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. PEEFE0TIOL:dE]J1ElfTS AUX DISPOSITIFS SElI,TC'iEURS POUR LIGUES SERVANT
A LA FOIS A TRANSMETTRE DES COURANTS TELEPHONIQUES ET TELEGRAPHIQUES.
Cette invention se rapporte à des systèmes électriques pour signalisation multiplex, et plus particulièrement à des per- fectionnements apportés aux arrangements sélecteurs, ordinairement prévus aux extrémités des lignes de tels systèmes, afin d'éviter que les différents courants utilisés n'interfèrent entre-eux.
Dans les systèmes de signalisation servant à transmettre à la fois des courants téléphoniques et des courants télégraphiques sur les mêmes circuits de ligne, il a été de pratique jusqu'à ce jour d'établir aux extrémités de ces circuits, des dispositifs dénommés "ensembles composés" par lesquels les courants télégraphiques et téléphoniques reçus sont séparés et dirigés vers leurs circuits respectifs sans qu'il en résulte d'interférence entre-eux. Un tel ensemble composé fonctionne donc pour empêcher les courants télégraphiques de départ de passer par le circuit des courants téléphoniques, et vice-versa. Jusqu'à présent, ces ensembles composés ont séparés les chemins téléphoniques des chemins télégraphiques en se basant sur une distinction de fréquences.
Dans la présente invention, on se sert non seulement d'une
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distinction de fréquences pour faciliter la séparation des courants reçus, mais on a aussi recours à d'autres nouveaux faits et prin- cipes pour éviter l'interférence entre ces divers genres de courante dans les différents chemins prévus aux stations terminus.
En réa- lisent certaines relations d'impédance dans les ensembles composée, on peut obtenir une relation conjuguée entre les chemins téléphoni- ques et télégraphiques, de telle sorte que les courants d'un certain genre ne peuvent passer dans les circuits prévus pour les coursais de l'autre genre, sans qu'une distinction de fréquences soit ;
.éces- seire. De plus en amenant les impédances des appareils terminus té légraphiques et téléphoniques pratiquement égales à une single ré- sistance commune, l'impédance de ces appareils par rapport à la fig. ne, et considérée à travers l'ensemble composé, est aussi épal pra- tiquement à une simple résistance pour toutes les troque-ces. De mène l'impédance de la ligne par rapport aux appareils télépnonichiques et télégraphiques considérée à travers l'ensemble composé, peut être rendue égale à une simple résistance, à une impédance de ligne, ou à toute autre impédance voulue.
Ces faits tendent à améliorer les caractéristiques de transmission du système en évitant les effets d'échos et de réflexion, ainsi que les pertes dues à ces effec.
L'invention est plus facilement comprise d'après la des- cription suivante basée sur le dessin ci-joint. Sur celai-ci les figures 1,2,4 et 5 servent à l'exposé de certains principes carac- téristiques de l'invention. Les figures 3 et 6 montrent deux for- ries schématiques de réalisation. La f ig.7 est une réalisation pra- tique, et la fig.8 se rapporte à une modification apporté à l'arram gement de la figure 7.
Sur ces diverses figures, les termes Tp,Tg, et M désign- ent respectivement une source ou un chemin pour courants de fré- quences téléphoniques, une source ou un chemin pour courants de fré- quences télégraphiques, et un circuit de ligne.
Un des principes sur lequel repose l'ensemble -composé dé- crit ici, est caractérisé par la représentation schématique de la
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fig.l. Sur celle-ci, les chemins Tg et Tp sont indiqués comecon- nectés aux côtés d'un pont de Wheatstone qui est formé des résistai* ces égales r1, r2, r3 et r. Suivant le principe bien connu du pont, le courant provenant du chemin télégraphique ne peut être transmis au chemin téléphonique puisque les points p1 et p2 sont à des poten tiéls égaux. De même le courant provenant du chemin téléphonique re peut être transmis au chemin télégraphique puisque ce dernier est connecté à des points p2 et p2 qui ont le même potentiel.
En d'au- tres termes, une relation conjuguée est établie entre les chemins téléphonique et télégraphique, de telle sorte que les courants de 1' un quelconque de ces chemins ne peuvent passer dans l'autre chemin, même sans distinction de fréquences. Le circuit de ligne est indi- qué schématiquement comme associé à l'un des bras du pont. Ce fait apparaît mieux d'après la fig.2.
