Brevet FR2700432A1 — publié le 19940713

y "Dispositif commutateur de signaux de télévision pour une distribution par câble" La présente invention concerne un dispositif commutateur de signaux de télévision pour un système de distribution de télévision par câble destiné à relier une installation d'usager à une source de signal de télévision sélectionnée parmi une pluralité de sources, dispositif comprenant des interrupteurs constitués chacun d'une ou plusieurs diodes en série pouvant être rendues passantes ou bloquées au moyen d'une tension continue de commande, au moins un interrupteur dit "série" étant placé en série dans chaque voie reliant chacune des dites sources à l'installation d'usager, pendant qu'au moins un interrupteur dit "shunt" est placé en shunt sur chacune de ces voies, avec des moyens pour rendre l'interrupteur série passant et l'interrupteur shunt bloqué dans une voie correspondant à une source sélectionnée, et pour rendre l'interrupteur série bloqué et l'interrupteur shunt passant dans une voie correspondant à une source non sélectionnée. Un tel dispositif s'applique dans une tête ou dans un répartiteur d'étage d'un système de distribution de télévision par câble. Un tel dispositif est connu du document US-B-4,039,954 (Pieter den Toonder) Ce document décrit un système desservant quatre voies d'usager sur chacune desquelles il s'agit d'envoyer ou de ne pas envoyer un signal de télévision A cet effet sont prévus quatre interrupteurs, dont la description correspond au préambule ci-dessus. Un problème se pose avec ce genre d'interrupteur lorsqu'une pluralité d'entre eux sont connectés avec une de leurs bornes en commun (montage en étoile) Les interrupteurs bloqués, ainsi que les lignes qui conduisent à ces interrupteurs, présentent des capacités parasites qui, en s'ajoutant les unes aux autres, forment avec l'inductance parasite en série que présente celui des interrupteurs qui est passant un filtre passe-bas qui limite la bande passante d'une façon qui peut être gênante. La présente invention résout ce problème, du fait que, pour donner accès à m 2 sources (m au moins égal à 2), le dispositif comprend pour chaque installation d'usager des bornes intermédiaires en nombre m, un interrupteur série est placé entre l'installation d'usager et chacune des m bornes intermédiaires, et chacune des m bornes intermédiaires est reliée à m sources par, à chaque fois, un interrupteur série. Ainsi chaque interrupteur passant est connecté à un nombre limité d'interrupteurs bloqués, ce qui limite la capacité parasite. Dans une variante de réalisation particulière, la variable m vaut 2, c'est-à-dire que le dispositif comprend pour chaque installation d'usager deux bornes intermédiaires, un interrupteur série est placé entre l'installation d'usager et chacune des deux bornes intermédiaires, et chacune des deux bornes intermédiaires est reliée à deux sources par, à chaque fois, un interrupteur série. Ainsi chaque interrupteur passant est connecté à un seul interrupteur bloqué, ce qui limite au maximum la capacité parasite. Dans une forme de réalisation plus complexe, pour donner accès à m 3 sources (m au moins égal à deux), le dispositif comprend pour chaque installation d'usager deux niveaux de bornes intermédiaires avec un nombre m de bornes intermédiaires du premier niveau et un nombre m 2 de bornes intermédiaires du second niveau, un interrupteur série est placé entre l'installation d'usager et chacune des m bornes intermédiaires du premier niveau, chaque borne intermédiaire du premier niveau est reliée à m bornes intermédiaires du second niveau par, à chaque fois, un interrupteur série, et chacune des bornes intermédiaires du second niveau est reliée à m sources par, à chaque fois, un interrupteur série. Cette forme de réalisation permet la sélection d'un encore plus grand nombre de voies. Dans une variante particulière de cette deuxième forme de réalisation, la variable m vaut 2, c'est-à-dire que le dispositif comprend pour chaque installation d'usager deux bornes intermédiaires d'un premier niveau et quatre bornes intermédiaires d'un second niveau, un interrupteur série est placé entre l'installation d'usager et chacune des deux bornes intermédiaires du premier niveau, chacune des bornes intermédiaires du premier niveau est reliée à deux bornes intermédiaires du second