Brevet FR2377738A1 — publié le 19780811

Linvention concerne un dispositif de couplage d'une ligne de transmission bidirectionnelle à des lignes unidirectionnelles d'émission et de réception, constitué à partir d'amplificateurs, comportant une première paire de bornes sur laquelle est connectée la ligne bidirectionnelle, une deuxième paire sur laquelle est connectée la ligne d'émission, une troisième paire sur laquelle est connectée la ligne de réception. Un tel dispositif trouve dtimportantes applications notamment en téléphonie ; ainsi il peut être utilisé lorsqu'il s'agit de transmettre sur une ligne bidirectionnelle des informations de signalisation entre deux eentraux téléphoniques, le dispositif étant alors situé au niveau de chaque central pour permettre l'émission de signaux sur cette ligne tout en permettant la réception de signaux venant de cette maze ligne. Dans le brevet français n 2 189 952, un dispositif de ce genre est décrit ; ce dispositif utilisant des amplificateurs de courant commandés par courant est destiné à des lignes du type dissymétrique - etest-à-dire des lignes dont un fil est porté au potentiel de la terre. L'invention propose un dispositif qui est destiné plus particulièrement à être raccordé à des lignes du type symétrique, c 'est-à-dire des lignes dont les fils sont portés à des potentiels opposés par rapport au potentiel de terre. un dispositif conforme à l'invention est remarquable en ce qu'il comporte un premier et un deuxième amplificateurs de tension dont les entrées sont reliées à l'une des bornes de la deuxième paire de bornes, un troisième et un quatrième amplificateurs de tension dont les entrées sont reliées à l'autre borne de la deuxième paire de bornes, un premier, un deuxième, un troisième et un quatrième réseaux à trois accès dont un premier est relié respectivement à la sortie du premier, du deuxième, du troisième et du quatrième amplificateurs,une impédance d'équilibrage connectée entre les deuxièmes accès des premier et quatrième réseaux, les deuxièmes accès des deuxième et troisième réseaux étant connectés respectivement à chacune des bornes de la première paire de bornes tandis que les troisièmes accès des deuxième et quatrième réseaux sont reliés à l'une des bornes de la troisième paire de bornes et que les troisièmes accès des premier et troisième réseaux sont reliés à l'autre borne de la troisième paire. La description suivanté accompagnée des dessins annexés, le tout donné à titre d'exexple non limitatif, fera bien comprendre corsent l'invention peut être réalisée. Les dessins représentent - à la figure 1, le schéma de principe d'un dispositif de couplage conforme à l'invention, - à la figure 2, un schéma du dispositif de l'invention utilisé pour expliquer son fonctionnement, - à la figure 3, un autre schéma du dispositif de l'invention utilisé pour expliquer son fonctionnement, - à la figure 4, un schéma de réalisation du dispositif de couplage conforme à l'invention. Le dispositif montré à la figure I est suni d'une première paire de bornes B1 et B1' ; sur ces bornes vient se raccorder une ligne bifilaire 1 ; cette ligne 1 ramène au niveau des bornes B1 et B1' une certaine iwpedance de valeur Z t sur cette ligne les informations sont transmises dans les deux sens comme celà est indiqué par les flèches Fl et F1' ; l'information transmise selon le sens de la flèche F1' est l'information qui provient d'une ligne d'émission 2, connectée à une deuxième paire de bornes B2 et B2' ; l'information transmise par la ligne 1 selon le sens de la flèche F1 est fournie à une ligne de réception connectée à une troisième paire de bornes i) et 33'. Les flèches F2 et F3 indiquent le sens de transmission de l'information . Conformément à l'invention, le dispositif de couplage comporte un premier et un deuxième amplificateurs de tension AI, A2,dont les entrées sont reliées à la borne 32, un troisième et un quatrième amplificateurs de tension A3, A4,dont les entrées sont reliées à la borne B2', un premier, un deuxième un troisième et un quatrième réseaux, RES1, EES2, RES3 et RES4 à trois accès portant respectivement les