Brevet FR2216730A1 — publié le 19740830

L'invention a pour objet un système de transmission de données en bande de support comprenant des signaux de faibles niveaux envoyés sur des lignes équilibrées, découplées des terminaux. Ces Systèmes permettent la liaison entre les terminaux de données entre eux ou entre les terminaux de données et l'unité centralisée d'élaboration, à travers un simple support, une boucle téléphonique par exemple, sans éléments de limitation de bande utile (équalisateurs, filtres, amplificateurs etc). Grâce à la simplicité de l'installation et du fonctionnement desdits systèmes, ainsi qu'à la possibilité d'avoir des liaisons d'une certaine longueur, ces système s ont des applications importantes qui permettent de faire face à la demande de transmission de données à travers des espaces limités. Si on emploie des récepteurs-transmetteurs complètement électroniques, ces systèmes qui fonctionnent d'une façon asynchrone, permettent d'atteindre des vitesses élevées uniquement limitées par les caractéristiques de la ligne et des source s de données. Le signal étant de faible niveau, il est possible d'éviter des problèmes de diaphonie même dans le cas de vitesse de transmission élevée. En outre la transmission équilibrée sur deux fils présente une forte immunité au bruit même dans le cas de signaux à faibles niveaux : ceci est dû au fait que, d'habitude on perçoit le bruit comme un signal sur les deux fils de ligne et par conséquent ce dernier est renvoyé par un récepteur avec entrée différentielle ayant un impédance d'entrée élevée. On isole galvaniquement la ligne des appareils terminaux pour empêcher le transfert, sur ces derniers, de survoltage éventuel présent sur la ligne même Il est connu que, pour créer le désaccouplement galvanique entre la ligne et l'appareil terminal, on a recours à l'emploi de transformateurs aussi bien pour les unités de transmission et de réception que pour leur alimentation. D'après une solution connue, du côté transmission, les deux niveaux du signal de données émis par le terminal sont utilisés pour commander alternativement l'démission des oscillations provoquées par deux oscillateurs. Les oscillations, de même fréquence, sont appliquées séparément, au moyen de transformateurs, à l'entrée de deux circuits de détection d'enveloppe qui envoient des signaux de polarité alternée entre les deux fils de ligne. A la réception, un récepteur aux entrées balancées commande alternative ment, suivant les polarités du signal qui arrive, l'émission d'oscillations provoquées par deux oscillateurs. Les oscillations sont appliquées, au moyen de transformateurs, à l'entrée de deux circuits distincts de détention dtenveloppe, qui contrôlent ltémission provenant d'un circuit reconstructeur du signal avec la polarité préétablie du signal et avec le niveau demandé par llappareillage de réception. Quand le désaccouplement entre les terminaux et la ligne n'est pas demandé, la transmission sur lignes équilibrées de signaux binaires peut aussi être réalisée avec des circuits de transmission et de réception exécutés avec des composants intégrés. Le circuit intégré de transmission convertit les niveaux logiques du signal binaire à l'entrée en un courant différentiel émis alternativement à une entrée ou à llautre par un couple de transistors branchés de façon à former un étage différentiel. Le courant différentiel détermine une différence de tension entre les deux fils de ligne avec une polarité qui dépend du niveau logique qu'il faut transmettre . Le circuit intégré de réception relève la polarité de la différence de tension entre les deux fils de ligne, en la convertissant en un signal binaire qui se refère à la masse. Le premier étage dudit circuit de réception est différentiel avec des entrées de hautes impédances supprimant le bruit de la ligne. La présente invention a pour but ltélimination, à à la transmission ainsi qutà la réception, de transformateurs de découplage et l'emploi de composants intégrés pour l'envoi et pour la réception du signal sur la ligne équilibrée. Les deux objectifs présentent en outre un léger avantage en ce qui concerne l'encombrement et le prix des appareils du système. La présente invention est caractérisée par le fait que du côté transmission, les signaux binaires fournis par la source de données sont appliqué s à l'entrée d'un accoupleur optoélectronique dont le signal de sortie est appliqué, à travers un