Brevet FR2696063A1 — publié le 19940325

Système de coupleur pour transmission duplex La présente invention se rapporte à un système pour transmission duplex, et particulièrement à un système utilisé avec un modem. Il est généralement nécessaire d'isoler l'équipement de télécommunication local de la ligne Ceci est généralement obtenu au moyen d'un transformateur et de composants de circuit local pour procurer les caractéristiques d'adaptation de ligne nécessaire bien que les composants spécifiques sur le côté ligne et sur le côté équipement n'ont pas besoin d'être choisis pour s'adapter aux caractéristiques et exigences de chaque pays Toutefois, eu égard au choix spécifique des composants, les dispositions donnent naissance à des composantes de distorsion harmonique et d'intermodulation non voulues Il est souhaitable de diminuer composantes de distorsion harmonique et d'intermodulation non voulues. Les demandes en ce qui concerne le développement des télécommunications vont vers une miniaturisation plus grande Toutefois, les perspectives en ce qui concerne la diminution de l'encombrement des transformateurs est limitée si l'inductance shunt doit être suffisamment élevée pour permettre une adaptation de la ligne, et si la valeur ohmique de l'enroulement doit être maintenue faible de manière acceptable. Des dispositions de circuits connues souffrent également d'une réponse en fréquence qui n'est pas plate pour la transmission et la réception si la ligne présente une impédance complexe entraînant une distorsion d'affaiblissement. C'est un but de la présente invention de chercher à optimiser la performance de couplage d'un équipement à la ligne de télécommunication Ceci peut être obtenu au moyen de l'optimisation d'une disposition de circuits dans laquelle la fonction d'isolement est séparée de l'exigence d'adaptation de ligne. Une disposition de circuits ressemblant à un des modes de réalisation préférés de l'invention et contenant deux transformateurs est connue depuis au moins dix ans. Toutefois, ces circuits ont été seulement utilisés pour assurer une bonne performance d'affaiblissement du transformateur différentiel, et il n'a pas été connu que la disposition puisse être optimisée de façon à produire une référence élevée de performance eu égard à la fois à l'affaiblissement, adaptation et distorsion de tous types simultanément. On a trouvé dans les modes de réalisation de l'invention que: (a) bien que la densité du flux se produisant à partir du signal de transmission est supérieure aux dispositions classiques connues, l'impédance de source basse minimise les composantes de distorsion se produisant à partir du signal de transmission; (b) comme la densité du flux dû au signal reçu à partir de la ligne est faible, toute composante d'intermodulation entre le signal d'émission et de réception et la composante de distorsion se produisant à partir du signal de réception dans la ligne sont très faibles; (c) quelles que soient les composantes non voulues produites dans le transformateur d'isolement de ligne d'émission, elles sont réduites par l'affaiblissement différentiel du transformateur différentiel; (d) un transformateur d'isolement de ligne d'émission à haute inductance n'est plus nécessaire pour obtenir une adaptation satisfaisante de la ligne; (f) comme le réseau d'adaptation est sur le côté ligne des transformateurs d'isolement de ligne, il est possible d'utiliser une unité de couplage commune pour tous les pays et d'utiliser une impédance préétablie incorporée dans le cordon de la ligne ou sélectionnée par un moyen dans le cordon de la ligne de l'équipement local pour procurer les composants d'adaptation de ligne seulement nécessaires pour toute impédance de ligne particulière; (g) lorsque la résistance de l'enroulement et l'inductance de fuite du transformateur de couplage d'émission sont très faibles, l'optimisation de l'impédance de référence pour obtenir un affaiblissement d'adaptation optimal produit également un affaiblissement du transformateur différentiel optimal; (h) si souhaité, l'affaiblissement du transformateur différentiel peut être ajustée indépendamment de l'affablissement d'adaptation; (i) en utilisant un amplificateur pour assurer une contre-réaction, une basse impédance de source est possible; (j) il est possible de sélectionner les valeurs des composants et de créer ainsi un système de coupleur de transmission duplex avec un affaiblissement d'insertion de tension nulle pendant l'émission et la réception. Par suite, conformément à l'invention, il est proposé un système de coupleur de transmission duplex pour coupler un équipement de télécommunication local à une ligne de télécommunication comprenant un premier moyen ayant une basse impédance pour isoler la sortie émission de l'équipement