niveau par, à chaque fois, un interrupteur série, et chacune des bornes intermédiaires du second niveau est reliée à deux sources par, à chaque fois, un interrupteur série. Cette variante permet d'offrir à chaque usager la possibilité de sélectionner huit voies différentes, avec une isolation excellente vis- à-vis des voies non choisies. Avantageusement, dans chaque voie reliant une source à l'installation d'usager, l'interrupteur shunt possédant deux extrémités, la première extrémité est reliée à la voie du côté de la source, et la seconde extrémité est, du point de vue du courant alternatif, reliée à une masse via une impédance d'adaptation. Ainsi les voies bloquées ne perturbent pas l'adaptation d'impédance de la voie utilisée, ce qui serait le cas si les interrupteurs bloqués étaient directement reliés à la masse ou laissés "en l'air" comme dans l'art antérieur. Une disposition particulièrement avantageuse des diodes dans l'ensemble des interrupteurs est obtenue lorsque la seconde extrémité de l'interrupteur shunt est également reliée par une résistance à une première source de référence de tension continue, que toutes les diodes des interrupteurs série et de l'interrupteur shunt correspondant à une même voie sont montées dans un sens tel que toutes les jonctions des diodes soient en cascade dans le même sens, et que, dans l'interrupteur série le plus proche de l'installation d'usager, l'extrémité la plus proche de l'installation d'usager est reliée par une résistance à une deuxième source de tension continue de polarisation, cependant que la première extrémité de l'interrupteur shunt constitue une entrée de commande de sélection de la voie et est connectée via une résistance à une source de tension de commande. Cette disposition permet de commander une voie au moyen d'une seule tension de commande, et avec le minimum de résistances et de capacités de découplage. Avantageusement, un interrupteur série comporte plusieurs diodes en série, et à chaque fois une capacité en shunt vers la masse est connectée entre deux des diodes en série d'un interrupteur série. Les dites capacités en shunt forment avec les inductances parasites des diodes une sorte de filtre passe-bas rudimentaire qui améliore l'isolation. Un agencement pour desservir quatre installations d'usager au moyen de quatre dispositifs commutateurs selon l'invention est remarquable en ce que les quatre dispositifs commutateurs sont physiquement disposés en deux paires selon quatre quadrants sur une face d'un circuit imprimé, il comporte un groupe de bornes d'entrée de signal commun pour les deux dispositifs de chacune des paires, les deux groupes de bornes d'entrée pour les deux paires sont disposées symétriquement, et deux bornes correspondant à une même source de signal de télévision sont connectées entre elles via des connexions traversantes reliées à une piste connectée à la dite source sur une autre face de circuit imprimé Une telle disposition résout avantageusement le problème topologique consistant à relier quatre usagers chacun à une pluralité de sources. Ces aspects de l'invention ainsi que d'autres aspects plus détaillés apparaîtront plus clairement grâce à la description suivante d'un mode de réalisation non limitatif. La figure 1 est un schéma d'un dispositif commutateur selon l'invention. Les figures 2 et 3 montrent deux variantes de réalisation d'un dispositif. La figure 4 est un schéma plus détaillé d'un interrupteur série. La figure 5 représente schématiquement un agencement pour desservir quatre installations d'usager au moyen de quatre dispositifs commutateurs élémentaires. Le dispositif dont le schéma est représenté sur la figure 1 est destiné à sélectionner un signal de source parmi quatre, afin de desservir une installation d'usager Les signaux des quatre sources sont amenés sur quatre entrées du dispositif, respectivement référencées IN 1,IN 2, IN 3, IN 4 L'installation d'usager est reliée par un câble à une sortie du dispositif référencée CA. Le dispositif comporte un interrupteur SE 1 dit "série", qui est placé en série dans la voie reliant l'entrée IN 1 à la sortie CA, un interrupteur SE 2 dit "série", qui est placé en série dans la voie reliant l'entrée IN 2 à la sortie CA, un interrupteur SE dit "série", 2 3 qui est placé en série dans la voie reliant l'entrée IN 3 à la sortie CA, un interrupteur