Brevet FR2612714A1 — publié le 19880923

La présente invention concerne le domaine de la transmission à distance et de la diffusion d'un signal basse fréquence. Le but principal de l'invention est de proposer des moyens simples, économiques et robustes permettant de transmettre à distance un signal basse fréquence et de diffuser ce signal, de façon audible, au niveau d'une pluralité de récepteurs. Un but auxiliaire de l'invention est de proposer un système de transmission ne nécessitant pas de réglage de gain au niveau des récepteurs. Un autre but de la présente invention est de proposer un système ne nécessitant pas d'intervention de mise en service/hors service au niveau des récepteurs. La présente invention trouve tout particulièrement, mais non exclusivement, application pour la sonorisation de télésièges et de télécabines. Dans le cadre de cette application, le système conforme à la présente invention permet d'établir une communication avec les voyageurs prisonniers des cabines en cas d'accident ou d'incident. Le système conforme à l'invention permet donc de transmettre aux voyageurs des instructions ou des messages rassurants, par exemple en leur indiquant la durée d'immobilisation. Le système conforme à la présente invention permet ainsi de calmer l'angoisse créée chez certaines personnes par l'isolement dû à l'immobilisation temporaire de télésièges ou télécabines.Par ailleurs, en service normal des télésièges ou télécabines, le système de transmission et de sonori sation conforme à la présente invention peut servir à diffuser de la musique et des messages publicitaires. Cependant, comme indiqué précédemment la présente invention n'est pas limitée à la sonorisation de télésièges ou de télécabines. Le système de transmission conforme à l'invention peut par exemple être utilisé pour diffuser,dans des abris bus, des messages sonores, musicaux, publicitaires, d'information, ou encore des émissions d'une radio locale. Les buts précités sont atteints, dans le cadre de la présente invention, grâce à un système de transmission d'un signal basse fréquence comprenant - un émetteur qui comprend un étage modulateur d'entrée travaillant-par modulation en largeur d'impulsions, qui génère un signal auxiliaire constitué d'une suite de créneaux dont la largeur est proportionnelle à l'amplitude du signal basse fréquence, un étage modulateur de sortie qui reçoit le si gnal auxiliaire et une onde porteuse HF et opère une modulation d'amplitude tout ou rien de l'onde porteuse HF au rythme du signal auxiliaire, et - au moins un récepteur accordé sur la fréquence de l'onde porteuse et comportant un étage détecteur qui opère une détection d'enveloppe pour isoler le signal auxiliaire. Selon une caractéristique avantageuse de l'ir.ven- tion, chaque récepteur comprend un étage amplificateur de sortie du type push -pull qui attaque un haut-parleur. Selon une caractéristique considérée actuellement comme préférentielle, l'étage amplificateur de sortie du type push-pull est chargé par une branche comportant en série un haut-parleur et un condensateur, tandis que l'étage amplificateur du type push-pull comporte deux transistors d'attaque symétriques dont l'émetteur ou collecteur commun est relié au point milieu de la branche de charge de cet étage. Comme cela sera explicité par la suite, cette caractéristique permet de limiter la consommation au repos, du récepteur. Plus précisément encore, de préférence, le hautparleur est relié à l'émetteur ou collecteur commun des transistors symétriques de sortie de l'étage amplificateur du type push-pull. Selon une autre caractéristique avantageuse de l'invention, chaque récepteur comprend un étage pré-amplificateur qui reçoit le signal auxiliaire issu de l'étage détecteur , étage pré-amplificateur comprenant deux transistors en cascade, respectivement amont et aval, l'émetteur du transistor aval étant relié à la base de l'émetteur amont par une résistance de contre réaction. La structure d'un tel étage pré-amplificateur permet d'obtenir une bonne stabilité en courant continu, tout en ayant un gain maximum en courant