Brevet FR2683343A1 — publié le 19930507

La présente invention a pour objet un dispositif propre à constituer une interface commune, à courant constant, entre des appareils se raccordant aux extrémités d'une ligne de transmission de données, qui peut tre indifféremment du type câble coaxial ou à paire de conducteurs torsadés. Il est courant dans la technique de raccorder des stations émettrices et/ou réceptrices de signaux numériques avec d'autres stations analogues, notamment quoique non exclusivement entre un ordinateur et un ou plusieurs appareils périphériques, avec le cas échéant multiplexage des signaux émis ou reçus, au moyen d'un organe de liaison qui peut tre selon le cas un câble coaxial ou un conducteur bifilaire à paire de conducteurs torsadés. Plus particulièrement, dans certaines configurations du type de celle commercialisée par la Sté IBM sous la référence 3270, on envisage la transmission de données numériques entre deux stations de ce genre sous une forme codée, dite Manchester biphase, transformant les bits de durée déterminée du signal logique en bande de base à transmettre, afin de constituer une trame ou message, incorporant en particulier un signal préalable de validation de la transmission, des bits de synchronisation et un signal dérivé de celui à transmettre mais retardé d'un demi-bit, créant une distorsion appropriée dans le signal de manière à ne pas charger la ligne coaxiale, et enfin un bit de fin de trame, l'ensemble se présentant sous la forme d'un signal résultant comportant des impulsions successivement positives et négatives avec des niveaux de tension variables de façon prédéterminée dans un mme bit mais se reproduisant d'un bit au suivant dans la trame. Un tel codage a pour but de permettre au terminal recevant le message de le reconnaître immédiatement et de le valider par l'analyse des éléments qu'il comporte, les données ainsi codées pouvant tre transmises à l'alternat sur une distance notable pouvant atteindre 1,5 km, en se propageant dans l'une ou l'autre de deux directions entre les stations, cais seulement dans une direction à un instant donné selon que l'une de ces stations est émettrice et l'autre réceptrice ou vice versa. Dans les solutions les plus classiques, la ligne sur laquelle s'effectue la transmission bidirectionnelle des messages codés de la façon rappelée ci-dessus, est une ligne à câble coaxial qui présente une certaine impédance caractéristique, à laquelle sont adaptés par construction, les générateurs de courant qui élaborent les données à transmettre. Dans ces conditions, le système n'est pas approprié lorsque le câble coaxial est remplacé par une ligne bifilaire à paire de conducteurs torsadés, dont l'impédance caractéristique est sensiblement différente. A titre d'exemple, pour un câble coaxial utilisé dans ce genre d'installation, fonctionnant en transmission asymétrique, l'impédance caractéristique est de l'ordre de 93 ohms, avec une atténuation du signal de 37 db/kn. En revanche, avec une ligne constituée d'une paire de conducteurs torsadés et blindés, du genre utilisée dans les systèmes de câblage IBM type 1 ou ICS 1, l'impédance caractéristique est voisine de 150 ohms avec un mode de transmission qui est cette fois symétrique, l'atténuation du signal atteignant 45 db/km. La présente invention concerne un dispositif d'interface pour ligne de transmission de données, propre à adapter immédiatement son impédance d'entrée ou de sortie selon le sens de la transmission de ces données, en fonction de la nature de la ligne (câble coaxial ou paire de conducteurs torsadés), la nature du mode de transmission (asymétrique ou symétrique) et le niveau d'émission du signal pour tenir compte de l'atténuation créée par la ligne. Le dispositif selon l'invention vise à permettre d'utiliser indifféremment l'une ou l'autre de ces deux types de lignes, en fonction des configurations particulières des installations et des problèmes que peut poser leur montage et leur implantation dans un site particulier. A cet effet, le dispositif d'interface considéré se caractérise en ce qu'il comporte un connecteur à double usage, apte à permettre le raccordement indifférent d'un câble coaxial ou d'une paire de conducteurs torsadés constituant la ligne de transmission avec deux stations d'une installation, respectivement et alternativement émettrices et réceptrices, ledit connecteur étant monté dans un circuit dont les composants et les branchements sont agencés de telle sorte que, selon le type de la ligne recevant ou transmettant des données numériques entre les stations, l'impédance caractéristique d'entrée et/ou de sortie du dispositif soit toujours adaptée à celle de la ligne et que, simultanément, le mode de transmission et le niveau d'émission des signaux représentant ces données soient déterminés et ajustés à la nature de cette ligne. De préférence, le connecteur comporte quatre plots de