SE 4 dit "série", qui est placé en série dans la voie reliant l'entrée IN 4 à la sortie CA. Les interrupteurs série SE 1 et SE 2 sont reliés par leur extrémité de droite sur la figure à une borne intermédiaire B 1, et de même les interrupteurs série SE et SE 4 sont reliés par leur extrémité de droite sur la figure à une borne intermédiaire B 2 Un interrupteur série S Ea est placé entre une borne US (reliée en courant alternatif par une capacité C à la borne CA de l'installation d'usager) et la borne intermédiaire B 1, et un interrupteur série S Eb est placé entre la borne US et la borne intermédiaire B 2. Une première extrémité (en haut sur la figure) d'un interrupteur SH 1 est reliée à l'entrée IN 1, celle d'un interrupteur SH 2 est reliée à l'entrée IN 2, celle d'un interrupteur SH 3 est reliée à l'entrée IN 3, un et celle d'un interrupteur SH 4 est reliée à l'entrée IN 4: ces interrupteurs sont dits "shunt" du fait qu'un d'entre eux est placé en shunt sur une des voies. Chacun de ces interrupteurs est constitué d'une ou plusieurs diodes en série pouvant être rendues passantes ou bloquées au moyen d'une tension continue de commande Les interrupteurs SE 1 à SE 4 sont ici constitués de trois diodes en série, alors que les interrupteurs S Ea et S Eb sont faits d'une seule diode, de même que les interrupteurs shunt SH 1 à S Hf 4. Les secondes extrémités (en bas sur la figure) des interrupteurs shunt SH 1 à SH 4 sont également reliées par une résistance, respectivement RR 1 à RR 41, à une première source de référence de tension continue Re Dans l'interrupteur série le plus proche (S Ea ou S Eb) de l'installation d'usager, c'est-à-dire de la sortie CA, l'extrémité de la diode la plus proche de la sortie CA est reliée par une résistance Rp à une deuxième source de tension continue de polarisation qui est ici la masse En outre la diode de l'interrupteur shunt SH 1 correspondant à la première voie (c'est-à-dire la voie allant de IN 1 à US et CA) est en série avec toutes les diodes des interrupteurs SE 1 et S Ea dans un sens tel que toutes les jonctions des diodes sont en cascade dans le même sens, autrement dit un même courant est susceptible de circuler en série dans toutes ces diodes, en allant de la source Re vers la masse. Néanmoins la première extrémité (en haut sur la figure) de l'interrupteur shunt SH 1 est connectée via une résistance RC 1 à une borne de commande C 01, pour constituer une commande de sélection de la voie La tension de la référence Re étant par exemple de 6 volts, une tension de commande CO 1 de 12 volts entraîne que les interrupteurs série SE 1 et S Ea sont passants et que l'interrupteur shunt SH 1 est bloqué: la voie correspondant à l'entrée IN 1 est sélectionnée Si cette tension est égale ou inférieure à zéro, les interrupteurs SE 1 et S Ea sont bloqués et l'interrupteur SHU est passant: la voie n'est pas sélectionnée Bien entendu les trois autres voies allant respectivement de l'entrée IN 2 à la borne US via les interrupteurs SE 2 et S Ea avec l'interrupteur shunt SH 21 de l'entrée IN 3 à la borne US via les interrupteurs SE 3 et S Eb avec l'interrupteur shunt SH 3 et de l'entrée IN 4 à la borne US via les interrupteurs SE 4 et S Eb avec l'interrupteur shunt SH 4, sont réalisées de la même manière et fonctionnent de la même façon. En outre dans chaque voie reliant une source à la sortie CA, la seconde extrémité (en bas sur la figure) d'un interrupteur shunt (SH 1 par exemple) est reliée du point de vue du courant alternatif à la masse via une capacité (Cl par exemple) destinée à arrêter le courant continu, en série avec une impédance d'adaptation (Zi par exemple) Ainsi, la valeur de cette impédance Zl étant choisie égale à l'impédance d'entrée de l'installation d'usager, le dispositif présente toujours pour une source la même impédance lorsqu'une voie est sélectionnée (c'est alors l'impédance de l'installation d'usager vue au travers des interrupteurs série passants) et lorsqu'elle ne l'est pas Pour assurer que l'impédance est correcte quoique puissent faire les usagers, il est prévu entre la sortie CA et l'usager un étage intermédiaire d'amplification AM qui présente les impédances requises Au lieu d'être branchée entre chaque interrupteur SH et la masse, une impédance d'adaptation Z pourrait aussi bien être branchée en série avec chaque résistance