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"" PERFECTIONNEMENTS AUX DISPOSITIFS ELECTRIQUES A ACTION RETARDEE.- ""
La présente invention est relative aux appareils destinés à être actionnés par des courants, ou impulsions électriques, plus particuliè- rement à ceux destinés à être actionnés par un état électrique, seulement après un intervalle de temps prédétermina postérieurement à la production de cet état électrique.
Plus particulièrement, l'invention est relative à un appareil destiné à retarder le fonctionnement d'un relais, ou autre mécanisme sensible à une action électrique.
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L'objet de l'invention est de créer un appareil qui ne comprenne pas de pièces mobiles, pour remplir sa fonction de retard et qui soit néan- moins de fonctionnement sûr.
L'invention a également pour objet de créer un appareil, dans lequel le temps nécessaire au fonctionnement, soit fixé à toute Saleur dési- rée.
Pour réaliser l'invention, on prévoit des moyens d'emmagasiner de l'énergie électrique, pour commander le fonctionnement d'un dispositif sensi- ble aux actions électriques. Le fonctionnement du dispositif sensible aux actions électriques, dépend de la quantité d'énergie électrique emmagasinée* Pour produire'une opération d'un dispositif sensible aux actions électriques, des moyens peuvent être prévus pour faire varier la quantité d'énergie emma- gasinée dans le dispositif prévu à cet effet. Des moyens peuvent aussi être prévus pour commander la vitesse de variation de la quantité d'énergie emma- gasinée.
Par un réglage de ces derniers moyens mentionnés, le temps nécessaire pour faire varier la quantité d'énergie emmagasinée d'une valeur pour laquelle le dispositif sensible aux actions électriques ne fonctionne pas à une valeur pour laquelle il fonctionne, peut être déterminé à tout intervalle de temps dé- sire.
Dans la réalisation particulière de l'invention que l'on va décrire, on emploie en liaison avec des moyens d'emmagasiner l'énergie, un moyen qui est commandé par la tension résultante de l'énergie emmagasinée, et cette tension dépend naturellement de la quantité d'énergie emmagasinée. Un type convenable de dispositif fonctionnant sous l'action de cette tension, est un tube à trois électrodes du type à décharge électronique contenant la grille, ou circuit de commapde, et la plaque , ou circuit de sortie usuel,
L'invention sera mieux comprise, quant à sa disposition et à son mode de fonctionnement, en se référant à la description et aux dessins qui l'ac- compagnent, dans lesquels t
La Fig.lreprésente'schématiquement une disposition de circuits réa- lisant l'invention.
La Fig. Z représente l'emploi de la pré-sente invention dans un sys- tème à appels sélectifs pour communications téléphoniques.
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Sur la Fig.l on a représenté un dispositif à décharge électronique 1 du type à trois électrodes, ayant la cathode usuelle 2, l'anode 3 , et la gril- le 4. Le circuit de sortie, ou plaque du dispositif, comprend la source usuelle d 'énergie 5 et l'enroulement 6 d'un relais dont l'armature7 vient fermer un circuit en 8, quand le relais est excité.Lorsque le relais n'est pas excité, l'armature 7 vient en 9, et ferme un second circuit.
Dans le circuit.de grille ou de commande du tube 1, sont disposés : en parallèle un dispositif emmagasineur d'énergie, consistant en un condensateur
10 et une résistance élevée r, et la batterie 12 dont la borne négative est re- liée à la grille 4, par l'intermédiaire d'un interrupteur 13. Cette batterie est de valeur telle que la tension négative qu'elle applique sur la grille 4, est suffisante soit pour interrompre entièrement le courant du circuit de pla- que, soit pour le réduire à une valeur telle que l'enroulement 6 ne sit pas suffisamment excité pour faire fonctionner le relais. Si donc, la batterie Le est déconnectée, de la grille par exemple, par l'ouverture de l'interrupteur 13 la grille restera à une tension négative par l'effet de la charge du condensa- teur 10.
L'énergie emmagasinée dans le condensateur 10 se déchargera,toutefois graduellement, dans la résistance r jusqu'à ce que la tension de la grille 4 soit abaissée à une valeur, qui permette à un courant suffisant de traverser le circuit du tube 1, pour actionner le relais.