raccordement distincts et coopère avec une fiche individualisée selon que la ligne est constituée par un câble coaxial ou une paire de conducteurs torsadés, réalisant dans un cas la liaison entre deux desdits plots, dans l'autre leur séparation, de manière à modifier la configuration des schémas électriques équivalents du circuit et la valeur de son impédance caractéristique. Dans un mode de réalisation préféré, le circuit comporte un transformateur d'impulsions dont le primaire formé de deux enroulements distincts, reçoit ou délivre le signal transmis ou à transmettre, et dont le secondaire comporte un enroulement unique monté dans un circuit en pont, les bornes de 1'enroulement du secondaire étant reliées par deux branches opposées du pont à deux des plots du connecteur, les deux autres plots de ce connecteur étant respectivement réunis à la masse et à l'une desdites bornes de 1'enroulement du secondaire, les deux dites branches opposées du pont comprenant chacune deux résistances en parallèle, montées entre la masse et chaque branche et une capacité montée en série, un contact mobile étant prévu dans le connecteur pour réunir ou séparer les deux autres plots selon la nature de la ligne. Avantageusement et selon une autre caractéristique du dispositif, l'une des bornes de l'un des enroulements du primaire du transformateur est réunie à un transistor monté en base commune de façon à transformer des signaux de tension appliqués sur son émetteur en signaux de courant délivrés par son collecteur à cette borne, l'enroulement primaire étant shunté par une résistance convenablement polarisée de telle sorte que le niveau de tension des signaux aux bornes de l'autre enroulement du primaire soit ajusté en fonction de la nature de la ligne, selon que le contact mobile du connecteur réunit ou sépare les deux autres plots. D'autres caractéristiques d'un dispositif d'interface pour ligne coaxiale ou paire de conducteurs torsadés, établi conformément à l'invention apparaîtront encore à travers la description qui suit d'un exemple de réalisation, donné à titre indicatif et non limitatif, en références aux dessins annexés sur lesquels : -La Figure 1 est un schéma de principe illustrant les éléments et le montage du circuit et du connecteur à deux positions, entrant dans la réalisation du dispositif considéré ; -Les Figures 2 et 3 sont des schémas simplifiés des circuits électriques équivalents réunis au secondaire du transformateur d'impulsions, selon que le connecteur occupe l'une ou l'autre de deux positions possibles. Sur la Figure 1, le circuit d'interface selon l'invention est désigné dans son ensemble sous la référence 1 et est prévu pour assurer une adaptation d'impédance automatique en fonction de la nature d'une ligne 2, établie entre deux stations, respectivement émettrices et/ou réceptrices (non représentées), susceptibles de fonctionner à l'alternat pour la transmission bidirectionnelle sur cette ligne de données numériques. Selon le cas, la ligne 2 peut tre blindée et du type à câble coaxial ou à paire de conducteurs torsadés. Le circuit 1 est par ailleurs prévu pour réaliser en mme temps que l'adaptation d'impédance, un ajustement du niveau d'émission des signaux dans la ligne et du mode de transmission de ces derniers. Selon l'invention, le circuit d'interface considéré comporte un transformateur d'impulsions 3, dont le primaire est constitué de deux enroulements distincts, respectivement 4 et 5. L'enroulement 4 est shunté par une résistance 6, montée entre les bornes de cet enroulement, l'une de celles-ci 7 étant portée à un potentiel négatif de polarisation tandis que l'autre 8 est raccordée au collecteur 9 d'un transistor 10, dont la base 11 est raccordée à la masse 12. L'émetteur 13 du transistor 10 est pour sa part réuni à un circuit 14, élaborant le à transmettre sur la ligne 2 à travers le circuit 1. Les impulsions de tension reçues sur l'émetteur 13 sont ainsi transformées en impulsions de courant sur le collecteur 9, le transistor 10 débitant à travers le transformateur d'impulsions 3 dans une charge dont l'impédance va précisément tre adaptée selon la nature de la ligne. De préférence, le circuit 14 est prévu pour permettre le codage d'un signal numérique, délivré sous la forme d'impulsions de tension à son entrée 15, selon une succession de bits de niveau respectivement 0 et 1, en un signal plus complexe, correspondant au codage classique en configuration IBM 3270, dénommé Manchester biphase, réalisant une distorsion appropriée de ce signal pour ne pas surcharger la ligne. La structure et le fonctionnement du circuit 15 sont en eux-mmes classiques dans la technique et n'importent pas directement à l'invention ; il n'est donc pas nécessaire de les décrire ici. De mme, le second enroulement 5 du primaire du transformateur d'impulsions 3 est réuni à ses bornes, d'une part à la masse 12, d'autre part à la ligne de transmission 