local de la ligne, un second moyen ayant une impédance haute pour isoler l'entrée de réception de l'équipement local de la ligne, et un réseau d'adaptation pour coupler les premier et second moyens à la ligne. De préférence, les premier et second moyens sont des transformateurs avec chacun un primaire et un secondaire ou des coupleurs optoélectroniques qui assurent l'isolement de la composante continue Le système peut être prévu avec une contre-réaction qui peut être couplée à l'aide d'un amplificateur à la sortie émission de l'équipement local. Du fait des exigences d'adaptation de ligne différente des différents réseaux de télécommunications nationaux, le système peut être utilisé pour coupler un équipement local tel qu'un modem à la ligne au moyen d'un cordon de ligne contenant une impédance présélectionnée ou sélectionnable dont la valeur est adaptée à l'équipement spécifique et au réseau national pour effectuer une adaptation à l'impédance caractéristique de la ligne. Selon une caractéristique de l'invention, l'enroulement secondaire du premier moyen est connecté à partir d'une prise à l'enroulement primaire du second moyen de transformateur dont l'enroulement secondaire est connecté à l'entrée réception de l'équipement local. Selon une autre caractéristique de l'invention, l'enroulement primaire du second moyen de transformateur peut être connecté à partir de la jonction d'un réseau connecté en série placé en parallèle aux bornes de l'enroulement secondaire du premier moyen de transformateur, l'enroulement secondaire du second moyen de transformateur étant connecté à l'entrée réception de l'équipement local. Le réseau connecté en série peut être constitué par deux éléments d'impédance résistive, mais peut également comporter une impédance réactive. Conformément à une autre caractéristique de l'invention, un amplificateur peut procurer une commande à basse impédance de la sortie émission de l'équipement local au premier moyen. Ledit premier moyen peut, en outre, comporter une sortie qui a sa composante continue isolée de son entrée et dans lequel la contreréaction est délivrée à partir de la sortie du premier moyen à ladite entrée. Ladite sortie peut être également connectée à un troisième moyen d'isolement de composante continue dont la sortie est couplée à l'aide d'un amplificateur à la sortie émission de l'équipement local. L'invention sera maintenant décrite à l'aide d'un exemple par référence aux dessins simplifiés annexés sur lesquels: La figure 1 montre un système coupleur de transmission duplex approprié pour coupler un modem à la ligne de télécommunication d'un réseau de télécommunications national. La figure 2 montre les principes de base de l'invention, et Les figures 3 à 7 sont des modes de réalisation en variante de l'invention. En se référant maintenant aux dessins, la figure 1 montre un pont 1, un premier transformateur d'isolement de composante continue 2 couplant la sortie émission 3 d'un modem (non représenté) à une ligne de télécommunication 4, et un second transformateur d'isolement de composante continue 5 couplant l'entrée réception 6 du modem à la ligne 4 Les éléments d'impédance formant des réseaux connectés en séries qui peuvent contenir une impédance réactive sont assurés par les résistances 7 et 8 dans les bras contigus du pont 1 Toutefois, ainsi que représenté dans les autres modes de réalisation, ces réseaux peuvent être omis si l'enroulement primaire 9 du transformateur 5 est couplé directement ou à l'aide d'un condensateur à la prise centrale 10 sur l'enroulement secondaire il du transformateur 2 L'enroulement primaire 12 du transformateur 2 est couplé par l'intermédiaire d'un amplificateur 13 à la sortie émission 3 L'entrée réception 6 du modem est connectée à l'enroulement secondaire 14 du transformateur 5. Pour tout réseau de télécommunications particulier, les paramètres d'adaptation caractéristique Z de la ligne 4 peuvent être équilibrés dans le pont 1 par un réseau d'impédance représenté par l'élément 15 C'est un avantage commercial que l'élément 15 puisse être incorporé dans le cordon de la ligne ou sélectionné par le cordon de la ligne de l'équipement local particulier pour un pays spécifique, dans lequel cas les composants à l'intérieur de la ligne 16 peuvent être construits comme un module qui pourra être commun à tous les pays. En remplaçant le seul transformateur classique des coupleurs duplex connus par deux transformateurs, il est maintenant possible d'optimiser les transformateurs, par exemple pour obtenir un coût plus faible et/ou pour miniaturiser les composants, de sorte que le volume des deux transformateurs optimisés est inférieur au seul transformateur remplacé, et/ou pour obtenir un niveau plus élevé de performance à l'intérieur d'un volume donné. Le