rétérences E1, E2 et E3, indifféremment pour chacun de ces réseaux ; les accès E1 des réseaux RES1, RES2, RES3 et RES4 sont reliés reliés respectivement aux sorties des amplificateurs At, A2, A3 et A4 ; le dispositif de couplage comporte a aussi une impédance d'équi- libage 4 connectée entre les deuxièmes accès des premier et quatrième réseaux RESI et RES4, les deuxièmes accès des deuxième et troisième réseaux RES2 et étant connectés respectivement à chacune des bornes de la première paire de bornes Bt et B1@, tandis que les troisièmes accès E3 des deuxième et quatrième réseaux RES2 et RES4 sont reliés à la borne B3 de la troisième paire de bornes et que les troisièmes accès E3 des premier et troisième réseaux RES1 et RES3 sont reliés à la borne B3' de la troisième paire Pour faciliter l'explication du fonctionnement du dispositif, les réseaux RES1, RES2, RES3 et RES4 sont des réseaux du type dit en étoile ; chacun de ces réseaux comporte donc trois résistances rl, r2 et r3 dont les premières extrémités sont reliées respectivement aux accès E1. 32 et E3 et dont les deuxièmes sont les relises entre-elles ; ceci est montre à la figure 2 où éléments communs avec ceux de la figure 1 portent les mêmes références. On va montrer tout d'abord qu'une tension de valeur 2x appliquée entre les bornes 32 et B2' fait nattre une tension 2y entre les bornes B1 et Bl' et aucune tension entre les bornes B3 et B3'. On considère que la ligne ri ramène une impédance Z entre les bornes B1 et B2 et que l'impédance d'équilibrage présente une valeur Z'. On admet que la tension 2x est une tension symétrique par rapport à la terre, c'est-à-dire qu'à l'entrée des amplificateurs A1 et A2 on aura une tension +x par rapport à la terre alors qu'à ltentrée des amplificateurs A3 et A4 on aura une tension -x ; le gain des amplificateurs A1, A2, A3 et A4 est identique et égal à b, de sorte qu'à la sortie des amplificateurs Ai, A2 on a une tension bx et à la sortie les amplificateurs A3 et A4 une tension - bx L'amplificateur A2 débite un courant égal à i + k L'amplificateur A1 débite un courant égal à 3 +# On écrit les équations relatives aux mailles parcourues par les différents courants i, j, k, # (i) 2 bx 3 (2 r1 + 2 r3) i + ri.k + r1.# (2) 2 bx = (2 rl + 2 r3) J + r1.k + r1.# (3) 2 bx = (2 r1 + 2 r2 + Z')k + r1.i + r1.j (4) 2 bx = (2 ri + 2 r2 + Z')# + r1.i+ r1.j nes équations (1) et (2) on voit que (5) i = j A la borne B3J la différence de potentiel v par rapport à la terre est égal à (6) t = bx - (ri + r3) i + r1.k] A la borne B3' la différence de potentiel v' est (7) v' = bx - [(r1 + r3) j + Pour qu'il n'y ait aucune tension entre les bornes B3 et B3' il faut que v - v' = o.En faisant la différence avec les équations (6) et (7) et compte tenu de (5) on obtient : (8) v - v' = ri (# - k) et à l'aide des équations (3) et (4) et en posant Z' = Z +# Z on a finalement Pour que v - v' soit nul il faut donc que# Z soit égal à zéro, c'est-à-dire que Z = ZT. La tension 2y appliquée à la ligne reliée aux bornes B1 et B1' est (10) 2y = Z .k = 2 r3.Z bx (Z + 2r2) (2r1 + 2r3) + 2rl.2r3 On examine maintenant le cas où une tension 2z transmise par la ligne i est appliquée aux bornes B1 et B1' ; ceci est représenté à la figure 3. Dans ce cas il ne faut pas tenir compte de la présence des amplificateurs A1, An, A3 et A4 et l'on considère que les accès El des différents réseaux RES1, RES2, RES3 et RES4 sont connectés directement à la terre. La figure 3 montre la répartition des courants il, i2, i3, i4, i5, i6, i7, is, i9, créés par la tension 2z. En écrivant les équations relatives aux différentes mailles on a t (11) z = r2.i1 + r1.ir (12) 0 = r1.i2 + 2r3.i3 + r1.i4 (13) 0 = rl,i4 +(2r + Z) 15 + rl.i6 (14) 0 = r1.i6 + 2r3.i7 + r1.i8 On écrit aussi les différentes relations relatives aux courants (15) il = 12 + 13 (16) 13 = 14 + 15 (17) 15 = 16 + i7 (18) i7 - 18 + 19 (19) 12 + 14 = - (i6 + i8) La tension 2t créée par la tension de ligne 2z s'écrit (20) 2t = 2z - 2r2.il - 2r3.13 Tous calculs faits, 2t s'écrit D'autre part on peut calculer r l'impédance Zp que présente le dispositif à la ligne , cette impédance