RR, entre cette dernière et l'interrupteur SH correspondant, avec un découplage par capacité vers la masse à partir du point commun à Z et RR. Les valeurs suivantes peuvent avantageusement être choisies pour les constituants du schéma: toutes les diodes: BA 592 (diode PIN) résistances RC 1 à RC 4 et Rp: environ 1,5 k Q résistances RR 1 à RR 4: environ 12 k Q capacités Ca, Cb: environ 0,5 p F capacités C 1 à C 4 et C: environ 330 p F La valeur de Z 1 à Z 4 dépend du nombre d'installations à desservir en parallèle et de l'impédance normalisée des lignes, si cette impédance est de 75 Q et qu'il y a quatre installations (comme dans le cas de la figure 5 décrite ci-après), alors Z est choisie égale à 300 Q, de même que l'impédance d'entrée de l'amplificateur AM. Des moyens banals, non représentés, permettent de fournir des tensions de commande CO 1 à CO 4 telles qu'une seule d'entre elles soit de 12 volts, pendant que les trois autres sont à la masse Par exemple, l'installation d'usager étant munie de moyens pour engendrer et envoyer dans le câble, vers le système de distribution c'est-à-dire ici vers la borne CA, un signal de commande définissant avec quelle source, parmi la pluralité de sources, l'installation d'usager doit être reliée par le câble, le dispositif de la figure comporte alors des moyens OP pour convertir le dit signal de commande sur le câble en quatre tensions continues de commande appliquées aux quatre bornes C 01 à CO 4 Ces moyens non représentés parce que l'homme du métier peut les imaginer facilement peuvent par exemple, dans le cas o le signal de commande appliqué au câble consiste en une tension continue, différente selon la source désirée, être constitués de façon bien connue à partir de comparateurs qui comparent la tension de commande reçue sur le câble avec différentes tensions de référence Une capacité C isole les interrupteurs et la borne US de la tension continue appliquée au câble CA. La figure 2 montre une installation offrant le choix entre huit sources SOU de signaux de télévision Les sources sont réparties en quatre groupes de deux sources Le dispositif comprend deux niveaux de bornes intermédiaires avec deux bornes intermédiaires B 1 l, B 12 du premier niveau et quatre bornes intermédiaires B 21, B 22, B 23, B 24 du second niveau, un interrupteur série symbolisé par un rectangle est placé entre l'installation d'usager US et chacune des deux bornes intermédiaires B 1 l, B 12 du premier niveau, chacune de celles-ci B 1 l, B 12 est reliée à deux bornes intermédiaires respectivement B 21, B 22 et B 23, B 24 du second niveau par, à chaque fois, un interrupteur série, et chacune des bornes intermédiaires du second niveau est reliée à deux sources par, à chaque fois, un interrupteur série Les interrupteurs shunt ne sont pas représentés pour simplifier la figure. La figure 3 montre une installation offrant le choix entre neuf sources SOU de signaux de télévision A partir d'une borne d'usager US, trois interrupteurs série symbolisés chacun par un rectangle conduisent respectivement à trois bornes intermédiaires B 1, B 2, B 3 Les sources sont réparties en trois groupes de trois sources, et chacune des trois sources d'un groupe est reliée à une borne intermédiaire par, à chaque fois, un interrupteur série Les interrupteurs shunt ne sont pas représentés pour simplifier la figure Un tel dispositif est moins satisfaisant que celui de la figure 2, parce que chaque diode passante est reliée, soit au niveau d'une borne soit au niveau de la sortie US, à deux autres diodes qui sont bloquées (au lieu d'une seule dans le cas de la figure 2), et que donc la capacité parasite y est plus grande. L'interrupteur série de la figure 4 comporte trois diodes D 1, D 2, D 3 en série Entre chacune des diodes respectivement D 1, D 2, et D 2, D 3, une capacité respectivement Ca$ Cb est montée en shunt vers la masse. Les interrupteurs SE 1 à SE 4 de la figure 1 sont réalisés de cette manière, alors que tous les autres comportent une simple diode. L'agencement de la figure 5 dessert quatre installations d'usager reliées aux bornes C Al à CA 4 situées sur un circuit imprimé CI Sur ce circuit sont réalisés quatre dispositifs commutateurs 1, 2, 3, 4 correspondant chacun au schéma de la figure 1 Ils possèdent donc chacun une sortie respectivement C Al, CA 2, CA 3, CA 4 reliée à chaque