Brevet FR2348609A1 — publié le 19771110

L'invention est du domaine de la transmission de signaux telephoniques et concerne un dispositif d'aiguillage entre une ligne électrique bidirectionnelle à deux fils et deux paires de fils unidirectionnelles, assurant un grand affaiblissement entre les deux paires unidirectionnelles et un affaiblissement reduit entre la ligne bidirectionnelle et chacune des deux paires unidirectionnelles. Dans un reseau téléphonique à fils, on peut transmettre les signaux telephoniques entre deux points, par exemple entre un abonné et un central, sur deux fils, les signaux parcourant ces deux fils dans les deux sens. Lorsque la distance entre les deux points à relier exige une amplification intermédiaire, on sépare les signaux selon leur direction et on amplifie séparément les signaux de chaque direction. La séparation est effectuee dans un dispositif d'aiguillage, qui comporte par nature au moins trois acces.L'un de ceux-ci est relié à une ligne de transmission bidirectionnelle (acces deux fils), l'un des deux autres aboutit à entrée (paire unidirectionnelle de sortie) et l'autre à la sortie (paire unidirectionnelle d'entrée) d'un amplificateur respectif. La constitution de ces aiguillages doit etre telle que le couplage entre la paire d'entrée et la paire de sortie soit suffisamment faible pour qu'une oscillation ne s' amorce pas. D'autre part, pour réduire des réflexions de courant, l'impedance du système d'aiguillage vue de la ligne bidirectionnelle doit etre aussi voisine que possible de l'impedance de cette ligne. De tels dispositifs d'aiguillage ont ete realisés jusqu'ici au moyen d'un transformateur differentiel à deux ou plusieurs enroulements. Cependant, un tel transformateur constitue un élement non-intgrable dans un appareillage moderne réalisé à base de circuits intégrés. L'un des buts de l'invention est de remplacer les transformateurs différentiels des aiguillages connus par des circuits actifs constitués de transistors et de résistances en ne laissant subsister qu'un transformateur simple pour la séparation galvanique sur la ligne bidirectionnelle. Dans un dispositif d'aiguillage entre une ligne bidirectionnelle à deux fils et deux paires de fils unidirectionnelles, assurant un grand affaiblissement entre les deux paires unidirectionnelles et un affaiblissement réduit entre la ligne bidirectionnelle et chacune des deux paires unidirectionnelles, l'invention est caractérisée par le fait que le dispositif comporte deux transistors de meme type, qui sont reliés à une résistance commune d'émetteur et dont le premier est connecté entre sa base et un point de référence à la paire de fils unidirectionnelle d'entrée, l'autre paire de fils dite "de sortie" étant reliée d'une part à un point de référence et d'autre part à une borne qui est connectée aux collecteurs des deux transistors à travers deux résistances de sommation, et qu'une résistance de pondération relie les bases des deux transistors. La ligne bidirectionnelle est couplée à ce dispositif dans une première réalisation avantageuse de l'invention, par un transformateur, dont la bobine primaire est branchée en série avec ladite résistance commune d'émetteur. Dans une autre réalisation avantageuse de l'invention, la bobine primaire de ce transformateur est branchée en parallèle sur deux résistances en série, dont le point comntm est relié à ladite résistance comnune d'émetteur et qui reçoivent chacune le courant d'émetteur de l'un des transistors. De préférence, on intercale entre les émetteurs des deux transistors et ladite résistance commune d'émetteur deux résistances dont les valeurs sont du même ordre de grandeur que l'impédance de la ligne bidirectionnelle. Un très bon affaiblissement entre la paire de sortie et la paire d'entrée est obtenu si le rapport In entre la valeur de la résistance de somation qui est associée au premier transistor et la valeur R de la résistance de Sommation qui est associée au second transistor est approximativement choisi selon la formule Z3 + R Z3 + R + Rel n où Z3 signifie l'impédance de la ligne bidirectionnelle, Rel signifie la valeur d'une résistance qui est intercalée entre la resistance commune d'émetteur et l'émetteur du premier transistor, et n signifie le rapport entre la valeur de la résistance de pondération et la valeur d'une résistance reliant la base du second transistor