transformateur 2 est constitué avec un enroulement à faible valeur ohmique et le transformateur 5 est constitué avec une inductance primaire élevée L'inductance primaire du transformateur 2 et la résistance d'enroulement du transformateur 5 sont relativement peu importantes. L'impédance basse de source de l'amplificateur 13 minimise les composantes de distorsion du signal produites à l'intérieur du transformateur 2 Chaque fois que des composantes de distorsion et d'intermodulation sont produites dans le transformateur 2, elles apparaissent aux bornes de l'enroulement secondaire il et sont réduites à l'accès de réception 6 par l'affaiblissement du transformateur différentiel Le transformateur 2 n'a pas besoin d'assurer l'adaptation de la ligne du fait que l'élément d'adaptation de ligne est incorporé dans le pont 1 La sélection de la valeur de l'élément d'adaptation 15 pour l'affaiblissement d'adaptation optimal assure simultanément l'affaiblissement du transformateur différentiel optimal Les réseaux 7 et 8 permettent à l'affaiblissement du transformateur différentiel d'être ajusté indépendamment de l'affaiblissement d'adaptation Toutefois, ainsi que représenté aux figures 3 et 5, les deux réseaux peuvent être remplacés par la prise centrale 10 si un ajustement indépendant de l'affaiblissement du transformateur différentiel et de l'affaiblissement d'adaptation n'est pas nécessaire La prise centrale 10 peut être une prise décalée pour assurer une meilleure adaptation d'impédance si nécessaire. On notera que les rapports de transformation des transformateurs 2 et 5 sont sélectionnés de manière indépendante et peuvent être choisis pour procurer un affaiblissement d'insertion de tension nulle en modes émission et réception Les densités de flux dues au signal de réception provenant de la ligne 4 dans les transformateurs 5 et 2 sont très faibles, du fait que dans ce dernier cas, l'impédance de fonctionnement du transformateur 2 comparée à l'élément de référence Z 15 est très faible, et dans le premier le nombre de spires du transformateur 5 est important Ainsi, l'intermodulation entre les signaux d'émission et de réception est diminuée, et les composantes de distorsion se produisant à partir du signal de réception dans la ligne 4 sont très faibles. Comme la valeur ohmique de l'enroulement du transformateur n'est pas critique, il est possible d'utiliser un fil très fin et d'augmenter le nombre de tours de l'enroulement de sorte qu'une très faible distorsion est créée même dans un transformateur peu encombrant. Par un choix approprié des valeurs de composants, il est possible de créer une réponse en fréquence plate pour les modes émission et réception Comme mentionné précédemment, tous les composants d'adaptation sont sur le côté ligne et si nécessaire le réseau d'adaptation peut être incorporé dans un cordon de ligne spécifique au réseau, ou le réseau d'adaptation peut être sélectionné par un cordon de ligne spécifique au réseau ou par un autre moyen sans commutation aux bornes ou communication à travers d'une barrière d'isolement de composante continue. Les composants (impédances) sélectionnables pour s'adapter aux caractéristiques nationales spécifiques peuvent être présélectionnés ou sélectionnés comme nécessaire par un moyen de commutation dans une plageou un certain nombre d'impédances sélectionnables qui peuvent être incorporées dans le cordon de la ligne (pour l'équipement local). L'opération peut être de plus améliorée par une disposition de contre-réaction qui sera décrite ci-après par référence aux figures 6 et 7. En se référant maintenant à la figure 2 qui illustre le principe général du système, on peut voir que le trajet d'émission 3 et que le trajet de réception 6 sont couplés aux dispositifs de barrière de composante continue 17 et 18 respectivement qui isolent l'équipement local, tel qu'un modem (non représenté) de la ligne 4 Les dispositifs 17 et 18 peuvent être des coupleurs optoélectroniques ou autres dispositifs qui laissent passer le signal sans laisser passer la composante continue Un réseau diviseur qui est constitué des réseaux 19 et 20 assure l'ajustement pour optimiser l'affaiblissement du transformateur différentiel Le réseau diviseur est couplé à la ligne 4 à l'aide d'un condensateur 21 et le réseau 22 est adapté à l'impédance de ligne 23. Des réalisations spécifiques de l'invention sont représentées aux figures 3, 4 et 5, sur lesquelles les composants ayant les mêmes références numériques sont comparables aux composants des figures 1 et 2 Ainsi que représenté sur la figure 5, si l'enroulement primaire 9 du transformateur 5 est directement couplé à la ligne 4, il est généralement nécessaire de prévoir un condensateur 24 afin d'isoler le transformateur 2 du courant de ligne Ce condensateur supplémentaire