Le temps nécessaire pour que cette opération se produise, dépend naturellement de la quantité d'énergie emmagasinée dans le condensateur 10, de la valeur de la résistance r et de la différence entre la tension normale de la grille 4 et la tension pour laquelle un courant suffisant pour faire fonc- tionner le relais traverse le circuit de plaque.
Par un réglage de ces différentes variables, l'intervalle de temps entre l'ouverture de l'interrupteur 13 et le fonctionnement du relais, peut être fixé à toute valeur désirée. Le retard varie directement comme le produit de la résistance par la capacité et comme le logarithme du rapport entre la tonsion de charge et la tension de grille pour laquelle le relais fonctionne.
On a cons- taté que, en pratique, cet intervalle peut être déterminé très exactement à tou- te valeur désirée, et qu'il reste constant durant de longues périodes de fana-
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Dans le système de la Fig.2, on a représenté l'application du dispositif à action retardée, tel que décrit, à un système destiné à recevoir un appel et faire sonner un timbre, ou faire fonctionner tout autre mode désiré de signal; et aussi à un système pour transmettre un appel pour faire fonction- ner un timbre, à toute autre station dé¯sirée. Ce système convient particuliè- rement avec les systèmes de communications téléphoniques dis à courants por- teurs, bien qu'il puisse être appliqué aux communications ordinaires par fils ou par radio.
Dans le système représenté, le fonctionnement est déterminé par l'interruption d'un courant d'appel. Lorsque le système doit être employé pour recevoir un appel, le courant d'appel, qui peut être un courant de haute fré- quence modulé, est reçu et détecté par tout appareil convenable, et ce courant détecté est appliqué, au moyen d'un transformateur 14, sur le circuit d'entrée du dispositif 1. Lorsque le courant est ainsi reçu, la tension de la grille 4 est suffisamment élevée pour déterminer le fonctionnement du relais 6, qui fer- me le contact en 8 et complète ainsi un circuit allant de la batterie 15 à l'en- roulement 9 du relais sélecteur 10. ce relais sélecteur 10 est de tout type bien connu, qui peut être réglé pour être actionné seulement par une succession d'impulsions prédéterminées.
Lorsque le courant d'appel est interrompu, le relais 6 laisse immédiatement tomber son armature, et le circuit comprenant l' enroulement 9 est ainsi ouvert. On voit dono que le circuit comprenant l'enrou- lement 9 est ouvert à chaque interruption du courant d'appel, et fermé immédia- tement quand le courant d'appel recommence à passer, Lorsque le nombre des in- terruptions du courant d'appel, et l'ordre dans lequel ces interruptions sont produites, correspondent au nombre fixé pour l'opération du sélecteur 10, le contact est fermé en 11, ce qui complète le circuit allant de la source 15 au timbre 16.
Ce circuit reste fermé tant que le courant d'appel continue à passer, car le relais 6 reste alors .excité ' -,
Le système est muni d'un appareil téléphonique qui peut stria du type généralement utilisé dans les systèmes pour interconnexions téléphoniques.
Ceci est indiqué simplement schématiquement sur le dessin, comme comprenant le récepteur usuel 17, le transmetteur 171 et le dispositif à candran 18. Lorsque l'appel est reçu ainsi que décrit, la personne répondant à l'appel soulève le récepteur téléphonique 17 de son support, et ferme ainsi les contacts 19 et 20
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Le contact 19 complète un circuit allant de la borne négative de la source 15 à travers le contact 21, le mécanisme à cadran et l'enroulement 22'd'un relais principal, pour retourner à la borne positive de la source 15,
Ce relais fonctionne de façon à ouvrir lescontacts 23 et 24 et à fermer les contacte @5 et 26* Par l'ouverture du contact 23, le secondaire du transformateur 14 est déconnecté du circuit de grille,
ce qui s'oppose à toute possibilité d'alimenter d'énergie le dispositif 1, pendant les opéra- tions subséquentes. L'ouverture du contact 23 déconnecte la batterie 12 du circuit de grille, et la fermeture du contact 25 met la résistance r, et le condensateur 10 directement en série avec la grille, par l'intermédiaire de la connexion 27. Le condensateur 10 étant chargé complètement et le courant d'appel fourni à la grille 4 étant interrompu, le relais 6 est désexcité et son armature 7 en contact avec le contact inférieure 81. L'enroulement 9 étant désexcite, le contact 11 s'ouvre et le circuit du timbre est interrompu.Au moment où le contact est fermé en 26, un circuit se trouve complète, de la bor- mont ne positive de la source 15, aux contacts 81 et 26 et à 1' enroulé/28 d'un relais.
