Brevet FR2481508A1 — publié le 19811030

L'invention concerne une voie de transmission commune à vitesse élevée pour l'échange d'informations de type digital entre les ensembles de circuits qui font partie de systèmes de télécommunications ou d'élaboration des données, Dans les systèmes d'élaboration des données on utilise normalement une ou plusieurs voies de transmission commune dénom- mées couramment "bus" auxquelles sont connectés les ensembles de circuits qui constituent l'élaboration (CPU, mémoires, organes d'entrée/sortie, alimentateurs, etc.); la récente et abondante diffusion des techniques de commutation à division de temps, MIA (modulation d'impulsion en amplitude) ou MIC (modulation par impulsions codées), rend de plus en plus actuel l'emploi du bus même dans les installations de télécommunications. Le bus suivant l'invention permet une vitesse élevée de transmission (plus de 10 MHz) et présente une structure modulaire, ce qui permet même de lui attribuer une longueur élevée (jusqu'a mètres) sans détriment pour la vitesse et pour la qualité de la transmission. De préférence, mais non nécessairement, chaque tronçon de bus dessert les circuits placés dans un cadre. Dans ce but l'invention prévoit une voie de transmission commune à vitesse élevée pour appareillages pour télécommunica- tions ou pour l'élaboration des données distribuées dans une pluralité de cadres dont chacun est muni de ses propres circuits d'alimentation, présentant les caractéristiques suivantes " - elle est constituée par au moins un câble plat: chaque câble comprend une pluralité de boucles retors placées côte à côte dont chacune est fermée à ses deux extrémités sur sa propre impédance caractéristique; - elle présente une structure modulaire et les boucles de deux tronçons de câble consécutifs sont connectés par des éléments de connexion qui ont une impédance égale à l'impédance caractéristique des boucles mêmes; - elle est disposée le plus près possible de-la masse de référence desdits circuits d'alimentation; quelques boucles, placées à des intervalles réguliers (1 sur n) dans ledit câble plat, sont connectées à la masse électrique des circuits; - chaque élément modulaire relatif à un cadre, est enfermé dans un écran métallique, connecté au cadre même, qui présente des fenêtres aptes à permettre la sortie d'une boucle d'au moins un desdits câbles plats, ayant une longueur telle qu'elle atteint un des ensembles de circuits placés dans ledit cadre; -àl'extrémité de ladite boucle est appliqué un connec- teur à perforation d'isolant qui est branché sur le connecteur complémentaire présent sur ledit ensemble de circuits. L'invention sera maintenant mieux décrite avec référen- ce à un exemple de réalisation non limitatif illustré sur les figures du dessin dans lesquelles - la figure 1 représente un bus, constitué par deux tronçons, qui connecte une pluralité d'ensembles de circuits; - la- figure 2 représente un élément de connexion C; - la figure 3 représente un tronçon d'écran, coupé, contenant un tronçon de bus qui en sort pour rejoindre un ensem- ble de circuits. Dans le diagramme de la figure 1 on a indiqué par B1et par B2 deux tronçons de bus suivant l'invention joints à l'élément de connexion C et -. fermés sur leur propre impédance caractéris- tique constituée par la terminaison T; les ensembles de circuits R (R1., Rn) sont connectés au bus à travers les éléments d'interface DR (DR1,...., DR.) constitués essentiellement par des commandes de ligne et par des récepteurs de ligne. Pour le fonctionnement correct du bus il est nécessaire d'éliminer, ou de réduire au minimum, les réflexions: dans ce but le bus, quelle que soit sa longueur, doit toujours être fermé sur les terminaisons T et même les éléments de con- nexion C doivent présenter une impédance qui soit le plus proche possible de celle du bus. Les caractéristiques électriques que l'on entend obtenir sont: la vitesse de transmission élevée (plus de 10 MHz) avec les tensions utilisées normalement pour la transmission différentielle sur une boucle à laquelle sont connectés un cou- ple récepteur de ligne de type commercial (par exemple + 0,3 V); la possibilité de transmettre soit point par point sur de lon- gues distances (jusqu'à 120 - 150 mètres)soitparune ligne d'abonné à poste secondaire, c'est-à-dire en se connectant en parallèle -au bus en un nombre fini de points comme dans le diagramme de la figure 1; l'immunité élevée contre le bruit. Les embranchements du bus (que l'on appellera par la suite dérivationsj,n'introduisent pas seulement du bruit mais ils limitent aussi la bande passante et, par