étage amplificateur de courant, à un circuit de commande de la ligne équilibrée, réalisé en composant intégré, comprenant comme étage d'entrée un transistor dans la configuration base à la masse et comme étage de sortie un amplificateur différentiel; et par le fait qu'à la réception, la polarité de la différence de tension entre les deux fils de ligne est convertie par un circuit de réception, réalisé en composant intégré et comprenant comme étage d'entrée un amplificateur différentiel et comme étage de sortie un amplificateur de courant, en un signal de commande pour un accoupleur optoélectronique dont le signal de sortie est amplifié par un étage amplificateur de courant constitué par un transistor avec émetteur à la masse. La figure 1 est un schéma du circuit du transmetteur. La figure 2 est un sciéma du circuit du récepteur. La figure 3 est un schéma de liaison full- duplex sur deux fils. La figure 4 représente les diagrammes relatifs à la distorsion du systeme de transmission d'aprèss l'invention. Le transmetteur de la figure 1 recoit le signal de données d du terminal, à travers des organe s dlinterfaces, qui n 'ont pas été indiqués sur la figure, qui donnent aux niveau logiques du signal sud, la valeur compatible avec les composants logiques du transmetteur. A travers l'amplificateur de courant A1, dont nlest représenté que l'étage final constitué par un transistor T dans la configuration émetteur à la masse, le signal 5d pilote un accoupleur optoélectronique O . La résistance R3 a une fonction limitative de courant d'une photodiode Fd1. Le courant d'émetteur du phototransistor Ftl est envoyé à la base du transistor T T1, dans la configuration émetteur à la masse où R4 est la résistance de collecteur et R 5 la résistance de polarisation de la base. Le transistor T1 pilote en courant un composant intégré D dont on a représenté, sous forme de circuit, étage d'entrée et celui de sortie, pour en mettre en évidence les caractéristiques fonctionnelles. Le signal du potentiel + i-V1, présent à l'entrée du transistor T2, est converti par l:amplificateur différentiel Df1, (à une seconde entrée duquel existe une tension de référence AV) > en deux signaux qui contrôlent le couple équilibré de transistors T3 et T4. Lesdits transistors fonctionnent en interrupteurs qui envoient alternativement sur les deux sorties le courant différentiel I La chute de tension provoquée par une résistance R1 et alternativement par une résistance R2=R1, provoque un déséquilibre de la tension existante entre les deux fils de ligne a et b, en déterminant ltémission de l'in formation binaire. Les tensions d'alimentation v, , t V1, - V1, sont obtenues par une ten o sion continue ou alternative au moyen d'un alimentateur, avec lequel on réalise le désaccouplement galvanique complet du terminal en ce qui concerne les alimentations. Cer alimentateur peut être réalisé d'une façon connue, en employant des transformateurs comme moyen de désaccouplage. Le même transformateur fournit les tensions V" , + V2, Vz demandée o pour alimenter le récepteur local. A la réception, les deux fils de ligne a et b sont reliés à la tension V" à o travers des résistances R6 et R7 = R6. Le déséquilibre des tensions en ligne est détecté par un composant intégré R. Celui-ci comprend un étage d'entrée formé par deux transistors T5 et T6 branchés selon une configuration différentielle et reliés par leurs émetteurs à une source de courant Is Cet étage à haute impédance d'entrée a comme caractéristique importante de réduire le bruit de la ligne qui est présent sur les deux fils. La différence de tension aux extrémités des résistances R8 et R est con vertie en un signal qui correspond à la tension V" d'un étage différentiel Df o 2' ce signal est appliqué à la base d'un transistor T7 dans la configuration émetteur à la masse. Le collecteur du transistor T7 est relié au circuit d'entrée d'un accoupleur optoélectronique Oc2, sur lequel on a branché en série une résistance R10 et une photodiode Fdz. Un phototransistor Ft2 pilote un étage amplificateur Fd2. Un phototransistor Ft2 de courant formé par un transistor T8 (dans la configuration émetteur à la masse) et par des résistances R12 et R Le signal de sortie Su est appliqué au terminal de données à travers des organes d'interfaces éventuels. Le système permet la liaison full-duplex aussi bien sur quatre que sur deux fils. Dans le cas d'une liaison à deux fils, telle que représentée