Sur celle-ci, un condensateur C est substitué à la résis- tance f2 de la fig.l, tandis que la résistance r3 est remplacée par une inductance L. En ajustant convenablement les constantes des bras du pont, une relation conjuguée peut encore être établie entre les chemins pour courants téléphoniques et poux .courants télégraphi ques, de sorte que les, courants de l'un d'eux ne peuvent passer dans l'autre, indépendamment d'une distinction de fréquences.
Due à la capacité du condensateur 0, les courants de basses fr(quences pro- venant de la branche Tg, ne peuvent passer à travers cr4 mais près*- nent la direction r1L D'autre part, les courants à hautes fréqiemn= ces du chemin Tp, par suite de l'inductance L, ne peuvent passer à travers lrr et prennent la direction r1c Par suite en intercalant une inductance et une capacité dans deux des bras du pont de Wheat- stone, et en connectant les chemins Tg et Tp ainsi qu'il est montré, on voit que les courants de ces chemins sont transmis à travers le bras r1 Le circuit de ligne doit donc être connecté au bras r1 de la manière exposée ci-après.
L'ensemble composé, conforme à l'invention, est indiqué schématiquement sur la fig.3. La disposition et la proportionnalité
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des éléments de cette figure sont plus apparents en se rapportant aux figures 4 et 5.
La figure 4 se rapporte à un arrangement d'impédances qui présente les propriétés suivantes : 1)- les résistances opposées sont conjuguées - 2) - Les impédances connectées à l'une quelconque des quatre résistances est une simple résistance égale à R. Ces frits ressortent mieux si l'arrangement est disposé de la manière équivalente montrée fig.5. Dans celle-ci les mêmes impédances sont arrangées dans la forme d'un pont de Wheatstone équilibré, qui est bien connu et a les deux propriétés mentionnées ci-dessus.
Cette figure verset p.ussi d'établir par la simple inspection quelles doi- vent être les relations nécessaires pour que le réseau de la. fig.4 ait ces propriétés. L'équation R2-L/C exprime la condition néces- saire et suffisante.
Maintenant, si on substitue les chemins et appareils télé phoniques et télégraphiques respectivement aux éléments de résis- tances R de droite et de gauche, et si l'on connecte le circuit de ligne à la place de la résistance inférieure tandis que la résis- . tance supérieure est amenée à constituer un réseau équilibreur, on voit que l'on obtient l'ensemble composé montré schématiquement fig 3. De plus cet ensemble aura les propriétés mentionnées ci-dessus.
Des lors en satisfaisant à certaines relations d'impédance, et en connectant les chemins téléphonique et télégraphique tel que montré, une relation conjuguée est établie entre ces chemins de telle sorte qu'aucun effet d'interférence ne peut se produire entre les courante traversant ces chemins, même si aucune distinction n'est faite en- tre les fréquences. On doit observer que l'énergie du circuit de ligne II (fig.3) n'est pas également répartie entre les chemins Tg et Tp, mais que le rapport entre les quantités de cette énergie en- voyées sur chacun d'eux est une fonction de la fréquence. Pour une fréquence déterminée par la relation w2 =1/La l'énergie est répar- tie également entre ces deux chemins.
Pour de.) plus hautes fréquen ces la majeure partie de l'énergie est transmise au chemin télépho-
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nique et seulement une faible partie au chemin télégraphique. Pour de plus faibles fréquences l'inverse a lieu. On voit donc que l'en- semble envisagé combine les propriétés de distinction de fréquences qui sont utilisées dans les ensembles composés utilisés à ce jour, avec la propriété d'équilibre entre la ligne et leréseau./ En d'au très termes, une relation conjuguée est obtenue entre les chemins téléphonique et télégraphique.
Il est aussi désirable de rendre les impédances des deux appareils terminus, téléphonique et télégraphique, pratiquement éga lesà une simple résistance commune. Dans ces conditions, l'impé- dance des deux appareils, vue de la lione à travers l'ensemble com- posé, est égale à une simple résistance pour toutes les fréquences.
Cela évite les effets d'échos et les pertes par réflexion, ce qui améliore matériellement la transmission. Cependant il peut être pré férable de rendre l'impédance concernant les chemins, téléphonique ou télégraphique ou les deux, égale à une impédance facilement équi librée par un simple réseau qui peut être une simple résistance ou une impédance de ligne. Il peut donc être désirable de rendre les quantités r2 et r3 du pont, différentes respectivement d'une indue tance et d'une capacité simples, tandis que la quantité r4 diffère d'une simple résistance ou d'une impédance de ligne.
