques. Elle est utilisable, notamment, dans les liaisons internes d'un réseau de transmission e/ou de commutation de signaux codés et spécialement dans les cen raux téléphoniques appliquant la commutation temporelle de signaux ayant fait 11 objet dSune modulation d'impulsions avec codage. Dans un central de ce type, la transmission des informations numériques en général se présente sous la forme d'une transmission ininterrompue de signaux binaires ayant chacun une durée unitaire. On appellera ces signaux éléments et les valeurs binaires qutils peuvent prendre O et 1. Lgune de ces valeurs (i en général) est caractérisée par un potentiel (positif) et donne lieu à la transmission dtun courant de l'émetteur au précepteur. L'autre valeur est caractérisée par un potentiel nul, aucun courant n'étant transmis. Comme statistiquement, un élément sur deux est un élément de valeur 1, la transmission consomme du courant pendant la moitié du temps. Cette consommation de courant donne naissance à une dissipation thermique qutil importe de réduire. En effet, dans un tel centre à multiplexage temporel, on cherche à obtenir des cadences de fonctionnement les plus élevées possibles, ce qui nécessite des circuits rapides et, surtout, des liaisons internes courtes entre ces circuits. Pour obtenir de telles liaisons courtes, on est amené à élever autant que possible la densité des circuits et alors se pose le problème de la dissipation thermique. Ce problème devient vite critique Si l'équipement doit fonctionner sans ventilation forcée et-toute disposition tendant à réduire la consommation de courant prend alors une grande importance La La demande de brevet nO 72 45698 déposée le 21 Décembre 1972 au nom des Sociétés Demanderesses pour un 'tSystème de transmission de signaux" décrit un système apportant une solution à ce problème. Ce système comprend notamment un ensemble d'émission relié àun ensemble de réception par l'intermédiaire de deux lignes de liaisons bifilaires et de quatre transformateurs. Ce système tout en apportant une réduction substantielle de la consommation de courant en ne transmettant un signal qutà chaque changement de valeur du signal à transmettre possède néanmoins l'inconvénient de nécessiter quatre fils de liaison et quatre transformateurs dont lteneombrement et la consommation restent non négligeables. La présente invention a pour objet, d'une manière générale, un système de transmission de signaux arrangé de façon à pallier ces inconvénients. Elle est principalement caractérisée par le fait que ce système de transmission dè signaux comprend un ensemble d'émission composé notamment d'un différentiateur qui reçoit le signal à transmettre et qui fournit en réponse, alternativement, une impulsion positive à chaque changement positif de la valeur du signal à transmettre et une impulsion négative à chaque changement négatif de la valeur du signal à transmettre, d'une ligne de liaison sur laque île sont transmises alternativement ces impulsions positives et négatives, et dgun ensemble de réception composé notamment d'un bistable qui passe dans un premier état à la réception d'une impulsion positive et dans -un deuxième état à la réception d'ùne impulsion négative.Le différentiateur de 12 ensemble d'émission comprend notamment un premier bis table qui reçoit le signal à transmettre et des premières impulsions d'horloge et un deuxième bistable qui reçoit le signal de sortie du premier bis table et des deuxièmes impulsions d2horloge, ainsi qu1un transformateur dont ltenroulement primaire est connecté entre les sorties des deux bistables. Les différents objets et caractéristiques de l'invention seront maintenant détaillés dans la description qui va suivre, faite à titre d'exemple non limitatif, en se reportant aux figures annexées qui représentent : - la figure t, un exemple de réalisation du système de transmission de signaux faisant objet de l'invention; - la figure 2, des courbes illustrant un exemple de signaux présents en différents points du système de la figure