Brevet FR2542949A1 — publié le 19840921

La présente invention se rapporte aux appareils de commu- nication, et en particulier à un poste terminal pour communiquer avec un ou plusieurs postes similaires, cela par l'intermédiaire de fils électriques appartenant, par exemple, à un réseau de distribution de courant électrique. Des postes terminaux pour communiquer par l'intermé- diaire des fils de distribution de courant doivent être pourvus de moyens permettant de les isoler électriquement du réseau de distribution Typiquement, on utilise un transformateur d'isolement à cette fin De nombreux dispositifs de ce genre utili- sent, par exemple, un tranformateur et un condensateur pour haute tension qui forment ensemble un circuit résonnant accordé sur une fréquence porteuse à laquelle des signaux sont superposés pour être transmis à un poste éloigné De tels condensateurs et transforma- teurs sont encombrants et relativement onéreux à fabriquer En outre, un circuit accordé de ce genre exige une conception et une construc- tion soigneuses pour assurer l'obtention de la fréquence correcte et la permanence de l'isolement en présence d'une exposition constante aux tensions transitoires du réseau de distribution électrique. La présente invention a pour but de réduire ou de sur- monter ces inconvénients. Selon un premier aspect de l'invention, il est prévu un poste terminal pour communiquer, par l'intermédiaire de fils électriques, avec un ou plusieurs postes similaires, ce poste com- portant des moyens pour moduler un signal porteur par des signaux de transmission, des moyens pour démoduler des signaux por- teurs reçus et un coupleur piézo-électrique, électriquement iso- lant, résonnant à ladite fréquence porteuse, par lequel ce poste peut être couplé aux fils du réseau de distribution électrique. Selon un autre aspect de l'invention, il est prévu un sys- tème de communication comportant une pluralité de postes terminaux interconnectés par des fils par lesquels des signaux peuvent être transmis entre postes, chacun desdits postes étant couplé aux fils par l'intermédiaire d'un trajet acoustique comportant un coupleur piézoélectrique électriquement isolant, résonnant à une fréquence à laquelle lesdits signaux sont transmis. Typiquement, le coupleur comporte un disque en une matière piézoélectrique telle que du titanate de baryum ou du titanate de baryum modifié par du titanate zirconate de plomb Ces matériaux peuvent être traités à faible coûit en appliquant les techniques de production en grande série des céramiques, pour obtenir -des dispositifs dimen- sionnés avec précision La structure piézo-électrique comporte, déposée des deux c 6 tés, une configuration d'électrodes grâce aux- quelles le couplage électro-acoustique est réalisé Cette configu- ration d'électrodes peut être obtenue par des techniques de fabri- cation bien connues. Plusieurs postes terminaux similaires peuvent être inter- connectés par l'intermédiaire d'un système de fils, par exemple par l'intermédiaire des conducteurs d'un réseau de distribution élec- trique, pour constituer un système de communication Chaque poste est avantageusement pourvu d'une fiche mâle grâce à laquelle la liai- son aux conducteurs d'un réseau de distribution peut être réalisée par une simple prise de courant. Les différents objets et caractéristiques de l'invention seront maintenant détaillés dans la description qui va suivre, faite à titre d'exemple non limitatif, en se reportant aux figures annexées qui représentent: la figure 1, un schéma d'un poste terminal selon l'inven- tien; la figure 2, un schéma plus détaillé du poste selon la figure 1; les figures 3 et 4, des vues, respectivement en plan et en coupe, du coupleur de ligne du poste selon les figures 1 et 2. Considérant la figure 1, le poste terminal comporte un oscillateur 21 coplé à un coupleur piézo-électrique 22 par l'inter- médiaire d'une charge 23 Le coupleur 22 assure pour sa part le couplage du poste aux conducteurs 24 d'un réseau de fils de distri- bution électrique L'oscillateur est accordé sur la fréquence de résonance du coupleur, typiquement dans la plage de 40 à 140 k Hz. La sortie de l'oscillateur, modulée par le signal à transmettre pro- voque la résonance mécanique du coupleur piézo-électrique 22 Des signaux acoustiques sont transmis, au travers du coupleur, de bornes d'entrée 25 à des bornes de sortie 26 o le signal électrique est prélevé et envoyé au réseau de distribution, pour être transmis à un poste éloigné Ce couplage acoustique élimine la nécessité d'une liaison électrique directe entre le poste et la ligne, et fournit donc un degré d'isolement électrique élevé Similairement, les signaux électriques reçus, provenant de la ligne, sont transmis dans l'autre sens, au travers du coupleur, sous forme de signaux acoustiques, et sont ensuite reconvertis en signaux électriques pour être traités par un circuit récepteur (non représenté). Pour la transmission de données, il est préférable de recourir à la modulation par déplacement de fréquence (FSK). Toutefois, il va de soi que d'autres méthodes de modulation peuvent être utilisées En pratique, on adoptera une forme de modulation appropriée à la nature