Brevet FR2576169A1 — publié le 19860718

"Dispositif permettant la liaison et la transmission de signaux dans les deux sens entre deux lignes de transmission comportant un nombre différent de paires de conduc teurs". La présente invention concerne, d'une manière générale, les raccordements entre des réseaux différents de communications, notamment téléphoniques. La liaison téléphonique entre deux postes X et Y peut être assurée par un circuit à quatre conducteurs, dont deux sont affectés à la transmission de la modulation de X vers Y, les deux autres, à la réception, en X, de la modulation provenant de Y. Un autre mode de transmission, plus ancien, mais encore d'usage courant n'utilise que deux conducteurs pour assurer les deux fonctions. Dans ce dernier -cas, un circuit d'équilibrage permet d'éviter la retransmission par chacun des postes de la modulation reçue de l'autre, précaution sous laquelle s'amorcent des oscillations à fréquence audible. La solution à quatre conducteurs permet des échanges à niveaux électriques très différents, alors que la compensation sur le circuit deux conducteurs n'est praticable que pour des niveaux comparables. La plupart des équipements auxiliaires modernes sont réalisés pour être utilisés sur les réseaux quatre conducteurs en raison des avantages certains de ceux-ci. Or, il existe bon nombre de circuits deux conducteurs pour lesquels l'utilisation des nouveaux équipements, bien que souhaitable, n'est pas envisageable dans l'état actuel de la technique. Le but du dispositif, objet de la présente invention, est de permettre cette adaptation des lignes à deux conducteurs, aux équipements ou réseaux à quatre conducteurs. L'exposé du principe revendiqué peut être suivi sur le schéma figure 1, alors qu'une réalisation pratique de l'invention est schématisée sur la figure 2. Une variante d'application du même principe est sommairement indiquée sur le schéma figure 3. A cette fin, l'invention consiste en un dispositif permettant de connecter, en vue de la transmission de signaux électriques dits "de modulation" dans les deux sens, une première ligne du genre comportant deux paires de conducteurs avec une deuxième ligne comportant une seule paire de conducteurs, caractérisé en ce que les enroulements dits premiers de deux transformateurs sont connectés aux deux paires de conducteurs de ladite première ligne, en ce que les enroulements dits seconds de ces transformateurs sont connectés chacun par l'intermédiaire d'un transistor dit principal, rendu alternativement conducteur et non conducteur par un générateur de signaux alternatifs, respectivement à un enroulement d'un troisième transformateur à trois enroulements dont le troisième enroulement est connecté à la paire de conducteurs de la deuxième ligne. Ainsi, il est possible par le biais d'un échantillonnage des signaux de modulation, de faire passer ceux-ci d'un réseau à l'autre en répartissant le temps affecté aux transmissions dans un sens et dans 1 'autre. Avantageusement, ledit générateur de signaux alternatifs produit des signaux en forme de créneaux de fréquence fondamentale sensiblement plus élevée que la plus élevée des fréquences des signaux de modulation que l'on désire transmettre, et alimente, de manière à les rendre alternativement conducteurs, les deux transistors principaux par lesquels passent les signaux transmis. I1 est également préférable de charger les lignes par des impédances constantes, ce qui permet une alternance rapide de la variation de conductivité des transistors. Ainsi, la répartition du temps affecté à la transmission dans un sens et dans l'autre, qui revient en fait à une division de ce temps en deux pour chaque signal de modulation, n'affecte pas la qualité de cette transmission à laquelle est liée l'intelligibilité du signal. Selon un autre aspect de l'invention, ledit générateur de signaux alternatifs alimente également deux transistors dits secondaires connectés chacun respecti-vement à la borne d'un enroulement dudit troisième transformateur opposée à la borne du même enroulement à laquelle est connectée un transistor principal. Ainsi, des composantes- parasites dues aux transitoires de commutation produites par le générateur et tendant à se superposer au signal se trouvent éliminées, se compensant l'une l'autre. Selon un autre mode de réalisation de l'invention chacun desdits transistors secondaires est connecté en opposition de phase avec le transistor principal auquel il correspond, chaque connection se