est telle que :: On voit donc que le choix des différentes résistances ne peut résulter que de certains compromis. L'équation (10) n'est pas tropastreignante car il est toujours possible d'augmenter la valeur de b,c'est-à-dire le gain des atplificateurs Al, A2,A3 et A4. Par contre il faudra veiller à ce que le rapport 2t soit le plus voisin possible de 1 (voir l'équation 21). De plus l'impédance Zp doit être adaptée le plus possible aux lignes branchées aux bornes Bl et Bl'. Dans le cas d'une application du dispositif à la téléphonie, la de enderesse a trouvé les différentes valeurs des éléments qui conviennent le lieux et qui permettent d'obtenir des résultats supérieurs aux transformateurs hybrides classiques ; la figure 4 montre le schéma de réalisation d'un dispositif dont la valeur des composants est optinale. Dans ce schéma au lieu de la structure en étoile des réseaux ReS1, RES2, RES3 et RES4, on a préféré une structure en triangle colportant les résistances Rl, R2, et R3; les extrémités des résistances R2 et R3 constituent l'accès El, celles des résistances R1, R3, accès E2 et celles des résistances 14 et R2, l'accès E3, les amplificateurs A1, A2, A3 et A4 sont formés chacun d'un amplificateur opérationnel OP et d'un réseau de résistance rlO, rll, r12; l'entrée de l'amplificateur A1, A2, A2 ou A4 est constituée par l'extrémité de la résistance rlO dont l'autre entrée es reliée à une des deux entrées de l'amplificateur opérationnel OP ; 1L autre entrée de l'amplificateur OP est reliée aux extrémités des résistances rl2 et ril dont les autres extrémités sont reliées respectivement à la sortie de l'amplificateur OP et à la terre. L impédance d'équilibrage 4 est un matériel vendu sous le nom dXéquilibreur ; son impédance représente l'impédance ramende par une ligne téléphonique. Les différentes valeurs des résistances qui conviennent le mieux sont R1 = 510 ohms R2 = 730 ohms R3 = 750 ohms r10 = 33 Kiloohms ril = 47 Kiloohms r12 w 100 Kiloohms Par le choix de ces résistances rlO, r11 et r12, on obtient un gain des amplificateurs Ai, A2, A3.et A4 pratiquement égal à 3. Il est bien évident qu'il est possible de choisir d'autres configurations pour les réseaux RES1, RES2, RES3 et RES4; on peut aussi utiliser des éléments capacitifs ou selfiques. De même les valeurs des résistances peuvent être changées sans pour cela sortir du cadre de l'invention. Bien que les principes de la présente invention aient été décrits ci-dessus en relation avec des exemples particuliers de réalisation, on comprendra clairement que ladite description est faite seulement à titre d'exemples et ne limite pas la portée de l'invention. REVENDICATIONS 10) Dispositif de couplage d'une ligne de transmission bidirectionnelle à des lignes unidirectionnelles d'émission et de réception, constitué à partir d' amplificateurs et comportant une première paire de bornes sur laquelle est connectée la ligne bidirectionnelle, une deuxième paire sur laquelle est connectée la ligne de réception, caractérisé en ce qu'il colporte un premier et un deuxième amplificateurs de tension dont les entrées sont reliées à l'une des bornes de la deuxième paire de bornes, un troisième et un quatrième amplificateurs de tension dont les entrées sont reliées à l'autre borne de la deuxième paire de bornes, un premier, un deuxième, un troisième et un quatrième réseaux à trois accès dont un premier est relié respectivement à la sortie du premier, du deuxième, du troisième et du quatrième amplificateurs, une impédance d'équilibrage connectée entre les deuxièmes accès des premier et quatrième réseaux. 20) Dispositif de couplage selon la revendication 1, caractérisé en ce que les réseaux à trois accès sont formés par des résistances montées en triangles. 3-) Dispositif de couplage selon la revendication 2, caractérisé en ce que la résistance connectée entre le premier et le deuxième accès a une valeur pratiquement égale à 750 ohms, celle connectée entre le deuxième et le troisième accès a une valeur pratiquement égale à 510 ohms et celle connectée entre le troisième et le premier accès, une valeur pratiquement égale à 330 ohms.