et un point de référence. L'invention sera décrite ci-après plus en détail à l'aide des deux figures, qui représentent schématiquement deux réalisations d'aiguillage selon l'invention. En se référant à la figure 1, la ligne bidirectionnelle est raccordée à deux bornes 1 et 2, la paire unidirectionnelle d'entrée est appliquee aux bornes 3 et 4, et la paire unidirectionnelle de sortie débute aux bornes 5 et 6. Les bornes 4 et 6 sont reliées conjointement à un point de référence, qui peut être le potentiel de terre. La borne 3 de la paire d'entrée est reliée à la base d'un premier transistor 7, du type NPN, dont le collecteur est relié par une résistance 8 à un potentiel d'alimentation +V. La base est reliée à la terre par une résistance 9 et l'émetteur de ce transistor est relié à travers une résistance 10, dont la valeur est sensiblement égale à l'impédance de la ligne bidirectionnelle, et par une résistance 11, A un potentiel d'alimentation -V. Le collecteur du second transistor 12 est également alimenté par la source à à travers une résistance 13, et sa base est reliée à la terre par une résis- tance 14 de valeur identique à la résistance 9. L'émetteur de ce transistor est relié par une autre résistance 15 de valeur égale à la résistance 10, à un point 16, par lequel passent les courants d'émetteurs des deux transistors vers la résistance Il. Les tensions présentes sur les collecteurs des deux transistors sont additionnées dans deux résistances de sommation 17 et 18 pour constituer la tension de sortie unidirectionnelle, qui est délivrée par la borne 5. Une résistance 19 entre la borne 5 et la borne 6 sert à l'adaptation d'impédance du dispositif avec un amplificateur - répéteur, qui peut recevoir la sortie unidirectionnelle du dispositif d'aiguillage. A l'aide d'une résistance 20, qui relie les deux bases des deux transistors, on effectue une réaction pondérée comme il sera expliqué plus en détail ci-après. Enfin, un transformateur 21, qui relie les bornes bidirectionnelles I et 2 au dispositif, est intercalé entre le point 16 et la résistance commune d'émetteur 11. Mises à part les résistances 17 et 18 de sommation, le circuit est parfaitement symétrique, les résistances associées au premier transistor étant de mEme valeur que celles du second transistor. Le couplage entre la paire d'entrez (bornes 3 et 4) et la paire de sortie (bornes 5 et 6) est minimal pour une valeur K du rapport entre la valeur de la résistance de sommation 18 associée au premier transistor et la valeur de la résistance de sommation 17 associée au second transistor. Cette valeur K est définie par la formule K , Z3 + R ~ I . Z3 + R + Rel n ou Z3 signifie l'impedance de la ligne bidireetionnelle, R signifie la valeur de la résistance 17, Rel signifie la valeur de la résistance 10, et n signifie le rapport entre la valeur de la résistance 20 et la valeur de la résistance 14. Au niveau de la borne 5, on obtient donc, en absence de signaux d'entrée aux bornes 1 et 2, une soustraction entre la tension de collecteur du premier transistor 7, qui est une amplification de la tension d'entrée à la borne 3, et la tension de collecteur du second transistor qui est couplé au premier transistor par la résistance commune d'émetteur 11. Pour un choix convenable de K, les deux signaux stannulent donc dans la sommation. Si toutefois, l'impédance de la ligne bidirectionnelle n'est plus égale à Z3, par exemple à cause d'un court-circuit accidentel > le couplage entre les deux transistors à travers la résistance commune d'émetteur se modifie et l'annulation du couplage entre les deux paires unidirectionnelles n' est plus assurée. Pour réduire cette influence de la modification de 1' impédance de la ligne bidirectionnelle, on choisit le rapport n entre la valeur de la résistance de pondération 20 et la valeur de la résistance 14 de façon à réduire le rapport de pondération K. Si donc le dispositif selon l'invention assure un affaiblissement important entre les deux paires unidirectionnelles, même en cas de variation de 1' impédance de la ligne bidirectionnelle, l'affaiblissement entre les bornes 3 et 4 de la paire unidirectionnelle et la ligne bidirectionnelle aboutissant aux bornes 1 et 2, ainsi que 1' affaiblissement entre cette ligne bidirectionnelle et les bornes 5 et 6 de la paire unidirectionnelle de sortie sont faibles, car les effets des deux