faisant en amont de l'une des bornes de deux des enroulements dudit troisième transformateur. Ainsi, on obtient une compensation similaire à celle du mode de réalisation précédent, composantes parasites produites par le générateur selon un montage qui peut être plus aisé à mettre en oeuvre que celui précédemment décrit. Les avantages et caractéristiques de l'invention ressortiront d'ailleurs de la description qui va suivre à titre d'exemple en référence aux dessins schématiques annexés sur lesquels la figure 1 est un diagramme schématique illustrant le principe général de 1-invention, la figure 2 eat un diagramme schématique illustrant un mode de réalisation de l'invention, et la figure 3 est un diagramme partiel schématique illustrant une variante d'exécution d'un mode de réalisation de l'invention, les parties non représentées étant supposées identiques à celles qui y correspondent dans la figure 2. - 1 est un transformateur basse fréquence de ligne, dont le primaire 2 reçoit, par deux conducteurs, id tension de modulation en provenance du poste éloigné X équipé en quatre conducteurs. Le secondaire 3 de ce transformateur shunté par la résistance 4, de valeur voisine de 600 ohms, transmet, à travers le condensateur 5, cette modulation à la base 6 du transistor 7. Les résistances 8 et 9 constituent le pont de base de 7, alors que la résistance 10, légèrement inférieure à 600 ohms constitue la charge, en courant continu, de son collecteur. La composante alternative, amplifiée ou seulement transmise par 7, attaque, à travers le condensateur 11, le primaire 12 du transformateur 13 dont l'enroulement 14 est relié à la ligne deux conducteurs allant-vers le poste éloigné Y. L'enroulement 15 du transformateur 13 transmet les tensions dont il est le siège, induites par 12, vers la base 17 du transistor 18. Les résistances 19 et 20 constituent le pont de base de 18, dont la résistance 21, légèrement inférieure à 600 ohms, est la charge, en courant continu de son collecteur. La composante de modulation, amplifiée ou simplement transmise par 18, est appliquée, å travers le condensateur 22, au primaire 23 du transformateur de ligne 24. Le secondaire 25 de celui-ci est connecté aux deux conducteurs acheminant la modulation issue de Y vers la station éloignée X. Les résistances 9 et 20 des ponts de base de 7 et de 18 sont reliées respectivement aux points 27 et 28 d'un oscillateur dit flip-flop générateur de créneaux 26, les deux sorties 27 et 28 étant, à chaque basculement du flip-flop à des états opposés, c'est-à-dire que lorsque 27 est à l'état haut ou positif, 28 est a zéro, et réciproquement. Plus précisément, le fonctionnement du circuit de principe décrit ci-dessus est le suivant Quand le point 27 du générateur de créneaux est a l'état positif par rapport à la masse, alors que le point 28 est, lui, à l'état zéro au potentiel de masse, le transistor 7 est conducteur et la modulation arrivant de X sur le transformateur 1, ressort, amplifiée ou non, sur la ligne deux conducteurs, aux bornes de 14. Dans cet état du flip-flop, la base 17 du transistor 18 étant à zéro, ce dernier est bloqué et la tension induite dans 15 ne peut être transmise vers la ligne reliée aux bornes de 25. Au basculement suivant du flip-flop, c'est au contraire 7 qui est bloqué et 18 qui est passant ; les tensions de modulation en provenance du poste éloigné Y peuvent être transmises vers X par la paire de conducteur reliée au secondaire 25 du transformateur 24. Si la fréquence de basculement de 26 est sensiblement supérieure à la fréquence limite de transmission sur les lignes téléphoniques concernées, Y recevra un échantillonnage suffisant de la modulation en provenance de X qui, de même, recevra un échantillonnage de ce qui est émis par Y. Par cette disposition d'alternance, il n'y aura, à aucun moment, mélange des deux modulations dont les niveaux respectifs peuvent, par conséquent, être très différents. On note, sur le schéma, que les lignes sont en permanence bouclées sur des résistances égales à leur impédance caractéristique. En effet, le secondaire 3 du transformateur 1 est shunté -par la résistance 4 ; la valeur de l'impédance reportée aux bornes de 14 est définie par la valeur de 10, que le transistor 7 soit bloqué ou passant. De même, l'impédance reportée aux bornes de 25 est fixée par la valeur de la résistance 21. Pour les trois résistances 4, 10 et 21, la valeur exacte de l'impédance doit prendre en compte les résistances directes et reportées