alternatif. Selon une autre caractéristique avantageuse de l'invention l'étage adulateur d'entrée de l'émetteur comprend une base de temps qui génère un signal de cadencement à fréquence fixe,et un monostable déclenché par le signal de cadencement et dont la largeur de créneau de sortie est proportionnelle au niveau du signal basse fréquence qu'il reçoit en entrée. De préférence, selon la présente invention, l'é tage détecteur de chaque récepteur comprend une diode de type Schottky. La présente invention concerne également les émetteur et récepteur composant le système précité. De préférence, chaque récepteur est alimenté par un accumulateur, par exemple du type cadmium-nickel, chargé par un panneau salaire photovoltaïque. D'autres caractéristiques, buts et avantages de la présente inventon apparaitront à la lecture de la description détaillée qui va suivre, et en regard des dessins annexés donnés à titre d'exemple non limitatif et sur lesquels - la figure 1 représente une vue schématique, sous forme de blocs fonctionnels, d'un émetteur conforme à la présente invention, - la figure 2 illustre sous forme de chronogramme des signaux électriques prélevés en différents points de l'émetteur illustré sur la figure 1, et - la figure 3 illustre schématiquement la structure d'un récepteur conforme à la présente invention. On va dans un premier temps décrire la structure de l'émetteur 10 illustré schématiquement sur la figure 1. Sur la figure 1 l'entrée de l'émetteur 10 qui reçoit le signal basse fréquence à transmettre, est référencé 12. L'antenne de sortie est référencée 14. Comme indiqué précédemment, pour l'essentiel, l'émetteur 10 comprend un étage modulateur d'entrée travaillant par modulationen largeur d'impulsion et un étage modulateur de sortie qui opère par modulation d'amplitude tout ou rien. Plus précisément, selon le mode de réalisation illustré sur la figure 1 annexée, l'émetteur 10 comprend un monostable 16, une base de temps 18, un module amplificateur 20, un étage modulateur de sortie 22, un filtre passe-bas 24 et un comparateur 26. L'étage modulateur d'entrée travaillant par modu lationenlargeur d'impulsion est constitué par le monostable 16. La base de temps 18 génère un signal de cadencement à fréquence fixe. Le signal de cadencement est illustré schématiquement sur la dernière ligne de la figure 2. Le signal de cadencement généré par la base de temps 18 est appliqué sur l'entrée de déclenchement du monostable 16. De ce fait, le monostable 16 génère des créneaux de sortie à fréquence fixe. Le signal de sortie du monostable 16 est illustré schématiquement sur la deuxième ligne de la figure 2. Par ailleurs, la largeur des créneaux gérés par le monostable 16 est modulée par l'amplitude du signal basse fréquence que celui-ci reçoit en entrée. Le signal basse fréquence appliqué sur l'entrée 12 de l'émetteur 10 est illustré schématiquement sur la première ligne de la figure 2. Comme cela est illustré schématiquement sur cette figure 2, la largeur 1 des créneaux générés en sortie du monostable 16 est de ce fait lié à l'amplitude instante- née E du signal basse fréquence. De préférence, la fréquence du signal de cadencement généré par la base de temps 18 est au moins égale au double de la fréquence supérieure du signal basse fréquence à transmettre. L'homme de l'art connaît de nombreux types de monostables susceptibles d'être déclenchés par un signal de cadencement et adaptés pour générer en sortie des créneaux dont la largeur est modulée par l'amplitude d'un signal de commande appliqué en entrée. De ce fait la structure du monostable 16 ne sera pas décrite plus en détail par la suite. De préférence, pour assurerune faible distorsion de l'information, le signal de modulation en largeur appliqué à l'entrée du monostable 16 est formé par comparaison, dans l'élément 26, du signal basse fréquence appliqué à l'entrée 12, d'une part, et du signal obtenu en sortie du monostable 16 après passage dans un filtre passe-bas 23, d'autre part. Cette disposition de contre réaction est classique en soi et ne sera pas décrite plus en détail