n'est pas nécessaire si le condensateur 21 isole le transformateur 5 de la ligne 4 comme représenté aux figures 3 et 4. En se référant maintenant aux figures 6 et 7, la contre-réaction peut être assurée sur la sortie émission 3 Ceci peut être obtenu comme représenté à la figure 6 par un transformateur supplémentaire 25 ayant son enroulement primaire 26 couplé aux bornes du pont et son enroulement secondaire 27 commandant un amplificateur 28 dont la sortie est renvoyée à la sortie émission 3 Le principe général est illustré à la figure 7 pour toute forme appropriée de dispositif d'isolement à barrière de composante continue. La figure 8 montre un autre mode de réalisation de l'invention On appréciera que d'autres formes et applications de l'invention sont possibles à l'intérieur des concepts inventifs comme décrit ci-dessus et comme représenté sur les dessins annexés. il REVENDICATIONS 1 Système de coupleur pour transmission duplex pour coupler un équipement de télécommunication local à une ligne de télécommunication comprenant un premier moyen ( 2) ayant une basse impédance pour isoler la sortie émission ( 3) de l'équipement local de la ligne ( 4), un second moyen ( 5) ayant une haute impédance pour isoler l'entrée réception ( 6) de l'équipement local de la ligne ( 4), et un réseau d'adaptation pour coupler les premier et second moyens ( 2 et 5) à la ligne ( 4). 2 Système de coupleur pour transmission duplex selon la revendication 1, caractérisé en ce que les premier et second moyens ( 2 et 5) sont constitués de transformateurs ayant chacun un enroulement primaire ( 12, 9) et un enroulement secondaire ( 11, 14). 3 Système de coupleur pour transmission duplex selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'enroulement secondaire ( 11) du premier moyen de transformateur ( 2) est connecté à partir d'une prise ( 10) à l'enroulement primaire ( 9) du second moyen de transformateur ( 5), dont l'enroulement secondaire ( 14) est connecté à l'entrée réception ( 6) de l'équipement local. 4 Système de coupleur pour transmission duplex selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'enroulement primaire ( 9) du second moyen de transformateur ( 5) est connecté à partir de la jonction d'un réseau connecté en série ( 7, 8) placé en parallèle aux bornes de l'enroulement secondaire ( 11) du premier moyen de transformateur ( 2), l'enroulement secondaire ( 14) du second moyen de transformateur ( 5) étant connecté à l'entrée réception ( 6) de l'équipement local. Système de coupleur pour transmission duplex selon la revendication 4, caractérisé en ce que le réseau connecté en série est constitué de deux éléments d'impédance résistive ( 7 et 8). 6 Système de coupleur pour transmission duplex selon la revendication 4 ou la revendication 5, caractérisé en ce que le réseau connecté en série comporte une impédance réactive. 7 Système de coupleur pour transmission duplex selon la revendication 3, caractérisé en ce que la prise ( 10) est connectée à l'enroulement primaire ( 9) du second moyen de transformateur ( 5) à l'aide d'un condensateur. 8 Système de coupleur pour transmission duplex selon la revendication 7, caractérisé en ce que la prise ( 10) est une prise centrale sur l'enroulement secondaire ( 11) du premier transformateur ( 2). 9 Système de coupleur pour transmission duplex selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'un amplificateur ( 13) procure une commande à basse impédance à partir de la sortie émission ( 3) de l'équipement local au premier moyen. Système de coupleur pour transmission duplex selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le premier moyen ( 2) comporte une sortie qui a sa composante continue isolée de son entrée et caractérisé en ce que la contre-réaction est délivrée à partir de la sortie du premier moyen ( 2) à ladite entrée. 11 Système de coupleur pour transmission duplex selon la revendication 10, caractérisé en ce que ladite sortie est connectée à un troisième moyen ( 25) d'isolement de composante continue dont la sortie est couplée à l'aide d'un amplificateur ( 28) à la sortie émission ( 3) de l'équipement local. 12 Système de coupleur pour transmission duplex selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte une impédance sélectionnable ( 15) pour effectuer une adaptation à l'impédance caractéristique de la ligne ( 4). 13 Système de coupleur duplex selon la revendication 12, caractérisé en ce que l'impédance sélectionnable ( 15) est sélectionnée à partir d'un certain nombre d'impédances sélectionnables par un moyen de commutation. 14 Système de coupleur pour transmission duplex selon la revendication 12 ou la revendication 13, caractérisé en ce que l'impédance sélectionnable ( 15) est incorporée dans le cordon de la ligne ( 4) pour l'équipement local.