des enroulements qui y sont associés. La succession rapide des fonctions est ainsi rendue possible par la constance de l'impédance de charge des lignes. Le fonctionnement expose cl dessus "tomme base de l'invention présente dans sa mise en oeuvre une importante difficulté. En effet, la succession rapide des états Rbloqué"/"conducteur" des transistors, en faisant varier- au même rythme les courants d'alimentation des collecteurs, donc le potentiel de ceux-ci, induit dans les enroulements des tensions parasites importantes. La Figure 2 représente un circuit suivant l'invention dans lequel sont prévus des moyens aptes à éliminer ledit inconvénient. On y retrouve les éléments du premier schéma, avec le même repérage des éléments, affectés aux mêmes fonctions. Pour éviter l'apparition d'un courant transitoire dans les primaires des transformateurs, qui résulterait de la variation périodique du potentiel des collecteurs des transistors 7 et 18, on fait varier simultanément et avec la même amplitude le potentiel à l'autre extrémité des enroulements correspondants. On considérera, à titre d'exemple, pour exposer le mécanisme de cette compensation, le circuit associé au transistor 7. Au lieu d'être refermé à la masse, l'enroulement 12 est relié au collecteur d'un transistor additionnel 29, ayant la résistance 30 pour charge continue. La base 31 du transistor 29 a, pour la détermination de son potentiel, le pont de résistances 32 et 33. Cette résistance 33 est alimentée exactement en phase avec la résistance 9 du pont de base du transistor 7 ; de la sorte, les cycles de blocage et de conduction de 7 et de 29 sont synchrones. Les potentiomètres 34 et 35, reliés en parallèle et alimentés entre masse et point 27 du flip-flop 26 permettent de régler les points de fonctionnement des deux transistors. Seule, la base de 7 reçoit la composante basse fréquence à transmettre.Pour limiter autant que possible l'atténuation introduite par la présence de la résistance 30 en série dans l'enroulement 12, on donne à celle-ci une valeur faible, et on choisit le transistor 29 capable d'accepter un courant de collecteur très supérieur à celui de 7, réglé pour la transmission au minimum de distorsion. Dans ces conditions, pour satisfaire à la condition recherchée de potentiels égaux sur les deux collecteurs de 7 et de 29 il faut qu'à chaque instant les produits RIO x i7 et R30 x i29 soient égaux, i7 et i29 étant les courants de collecteur correspondants. Pour assurer en pratique cette condition, on assigne temporairement à la borne de sortie 27 du flip-flop le potentiel haut délivré par celui-ci ; on règle le curseur de 35 pour amener le transistor 7 à transmettre avec une distorsion nulle ou très faible les signaux alternatifs appliqués à sa base 6 à travers le condensateur 5. On mesure alors le potentiel continu sur le collecteur de 7. Il suffit de régler le curseur de 34 pour amener le collecteur de 29 au même potentiel. Dans ces conditions, l'ensemble de l'enroulement 12 sera, au rétablissement du fonctionnement du flip-flop, soumis à des variations de potentiel de rupture dudit flip-flop, sans apparition de courant, donc de tension parasite induite dans le transformateur, autre que celle due à la capacité entre enroulements, qu'une construction appropriée du transformateur 13 permet d'éliminer. L'exposé ci-dessus, pris comme exemple, concerne le circuit associé au transistor 7, compensé par 29. Il est exactement transposable au circuit du transistor 18, compensé par 36, tous deux étant commandés de façon synchronisée par le point 28 du flip-flop 26. Le mode de compensation exposé ci-dessus et illustré par le schéma de la figure 2 permet donc d'établir à chaque instant l'égalité de potentiels variables sur les collecteurs de deux transistors dans la transmission alternée par échantillonnage des composantes alternatives. Une autre solution possible pour éviter la production de tensions perturbatrices dans les lignes consiste à maintenir constant le potentiel moyen du collecteur assurant la transmission, plutôt que de compenser les variations cycliques de ce potentiel Le schéma figure 3 représente très sommairement un mode de réalisation apportant une telle solution, ce schéma ne représentant que l'une des deux voies de transmission du signal, étant entendu que la seconde voie est réalisée de la même façon. Sur le schéma figure 3, le transistor 52, chargé de la transmission des signaux et le transistor 43 a pour rôle de compenser à chaque instant les