Brevet FR2269249A1 — publié le 19751121

L'invention concerne la transmission d'un signal code constitué par une suite de niveaux choisis parmi trois niveaux qui sont representes respectivement par une impulsion de courant dans un sens, une impulsion de courant dans l'autre sens et par une absence d'impulsion de courant, la transmission s'effectuant en mode differentiel avec isolent galvanique, c 'est-à-dire que le courant parcourant chacun des deux fils de la ligne de transmission agit de maniere differentielle dans un transformateur de liaison entre ligne de transmission et récepteur, I1 est important d'assurer une transmission peu sensible aux parasites et permettant aisément l'adjonction d'un nouveau poste d'émission ou de reception. On a trouve suivant la presente invention que l'on pouvait obtenir ce resultat au moyen d'un système d'eoission sur une ligne de transmission à deux fils et de reception à partir de cette ligne de transmission, d'un signal constitué par une suite de niveaux choisis parmi trois niveaux representes respectivenent par une impulsion de courant dans un sens, une impulsion de courant dans l'autre sens et par une absence d'impulsion de courant, le système de liaison entre eoetteur et ligne de transmission et entre ligne de transmission et recepteur comprenant un transformateur dont l'un des enroulements primaire et secondaire est constitue par les deux fils de la ligne de transmission et l'autre des enrouleaents primaire et secondaire appartient à un poste d'e ission ou de reception, les deux fils de la ligne de transmission étant disposés parallèlement l'un à l'autre et réunis l'un à l'autre à leurs extrémités pour forMer une boucle ferrée, caractérisé en ce que ledit transformateur comporte un circuit magnétique fermé délimitant une ouverture centrale, autour duquel est enroule l'enroulement appartenant au poste d'émission ou de réception et dans l'ouverture centrale duquel passent, Mis en sens inverse, les deux fils de la ligne de transmission. La ligne de transmission est ainsi flottante et se trouve entierenent isolée galvaniquenent des postes à relier. L'introduction d'un nouveau poste ne nécessite pas une refoate complète de la structure existante. Les deux fils constituant la ligne de transmission sont avantageusement réunis l'un à l'autre à leurs extrémités par l'intermédiaire de résistances afin d'adapter la ligne à son impédance caractéristique. Les deux fils constituant la ligne de transmission sont de préférence torsadés pour éliminer l'influence des parasites. Le circuit magnétique des transformateurs est généralement en forme de tore. Afin d'éviter que l'énergie magnétique magasinée dans le circuit magnétique du transformateur de liaison d'un poste d'émission à la ligne de transmission n'agisse sur la ligne à la fin d'une impulsion à transmettre, on peut prévoir un troisieme enroulement sur ce transformateur, court-circuite en l'absence de signal émis. D'autres caractéristiques de l'invention ressortiront d'un exemple de lise en oeuvre de celle-ci qui va être décrit, à titre non limitatif, à l'aide des figures schématiques cij ointes. La figure la représente une ligne de transmission bifilaire. La figure lb en représente une variante. La figure 2 montre le passage des deux fils de cette ligne dans l'ouverture centrale d'un circuit magnétique. La figure 3 représente le schéma synoptique d'un poste d'émission. La figure 4 représente le transformateur de liaison du poste d'émission avec la ligne de transmission. La figure 5 représente un schéma détaillé d'un poste d'émission. La figure 6 montre les divers signaux apparaissant dans ce poste. La figure 7 représente le schéma synoptique d'un poste de réception. La figure 8 représente le transformateur de liaison du poste de réception avec la ligne de transmission. La figure 9 représente un schéma détaillé d'un poste de réception. La-figure 10 montre les divers signaux apparaissant dans ce poste. Sur les figures la et lb, une ligne de transmission flottante 1 est constituée par deux fils 2 et 3 torsadés, réunis l'un à l'autre à leurs extrémités par des résistances 4 et 5 ayant pour valeur l'impédance caractéristique de la ligne. Cette ligne peut aussi être constituée par deux fils 2 et 3 torsadés et un blindage T, comice lq représente la figure Ibis. Dans ce cas, un seul point du blindage doit être mis à la terre et le blindage passe à l'extérieur des circuits magnétiques des transformateurs de liaison. On a représenté deux tores magnétiques 6 et 7 de transformateurs qui permettent de relier la ligne 1, par exemple, à un poste d'émission et à un poste de réception. Autour de ces tores magnétiques sont enroulés des enroulements, non représentés ici pour faciliter la lecture du dessin, reliés au poste.A l'intérieur du tore, passent, en sens inverse l'un de l'autre, les fils 2 et 3 qui jouent le rôle d'enroulement secondaire pour le transformateur de liaison du poste d'émission, et d'enroulement primaire pour le transformateur de liaison du poste de réception. La figure 2 montre en perspective le passage des fils 2 et 3 dans un tore