par la suite. La série de créneaux modulés en largeur obtenue en sortie du monostable 16 sera dénommée par la suite "signal auxiliaire Ce signal auxiliaire est appliqué de préférence à un module amplificateur 20 et de là à un étage modulateur de sortie 22. L'étage modulateur de sortie 22 re çoit par ailleurs une onde porteuse HF générée par un module 28. L'onde porteuse HF peut être par exemple dans la bande des 100 MHz. L'étage modulateur de sortie 22 qui reçoit le signal auxiliaire et l'onde porteuse HF opère une modulation d'amplitude tout ou rien de l'onde porteuse HF au rythme du signal auxiliaire. On a illustré schématiquement sur la troisième ligne de la figure 2 le signal modulé obtenir en sortie de l'étage 22. Ce signal est appliqué sur l'antenne 14. Cette antenne peut être directive dans l'axe de la ligne des télésièges ou télécabines. On va décrire la structure du récepteur 30 illustré sur la figure 3 annexée destiné à équiper chaque télésiège ou télécabine. Chaque récepteur 30 comprend de préférence un module d'alimentation 36, un étage d'entrée 38, un étage détecteur 40, un étage pré-amplificateur 42, un étage amplificateur de sortie 44 du type push-pull et un haut-parleur 46. De préférence, chaque récepteur 30 est alimenté par un accumulateur Acc, tel qu'un accumulateur cadmiumnickel, chargé par un panneau solaire photovoltaïque 32. L'accumulateur Acc peut être formé de deux cellules cadmium-nickel connectées en série pour délivrer une tension totale d'alimentation de 2,4 V. Le panneau solaire 32 destiné à maintenir l'accumulateur Acc en charge est de préférence posé à plat sur le toit des cabines de télécabines. L'étage d'entrée 38 du récepteur 30 comprend une antenne 34, deux bobinages L1, L2 et un condensateur réglable C1. L'antenne 34 est reliée par l'intermédiaire du bobinage L1 à la masse du montage. Le bobinage L1 est couplé au second bobinage L2. Le condensateur réglable C1 est connecté en parallèle du second bobinage L2. La cellule parallèle comprenant le condensateur réglable C1 et le bobinage L2 forme un circuit résonnant accordé sur la fréquence de l'onde porteuse HF. Un premier point commun au condensateur réglable C1 et au bobinage L2 est relié à la masse du montage. Le second point commun au condensateur réglable C1 et au bobinage L2 attaque l'étage détecteur 40. L'étage détecteur 40 opère une détection d'enveloppe sur le signal reçu sur l'antenne 34 et présent au niveau du second point précité commun au condensateur réglable C1 et au bobinage L2. En d'autres termes, l'étage détecteur 40 a pour but, de façon classique en soi, d'éliminer l'onde porteuse HF pour récupérer le signal auxiliaire correspondant à la suite de créneaux modulée en largeur générée par le monostable 16. Le module détecteur 40 comprend une diode D1, une résistance R1 et un condensateur C2. Le second point précité commun au condensateur variable C1 et au bobinage L2 est relié à la borne d'alimentation positive +Vcc de l'accumulateur Acc par l'intermédiaire de la résistance R1 et de la diode D1. Une première borne de la résistance R1 est reliée à la borne d'alimentation positive +Vcc. La seconde borne de la résistance R1 est reliée à l'anode de la diode D1. La cathode de la diode D1, qui constitue l'entrée de l'étage détecteur 40, est reliée au second point précité commun au condensateur réglable C1 et au bobinage L2. L'anode de la diode D1 est reliée à la masse du montage par l'intermédiaire d'un condensateur C2. Le point commun à l'anode de la diode D1 et au condensateur C2 constitue la sortie de l'étage détecteur 40. Le signal présent sur la sortie de l'étage détecteur 40 est similaire au signal auxiliaire précité composé d'une suite de créneaux modulés en largeur, cependant dans la mesure où la diode D1 opère une détection négative, le signal présent sur la sortie de l'étage détecteur 40 est inversé par rapport au signal auxiliaire. L'étage détecteur 40 est relié à l'étage préamplificateur 42 par l'intermédiaire d'un condensateur de liaison C3. L'étage pré-amplificateur 42 comprend deux transistors T1, T2 de type NPN, trois