Brevet FR2507030A1 — publié le 19821203

La présente invention a pour objet un procédé de transmission et de reception dtinfoPmations codée5 entre au moins deux points drun réseau de transport ou de distribution de lténergie électrique et les moyens pour la mise en oeuvre du procédé. On connait différents systèmes de transmission et de reception dtinfcrmations par exemple en vue de la commande à distance de divers appareillages électriques pour la transmission de données paramétriques et à des fins de contrôle et de surveillance d'organes ou de locaux. Pour éviter l'installation de réseau filaire propre aux systèmes de transmission et de reception il est connu d'utiliser le réseau de transport ou de distribution de lténergie électrique, véhiculant par éxemple dans un local plusieurs courants électriques déphasés les uns par rapport aux autres. L'inconvénient majeur dt à l'utilisation d'un tel réseau est celui que pose les bruits de fondrivéhiculés par les différentes lignes pouvant modifier les signaux reçus et par conséquent l'information transmise. Pour pallier à cet inconvénient, on augmente la puissance du transmetteur pour renforcer au niveau du recepteur le rapport signal sur bruit. Ea-.puissance du transmetteur étant limite, le recepteur ne doit pas etre trop éloigné de celui-ci pour conserver un rapport cor rect du signal sur bruit. En outre, dans bien des cas, il est souhaitable de transmettre et de recevoir des signaux entre au moins deux points d'au moins deux lignes du réseau véhiculant chacune un courant alternatif déphasé par rapport à celui véhiculé par l'autre ligne. A cette fin, les systèmes de l'art antérieur prévoient des moyens électriques de couplage des différentes lignes en un point déterminé du réseau. Habituellement ces moyens sont constitués par des selfs et des condensateurs autorisant le passage des signaux et assurant la séparation des courants véhiculés normalement par les lignes. Un des inconvénient de ces systèmes est qutil necessite une intervention au niveau du réseau électrique par un personnel hautement qualifié. On sait qu'unie onde haute fréquence injectée dans une ligne du réseau transmet son énergie par indllction aux autres lignes avec un affaiblissement notable. De ce fait, les signaux transmis de ligne à ligne de cette façon sont systématiquement noyés dans le bruit Pour cette raison on a préféré employer jusqu'à présent les systèmes de l'art antérieur qui mettent en jeu des puissances élevées pour la transmission et qui font appel a des moyens de couplage des lignes. La présente invention a pour objet de pallier aux inconvénients énoncés, ci-dessus en mettant en oeuvre un procédé de transmission et de reception d'informations codées par exemple sous forme numérique formé d'un train de signaux entre au moins deux points d'un réseau de distribution ou de transport de l'énergie électrique dans un local qui pour la transmission ne necessite pas des puissances importantes pour le respect des reglement en vigueur et ntexige pas un couplage selfique ou capacitif des différentes lignes du réseau. Un autre but de la présente invention est la mise en oeuvre d'un procédé permettant la descrimination des signaux même avec un fort pourcentage de bruit. A cet effet, le procédé selon~ltinvention de transmission et de reception dtinformations codées formé dtau moins deux points dtun réseau de distribution ou de transport d'une énergie électrique se caractérise essentiellement en ce qu?il consiste à interroger successivement une ou plusieurs sources pour déceler à leur sortie la présence dtun signal à transmettre, à générer, si un signal est décele , une onde basse fréquence dont la valeur en fréquence caractérise la source,à moduler une onde haute fréquence à l'aide de l'onde basse fréquence, à injecter sur une des lignes du réseau l'onde porteuse modulée successivement par les ondes basses fréquences et en ce que au niveau de la reception le dit procédé consiste à amplifier suivant un grand rapport les bruits de fond et les ondes hautes fréquences, à écarter après démodulation les ondes basses fréquences amplifiées ou non, à selectionner les ondes basses fréquences,en fonction de la valeur de leur fréquence, à adresser si une onde basse fréquence est présente des signaux identiques à ceux émis sur des sorties correspondantes. Selon une autre caractéristique de l'invention le système de transmission et de reception d'informations constitué par au moins un transmetteur et au moins un recepteur reliés à une même ligne du réseau ou à des lignes différentes se caractérise essentiellement en ce que le dit recepteur est constitué notamment par un étage d'amplification haute fréquence amplifiant les bruits de fond des lignes et le train d'onde haute fréquence et par un étage