magnétique 6. La figure 3 représente le poste d'émission recevant en 8 et 9 respectivement l'ordre de transmettre une impulsion positive et l'ordre de transmettre une impulsion négative dans la ligne 1. Ces deux ordres suivent deux voies parallèles comprenant un limiteur de largeur des impulsions 10, 11, une interface 12, 13 et un étage de puissance 14, 15 ces deux voies aboutissant en 16 et 17 dans un transformateur 18 de liaison avec la ligne 1. En outre, un étage absorbeur d'énergie 19 est relié en 20 et 21 à un enroulement de court-circuit du transfor mateur 18, comme on le décrira plus loin, et coaandé par l'absence d'impulsion sur les sorties 22, 23 des limiteurs de largeur des impulsions 10 et 11. La ligne de transmission 1 pénètre dans l'ouverture centrale du tore magnétique 6 aux points 24 et 25 que lton a repérés aussi sur la figure 1. Le tore magnétique 6 est, ainsi, traversé en sens inverse par les deux fils 2 et 3. Sur la figure 4, pour simplifier la représentation, le tore magnétique 6 a été figuré simplement par deux traits paralleles. Cette figure montre l'enroulement primaire 26 à point milieu qui est, en réalité, enroulé autour du tore magnétique 6. Le point milieu 27 est relié à la tension d'alimentation. L'enroulé lement secondaire de ce transformateur est constitué par la ligne 1 elle-même. Un trois enroulement 28 peut être court-circuité pour absorber l'énergie magnétique existant dans le tore magnétique 6 à la fin d'une impulsion à trans mettre et éviter, ainsi, l'apparition sur la ligne de transmission d'une impulsion parasite de sens opposé. Le transforsteur 18 est un transfonsateur abaisseur de tension, le nombre de spires de l'enroulement primaire 26 étant déterminé en fonction de la tension d'alimentation en 27 et de l'impédance caractéristique de la ligne de transmission.La disposition particuliere de ltenroulement secondaire, constituee par le passage dans l'ouverture centrale d'un circuit magnétique des deux fils de la ligne de transmission, permet d'avoir un mode de fonctionnement différentiel des deux fils de la ligne de transmission, et, dans la mesure ou la résistance équivalente due à l'enroulement de court-circuit 28 est faible, d'avoir un taux d'ondes stationnaires égal à 1, c'est-à-dire qu'il n'y a pas de pertes de puissance dans la ligne de transmission. La figure 5 représente le schéma détaillé du poste d'émission, à l'exclusion du transformateur 18. Les circuits énumérés precedemment: limiteurs de largeur des impulsions 10, 11, interfaces 12, 13, étages de puissance 14, 15, absorbeur d'énergie 19, ont été encadrés par un trait interrompu pour que les diverses fonctions remplies par le schéma puissent être plus facilement dissociées. Les limiteurs de largeur des impulsions 10 et 11 se composent, comme on l'a indique pour le limiteur 10, d'une porte NOUET 29 recevant, d'une part, directement en 30 le signal d'entrée arrivant en 8 et, d'autre part, la sortie 31 d'un circuit relié à l'entrée 8 et comprenant un condensateur 32 de capacité C disposé entre deux circuits logiques 33, 34 non inverseurs et relié a la masse par une résistance 35 de valeur R. Lorsque le signal en 8 change de valeur, le condensateur 32 se charge ou se décharge avec la constante de temps RC. Le circuit 34 va laisser passer une impulsion de largeur égale à 0,69 RC. Comme ce circuit 34 est un circuit logique, il ne prend en compte que les passages du signal en 8 du "O" logique au "1" logique. La porte 29 laisse passer soit le spinal arrivant en 8 'et transmis en 30, s'il est plus court que le signal fourni en 31 par le circuit logique 34, d'une durée d'impulsion de 600 ns par exemple, soit le signal fourni en 31 dans le cas contraire. Le rôle de ces limiteurs de largeur des impulsions est de réduire l'impor- tance du courant magnétisant dans le transformateur 18, courant qui croit linéairement avec le temps et qui doit être limité par la puissance maximale des transistors des étages de puissance 14 et 150 Les circuits d'interface 12 et 13 ont pour rôle de faire une adaptation de puissance entre des transistors selon la technologie C-MOS et le transistor de l'étage de puissance. Suivant la technologie des circuits logiques utilisés et le transistor de puissance adopté, les circuits d'interface peuvent être supprimés. Les étages de puissance 14, 15 comprennent chacun un transistor de puissance 36, 37 qui est saturé lorsque du courant doit être envoyé dans la ligne de transmission. L'étage absorbeur d'énergie comporte un transistor 38 qui est rendu passant lorsqu'aucun signal apparaissant sur les sorties 22 et 23 n'est appliqué aux entrées d'une porte NON-ET 39 suivie d'inverseurs C-MOS 40, 41, 42. Ce transistor 38 court-circuite les bornes 20 et 21 du troisieme enroulement 28 du transformateur 18, par l'intermédiaire d'un pont de redresseurs 43. Au lieu de ce pont de redresseurs 43, deux redresseurs suffisent si l'enroulement 28 a un point milieu. Un relais 44, à contacts 45 fermés au repos, court-circuite les bornes 20 et 21 au cas où l'alimentation du poste d'émission ne serait pas établie. La figure 6 