t. On décrira maintenant un exemple de réalisation du système de transmission de signaux binaires faisant 12 objet de lrinvention, en se référant tout drabord à la figure 1. On distingue, dans le système de transmission de la figure t, un ensemble démission TR relié à un ensemble de réception RC par une ligne bifilaire lgt Lt ensemble d'émission TR comprend essentiellement deux bistables BT1 et BT2 faisant fonction de différentiateur, un inverseur logique ND1, une entrée de signal IN et une entrée dthorloge IH. Le bistable BT1, selon exemple choisi, est un bistable du type D. Initialement en position 0, il passe en position t sur le flanc avant d'une impulsion appLiquée ur l'entrée dthorloge IH lorsqu'un signal à transmettre est présent sur l'entrée de signal IN. il retourne en position O sur le flanc avant d'une impulsion appliquée sur 11 entrée IH Iorsqutaucun signal à transmettre ngest présent sur l'entrée IN. L'inverseur logique ND1 reçoit les impulsions appliquées sur l2entrée IH. il retransmet ces impulsions inversées à entrée dthorloge du bistable BT2. Le bistable BT2, selon l'exemple choisi, est un bistable du type D. Initialement en position 0, il passe en position 1 sur le flanc avant d'une impulsion inversée fournie par l'inverseur logique ND1 lorsqutun signal à transmettre est présent sur son entrée "1" connectée à la sortie directe du bistable BT1. Le bistable BT2 retourne en position O sur le flanc avant d'une impulsion inversée fournie par l'inverseur ND1 lorsqutaucun signal à transmettre n'est présent sur son entrée flit'. Les sorties directes bt1 et bt2 des bistables ETI et BT2 sont respectivement connectées aux deux extrémités de ltenroulement primaire sp d'un transformateur TI. Les sorties de l2enroulement secondaire de ce transformateur sont connectées respectivement aux entrées de l'enroulement primaire d'un transformateur T'1 de ltensem- ble de réception RC-par l'intermédiaire de la ligne de transmission bifilaire lg1-lg2. Le point milieu de l'enroulement secondaire du transformateur T'1 est connecté au potentiel de référence, la masse par exemple. L'ensemble de réception RC comprend en outre un dispositif à mémoire connecté aux sorties A et RB de 11 enroulement secondaire du transformateur T'1. Ce dispositif à mémoire, de structure symétrique, comprend notamment un transistor bipolaire TR1 de type NPN dont lteleetrode de base est connectée à la sortie RA par l'intermédiaire d'une résistance de polarisation R2 et dont l'émetteur est connecté au potentiel de référence, la masse selon l'exemple choisi.Le collec- teur de ce transistor est connecté, d'une part, à l'entrée d'un inverseur logique ND2,dtautre part, par l'intermédiaire d2une résistance R5, à la sortie d2un inverseur logique ND3. La sortie de cet inverseur est connectée à la sortie ST du système de transmission. Symétrique, le dispositif, à mémoire comprend également un transistor bipolaire TR2 de type NPN dont l'électrode de base est connectée à la sortie RB par l'intermédiaire d'une résistance de polarisation R3 et dont l'émetteur est connecté au potentiel de référence, la masse selon l'exemple choisi. Le collecteur de ce transistor est connecté, d'une part, à l'entrée de l'inverseur ND3, d'autre part, par ltintermédiaire d'une résistance R4, à la sortie de l'inverseur ND2. Enfin, une résistanced"équilibrage R1 est connectée aux bornes RA et RB de l'enroulement secondaire du transformateur Tt1. Ensemble de réception RC est, dtun autre point de vue composé, outre dtun. circuit de découplage composé du transformateur T'1 et des transistors TR1 et TR2, dtun bistable de type RS, composé des inverseurs ND2 et ND3 et des résistances R4 et R5. En effet, on suppose qu'un signal ot de niveau logique 1 est fourni à l'entrée de inverseur ND2. Ce dernier, à travers la résistance R4 fournit un signal de niveau logique O à l'entrée de l'inverseur ND3. Cet inverseur fournit un signal de niveau logique 1 sur la sortie ST. Ce meme signal est retransmis par l'intermédiaire de la résistance R5 