d'amplification basse fréquence qui écrête les signaux reçus. D'autres avantages e-t caractéristiques de ltinvention apparaitront à la lecture de la description d'une forme préférentielle de réalisation en se référant aux dessins annexés en lesquels - la figure I est un schéma synoptique du transmetteur selon 1 invention. - La figure 2 est un schéma synoptique du recepteur selon ltinvention. - La figure 3 est une vue schématique du transmetteur selon l'invention. - La figure 4 est une vue schématique du recepteur selon ltinvention. - La figure 5 est une vue synoptique d'une autre forme de réalisation du système selon l'invention. Le procédé selon l'invention de transmission et de reception d'informations entre au moins deux points d'un réseau:1 de distribution ou de transport d'une énergie électrique consiste à interroger successivement une au plusieurs sources A,B,C,D, pour déceler à leur sortie la présence d'un signal à transmettre, à générer ? Si un signal est décelé, une onde basse fréquence fl, ou f2, ou 3 ou 4 dont la valeur en fréquence caractérise la source à modulera à l'aide de cette onde une onde haute fréquence ou porteuse fO à injecter sur une des lignes i1l2, 13 du réseau 1 la porteuse modulée Au niveau de la reception, le procédé selon l'invention consiste à amplifier les bruits de fond et les ondes hautes fréquences reçus sous forme dtun train continu d'ondes sur une ligne 11, 12, ou 13 à écrêter après démodulation les ondes basses fréquences, à selectionner les dites ondes en fonction de la valeur de leur fréquence pour commander ltadressage de signauxidentiques à ceux présents aux bornes des sources A,B,C ou D sur des sorties correspondantes a,b,c,d. Les signaux présents aux bornes des sources A,B,C ou D se définissent par un état logique O ou 1 traduit par l'absence ou la presence d'une tension continue. L'ensemble des signaux présents aux bornes des sources est la traduction sous forme binaire de linformation à transmettre. Ltinterrogation successive de chacune de ces sources permet de déceler à leur borne un état logique O ou 1 et de générer une onde basse fréquence f1,f2,f3,f4, Si par exemple un niveau logique 1 est présentJdont la valeur en fréquence caractérise la source. A ce niveau comme on le comprend ltinformat on à transmettre est traduite par une succession d'ondes de fréquences différentes formant un train d'ondes basses fréquences continu ou non Les ondes basses fréquences f1,f2,f3,f4 modulent en fréquence la porteusefO pour former un train continu dto:dos hautes fréquences traduisant l'information à transmettre. Dans ce train d'onde hautes fréquences la présence de la fréquence fo est la traduction dtun état logique O à une ou plusieurs sources. Comme connu la fréquence de l'onde porteuse fO est choisie en fonction de l'impédance du réseau pour minimiser les pertes. C'est ainsi que pour la transmission et la reception dtinforma- tions codées par l'intermédiaire d'un réseau EDF 220V la fréquence fO de l'onde sera sensiblement égale à 100 KHZ. il est bien évident que cette valeur n'est donnée qutà titre indicatif et peut varier en fonction de l'impédance de tel type de réseau. Le train continu d'ondes hautes fréquences est injecté dans une ligne li du réseau par voie inductive et capacitive et se transmet par induction aux lignes 12 et 13 Comme on le voit, les lignes 11S12,13 ne sont pas couplées élecs triquement ce qui n?est pas le cas des systèmes de l'art antérieur. I1 est à noter qu'a ce stade les informations tral srlAiscs subissent un affaiblissement notable et sont donc noyées dans le bruit des lignes. En outre, les bruits de fonds des lignes cet les variations brusques de la tension du réseau modulent en amplitude les ondes hautes fréquences. Cet inconvénient est éliminé au niveau de la reception par un traitement nouveau des signaux objet de l'invention. Au niveau de la reception le train d'ondes hautes fréquence et les bruits de fond extraits d'une des lignes sont amplifiés suivant un grand rapport et après démodulation les ondes basses fréquence sont écrêtées à un niveau de tension rigoureusement identique quel que soit la tension des ondes basses fréquences. Suivant une forme préférentielle les ondes basses fréquence après démodulation subissent une amplification dont un des buts est ltécrétage des dites ondes. Suivant une autre variante, les ondes basses fréquences sopt amplifiées et ensuite écrêtées. A ce niveau, les informations sont traduites par un train continu ou non d'ondes basses fréquences écrêtées à un niveau de tension fixe ce qui a pour effet de ramener les bruits de fond au même niveau. La présence dans le train ondes hautes fréquences dtune fréquence fO se traduit par la présence dans le train grondes basses fréquences dtun trou correspondant à un