transistors ne s 'opposent pas pour de tels signaux. La figure 2 se distingue du montage de la figure 1 par le couplage de la ligne bidirectionnelle. Pour simplifier la description, on emploie pour des éléments de fonction analogué les mêmes chiffres de référence que dans la figure 1, ce qui est le cas pour les références I à 9, Il à 14 et 17 à 20. Les résistances qui relient selon la figure 1 les émetteurs des deux transistors 7 et 12 sont remplacées ici par une chaîne de quatre résistances 22 à 25, dont les deux résistances médianes 23-24 ont chacune une valeur voisine de celle de 1 1impé- dance de la ligne bidirectionnelle. Ces deux résistances 23-24 sont shuntées par 1 'enroulement primaire du transformateur 26, dont l'enroulement secondaire alimente les bornes 1 et 2 de la ligne bidirectionnelle.La résistance d'émetteur commune 11 est reliée au point commun entre la résistance 23 et la résistance 24. La particularité de la solution'de la figure 2 est que le transformateur 26 n'est parcouru par aucun courant de polarisation. Bien que l'invention ait été decrite ci-dessus à l'aide de deux exemples de réalisations pratiques, il est évident que de multiples modifications sont possibles dans le cadre de l'invention. On peut, en particulier, utiliser des transistors de type PNP en inversant les polarités de la source d'alimentation. On peut également augmenter la valeur de la résistance 20 lorsque les variations d' impédance de la ligne bidirectionnelle sont limitées ou exclues. Dans un exemple pratique, on a choisi pour les resistances 9, 10, 14, 15 et 19, la valeur de 600 ohms, qui est identique à l'impEdance normale de la ligne bidirectionnelle. La résistance 11 a été choisie de 4,7 kohms et les valeurs des résistances 8 et 13, ont été choisies égales à 5,6 kohms, ces indications étant données à titre illustratif et non limitatif. REVENDICATIONS 1/ Dispositif d'aiguillage entre une ligne électrique bidirectionnelle à deux fils et deux paires de fils unidirectionnelles, assurant un grand affaiblissement entre les deux paires et un affaiblissement reduit entre la ligne bidirectionnelle et chacune des deux paires, caractérisé par le fait, qu'il comporte deux transistors (7, 12) de même type, qui sont reliés à une résistance (11) d'émetteur commune et dont le premier (7) reçoit entre une borne de base (3) et un point de référence (4) la paire des fils unidirectionnelle "d' entrée", l'autre paire de fils unidirectionnelle dite "de sortie" étant reliée d'une part à un point de référence (6) et d'autre part à une borne (5), qui est connectée aux collecteurs des deux transistors à travers deux résistances de sommation (17, 18), et qu'une résistance de pondération (20) relie les bases des deux transistors. 2/ Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la ligne elec- trique bidirectionnelle est reliée an secondaire d'un transformateur (21) dont la bobine primaire est placée en série avec ladite résistance d'emetteur commune (11). 3/ Dispositif selon la revendication I, caractérisé par le fait que la ligne électrique bidirectionnelle est reliée au secondaire d'un transformateur (26), la bobine primaire étant branchée en parallèle sur deux résistances (23, 24) en série, dont le point commun est relié à ladite résistance d'emetteur commune (11) et qui reçoivent chacune le courant d'émetteur de l'un des transistors. 4/ Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait qu'entre les émetteurs des deux transistors (7, 12) et ladite résistance d'émetteur commune (11) deux résistances (10, 15) sont intercalées, dont les valeurs sont du meme ordre de grandeur que l'impédance de la ligne bidirectionnelle. 5/ Dispositif selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que le rapport K entre la valeur de la résistance de somation (18), qui est associée au premier transistor, et la valeur R de la résistance de somnation (17), qui est associée au second transistor (12) est approximativement choisi selon la formule Z3 + R 1 Z3 + R + Rel n cà Z3 signifie l'impédance de la ligne bidirectionnelle, Rel signifie l'impédance d'une résistance (10), qui est intercalée entre la résistance commune d'emetteur (11) et l'metteur du premier transistor (7), et n signifie le rapport d' impédances entre la résistance (20) de pondération et une résistance (14) reliant la base du second transistor et un point de référence (6).