à l'entrée de ltinverseur ND2 qui est ainsi maintenue au niveau logique 1. il en est ainsi jusqu'à l'apparition d'un signal ot' de niveau logique 1 à entrée de l'inverseur ND3. Dans ce cas, le signal de sortie st passe au niveau logique 0. Ce signal est fourni à travers la résistance R5 à entrée de l'inverseur ND2 qui fournit en réponse un signal de niveau logique 1, à travers la résistance R4, à entrée de l'inverseur ND3 qui est ainsi maintenue au niveau logique 1 jusqutà ltapparition d'un signal ot de niveau logique 1. Les deux inverseurs ND2 et ND3 et les deux résistances R4 et R5 peuvent donc bien être considérés comme un bis table de type RS. On décrira maintenant le fonctionnement du système de transmission de la figure 1 en se reportant également aux courbes de la figure 2. Ces courbes illustrent un exemple de signaux présents en différents points du système de la figure 1. On a représenté sur la courbe in de la figure 2 un exemple de signal à transmettre présent à l'entrée IN du système de la -figure 1. Ce signal comprend successivement un élément de valeur 0, trois éléments de valeur 1, deux éléments de valeur 0, trois éléments de valeur 1, trois éléments de valeur O et un élément de valeur 1. La courbe ih représente un exemple de signal dthorloge appliqué à l'entrée IH du système de la figure 1. Il est constitué dtune suite dtimpulsions brèves à raison dtune impulsion par élément du signal à transmettre. On suppose qu'à l'origine, les bistables BT1 et BT2 sont à l'état O. Le signal ot présent sur le collecteur du transistor TR1 est au niveau logique a. Le signal de sortie st illustré sur la figure 2 est également au niveau 0. Lorsqutune impulsion d'horloge ih est fournie, le bistable ETI qui ne reçoit pas de signal in reste à l'état 0. il ne fournit pas de signal bt1 sur sa sortie directe btl et le bis table BT2, de la meme façon reste à l'état 0. Aucun courant ne circule alors dans l'enroulement primaire sp du transformateur T1. Le transformateur Tt1 ne reçoit donc pas de signal et le transistor TR1 dont l'électrode de base est au potentiel de référence est bloqué. On suppose, hypothèse qui sera vérifiée par la suite que le signal ot présent sur le collecteur de TR1 reste au niveau O et que le signal ott fourni par l'inverseur ND2 sur le collecteur du transistor TR2, également bloqué, est au niveau 1.- Un signal in de valeur 1 est ensuite fourni à l'entrée IN. L'impulsion d'horloge ih ntétant pas fournie, le bistable BT1 reste à ltétat O et l'apparition du signal in est sans effet sur le fonctionnement du système de transmission. Le signal ot reste au niveau 0. Dès l'apparition dtune impulsion ih, le bistable 3T1 passe à l'état 1. Le signal btt passe au niveau logique 1. Ltimpulsion d'horloge inversée ih étant au niveau O, le bistable ST2 reste à l'état O. Le signal bt2 reste au niveau O. Un courant sp circule alors dans ltenroutement primaire sp du transformateur Ti dans le sens BT1-BT2 indiqué par une flèche et qui sera considéré comme étant le sens dtun courant positif. Par induction magnétique, un courant est créé dans l'enroulement secondaire de ce transformateur, donc sur les fils de lignes lg1-et gl2 dans l'enroulement primaire du transformateur Ttt. Par induction magnétique, un courant prend naissance dans ltenroulement secondaire du transformateur T21 et une tension positive est fournie, à travers la résistance R3, sur l'électrode de base du transistor TR2 qui se sature. Simultanément, une tension négative de blocage est fournie, à travers la résistance R2, sur l'électrode de base du transistor TRI qui demeure bloqué. Le transistor TR2 étant saturé, le signal ott passe donc au niveau logique 0. Le signal de sortie st, inverse du signal ott passe au niveau logique 1. Le transistor TR1 étant bloqué utinter- vient pas et, à travers la résistance R5, le signal ot est maintenu au niveau logique 1. Le signal in étant maintenu à la valeur 1, l'impulsion d'horloge ih ngest plus fournie. Le bistable BT1 reste à l'e'tat t, le signal btl reste au