2 à travers un autre circuit 16 ou comparateur de ligne, dont le détail n'est pas non plus nécessaire à la compréhension de l'invention. Le transformateur d'impulsions 3 comporte un enroulement secondaire 17, disposé dans un circuit en pont 18, incorporant selon l'invention un connecteur 19 dont la position est variable en fonction de la nature de la ligne 2. Le connecteur 17 comporte quatre plots, respectivement a et b d'une part, c et d d'autre part. Les deux premiers plots a et b sont respectivement réunis aux bornes 20 et 21 de l'enroulement 17 à travers deux branches du pont, respectivement 22 et 23, chacune de ces branches comportant un condensateur en série, désigné sous la référence 24 pour la branche 22, et sous la référence 25 pour la branche 23. Ces condensateurs sont montés entre des résistances disposées en parallèle entre la branche correspondante et la masse 12, respectivement repérées par les références 26 et 27 pour la branche 22, et les références 28 et 29 pour la branche 23. Les condensateurs 24 et 25 d'une part, les résistances 26 et 28 d'un côté, 27 et 29 de l'autre, présentent des valeurs identiques afin d'équilibrer le pont. Les deux autres plots c et d du connecteur 17 sont réunis pour le plot c à la borne 20 de l'enroulement secondaire 17 et pour le plot d à la masse 12. Enfin, le connecteur 19 est agencé de telle sorte qu'il comporte entre ses plots c et d un contact mobile 30 permettant, selon le cas, de les réunir ou au contraire de les séparer. Le fonctionnement du dispositif d'interface décrit ci-dessus peut alors tre aisément compris en relation avec les schémas et circuits électriques équivalents illustrés sur les Figures 2 et 3, correspondant pour la Figure 2 à la configuration du connecteur lorsque le contact 30 est fermé, la ligne 2 étant dans ce cas constituée par un câble coaxial, et pour la Figure 3, à cette mme configuration lorsque le contacteur est ouvert, la ligne étant alors réalisée au moyen d'une paire de conducteurs torsadés. Dans le premier cas, le connecteur 19 est associé à une fiche (non représentée) mais de structure en elle-mme classique et notamment connue dans la technique sous la dénomination de fiche BNC. Dans le second, la fiche utilisée est également d'un type connu sous le terme ADC. Lorsque la ligne est constituée par un câble coaxial, le connecteur 19 étant muni d'une fiche BNC, le contact 30 est fermé de telle sorte que la borne 20 de l'enroulement 17 du secondaire du transformateur 3 est directement réunie à la masse avec le plot d du connecteur. Dans ce cas et comme représenté sur la Figure 2, l'enroulement 17 se ferme sur une résistance équivalente 30 dont la valeur dépend de celle des seules résistances 28,29. Notamment, si les résistances 26 et 28 ont une valeur d'environ 1000 ohms et les résistances 27 et 29 une valeur de 120 ohms, la résistance équivalente 30 sera voisine de 107 ohms. Dès lors, si la valeur de la résistance 6 montée aux bornes du premier enroulement primaire 4 est choisie égale à 510 ohms, on voit que l'impédance du circuit, représenté par le montage en parallèle des résistances 6 et 30, sera voisine de 88,4 ohms, ce qui correspond approximativement à l'impédance caractéristique du câble coaxial, égale à 93 ohms. En revanche, lorsque la ligne est constituée par une paire de conducteurs torsadés et que le connecteur 19 est associé à une fiche ADC, le circuit équivalent est illustré sur la Figure 3 où l'enroulement 17 du secondaire du transformateur est monté en série avec deux résistances équivalentes 32 et 33 dont chacune correspond au montage en parallèle, entre les plots a et d d'une part, b et d d'autre part, des résistances 26 et 27 dans le premier cas, 28 et 29 dans l'autre. Avec les valeurs précédemment indiquées pour ces résistances, l'enroulement 17 est donc en série avec une résistance totale de 214 ohms, elle-mme en parallèle avec les 510 ohms de la résistance 6. L'impédance équivalente du circuit est dans ce cas portée à environ 150 ohms, soit à une valeur pratiquement égale à celle de l'impédance de la ligne. Outre la transformation de l'impédance caractéris- tique du circuit ainsi réalisé par la simple modification de la configuration du connecteur 19 et l'adaptation du type de transmission des signaux, de type asymétrique lorsque le contact 30 est ouvert et la ligne coaxiale, ou au contraire de type symétrique lorsque le contact est fermé, le dispositif permet d'adapter simultanément le niveau de ces signaux grâce au montage en base commune du transistor 10. Les signaux de courant générés sur son collecteur ne dépendent pas en effet de l'impédance du circuit 18. Par contre, la valeur de cette dernière influe sur le niveau de tension de ces signaux une fois reçus par la ligne. Dans la configuration du connecteur où son contact 30 est fermé, le transistor 10 voit une impédance de 88,4 ohms en parallèle sur l'impédance caractéristique