fois à une installation d'usager, et chacun quatre bornes d'entrée IN 1 à IN 4 dont chacune doit être reliée à une parmi quatre sources distinctes Il est prévu deux groupes de bornes d'entrée qui sont disposés symétriquement par rapport à un axe AXH, horizontal sur la figure On rencontre successivement (en partant du haut sur la figure) une borne IN 1, une borne IN 2 une borne IN 3, une borne IN 4 puis à nouveau une borne IN 4, puis une borne IN une borne IN 2, et enfin une borne IN 1 Les deux dispositifs 1 et 2 sont placés symétriquement par rapport à un axe AXV, vertical sur la figure, et quatre bornes d'entrée IN 1 à IN 4 sont communes au dispositif 1 et au dispositif 2 Il en est de même pour les dispositifs 3 et 4 Ainsi les quatre dispositifs commutateurs sont physiquement disposés en deux paires selon quatre quadrants sur le circuit imprimé A chaque fois, deux bornes correspondant à une même source de signal de télévision (les deux bornes IN 1 par exemple correspondant à une source S Ol) sont connectées entre elles via des connexions traversantes indiquées par un anneau sur la figure, qui sont reliées à une piste dessinée en trait gras, laquelle est située sur une autre face de circuit imprimé et est connectée à la source de même numéro (SOQ par exemple) Pour des fréquences basses la dite autre face de circuit imprimé est la seconde face du circuit imprimé portant les commutateurs, circuit qui est du type double-face, et les connexions traversantes sont des trous métallisés A des fréquences élevées une diaphonie serait à craindre entre les pistes situées de part et d'autre d'un tel circuit; alors un circuit à trois couches avec un plan de masse au centre peut être utilisé, ou bien deux circuits simple face, placés dos-à-dos avec entre eux une paroi en matériau conducteur munie d'orifices pour le passage de connexions traversantes constituées, par exemple, par des broches métalliques rapportées. Les impédances doivent être adaptées lorsqu'il y a ainsi quatre dispositifs Les impédances Z de la figure 1 aussi bien que l'impédance d'entrée de l'amplificateur A sont alors choisies égales à quatre fois l'impédance normalisée des lignes de l'installation. Il est clair qu'une telle topologie peut encore être utilisée quand le nombre de sources est supérieur à quatre. REVENDICATIONS 1 Dispositif commutateur de signaux de télévision pour un système de distribution de télévision par câble destiné à relier une installation d'usager à une source de signal de télévision sélectionnée parmi une pluralité de sources, dispositif comprenant des interrupteurs constitués chacun d'une ou plusieurs diodes en série pouvant être rendues passantes ou bloquées au moyen d'une tension continue de commande, au moins un interrupteur dit "série" étant placé en série dans chaque voie reliant chacune des dites sources à l'installation d'usager, pendant qu'au moins un interrupteur dit "shunt" est placé en shunt sur chacune de ces voies, avec des moyens pour rendre l'interrupteur série passant et l'interrupteur shunt bloqué dans une voie correspondant à une source sélectionnée, et pour rendre l'interrupteur série bloqué et l'interrupteur shunt passant dans une voie correspondant à une source non sélectionnée, caractérisé en ce que pour donner accès à m 2 sources (m au moins égal à 2), le dispositif comprend pour chaque installation d'usager des bornes intermédiaires en nombre m, un interrupteur série est placé entre l'installation d'usager et chacune des m bornes intermédiaires, et chacune des m bornes intermédiaires est reliée à m sources par, à chaque fois, un interrupteur série. 2 Dispositif selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la variable m vaut 2, c'est-à-dire que le dispositif comprend pour chaque installation d'usager deux bornes intermédiaires, un interrupteur série est placé entre l'installation d'usager et chacune des deux bornes intermédiaires, et chacune des deux bornes intermédiaires est reliée à deux sources par, à chaque fois, un interrupteur série. 