particulière du signal à transmettre. La figure-2 représente le poste terminal de façon plus détaillée Des signaux appliquéi à une entrée I/P sont trans- mis à un circuit de modulation 31, lequel module la sortie de l'oscillateur 21 Ce signal modulé est appliqué, via une résistance R 2, à la base d'un transistor TR 2, agencé selon le mode "émetteur commun" et attaquant, en sortie, le coupleur piézo-électrique 22, de sorte que les signaux sont transmis, via la ligne de distribution 24, à un poste éloigné. Les signaux entrants venant de la ligne sont appliqués, via un amplificateur de réception 32, à un démodulateur 33 dans le- quel le signal original est restitué et envoyé à un étage de sortie 34 Dans certaines applications, le démodulateur peut comporter une autre sortie reliée, via une résistance Rl, à la base d'un tran- sistor TR 1 L'agencement est tel que, lorsqu'une transmission d'un poste éloigné est reçue, le transistor T Ri est mis en conduction, mettant ainsi le transistor TR 2 hors conduction ce qui sépare cacement la voie de transmission du poste. Les figures 3 et 4 illustrent le coupleur piézo-électrique l en détail Ce coupleur piézo-électrique comporte un corps, par exem- ple un disque 41 en une matière piézo-électrique, ayant une épaisseur sensiblement inférieure à son diamètre Typiquement, cette matière est un titanate de baryum pur ou un titanate de baryum modifié par du titanate de plomb Le disque est pourvu, sur ses deux surfaces principales, d'électrodes centrales 42 en forme de disque, et d'é- lectrodes annulaires extérieures 43 Le disque 41 et les électrodes 42 et 43 sont mutuellement concentriques Typiquement, les électrodes extérieures 43 fournissent l'accès d'entrée du coupleur, et les électrodes 42 l'accès de sortie vers la ligne Des conducteurs 44 et 45 assurent respectivement la liaison aux électrodes intérieures et aux électrodes extérieures. La fréquence de résonance du coupleur est fonction de ses dimensions Le corps peut être réalisé de façon à pouvoir résonner sur plusieurs modes préférés Toutefois, pour un disque mince, le mode radial est dominant, la fréquence de résonance, fr, est donnée en première approximation par l'expression fr K/D dans laquelle K est la constante de fréquence de la matière, exprimée en k Hz/mm, et D est le diamètre du disque en mm Pour la plupart des applications, une fréquence de résonance dans la plage de 40 à k Hz convient Dans une réalisation, les électrodes intérieures 42 peuvent avoir un diamètre de 0,6 D et les électrodes annulaires extérieures 43 peuvent avoir un diamètre intérieur de 0,8 D et un diamètre extérieur de 0,96 D Ces dimensions particulières, bien que non- critiques, se sont avérées aptes à donner un couplage et un isolement électrique appropriés entre le poste et le réseau de dis- tribution. Bien entendu, d'autres configurations d'électrodes sont possibles, mais l'agencement concentrique décrit sur les figures 3 et 4 est préférable car il offre un fonctionnement optimal à la fréquence radiale fondamentale, et cela tout en offrant une sépara- tion entre électrodes suffisante pour obtenir un isolement électri- que approprié entre les accès d'entrée et de sortie. REVENDICATIONS 1 Poste terminal pour communiquer, par l'intermédiaire de fils électriques, avec un ou plusieurs postes similaires, carac- térisé en ce qu'il comporte, en combinaion: des moyens ( 21, 32) pour moduler un signal porteur par des signaux de transmission; des moyens pour démoduler des signaux porteurs reçus; et un coupleur piézo- électrique ( 22), électriquement isolant, résonnant à ladite fréquence porteuse, par lequel le poste peut être couplé aux f ils. 2 Poste terminal selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens (T Ri) pour invalider sélectivement la transmission de signaux d'entrée. 3 Poste terminal selon la revendication 1 ou 2, caractéri- sé en ce que ledit coupleur comporte un corps ( 41) en forme de dis- que, fait en une matière piézo-électrique. 4 Poste terminal selon la revendication 3, caractérisé en ce que ledit corps est pourvu d'électrodes d'entrée et de sortie concentriques ( 42, 43). Poste terminal selon la revendication 4, caractérisé en ce que, en fonctionnement, le corps en forme de disque résonne sur son mode radial fondamental. 6 Poste terminal selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que ledit coupleur comporte un corps en ti- tanate de baryum ou en titanate de baryum modifié par du titanate zirconate de plomb. 7 Système de communication comportant une pluralité de postes terminaux interconnectés par des fils par lesquels des signaux peuvent être transmis entre postes, caractérisé en ce que chacun desdits postes est couplé aux fils par l'intermédiaire d'un trajet acoustique comportant un coupleur piézo-électrique ( 22) électrique- ment isolant, résonnant à une fréquence à laquelle lesdits signaux sont transmis. 8 Système de communication selon la revendication 7, caractérisé en ce que lesdits signaux transmis sont des signaux modulés par déplacement de fréquence (FSR). 9 Système de communication, caractérisé en ce qu'il com- porte une pluralité de postes terminaux selon l'une quelconque des revendications i à 6.