résistances de polarisation R2, R3 et R4, une résistance de contre-réaction R5 et un condensateur C4. Le condensateur de liaison C3 relie l'anode de la diode D1 à la base du transistor amont T1. Celui-ci est monté en émetteur commun, son émetteur est donc relié à la masse du montage. Le collecteur du transistor T1 est relié à la borne d'alimentation positive +Vcc par l'intermédiaire d'une résistance de polarisation R2. Le collecteur du transistor amont T1 est également relié à la base du transistor aval T2. Le collecteur du transistor aval T2 est relié à la borne d'alimentation positive +Vcc par l'intermédiaire d'une résistance de polarisation R3. L'émetteur du transistor aval T2 est relié à la masse du montage par l'intermédiaire d'une cellule comprenant en parallèle la résistance de polarisation R4 et le condensateur C4. De façon classique en soi, la résistance R4 sert de contre-réaction série en intensité. Elle est découplée en alternatif par le condensateur C4. Enfin, selon une caractéristique importante de l'invention, la résistance de contre-réaction R5 relie la base du transistor amont T1 à l'émetteur du transistor aval T2. La résistance R5 permet d'obtenir simultanément une bonne stabilité de l'étage pré-amplificateur 42 en continu, et un gain d'amplification maximum en alternatif. L'étage pré-amplificateur 42 est rélié à l'étage amplificateur de sortie 44 par l'intermédiaire d'un condensateur de liaison C5. L'étage amplificateur de sortie 44 est du type push-pull. Il comprend quatre transistors T3, T4, T5, T6 et une résistance de polarisation R6. L'étage amplificateur 44 comprend plus précisément encore deux transistors d'attaque symétriques T3, Tq, respectivement de type PNP et NPN, et deux transistors symétriques de sortie T5, T6, respectivement de type PNP et NPN. Les bases de transistor d'attaque T3, T4 sont reliées entre elles. Le condensateur de liaison C5 relie le collecteur du transistor T2 qui constitue la sortie de l'étage pré-amplificateur 42, à la base des transistors d'attaque T3, T4 de l'étage amplificateur 44. Par ailleurs, la base des transistors T31 T4 est reliée à la borne d'alimentation positive +Vcc par l'intermédiaire de la résistance de polarisation R6. Les émetteurs des transistors T3, T4 sont reliés entre eux. Le collecteur du transistor d'attaque NPN T4 est relié à la base du transistor de sortie PNP T5. L'émetteur du transistor de sortie T5 est relié à la borne d'alimentation positive +Vcc. Le collecteur du transistor d'attaque PNP T3 est relié à la base du transistor de sortie NPN T6. L'émetteur du transistor T6 est relié à la masse du montage. Par ailleurs, les collecteurs des transistors de sortie T5, T6 sont reliés entre eux. Ils constituent la sortie de l'étage amplificateur 44. Cette sortie de l'étage amplificateur 44 est chargée,par l'intermédiaire d'un filtre,par une branche de charge comprenant en série un haut-parleur 46 et un condensateur C6. Le filtre précité comprend une bobine L3 et un condensateur C7. La bobine L3 est connectée entre la sortie de l'étage amplificateur 44 (collecteur commun des transistors de sortie T5, T6) et une première borne du hautparleur 46. La seconde borne du haut-parleur 46 est reliée à la masse du montage par l'intermédiaire du condensateur C6 précité. Le condensateur C7 du filtre est connecté entre le point commun à la bobine L3 et au haut-parleur 46 et la masse du montage. Enfin, selon une caractéristique importante de l'invention, le point commun aux émetteurs des transistors d'attaque T3, T4 est relié par l'intermédiaire d'une résistance R7, au point milieu de la branche de charge de l'étage amplificateur 44. En d'autres termes, le point commun aux émetteurs de transistors d'attaque T3, T4 est relié par l'intermédiaire de la résistance R7 au point commun au haut-parleur 46 et au condensateur C6. En l'absence de signal alternatif sur l'entrée de l'étage amplificateur 44 (absence de réception sur l'antenne 34) la borne du condensateur de sortie C6 commune au haut-parleur 46 monte au potentiel d'alimentation positive +Vcc, soit 2,4 V dans le cas de l'utilisation