état logique O sur la ou les sorties correspondantes. En fonction de la valeur des ondes basses fréquences des états logiques 1 vont être adresses sur les sorties correspondantes et mémorisés. A cet effet, les ondes basses fréquences du train d'ondes sont selectionnées en fonction de leur valeur pour commuter les sorties correspondantes a,b,c,d L 'ensemble des signaux présents à ces sorties est la traduction sous forme binaire de linformation reçue. Les signaux présents aux sorties assbssc > d, sont identiques respectivement à ceux présents aux sources A,B,C,D et se définissent par la présence ou l'absence dtune tension continue. Le système de transmission ou de reception pour ltapplication du procédé définit plus avant est constitué par au moins un transmetteur 4 couplé à une des lignes du réseau et par au moins un recepteur 5 couplé à la même ligne ou à une ligne différente. Le transmetteur 4 est constitué par un dispositif drinterroga- tion 6 d'une ou plusieurs sources A,B,C, ou D associé à au moins un oscillateur basse fréquence 7 générant au moins une onde basse fréquence et par au moins un oscillateur haute fréquence 8 générant une porteuse modulée en fréquence par les ondes basses fréquences. Les sources A,B,C, ou D constituent les sorties d'une unité de codage dtune information transformant des données analogiques ou numériques, en impulsions électriques mémorisées et adressées ou non, ceci en fonction de la teneur de ltinformation sur les dites sources pour définir à leurs bornes des états logiques 1 ou 0. C'est ainsi que le système de transmission et de reception peut être associé à un ensemble de mesure d'un ou plusieurs paramètres constitués par au moins une sonde de mesure et un convertisseur analogique numérique ou comme représenté en fig.3 être associé à une unité de codage 9 connue en soi, de chiffres ou nombres, comprenant un clavier 10 associé à un encodeur BCD 11, une ou plusieurs mémoires 12 validées par un registre à décalage 13 commandant l'interrogation du dispositif après chargement de la dernière mémoire. Comme connue, l'unité 9 comporte des moyens de remise à zéro des mémoires qui agissent également sur le transmetteur pour l'émission d'une onde destinée à commander la remise à zéro de moyens d'un ensemble de décodage de l'information associé aux sorties du recepteur. Selon l'exemple de réalisation représenté en fig.3, le dispositif 6 est constitué par un scanner piloté par une horloge 14 délivrant des impulsions qui déterminent sa vitesse de balayage et par conséquent la vitesse d'interrogation des différentes sources. Au fur et à mesure du balayas, le scanner met en relation ltoscillateur BF avec chacune des sources A,B,C,ou D et génère pour chaque source une onde basse fréquence si un état logique est présent. Pour différencier chaque source, ltoscillateur génère des ondes de fréquences différentes. A cet effet, selon exemple de réalisation représenté en fig.3, ltoscillateur est commandé en tension par des résistances 15 associées chacune à un organe de commutation 16 relié à une des sorties du scanner. Selon l'exemple de réalisation représenté en fig.3, organe de commutation est constitué par un transistor relié par sa base à une des sorties du scanner et par son collecteur à la résistance. Si à la base du transistor est appliquée une tension traduisant un état logique 1 présent à la source correspondante, celui-ci passe d'un état bloqué à un etat saturé ce qui provoque une chute de tension aux bornes de la résistance correspondante. L'oscillateur va générer une onde basse fréquence dont la valeur en fréquence dépend de cette chute de tension et donc de la valeur de la résistance. Avantageusement, les résistances 15 sont ajustables, ce qui permet de régler la fréquence des ondes générées par ltoscillateur. Comme on le comprend au fur et à mesure du balayage, l'oscilla- teur va générer des ondes de fréquences différentes correspondant chacune à une source aux bornes de laquelle un état logique 1 est décelé. Le train d'ondes basses fréquences génèré par ltoscillateur va attaquer ltétage haute fréquence pour moduler l'onde porteuse FO. Selon l'exemple de réalisation représenté en fig.3, l'étage haute fréquence est constitué par un oscillateur du type :'Hartley" mais il est bien évident qu'un oscillateur dtun tout autre type adapté pourra être employé. Le train d'ondes hautes fréquences est injecté sur une des lignes du réseau par l'intermédiaire d'une cellule de sortie constituée d'une self 17 aux bornes de laquelle sont branchées deux capacités 18. Cette cellule est reliée à deux prises mules enfichables dans une prise femelle du réseau 1. Le recepteur 5 selon l'invention comme représenté synoptiquement en fig. 2 comprend une cellule d'entrée 19 couplée à une des lignes du