Ce relais, étant excité, ouvre le contact 29 et ferme le contact 30. Le résul- tat de ceci est de mettre en circuit le générateur, ou source de courant d'appel 31, par l'intermédiaire de l'enroulement primaire 32 du transformateur 33, et de déconnecter le microphone 171 de oe primaire.
Le générateur 31 est entraîné par un moteur 34 alimenté de cou- rant par une batterie 15. Le circuit du moteur est fermé au moyen d'un relais 36 qui est aussi excité par la fermeture du contact 19, lorsque le récepteur est enlevé de son crochet de support. Au moment où le relais 35 fonctionne, un autre mécanisme peut aussi être amené en action, pour mettre en fonctionnement l'équipement transmetteur, et déterminer la production de courants de haute fréquence modulés. Il faut un court intervalle de'temps pour que cet appareil entre en action, et par suite, le générateur 31 n'envoie pas immédiatement un courant d'appel.
Avant que l'équipement transmetteur ne fonctionne, la charge du condensateur 10 est suffisamment réduite pour permettre au relais 6 d'être excité, ce qui ouvre le circuit du relais 28, déconnecte le générateur 31 du transformateur micropnonique, et y relie le microphone. Le système est alors prêt pour la transmission d'une conversation,
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Lorsque l'opérateur désire appeler une autre station, il enlève le récepteur 17 de son croc-het et donne au transmetteur le tempe d'entrer en fonctionnement. Il se produit le même cycle d'opérations de relais que celui décrit précédemment. L'opérateur actionne alora le cadran de façon à appelez la station désirée , à la manière usuelle.
En libérant le cadran, après chaque rotation pendant l'appel, le cadran revient à sa position normale, coupant le circuit du relais 22 autant de fois qu'il y a d'unités marquées correspondant à l'ouverture du cadran considérée. A chaque interruption, le relais principal 22 ouvre et ferme immédiatement après le contact qu'il commande. A chaque in-' terruption, par suite, le condensateur 10 et la résistance de décharge r sont momentanément reliés aux bornes de la batterie 12, puis mis en série de nou- veau avec la grille 4. Cette action maintient négative la charge de la grille, durant la manoeuvre du cadran, et le relais 6 reste ainsi désexcité. Dans ce but, le retard doit être assez grand pour que le relais ne fonctionne pas du- rant l'intervalle de temps normal qui s'écoule entre deux déplacements consé- cutifs, pour l'obtention du nombre appelé.
L'interruption du courant d'appel est obtenue par l'ouverture momentanée du contact 26 et l'ouverture subséquente du contact 30.
Le système d'appel décrit peut, à juste titre, être dénommé un système à Interruption,'plutôt qu'un système à impulsions, cas les impulsions sont de longue durée relativement aux interruptions. Un système employant de courtes impulsions et de longues interruptions serait beaucoup plus sensible aux parasites et autres perturbations donnant l'effet d'impulsions supplémen- taires dans le train de signaux reçus, et par suite, causant l'impossibilité d'obtenir l'appel désiré, ou donnant un faux appel.
Le circuit de grille du dispositif 1 est de préférence shunté par un condensateur de court-circuit 36, de valeur relativement faible, destiné à protéger le dispositif 1 de tout dommage dû au courant de haute fréquence, quand l'équipement transmetteur fonctionne.
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"" IMPROVEMENTS TO DELAYED ACTION ELECTRICAL DEVICES.- ""
The present invention relates to apparatus intended to be actuated by electrical currents, or pulses, more particularly to those intended to be actuated by an electrical state, only after a predetermined time interval subsequent to the production of this electrical state.