d'un accumulateur Acc composé de deux cellules cadmium-nickel. De ce fait, en l'absence de réception sur l'antenne 34, l'amplificateur de sortie 44 de type pushpull ne consomme aucun courant. On notera par ailleurs qu'en l'absence de réception sur l'antenne 34 la consommation de l'étage pré-amplificateur 42 est négligeable. Cette consommation correspond au courant de polarisation déterminée par les résistances R2, R3 et R4. En résumé le fonctionnement du récepteur 30 est le suivant. Le signal émis par l'antenne émettrice 14 et reçu sur l'antenne 34 est filtré par le circuit oscillant C1-L2. Le signal obtenu en sortie de ce circuit oscillant correspond à une onde porteuse HF de fréquence fixe modulée en amplitude tout ou rien au rythme d'un signal auxiliaire constitué d'une suite de créneaux dont la largeur est proportionnelle à l'amplitude instantanée d'un signal basse fréquence. L'étage détecteur 40 élimine l'onde porteuse HF et sépare le signal auxiliaire précité.Ce signal auxiliaire est amplifié et écrêté dans un premier temps dans l'étage préamplificateur 42 de fort gain puis dans l'étage de sortie 44 de type push-pull pour être appliqué au haut-parleur de sortie 46. On notera que de façon avantageuse, l'information à transmettre, qui correspond au signal basse fréquence d'entrée est définie par la largeur des créneaux composant le signal auxiliaire récupéré en sortie de l'étage détecteur 40. Par ailleurs, le gain de l'étage préamplificateur 42 est suffisamment élevé pour écrêter le signal. Ainsi, le système est indépendant du niveau de signal reçu sur le récepteur et le niveau de sortie est indépendant de la distance séparant l'émetteur et le récepteur. En d'autres termes, grâce à la structure proposée dans le cadre de la présente invention, aucun réglage de gain n'est nécessaire au niveau du récepteur. Par ailleurs, aucune intervention de mise en service au début la journée et de mise hors service en fin de journée n'est nécessaire au niveau des récepteurs. En effet, comme indiqué précédemment, lorsque l'émission est interrompue, le condensateur C6 bloque l'étage amplificateur push-pull s4 de sortie et interrompt toute consommation de celui-ci tandis que les résistances de polarisation R2, R3 et R4 définissent un courant de polarisation des transistors T1, T2 tout à fait négligeable. Ainsi, la consommation du récepteur 30 en dehors des périodes de transmission est tout-àfait négligeable. Il s'agit là d'une caractéristique très importante de l'invention.Le demandeur a en effet constaté que la nécessité d'une intervention manuelle journalière pour mettre en marche et arrêter chaque récepteur (qui seront le plus souvent au nombre d'au moins une centaine sur les chaînes de télésièges ou télécabines) ainsi que le changement éventuel périodique de piles seraient rédhibitoires pour l'exploitation d'un système ae transmission d'informations dans le cadre des télésièges ou télécabines. Selon un mode de réalisation qui a donné satisfaction, mais indiqué à titre d'exemple non limitatif - le composant R1 a une résistance de 100 kQ, - la diode D1 est du type BAT 85, - le condensateur C2 a une capacité de 3 pF, - le condensateur de liaison C3 a une capacité de 0,1 F, - le composant R2 a une résistance de 47 kn, - le composant R3 a une résistance de 6,5 kQ, - le composant R4 a une résistance de 4,7 kQ, - le composant R5 a une résistance de 270 KQ, - le condensateur C4 a une capacité de 0,1 F, - le condensateur de liaison C5 a une capacité de 0,1 ssF, - le composant R6 a une résistance de 470 KQ, - le condensateur de sortie C6 a une capacité de 100 #F, - le composant R7 a une résistance de 100 Q. Bien entendu la présente invention n'est pas limitée au mode de réalisation qui vient d'être décrit mais s'étend à toutes variantes conformes à son esprit. REVENDICATIONS 1. Système de transmission d'un signal basse fréquence, en particulier pour la sonorisation de télésièges ou de télécabines, caractérisé par le fait qu'il comprend - un émetteur (10) comportant un étage modulateur d'entrée (16) travaillant par modulation en largeur d'impulsions, qui -génère un signal auxiliaire constitué d'une suite de créneaux dont la largeur est proportionnelle à l'amplitude du signal basse fréquence, un étage modulateur de sortie (22) qui reçoit le signal auxiliaire et une onde porteuse (HF) et opère une modulation d'amplitude tout ou rien de l'onde porteuse (HF) au rythme du signal auxiliaire, et - au moins un récepteur (30) accordé sur la fréquence de l'onde porteuse et comportant un étage détecteur (40) qui opère une détection d'enveloppe pour isoler le signal auxiliaire. 