niveau 1. L'impulsion dthorloge ih n'étant plus fournie, l'impulsion inverse ih est fournie. Elle provoque le passage du bistable BT2 à l'état 1. Le signal bt2 passe au niveau logique 1. Les conducteurs bti et bt2 au même niveau logique sont au même potentiel : le courant sp s'annule. Il en est de meme du courant transmis sur les lignes gîl et lg2. Une tension nulle est de ce fait fournie à chacune des électrodes de base des transistors TRI et TR2 ; TRI reste floqué, TR2 se bloque. Le transistor TR2 étant bloqué n'intervient pas et le signal ot@ est maintenu à l'état logique O par le signal ot via l'inverseur ND2 et la résistance R4. Le signal de sortie st est maintenu à l'état 1 par le signal ot à travers la résistance R5. Le signal d'entrée in étant maintenu à la valeur 1, les impulsions d'horloge ih sont sans effet sur le bistable BTt qui reste à l'état 1. Le signal bti reste au niveau logique 1. Le signal btl restant au,niveau 7, les impulsions dthorlo- ge inversées ih sont sans effet sur le bistable BT2 qui reste à l'état 1. Le signal bt2 reste au niveau 1. Aucun signal ntest transmis à l'ensemble de réception RC et le signal ot ainsi que le signal st restent au niveau logique 1. il en est ainsi tant que le signal in est maintenu à la valeur 1. En l'absence d'impulsion dthorloge ih le changement de valeur du signal in est sans effet. Lorsque le signal in passe à la valeur 0, l'impulsion dthorloge ih, qui vient immédiatement après ce changement de valeur ou transition, provoque le passage du bistable BT1 à l'état O. Le signal bti passe au niveau 0. L'impulsion d'horloge ih étant au niveau logique 1, l'impulsion inversée ih est au niveau logique O et le bistable BT2 reste à l'état 1. Le signal bt2 reste au niveau logique 1. Un courant se circule alors dans l'enroulement primaire se'du transformateur Ti dans le sens BT2-BT1 qui est le sens inverse du précédent et qui sera donc considéré comme le sens d'un courant négatif. Par induction magnétique, un courant est créé dans l'enroulement secondaire de ce transformateur, donc sur les fils de lignes gîl et 192 et dans l'enroulement primaire du transformateur T@1. Par induction magnétique, un courant prend naissance dans l'enroulement secondaire du transformateur T'I et une tension néga tive est fournie, à travers la résistance R3, sur ltélectrode de base du transistor TR2 et une tension positive est fournie, à tra vers la résistance R2, sur l'électrode de base du transistor TRi. Le transistor TR2 précédemment bloqué reste bloqué. Le transistor TR1 précédemment bloqué conduit et se sature. Le transistor TR1 étant saturé le signal ot fourni sur son collecteur passe au niveau logique 0. Le transistor TR2 étant bloqué ntintervient pas et le signal ot inversé par l'inverseur ND2 est fourni sur le collecteur du transistor TR2 à travers la résistance R4. Le signal ott passe donc au niveau logique I Le signal de sortie st, qui est le signal ot fourni à travers la résistance R5 ou le signal ott inversé par l'inverseur ND3, passe au niveau logique 0. Le signal in étant maintenu au niveau logique 0, les impulsions d'horloge ih n'est plus fournie. Le bistable BTl reste à ltétat 0, le signal bt1 reste au niveau 0. L'impulsion dthorloge ih nsétant plus fournie, l'impulsion inverse 1h est fournie. Elle provoque le passage du bistable BT2 à l'état 0. Le signal bt2 passe au niveau logique 0. Les conducteurs btl et bt2 étant au même niveau logique donc au meme potentiel, le courant sp s'annule. il en est de m8me du courant transmis sur les fils de ligne 1g1 et gel2. Une tension nulle est de ce fait fournie à chacune des électrodes de base des transistors TR1 et TR2 qui se bloquent. Le transistor TR2 étant bloqué est sans effet sur le signal ot qui se maintient au niveau logique 0, le signal ot' étant maintenu au niveau logique t par le signal ot transmis par ltinverseur ND2- et la résistance R4.Le signal st est maintenu au niveau logique O par le signal ot2 inversé par ltinver- seur ND3 et le signal ot transmis par la résistance