variations du courant moyen collecteur de 52 dues à la commutation. Ces deux transistors, ont une résistance de charge de collecteur commune 53. La résistance 45 du pont de base de 52 étant reliée à la sortie 48 du flip-flop 50, et la résistance 47 du pont de base de 43 étant reliée à la sortie opposée 49 du flip-flop, le transistor 52 sera conducteur pendant que 43 sera bloqué et inversement. Un réglage appropriédes courants dans les deux transistors permet de maintenir constante la somme de ces courants de commutation dans 53, ce qui est précisément ce que l'on désire obtenir. Toutefois, un inconvénient possible d'un tel montage est l'apparition de variations très brèves du courant moyen pendant le temps de basculement du flip-flop, inconvénient dont on atténue les effets par l'adjonction d'une capacité 51, de valeur suffisante pour tendre à maintenir pendant le temps de commutation la valeur moyenne de la tension aux bornes de la charge commune 53, sans atténuer cependant l'échantillonnage de la modulation utile. Dans les descriptions et l'exposé du fonctionnement donnés ci-dessus, il n'est décrit, à titre d'exemple, que l'application à des lignes téléphoniques dont l'impédance caractéristique est de 600 ohms. Il est évident que le dispositif suivant l'invention est également applicable pour des lignes de caractéristiques différentes. En particulier, un avantage très important du système est de permettre une liaison entre des lignes quatre conducteurs et deux conducteurs d'impédances différentes, ou encore entre des liaisons par cables et des lignes aériennes et ce, tout en conservant la possibilité de travailler avec des niveaux très différents entre les deux sens de transmission. De même, il est possible d'établir des liaisons entre des lignes comportant plusieurs paires de conducteurs par extension du dispositif décrit et illustré. Il doit être entendu que le terme de modulation téléphonique n'est absolument pas limitatif, le dispositif suivant l'invention étant tout aussi bien adapté à toute transmission d'informations codées, de signaux de télécommande ou télémesure de télégraphe à deux fréquences dites "shift", de transmission de données et plus généralement à la transposition entre deux systèmes de liaison, de toutes les informations susceptibles d'être transmises par lignes téléphoniques. REVENDICATIONS 1. Dispositif permettant de connecter, en vue de la transmission de signaux électriques dits "de modulation" dans les deux sens, une première ligne de genre comportant deux paires de conducteurs avec une deuxième ligne comportant une seule paire de conducteurs, caractérisé en ce que les enroulements dits premiers de deux transformateurs sont connectés aux deux paires de conducteurs de ladite première ligne, en ce que les enroulements dits seconds de ces transformateurs sont connectés chacun par l'intermédiaire d'un transistor dit principal, rendu alternativement conducteur et non conducteur par un générateur de signaux alternatifs, respectivement à un enroulement d'un troisième transformateur à trois enroulements dont le troisième enroulement est connecté à la paire de conducteurs de la deuxième ligne. 2. Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que ledit générateur de signaux alternatifs produit des signaux en forme de créneaux de fréquence fondamentale sensiblement plus élevée que la plus élevée des fréquences des signaux de modulation que l'on désire transmettre. 3. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1, 2 caractérisé en ce que ledit générateur de signaux alternatifs alimente de manière à rendre alternativement conducteurs les deux transistors principaux par lesquels passent les signaux transmis. 4) Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédent, caractérisé en ce que les lignes du dispositif sont chargées par des impédances constantes. 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que ledit générateur de signaux alternatifs alimente également deux transistors dits secondaires connectés chacun respectivement à la borne d'un enroulement dudit troisième transformateur opposée à la borne du même enroulement à laquelle est connecté un transistor principal. 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4 caractérisé en ce que chacun desdits transistors secondaires est connecté en oppQsition de phase avec le transistor principal auquel il correspond, chaque connection se faisant en amont de l'une des bornes de deux des enroulements dudit troisième transformateur.