More particularly, the invention relates to an apparatus intended to delay the operation of a relay, or other mechanism sensitive to an electrical action.
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The object of the invention is to create an apparatus which does not include moving parts, in order to fulfill its delay function and which is nevertheless reliable in operation.
Another object of the invention is to provide an apparatus in which the time required for operation is fixed at any desired salt.
To carry out the invention, means are provided for storing electrical energy, to control the operation of a device sensitive to electrical actions. The operation of the device sensitive to electrical actions depends on the quantity of electrical energy stored * To produce an operation of a device sensitive to electrical actions, means can be provided for varying the quantity of energy stored in the device. the device provided for this purpose. Means may also be provided for controlling the rate of variation of the quantity of energy stored.
By adjusting the latter mentioned means, the time required to vary the amount of stored energy from a value for which the device sensitive to electrical actions does not operate to a value for which it operates, can be determined at any interval. of time.
In the particular embodiment of the invention which will be described, one employs in connection with means for storing energy, a means which is controlled by the voltage resulting from the stored energy, and this voltage naturally depends on the amount of energy stored. A suitable type of device operating under the action of this voltage is a three-electrode tube of the electronic discharge type containing the gate, or control circuit, and the usual plate, or output circuit,
The invention will be better understood, as to its arrangement and its mode of operation, by reference to the description and to the accompanying drawings, in which t
Fig. 1 schematically shows an arrangement of circuits embodying the invention.
Fig. Z represents the use of the present invention in a selective call system for telephone communications.
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In Fig. 1 there is shown an electronic discharge device 1 of the three-electrode type, having the usual cathode 2, the anode 3, and the grill 4. The output circuit, or plate of the device, comprises the usual source of energy 5 and the winding 6 of a relay whose armature 7 closes a circuit at 8, when the relay is energized. When the relay is not energized, armature 7 comes to 9, and closes a second circuit.
In the grid or control circuit of the tube 1, are arranged: in parallel an energy storage device, consisting of a capacitor
10 and a high resistance r, and the battery 12, the negative terminal of which is connected to the gate 4, by means of a switch 13. This battery is of such value that the negative voltage which it applies to the gate 4, is sufficient either to completely interrupt the current of the plate circuit, or to reduce it to a value such that the winding 6 is not sufficiently excited to operate the relay. If therefore, the battery Le is disconnected, from the grid for example, by opening the switch 13, the grid will remain at a negative voltage by the effect of the charging of the capacitor 10.
The energy stored in capacitor 10 will discharge, however gradually, in resistor r until the voltage of gate 4 is lowered to a value, which allows sufficient current to flow through the circuit of tube 1, to actuate the relay.
The time required for this operation to occur naturally depends on the quantity of energy stored in the capacitor 10, on the value of the resistance r and on the difference between the normal voltage of the gate 4 and the voltage for which a current sufficient to operate the relay passes through the plate circuit.
By adjusting these various variables, the time interval between the opening of the switch 13 and the operation of the relay can be set at any desired value. The delay varies directly as the product of the resistance times the capacitance and as the logarithm of the ratio between the load tone and the gate voltage for which the relay operates.
It has been found that, in practice, this interval can be determined very exactly at any desired value, and that it remains constant during long periods of fanfare.
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In the system of FIG. 2, there is shown the application of the delayed-action device, as described, to a system intended to receive a call and ring a bell, or to operate any other desired mode of signal; and also to a system to transmit a call to operate a bell, to any other desired station. This system is particularly suitable for power line telephone communications systems, although it can be applied to ordinary wire or radio communications.
In the system shown, operation is determined by the interruption of an inrush current. When the system is to be used to receive a call, the inrush current, which may be a modulated high frequency current, is received and detected by any suitable device, and this detected current is applied, by means of a transformer 14, on the input circuit of device 1. When the current is thus received, the voltage of the grid 4 is high enough to determine the operation of the relay 6, which closes the contact at 8 and thus completes a circuit going from the battery 15 to the coil 9 of the selector relay 10. this selector relay 10 is of any well known type, which can be set to be actuated only by a succession of predetermined pulses.