conséquent, la vi- tesse de transmission. En effet, la bande passante est inversement- proportionnelle au temps de montée du signal dans la boucle: au cas o la longueur des dérivations serait très inférieure à la distance entre deux dérivations successives, le temps de montée Tr = K Z0 CX1N, o K est une constante, Z0 est l'impé- dance caractéristique du bus, C la capacité équivalente de la dérivation réceptrice et N le nombre des dérivations. Pour obtenir ces résultats un bus suivant l'invention se compose d'au moins un câble plat qui rassemble une pluralité de boucles entortillées pour éliminer ou, du moins, pour réduire la diaphonie, c'est-à-dire des couplages inductifs et/ou capaci- tifs entre boucles adjacentes; en outre un certain nombre de boucles équidistantes entre elles (par exemple une sur 5) ne sont pas utilisées pour transmettre un signal mais elles sont mises à la masse et utilisées comme voie de retour des courants de signal. Rappelons que le bus suivant l'invention est utilisé dans des systèmes réalisés sur plusieurs cadres, dont chacun dispose de son propre ensemble d'alimentation. On connaît dans la technique (par exemple d'après la demande de brevet nO 20137 A/80 du25.2.'1980) le procédé consis- tant à connecter entre elles les massés de référence des diffé- rentes alimentations de façon à éviter qu'entre un cadre et l'autre il se crée des différences de potentiel qui seraient funestes pour le fonctionnement correct et pour la vie même des commandes de ligne et des récepteurs de ligne utilisés pour l'échange d'informations, à travers les bus, entre appareillages placés sur des cadres différents. Dans la figure 2 on a représenté une forme préférée de réalisation de l'élément de connexion C. Il s'agit d'un support isolant S sur lequel sont présentes une pluralité de pistes P, réalisées d'une façon telle que l'impédance entre des pistes adjacentes soit égale à l'impédance de la boucle entor- tillée, à chacune desquelles est connecté un des fils du câble plat. Dans l'exemple de réalisation illustré dans la figure les pistes P aboutissent à des connecteurs à branchement CO: sans sortir des limites de l'invention il est possible d'utiliser des pointes d'attache ou d'autres moyens aptes à garantir une -bonne connexion électrique entre le fil et la piste P. Dans la figure on a représenté une partie du support portant trois pistes: évidemment le nombre des pistes, réalisées par dépôt de métal (ou par diffusion en cas de support S semi- conducteur), est égal au nombre de fils à connecter. L'élément C même peut servir soit d'élément de connexion entre deux tronçons de câble, aboutissant aux deux extrémités de la piste, soit de terminaison T,. réalisée en connectant entre les pistes P et la masse électrique des résistances ayant une valeur égale à la moitié de l'impédance caractéristique de la boucle enveloppée: la masse utilisée pour réaliser la terminai- son T est de préférence celle qui est présente sur quelques boucles, comme cela a été dit-précédemment. Dans la figure 3 on a indiqué un tronçon de bus, cons- titué par trois câbles plats B, placés côte à côte (dans la figure on les a dessinés légèrement séparés pour davantage de clarté), maintenus, au moyen d'entretoises D, au centre d'un écran métallique SC connecté à la masse métallique du cadre les capacités des différents fils par rapport aux faces opposées de l'écran sont ainsi pratiquement égales et les inductions éventuelles de nature électrostatique sont réparties de la même manière entre tous les fils du bus et l'écran. Dans l'exemple de réalisation indiqué dans la figure le bus se compose de trois câbles plats X leur nombre peut toutefois être différent d'une installation à l'autre et même, dans la même installation d'un cadre à l'autre suivant le nombre de boucles sur lesquelles il faut faire passer les signaux tour à tour nécessaires. On rappelle de toute façon l'attention sur le fait que, suivant l'invention, chaque tronçon de câble plat dessert un cadre et est connecté sur ses deux extrémités à un élément C auquel est aussi connecté le tronçon successif ou sur lequel est réalisée la terminaison T. - Dans la figure on a indiqué une autre précaution qui permet de ne pas réduire considérablement la vitesse de trans- mission qui, comme on l'a dit précédemment, est inversement proportionnelle à la capacité équivalente de la dérivation. Pour réduire au minimum cette capacité, l'écran présente par intervalles réguliers (de préférence égaux à la distance entre deux panneaux d'assemblage du cadre) des fenêtres F dont il est possible de faire sortir une boucle d'un câble