réseau, un étage d'accord 20, un étage 21 dtamplification des ondes hautes fréquences et des bruits de fond, un démodulateur 22 assurant la séparation des ondes basses fréquences de la porteuse, un étage d'amplification basse fréquence 23 et un ou plusieurs filtres selectifs 24 associes chacun à un intégrateur 25. La cellule d'entrée est constituée par un transformateur comportant un enroulement primaire et un enroulement secondaire. Aux bornes de ltenroulement primaire sont branchés deux condensateurs isolant le transformateur du courant véhiculé par la ligne. Le secondaire du transformateur forme avec une capacité branchée en parallèle à ces bornes le bloc raccord 20 présentant une impédance maximale pour la fréquence 10. Le bloc d'accord 20 attaque l'étage d'amplification des ondes hautes fréquences et des bruits de fond. Comme on peut le voir en fig.3, cet étage est par exemple constitué par un transistor mais il va de soi qutil peut être constitué par tout autre composant électronique prévu à cette fin. La sortie de l'étage dtamplirication haute fréquence est reliee par l'intermédiaire d'une capacité de liaison à un étage de démo dulationJconnu en soit, comportant un oscillateur local. La sortie de l'étage de démodulation par exemple constitué par un circuit intégré du type SE 565 délivre les ondes basses fréquences. Ces ondes sont amplifiées par l'amplificateur 23 à grand gain et écrêtées ce qui ramène les bruits de fond ét les dites ondes à un niveau rigoureusement identique. Comme on le comprend à ce niveau cet étage délivre une tension rigoureusement constante quelles que soient les tensions des ondes hautes fréquences détectées. De ce fait la modulation d'amplitude des ondes hautes fréquence par les bruits de fond nrintervient plus à ce niveau. Selon l'exemple de réalisation de la fig.4, l'écrêtage des ondes basses fréquences est réalisé par l'amplificateur 23, celui-ci délivrant des ondes du type carrées dtamplitude constante. Selon un autre exemple de réalisation, l'amplificateur BF est suivi d'un compresseur, ou limitateur. Les ondes basses fréquences présentes à la sortie de l'amplifi- cateur 23 ou du limitateur sont appliquées à l'entrée des filtres selectifs ce qui réalisé leur selection, réglés chacun sur une seule fréquence des ondes basses fréquences émises ou reçues et délivrant si cette onde est présente à leur entrée une surtension raccord. Comme représenté ces filtres électifs ou passe bandes sont constitués par un amplificateur opérationnel, monté en contre réaction ,associé à un réseau de condensateur et de résistance constituant un filtre arrêt de bande. Une des résistances est réglable pour régler la fréquence pour laquelle le filtre selectif doit délivrer la surtension d'accord. Les filtres 24 sont associés chacun à un intégrateur 25 constitué par une diode 26 redressant la tension délivrée par le dit filtre, par un transistor 27 dont la base est attaquée par la diode et par un condensateur 28 branché en parallèle avec une résistance disposée en série avec la résistance de polarisation du collecteur du transistor. Le transistor 27 a pour but d'amplifier la tension de sortie du filtre et le condensateur de réguler la tension pour attaquer de manière correcte la base dtun transistor 29 monté en commutation. Ce transistor délivre donc des états logiques 0 ou 1 sur la sortie correspondante en fonction de la réponse du filtre 24 à la fréquence qu'il reçoit. Les sorties a,b,c2 ou d sont constituées dans ce cas des collecteurs des transistors 29. Les sorties a,b,c, ou d, constituent les entrées d'une unité de décodage 30 de l'information transmise. Cette unité dans l'exemple de réalisation représenté en fig.4 comprend une ou plusieurs mémoires 31 associées chacune à un convertisseur BCD 32 et un afficheur 7 segment 33. La remise à zéro des mémoires est commandée par un des filtres selectifs 25 qui réagit en délivrant une surtension d'accord lorsque 1 'onde basse fréquence correspondante dont l'émission est commandée par ltunité de codage est présente à son entrée. Le système tel que décrit est particulièrement adapté à la transmission de données numériques mais il va de soi qui peut être associé par exemple à des moyens de surveillance de locaux, comme représenté synoptiquement en fig 5. Selon le cas, le système peut être associé à un moyen assurant la surveillance d'un point particulier ou dun espace particulier d'un local ou être associé à plusieurs moyens affectés chacun à la surveillance d'un ou plusieurs points ou espaces du dit local. A cet effet selon une version simplifiée représentée en fig.5, le système est associé à un seul moyen de surveillance 34 d'une des ouvertures particulières dtun local. Le transmetteur du système selon cette version ntest plus doté dcun organe