à la figure 3, le transmetteur et le récepteur de la station locale ST1 sont reliés aux diagonales d'un circuit pont limité par l'impédance de ligne L, par deux résistances de meme valeur R 15 et R16 et par une charge artificielle La. Quand le transmetteur TR1 envoie le signal de données S in, le déséquilibre des tent ; sur les deux fils a et b dû à la chute différente de tension sur les résistances de balancement R13 et R14 provoque un déséquilibre de tensions sur les deux fils a' et b' par conséquent la transmission de ltinforma- tion de la station St à la station St2 sur la ligne L. Pendant la transmission les points 2 et -2 ont le même potentiel et par conséquent on réalise le découplage entre le récepteur et le transmetteur de la même station. A la station St le déséquilibre de la tension des fils a' et b' détermine entre les points 2' et -2t du pont, qui a comme côtés l'impédance de la ligne L, deux résistances de même valeur R17 et R18 et une charge simulée L1, a une différence de potentiel qui est détectée par le récepteur R x Ce dernier envoie à la sortie, référé à la masse, le signal de données à la réception S u. De la même façon on obtient la liaison entre le transmetteur TR2 de la station 2 et le récepteur Rxl de la station St1. Le signal envoyé est dans ce station St et le r 1 1 cas S in et le signal retransmis S u. Les lignes à l'extrémité desquelles il y a le récepteur et le transmetteur de chaque station sont équilibrées sur des résistances R19 > R20 et R2l et R2z, de même valeur pour les deux fils de la station St2 et R13, R 14 > R23, R24 pour la station Stl. Les condensateurs C et Gl cour-circuitent les hautes fréquences à l'extérieur de la bande utile du signal. Les distances que l'on peut obtenir dépendent de paramètres différents, comme la vitesse de transmission, le niveau d'émission, les caractéristiques de la ligne 2, la distorsion tolérée. Le rapport entre la distorsion et la longueur de la ligne est représenté sur les diagrammes de la figure 4 relevés pour une ligne à deux fils avec des conducteurs d'un diamètre de 0, 6 mm, pour une vitesse de transmission de 9600 Bit/s, 4800 Bit/s, 2400 Bit/s, 1200 Bit/s et 600 Bit/s. La présente solution présente des caractéristiques de transmission et d'isolement que l'on peut comparer avec les solutions connues. En ce qui concerne l'isolement, ltaccoupleur optoélectronique est en mesure de supporter une tension de 3KV. L'étage de perception du signal de données à la sortie du phototransistor et plus précisément le transistor T1 (figure 1) en transmission,et le transistor T8 (figure 2) en réception avec émetteur à la masse permet d'augmenter la vitesse de réponse de l'accoupleur optoélectronique par rapport à la liaison qui prévoit la fermeture de celui-ci directement sur la charge et permet d'obtenir une réponse indépendante de la charge. Pratiquement l'accoupleur ntintroduit aucune distorsion sur le signal dans le domaine des vitesses de transmission permises par les caractéristiques des lignes normales. La présente invention a l'avantage, par rapport aux système s connus du même type avec transmission de signaux de faibles niveaux de courant continu sur une ligne équilibrée, d'avoir un circuit simplifié, un système plus compact et un prix réduit. Ces avantages découlent du fait que lton emploie des accoupleurs optoélectroniques au lieu de circuits magnétiques de couplage, en combinaison avec des circuits intégrés pour l'envoi et la détection de signaux sur la ligne. REVENDIÇATION Système de transmission de donnees en bande de support, avec des signaux de faibles niveaux, envoyés sur des lignes équilibrées termines s sur l?impé dance caractéristique, caractérisé par le fait que le signal de données à transmettre est appliqué .1 'entrée d'un accoupleur optoélectronique dont le sl uz tl de sortie est appliqué, entrée un transistor dans la configuration base a La masse et comme étage de sortie un amplificateur différentiel; et par le fait qui la réception la polarité de la différence de tension entre les deux fils de liTne est convertie par un circuit de réception, réalisé en composant intégré et comprenant comme étage d'entrée un amplificateur différentiel et comme stage de sortie un amplificateur de courant, en un signal de commande pour un accoupleur optoélectronique dont le signal à la sortie est amplifié par un étage amplificateur de courant constitué par un transistor avec émetteur à la masse.