3 Dispositif commutateur de signaux de télévision pour un système de distribution de télévision par câble destiné à relier une installation d'usager à une source de signal de télévision sélectionnée parmi une pluralité de sources, dispositif comprenant des interrupteurs constitués chacun d'une ou plusieurs diodes en série pouvant être rendues passantes ou bloquées au moyen d'une tension continue de commande, au moins un interrupteur dit "série" étant placé en série dans chaque voie reliant chacune des dites sources à l'installation d'usager, pendant qu'au moins il un interrupteur dit "shunt" est placé en shunt sur chacune de ces voies, avec des moyens pour rendre l'interrupteur série passant et l'interrupteur shunt bloqué dans une voie correspondant à une source sélectionnée, et pour rendre l'interrupteur série bloqué et l'interrupteur shunt passant dans une voie correspondant à une source non sélectionnée, caractérisé en ce que pour donner accès à m 3 sources (m au moins égal à deux), le dispositif comprend pour chaque installation d'usager deux niveaux de bornes intermédiaires avec un nombre m de bornes intermédiaires du premier niveau et un nombre m 2 de bornes intermédiaires du second niveau, un interrupteur série est placé entre l'installation d'usager et chacune des m bornes intermédiaires du premier niveau, chaque borne intermédiaire du premier niveau est reliée à m bornes intermédiaires du second niveau par, à chaque fois, un interrupteur série, et chacune des bornes intermédiaires du second niveau est reliée à m sources par, à chaque fois, un interrupteur série. 4 Dispositif selon la revendication précédente, caractérisé en ce que m= 2, c'est-à-dire qu'il comprend pour chaque installation d'usager deux bornes intermédiaires d'un premier niveau et quatre bornes intermédiaires d'un second niveau, un interrupteur série est placé entre l'installation d'usager et chacune des deux bornes intermédiaires du premier niveau, chacune des bornes intermédiaires du premier niveau est reliée à deux bornes intermédiaires du second niveau par, à chaque fois, un interrupteur série, et chacune des bornes intermédiaires du second niveau est reliée à deux sources par, à chaque fois, un interrupteur série. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que, dans chaque voie reliant une source à l'installation d'usager, l'interrupteur shunt possédant deux extrémités, la première extrémité est reliée à la voie du côté de la source, et la seconde extrémité est, du point de vue du courant alternatif, reliée à une masse via une impédance d'adaptation. 6 Dispositif selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la seconde extrémité de l'interrupteur shunt est également reliée par une résistance à une première source de référence de tension continue, en ce que toutes les diodes des interrupteurs série et de l'interrupteur shunt correspondant à une même voie sont montées dans un sens tel que toutes les jonctions des diodes soient en cascade dans le même sens, et en ce que, dans l'interrupteur série le plus proche de l'installation d'usager, l'extrémité la plus proche de l'installation d'usager est reliée par une résistance à une deuxième source de tension continue de polarisation, cependant que la première extrémité de l'interrupteur shunt constitue une entrée de commande de sélection de la voie et est connectée via une résistance à une source de tension de commande. 7 Dispositif selon la revendication précédente, caractérisé en ce que les première et deuxième sources de tension ont des valeurs telles que, en l'absence de tension de commande, elles polariseraient la cascade de diodes dans le sens direct. 8 Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'un interrupteur série comporte plusieurs diodes en série. 9 Dispositif selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu'il comporte à chaque fois une capacité en shunt vers la masse, connectée entre deux des diodes en série d'un interrupteur série. 10 Agencement pour desservir quatre installations d'usager au moyen de quatre dispositifs commutateurs selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les quatre dispositifs commutateurs sont physiquement disposés en deux paires selon quatre quadrants sur une face d'un circuit imprimé, il comporte un groupe de bornes d'entrée de signal commun pour les deux dispositifs de chacune des paires, les deux groupes de bornes d'entrée pour les deux paires sont disposées symétriquement, et deux bornes correspondant à une même source de signal de télévision sont connectées entre elles via des connexions traversantes reliées à une piste connectée à la dite source sur une autre face de circuit imprimé.