du câble coaxial égale à 93 ohms ; il débite donc dans une charge d'environ 45 ohms. En revanche, lorsque le contact du connecteur est ouvert, le transistor voit une impédance de 150 ohms en parallèle avec celle de la ligne, constituée alors par une paire de conducteurs torsadés ; dans ce cas. la charge dans laquelle il débite est d'environ 75 ohms. Le niveau du courant étant constant, la valeur de la tension correspondante créée dans la ligne à paire de conducteurs torsadés est donc supérieure à celle générée dans un câble coaxial, dans le rapport des valeurs des impédances précédentes, soit 75/45, donc avec un niveau d'atténuation inférieur de 4,5 db dans le premier cas. Il en résulte que ces dispositions permettent d'augmenter la distance de transmission d'environ 100 m dans la paire de conducteurs torsadés par rapport à un dispositif émetteur de ligne standard. Bien entendu, il va de soi que l'invention ne se limite pas à l'exemple de réalisation plus spécialement décrit ci-dessus et représenté en référence aux dessins annexés ; elle en embrasse au contraire toutes les variantes. En particulier, il est clair que l'invention n'est pas réduite à l'utilisation d'un dispositif de ce genre pour la transmission de signaux numériques en bande de base à 2,36 Mbits/s comme envisagé dans les lignes IBM 3270 avec codage Manchester biphase, bien qu'il s'avère que ce soit dans ce cas que l'invention soit la plus avantageuse. REVENDICATIONS 1-Dispositif d'interface pour ligne de transmission de données caractérisé en ce qu'il comporte un connecteur (19) à double usage, apte à permettre le raccordement indifférent d'un câble coaxial ou d'une paire de conducteurs torsadés constituant la ligne de transmission (2) avec deux stations d'une installation, respectivement et alternativement émettrices et réceptrices, ledit connecteur étant monté dans un circuit (18) dont les composants et les branchements sont agencés de telle sorte que, selon le type de la ligne recevant ou transmettant des données numériques entre les stations, l'impédance caractéristique d'entrée et/ou de sortie du dispositif soit toujours adaptée à celle de la ligne et que, simultanément, le mode de transmission et le niveau d'émission des signaux représentant ces données soient déterminés et ajustés à la nature de cette ligne. 2-Dispositif selon la revendication 1, caracté- risé en ce que le connecteur (19) comporte quatre plots de raccordement distincts (a, b, c, d) et coopère avec une fiche individualisée selon que la ligne (2) est constituée par un câble coaxial ou une paire de conducteurs torsadés, réalisant dans un cas la liaison entre deux desdits plots (c et d), dans l'autre leur séparation, de manière à modifier la configuration des schémas électriques équivalents du circuit (18) et la valeur de son impédance caractéristique. 3-Dispositif selon la revendication 2, caracté- risé en ce qu'il comporte un transformateur d'impulsions (3) dont le primaire formé de deux enroulements distincts (4, 5), reçoit ou délivre le signal transmis ou à transmettre, et dont le secondaire comporte un enroulement unique (17) monté dans un circuit en pont (18), les bornes (20,21) de l'enroulement du secondaire étant reliées par deux branches opposées (22,23) du pont à deux des plots (a et b) du connecteur (19), les deux autres plots (c et d) de ce connecteur étant respectivement réunis à la masse (12) à l'une desdites bornes (20) de 1'enroulement (17) du secondaire, les deux dites branches opposées (22,23) du pont comprenant chacune deux résistances en parallèle (26, 27-28, 29), montées entre la masse et chaque branche et une capacité (24-25) montée en série. un contact mobile (30) étant prévu dans le connecteur pour réunir ou séparer les deux autres plots (c et d) en fonction d la nature de la ligne (2). 4-Dispositif selon la revendication 3, caracté- risé en ce que l'une des bornes (8) de l'un des enroulements (4) du primaire du transformateur (3) est réunie à un transistor (10) monté en base commune de façon à transformer des signaux de tension appliqués sur son émetteur (13) en signaux de courant délivrés par son collecteur (9) à cette borne, l'enroulement primaire étant shunté par une résistance (6) convenablement polarisée de telle sorte que le niveau de tension des signaux aux bornes de l'autre enroulement (5) du primaire soit ajusté en fonction de la nature de la ligne (2), selon que le contact mobile (30) du connecteur (19) réunit ou sépare les deux autres plots (c et d). 5-Dispositif selon l'une des revendications 3 ou 4, caractérisé en ce que les résistances (26,27-28, 29) montées dans les branches (22,23) du circuit en pont (18) présentent deux à deux les mmes valeurs, respectivement égales à 1000 ohms (26,28) et 120 ohms (27,29). 6-Dispositif selon la revendication 4, caracté- risé en ce que la résistance (6) qui shunte l'enroulement (4) du primaire est égale à 510 ohms.