R5. Le signal in étant maintenu au niveau logique 0, les impulsions d'horloge ih sont sans effet sur le bistable BTR qui reste à l'état 0. Le signal btl reste au niveau logique 0. Le signal bt1 restant au niveau 0, les impulsions dthorlo- ge inversées ih sont sans effet sur le bistable BT2 qui reste à l'état O. Le signal bt2 reste au niveau logique 0. Aucun signal n'est transmis à l'ensemble de réception RC et le signal ot reste au niveau logique 0. Ensemble du système de transmission est revenu dans sa position initiale et le fonctionnement de ce système se poursuit de la façon précédemment décrite. Ainsi, dans le système de transmission de la figure 1, on ne transmet un signal qu'au moment d'une transition du signal in à transmettre. Le passage du signal in de la valeur 1 à la valeur O donne lieu à la transmission d'une impulsion négative. Une transition dans le sens inverse donne lieu à la transmission dtune impulsion positive. Ce procédé permet ainsi de ne prévoir qutune seule ligne de transmission et apporte donc une réduction de la consommation de courant et de la dissipation thermique. il est bien évident que la description qui précède n'a été donnée qu'à titre exemple non limitatif et que de nombreuses variantes peuvent eAtre envisagées sans sortir pour autant du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Système de transmission de signaux binaires caractérisé par le fait qutil comprend principalement un ensemble d'émission composé notamment d'un différentiateur qui reçoit le signal à transmettre et qui fournit en réponse alternativement une impulsion positive à chaque changement positif de la valeur du signal à transmettre et une impulsion négative à chaque changement négatif de la valeur du signal à transmettre, d'une ligne de liaison sur laquelle sont transmises alternativement ces impulsions positives et négative ves, et d'un ensemble de réception composé notamment dtun bistable qui passe dans un premier état à la réception d'une impulsion positive et dans un deuxième état à la réception d'une impulsion négative. 2. Système de transmission de signaux binaires tel que défini en t, caractérisé par le fait que le différentiateur comprend notamment un bis table qui reçoit le signal à transmettre et des impulsions d'horloge et qui fournit en réponse un signal retardé, ainsi aucun transformateur dont l'enroulement primaire est connecté entre la source de signaux à transmettre et la sortie du bistable. 3. Système de transmission de signaux binaires tel que défini en~1, caractérisé par le fait que le différentiateur comprend notamment un premier bistable qui reçoit le signal à transmettre et des premières impulsions d'horloge et un deuxième bis table qui reçoit le signal de sortie du premier bis table et des deuxièmes impulsions d'horloge, ainsi qurun transformateur dont l'enroulement primaire est connecté entre les sorties des deux bistables. 4. Système de transmission de signaux binaires tel que- défi- ni en 3, caractérisé par le fait que le différentiateur comprend également un inverseur logique qui reçoit les premières impulsions d'horloge et qui fournit en réponse les deuxièmes impulsions dthor- loge. 5. Système de transmission de signaux binaires tel que défini en 1, caractérisé par le fait que l'ensemble de réception comprend également un circuit de découplage composé notamment dUn transformateur dont ltenreulement primaire est connecté à la ligne de transmission et dont ltenroulement secondaire est pourvu d'un point milieu maintenu au potentiel de référence, de serte qurà la réception dtune impulsion positive venant de la ligne de transmission, une impulsion d'une polarité, positive par exemple, soit fournie à ltune des extrémités de l2enroulement secondaire, pour porter ledit bistable dans un état, et qu'à la réception d'une impulsion négative venant de la ligne de transmission, une impulsion de la même polarité, positive, soit fournie sur ltautre extrémité de l'enroulement secondaire, pour porter le bistable dans son état complémentaire.