dtinterrogation 6 et comprend un génsrateur 35 produisant successivement des états logiques 0 et 1 dont le fonctionnement est commandé par une impulsion mémorisée délivre par le moyen de surveillance tel que par exemple un bouton poussoir. Le générateur 35 attaque l'oscillateur basse fréquence 7. Le recepteur du système selon cette version ntest équipé que d'un seul filtre 25 commandant par l'intermédiaire ou non dtun integrateur 26 une alarme sonore ou visuelle. Le système de transmission et de reception selon l'invention permet la détection d'ondes de très faibles amplitudes et la discrimination des dites ondes même noyées dans un fort pourcentage de bruit. Pour son fonctionnement, un tel système ne met pas en jeu des puissances importantes et pour sa mise en oeuvre ne fait pas appel à un couple capacitif et/ou selfique des phases du réseau. I1 va de soi que la présente invention peut recevoir tous aménagements et toutes variantes sans pour autant sortir du cadre du présent brevet. REVENDICATIONS R1/ Procédé de transmission et de reception d'informations codées entre au moins deux points d'un réseau de distribution ou de transport d'une énergie électrique comportant plusieurs lignes (11,12,13) véhiculant chacune un courant de phase par rapport à ceux véhiculés par les autres lignes caractérisé en ce qu'il consiste à interroger successivement plusieurs sources (A,B, C,D) pour déceler à leurs bornes un signal, l'ensemble des signaux présents aux dites sources étant la traduction de l'information à transmettre, à générer si un signal est détec té, une onde basse fréquence (f1,2,3,4), dont la valeur en fréquence caractérise la source, à moduler en fréquence à l'aide de cette onde basse fréquence une porteuse (fO) ou onde haute fréquence, à injecter sur une des lignes du réseau l'onde porteuse modulée successivement par les ondes basses fréquences et en ce que au niveau de la reception le dit procédé consiste à extraire d'une des lignes du réseau l'onde porteuse (f0) modulée ou le train continu tondes hautes fréquences, à am plifier suivant un grand rapport l'onde porteuse (fO) modulée et les bruits de fond, à démoduler l'onde porteuse (f0) pour selectionner les ondes basses fréquences et les bruits de fond, à amplifier suivant un grand rapport les ondes basses fréquences et les bruits de fond, à écréter les dites ondes pour ramener les bruits de fond à un niveau identique à celui des ondes basses fréquences, à selectionner les dites ondes par filtrage et à adresser,si telle onde basse fréquence est présente à ce niveau un signal identique à celui présent aux bornes de la source correspondante sur une des sorties (a,b, c,d) correspondant chacune aux sources (A,B,C,D). R2/ Système de transmission et de reception d'informations codées selon le procédé défini en revendication 1 comportant au moins un transmetteur (4) couplé à une ligne du réseau (1) et au moins un recepteur (5) couplé à une même ligne ou à une ligne différente caractérisé en ce que le transmetteur est constitué par un dispositif dtinterrogation (7) des sources (A,B,C,D) par des organes de communication (16) en relation chacun avec une des sources lors de l'interrogation par des résistances ajustables commutées chacune par un organe (16), par un oscil lateur (?) commandé en tension successivement par les résis tances (16) s par un oscillateur haute fréquence (8) générant une onde porteuse (fO) modulée en fréquence par les ondes générées par l'oscillateur (7) et par une cellule de sortie reliée à une des lignes du réseau. R3/ Système de transmission et de reception des informations codées selon la revendication 2 caractérisé en ce que le recepteur est constitué par une cellule d'entrée (19), un bloc d'accord (20), par un étage (21) dtamplification des ondes hautes fré quences, par un étage de démodulation, par un étage dampli fication basse fréquence (23) qui délivre des ondes du type carrées donc écrêtées, pour ramener les bruits de fond et les dites ondes à un niveau de tension identique et constant quelle que soit la tension de l'onde porteuse (fO) reçue, par un ou plusieurs filtres sélectifs (24) accordés chacun sur une seule onde basse fréquence émise par le transmetteur et délivrant si cette onde est présente une surtension d'accord, par un ou plusieurs intégrateurs (25) associés chacun à un filtre (25) et par un ou plusieurs organes de commutation (29) asso ciés chacun à un intégrateur (25) commandé par ceux-ci pour délivrer à une des sorties (a,b,c,d,) un signal identique à celui présent respectivement aux bornes des sources (A,B,C,D). R4/ Système de transmission et de reception selon la revendication 3 caractérisé en ce que le recepteur est pourvu d'un compres seur pour écrêter les ondes basses fréquences amplifiées par l'étage (23).