2. Système de transmission selon la revendication 1, caractérisé par le fait que chaque récepteur (30) comprend un étage amplificateur de sortie (44) du type pushpull qui attaque un haut-parleur (46). 3. Système de transmission selon la revendication 2, caractérisé par le fait que l'étage amplificateur de sortie (44) du type push-pull est chargé par une branche comportant en série un haut-parleur (46) et un condensateur (C6) et que l'étage amplificateur de type push-pull (44) comporte deux transistors d'attaque (T3, T4) symétriques dont l'émetteur ou collecteur commun est relié au point milieu de la branche de charge de cet étage (46, C6). 4. Système de transmission selon la revendication 3, caractérisée par le fait que le haut-parleur (46) est relié à l'émetteur ou collecteur commun des transistors symétriques de sortie (T5, T6) de l'étage amplificateur du type push-pull (44) par l'intermédiaire d'un filtre. 5. Système de transmission selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que chaque récepteur (30) comprend un étage pré-amplificateur (42) qui reçoit le signal auxiliaire issu de l'étage détecteur (40), l'étage pré-amplificateur comprenant deux transistors en cascade (T1, T2) respectivement amont et aval, l'émetteur du transistor aval (T2) étant relié à la base de l'émetteur amont (T1) par une résistance de contre-réaction (R5). 6. Système de transmission selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé par le fait que l'étage modulateur d'entrée (16) de l'émetteur (10) comprend une base de temps (18) qui génère un signal de cadencement à fréquence fixe, un monostable (16) déclenché par le signal de cadencement et dont la largeur de créneaux de sortie est proportionnelle au niveau du signal basse fréquence qu'il reçoit en entrée. 7. Système de transmission selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé par le fait que l'étage détecteur (40) de chaque récepteur (30) comprend une diode (D1) de type Schottky. 8. Emetteur tel que défini dans l'une des revendications 1 à 7. 9. Récepteur pour la diffusion d'un signal basse fréquence caractérisé par le fait qu'il comprend - un étage d'entrée (38) accordé sur une fréquence porteuse spécifique, - un étage détecteur (40) qui opère une détection d'enveloppe et - un étage amplificateur de sortie (44) du type pushpull chargé par une branche comportant en série un haut-parleur (46) et un condensateur (C6), l'étage amplificateur de type push-pull (44) comportant deux transistors d'attaque (T3, T4) symétriques dont l'émetteur ou collecteur commun est relié au point milieu de la branche de charge de cet étage. 10. Récepteur selon la revendication 9, caractérisé par le fait qu'il comprend un étage pré-amplificateur (42) qui reçoit le signal issu de l'étage détecteur (40), l'étage pré-amplificateur (42) comprenant deux transistors en cascade (T1, T2) respectivement amont et aval, l'émetteur du transistor aval (T2) étant relié à la base de l'émetteur amont (T1) par une résistance de contre-réaction (R5). 11. Récepteur selon l'une des revendications 9 ou 10, caractérisé par le fait que l'étage détecteur teur (40) comprend une diode (D1) de type Schottky 12. Récepteur selon l'une des revendications 9 à 11, caractérisé par le fait que l'étage détecteur (40) comprend une diode (D1) dont la cathode est reliée au filtre d'entrée (L2, C1) du récepteur. 13. Récepteur selon l'une des revendications 9 à 11, caractérisé par le fait qu'il est alimenté par un accumulateur (Acc)1 de préférence de type Cd-Ni, chargé par un panneau solaire photovoltalque (32).