plat qui arrive jusqu'à l'ensemble de circuits R: un connecteur CN à perfora- tion d'isolant permet de connecter l'ensemble de circuits R au câble sans interrompre la continuité du câble même, tandis que la longueur électrique 1s de la dérivation se réduit au parcours du signal du point de contact entre le connecteur CN et les fils du câble et l'entrée de la micrologique DR, qui est montée le plus près possible du connecteur. La capacité équivalente de la dérivation se réduit pratiquement à la somme de la capacité équivalente d'entrée de la micrologique (valeur typique: 5 p F) et de la capacité équivalente du couple de pistes, les plus courtes possible qui le connectent au connecteur (valeurs possi- bles 10 + 15 p F). L'utilisation d'un connecteur à perforation d'isolant permet en outre de déconnecter et/ou d'ajouter un ou plusieurs ensembles de circuits R sans interrompre la continuité du câble plat; elle exige toutefois l'emploi d'un câble expressément réalisé dans lequel, par intervalles réguliers correspondant à la distance possible entre deux connecteurs, les boucles ne sont pas retors et tous les fils du câble sont parallèles entre eux sur une courte distance. Pour obtenir les caractéristiques requises un bus suivant l'invention doit en outre présenter une bonne immunité contre les perturbations d'origine électromagnétique. Ces perturbations deviennent évidentes lorsque deux unités appartenant à des sous-systèmes séparés, c'est-à-dire alimentés par des-ensembles d'alimentation distincts, dialoguent entre elles à travers le bus. La précaution consistant à connecter les masses de tous les ensembles d'alimentation entre elles (masse de référence) empêche que les commandes de ligne et les récepteurs de ligne connectés à travers un bus soient endommagés par des différences de potentiel présentes pour n'importe quelle raison entre les masses des deux ensembles d'alimentation, mais elle ne peut pas empêcher que la spire constituée par la boucle et par le câble de la masse de référence soit intéressée par une perturbation impulsive, incapable d'endommager les circuits mais susceptible de fausser le signal reçu. Pour réduire au maximum la surface de cette spire, le bus est fait passer le plus près possible de la masse de référen- ce des ensembles d'alimentation. REVENDICATIONS 1. Voie de transmission commune à vitesse élevée pour appareillages de télécommunications ou pour l'élaboration des données distribuées dans une pluralité de cadres dont chacun est muni de ses propres ensembles d'alimentation, caractérisée en ce qu'elle est constituée par au moins un câble plat; chaque câble comprenant une pluralité de boucles retors placées côte-à- côte dont chacune est fermée à ses deux extrémités sur sa propre impédance caractéristique; elle présente une structure modulaire, et les boucles de deux tronçons de câbles consécutifs sont connectées par des éléments de connexion (C) qui ont une impédance égale à l'impédance caractéristique des boucles mêmes; elle est disposée le plus près possible de la masse de référence desdits ensembles d'alimentation; quelques-boucles, placées à des intervalles réguliers (1 sur n) dans ledit câble plat, sont connectées à la masse électrique des circuits; chaque élément modulaire relatif à un cadre, est enfermé dans un écran (SC) métallique, connecté au cadre même, qui présente des fenêtres (F) aptes à permettre la sortie d'une boucle d'au moins un des- dits câbles plats, ayant une longueur telle qu'elle atteint un des ensembles de circuits (R) placés dans ledit cadre; et à l'extrémité de ladite boucle est appliqué un connecteur (CN) à perforation d'isolant qui. est branché sur le connecteur complé- mentaire présent sur ledit ensemble de circuits (R). 2. Voie de transmission suivant la revendication 1, caractérisée par le fait que ledit élément de connexion (C) comprend un support (S) sur lequel sont réalisées une pluralité de pistes (P) à chacune desquelles est connecté un des fils dudit câble plat, l'impédance entre pistes adjacentes étant égale à l'impédance caractéristique de la boucle retors. 3. Voie de transmission suivant les revendications précédentes caractérisée par le fait que les terminaisons (T) de fermeture de chaque câble plat sont réalisées. en connectant à la masse électrique lesdites pistes (P) au moyen de résistances de valeur égale à la moitié de l'impédance caractéristique de la boucle retors. 4. Voie de transmission suivant la revendication 1, caractérisée par le fait que chaque élément modulaire est mainte- nu, au moyen d'entretoises (D), équidistant par rapport aux parois O de l'écran.(SC).