représente les divers signaux entrant ou apparaissant dans le poste d'émission : signal d'entrée E, impulsions positives 8; impulsions négatives 9, courant dans la ligne 1 et tension à la sortie de l'inverseur 40 dans le cas où la durée TH1 des impulsions du signal reçu en 8 et en 9 est inférieure à 600 ns, puis dans le cas où cette durée TaI est supérieure à 600 ns, suivant l'exemple choisi. La figure 7 représente le poste de réception recevant dans un transformateur élévateur de tension 46 la ligne de transmission 1 qui pénètre dans l'ouverture centrale du circuit magnétique fermé en forme de tore (7 sur la figure 1) aux points 47 et 48 que l'on a également repérés sur la figure 1. Les deux fils 2 et 3 de la ligne 1 traversent le tore 7 de la miPme manière que celle représentée sur la figure 2 pour le tore 6. Ce transformateur 46 est visible sur la figure 8 où, pour simplifier, le tore 7 a été figure simplement par deux traits parallèles. La ligne de transmission constitue l'enroulement primaire de ce transformateur dont le secondaire 49 est, en fait, enroulé autour du tore magnétique 7 et comporte un nombre de spires suffisant pour limiter la perte de puissance due au poste de réception à une faible valeur. Les bornes 5X, 51 de l'enroulement secondaire 49 sont reliées à un etage amplificateur 53, qui n'est pas nécessaire si le transformateur 46 peut fournir suffise de puissance. Les sorties 54 et 55 de cet etage amplificateur sont reliées chacune à un étage 56, 57 séparant respectivement les impulsions positives, les impulsions négatives. A la sortie 58, 59 des étages 56, 57 on obtient, d'une part les impulsions positives A et, d'autre part, les impulsions négatives B, tandis qu'un générateur d'horloge 60, qui n'est pas toujours nécessaire, reçoit les signaux apparaissant sur ces sorties 58 et 59 et génère une impulsion d'horloge H2 chaque fois que le signal A ou le signal B"varie. La figure 9 représente en détail le schéma du poste de réception à l'excep- tion du transformateur 46. Les circuits énumérés précédemment : : étage amplifica- teur 53, étages separateurs 56 et 57, générateur d'horloge 60, ont été délimités par un trait interrompu pour que les diverses fonctions remplies par le schéma puissent autre plus facilement dissociées. L'étage amplificateur 53 comprend un aplificateur différentiel 61. Les étages séparateurs 56 et 57 comprennent des coiparateurs à seuil et hystérésis 62 et 63 qui peuvent autre, par exemple, ceux commercialisés sous la référence 8T 20 par Signetics ou sous la référence SN 75107 par Texas Instrument, A la sortie de portes NON-ET à deux entrées 64, 65, on obtient les signaux A et B. Les impulsions d'horloge B2 sont obtenues à la sortie d'une porte NOl-ET à deux entrés 66, suivie d'un inverseur 67. La figure 10 antre l'ensemble des signaux apparaissant dans le poste de réception : signal arrivant de la ligne de transmission an 50-51, signal A, signal B, signal d'horloge H2. REVENDICATIONS 1/ Système d'émission sur une ligne de transmission à deux fils et de réception à partir de cette ligne de transmission, d'un signal constitué par une suite de niveaux choisis parmi trois niveaux représentés respectivement par une impulsion de courant dans un sens, une impulsion de courant dans l'autre sens et par une absence d'impulsion de courant, le système de liaison entre émetteur et ligne de transmission et entre ligne de transmission et récepteur comprenant un transformateur dont l'un des enroulements primaire et secondaire est constitué par les deux fils de la ligne de transmission et l'autre des enroulements primaire et secondaire appartenant à un poste d'émission ou de réception, les deux fils de la ligne de transmission étant disposés parallèlement l'un à l'autre et reunis l'un à l'autre à leurs extrémités pour former une boucle fermée, caractérisé en ce que ledit transformateur (18, 46) comporte un circuit magnétique fermé (6, 7) délimitant une ouverture centrale, autour duquel est enroulé l'enroulement (26, 49) appartenant au poste d'émission ou de réception et dans l'ouverture centrale duquel passent, mais en sens inverse, les deux fils (2, 3) de la ligne de transmission (1). 2/ Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit transformateur (18) de liaison d'un poste d'émission à la ligne de transmission comporte un troisième enroulement (28) qui est court-circuité en l'absence de signal émis. 3/ Système selon la revendication 2, caractérisé en ce que ledit troisième enroulement (28) est court-circuité, par l'intermédiaire de redresseurs (43), par un transistor (38) rendu passant par l'absence de signal émis. 4/ Système selon la revendication 2, caractérisé en ce que ledit troisième enroulement (28) est également court-circuité par un relais (44) en l'absence d'alimentation du poste d'émission, en énergie électrique. 5/ Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'enroulement dudit transformateur de liaison d'un poste d'émission à la ligne de transmission reçoit le signal codé par l'intermédiaire d'un dispositif limiteur (10, 11) de la largeur des impulsions de ce signal.