When the inrush current is interrupted, the relay 6 immediately drops its armature, and the circuit comprising the winding 9 is thus opened. We see therefore that the circuit comprising winding 9 is open at each interruption of the inrush current, and closed immediately when the inrush current begins to flow again, When the number of interruptions of the inrush current. call, and the order in which these interrupts are produced, correspond to the number fixed for the operation of selector 10, the contact is closed at 11, which completes the circuit going from source 15 to gong 16.
This circuit remains closed as long as the inrush current continues to flow, because relay 6 then remains energized '-,
The system is provided with a telephone apparatus which can be stripped of the type generally used in systems for telephone interconnections.
This is indicated simply schematically in the drawing, as comprising the usual receiver 17, the transmitter 171 and the candran device 18. When the call is received as described, the person answering the call lifts the telephone receiver 17 from his or her. support, and thus closes contacts 19 and 20
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Contact 19 completes a circuit from the negative terminal of source 15 through contact 21, the dial mechanism and winding 22 'of a main relay, back to the positive terminal of source 15,
This relay operates in such a way as to open contacts 23 and 24 and to close contacts @ 5 and 26 * By opening contact 23, the secondary of transformer 14 is disconnected from the gate circuit,
which precludes any possibility of supplying energy to the device 1 during the subsequent operations. The opening of the contact 23 disconnects the battery 12 from the grid circuit, and the closing of the contact 25 places the resistor r, and the capacitor 10 directly in series with the grid, through the intermediary of the connection 27. The capacitor 10 being fully charged and the inrush current supplied to the gate 4 being interrupted, the relay 6 is de-energized and its armature 7 in contact with the lower contact 81. The winding 9 being de-energized, the contact 11 opens and the circuit of the The timbre is interrupted. By the time the contact is closed at 26, a circuit is complete, from the positive terminal of source 15, to contacts 81 and 26 and to the coil / 28 of a relay.
This relay, being energized, opens contact 29 and closes contact 30. The result of this is to switch on the generator, or inrush current source 31, through the primary winding 32 of the circuit. transformer 33, and disconnect the microphone 171 from the primary oe.
The generator 31 is driven by a motor 34 supplied with current by a battery 15. The motor circuit is closed by means of a relay 36 which is also energized by the closing of the contact 19, when the receiver is removed from its socket. support hook. As the relay 35 operates, another mechanism may also be brought into action, to activate the transmitting equipment, and to determine the production of modulated high frequency currents. It takes a short time for this device to come into operation, and therefore the generator 31 does not immediately send an inrush current.
Before the transmitting equipment operates, the load on capacitor 10 is sufficiently reduced to allow relay 6 to be energized, which opens the circuit of relay 28, disconnects generator 31 from the micropnonic transformer, and connects the microphone to it. The system is then ready for the transmission of a conversation,
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When the operator wishes to call another station, he removes the receiver 17 from its hook and gives the transmitter the time to enter into operation. The same cycle of relay operations occurs as described above. The operator then activates the dial so as to call the desired station, in the usual manner.
By releasing the dial, after each rotation during the call, the dial returns to its normal position, cutting the circuit of relay 22 as many times as there are units marked corresponding to the opening of the dial considered. At each interruption, the main relay 22 opens and closes immediately after the contact it controls. At each interruption, therefore, the capacitor 10 and the discharge resistor r are momentarily connected to the terminals of the battery 12, then put in series again with the grid 4. This action maintains the charge of the battery negative. grid, while the dial is being operated, and relay 6 thus remains de-energized. For this purpose, the delay must be large enough so that the relay does not operate during the normal time interval which elapses between two consecutive movements, to obtain the called number.
The inrush current is interrupted by the momentary opening of contact 26 and the subsequent opening of contact 30.
The described calling system can properly be referred to as an Interrupt system, rather than a pulse system, where the pulses are of long duration relative to the interrupts. A system employing short pulses and long interruptions would be much more susceptible to noise and other disturbances giving the effect of additional pulses in the received signal stream, and hence causing the inability to get the call. desired, or giving a false call.
The gate circuit of the device 1 is preferably bypassed by a short-circuit capacitor 36, of relatively low value, intended to protect the device 1 from any damage due to the high frequency current, when the transmitting equipment is operating.