Cela peut être obtenu .si la condition pour relation conjuguée est maintenue, telle que r2 r3 r1 r4 Une ..distinction, de fréquences esb obtenue si r2 est une impédance de grande valeur pour les fréquences télégraphiques et de basse valeur pour les fréquences téléphoniques, tandis que r3 @ offre la condition inverse. la f ig.6 montre un arrangement qui prévoit un réseau équi libreur BN pour chacun des deux fils de ligne. Cet arrangement fournit deux ensembles où les chemins téléphonique et télégraphique peuvent être connectés. Le chemin télégraphique peut être réduit à un simple chemin en réalisant la connexion indiquée en ligne poin tillée.
Les deux chemins téléphoniques peuvent être combinés, d'une manière semblable par l'emploi d'un transformateur.
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L'arrangement considéré est représenté d'une manière plus usuelle sur la fig.7/mais il n'est pas aussi recommandable s'il s' agit de dériver un circuit fantôme tel que montré par la connexion
Ph, parce que le circuit téléphonique fantôme ne doit pas absorber le bénéfice de la différence d'équilibre. L'arrangement montré fi- gure 8 est plus satisfaisant sur ce point, du fait que le circuit fantôme est établi sur le. même base que les circuits réels. Les ap- pareils montrés au-dessus des lignes pointillées, sur les figs.7 et
8, sont distincts des ensembles composés proprement dit, mais doi- vent être groupés avec les appareils placés en-dessous des lignes pointillées dans le but de simplifier le câblage.
Sur la fig 8 SS est une paire du circuit fantôme ou quad, et S1S! est l'autre paire.
De même W W et W1W1 forment aussi les. paires d'un circuit fantôme.
Les appareils, placés au-dessus de la ligne pointillée,constituent trois transformateurs qui ont été désignés par I, II et III. Les transformateurs i1 et II sont ceux des circuits réels, tandis que le transformateur III est celui du circuit fantôme. Le sens du cou- rant dans les enroulements est indiqué par des chiffres qui sont ainsi disposés que le courant passe d'un chiffre impair à un chiffre pair produisant une magnétisation de sens voulu. Le xroissement parmi les différents circuits télégraphiques doit être envisagé a- vec soin, surtout si le point neutre est mis à la terre ainsi qu'il est montré en ligne pointillée sur la figure 8.
La fig.9 montre schématiquement un autre moyen de neutra- lisation de tout effet d'interférence avec les courants télégraphi- ques dans le chemin téléphonique. Si l'impûdance des divers élé- ments du pont est donnée, les valeurs propres des réseaux consis- tant en condensateurs C7 et C8 et en résistances R1, R2 et R3 meuvent être omises. Les deux conditions qu'il faut pour que cela ait lieu, et qu 'en même temps un équilibre exact soit obtenu, sont:
1) - Les impédances des bobines L1,L2,L3 et L4 sont égales et de valeurs grandes. Les impédances des condensateurs C1,C2, C3 et C4 sont égales et de valeurs faibles.
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2) - Les impédances des bobines Zl, ï.,, Z3 et L 4 sont égales et de valeurs faibles. Les impédances des condensateurs C1, C2, C3 ET 0, sont égales etde valeurs grandes. On doit observer que pour préserver la caractéristique de fréquence téléphonique voulue, et pour empêcher l'effet de shunt du pont télégraphique sur le circuit téléphonique, la condition (1) doit être la plus facilement réalisa- ble. ble Une autre condition existe semblabement aux cas (1) et (2) dans laquelle le réseau équilibreur peut être omis quand les iM pédances des bobines L1, L2 L4 et L4 sont éga les et faibles et que les impédances des condensateurs C1, C2 ,C3 et C4 sont aussi égales et faibles.
Pour cette condition, l'impédance de ligne sera grande en comparaison de l'impédance des parties individuelles du pont, et l' équilibre ne sera pas matériellement affecté par la, connexion à la ligne. Pour cette condition, le chemin télégraphique shunte pour une certaine valeur le chemin télépho nique, et ce dernier chemin shuntera aussi pour un certain effet le chemin télégraphique.
Ce dernier arrangement de l'invention peut aussi être ap- pliqué dans le but de neutraliser les interférences ou à-coups télé- graphiques dans un système renfermant un circuit téléphonique fn- tôme de la manière montrée figure 8.
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R E V E N D 1 C A T 1 0 l S.
1- Ensemble composé comprenant un circuit de ligne, un réseau équilibreur, et des éléments d'impédance arrangés et réglés de manière à constituer un pont de Wheatstone équilibré, un circuit téléphonique et un circuit télégraphique étant combinés avec les dits éléments de manière à être en relation conjuguée l'un avec 1 autre.
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. PEEFE0TIOL: dE] J1ElfTS TO SElI DEVICES, THERORS FOR LEAGUES SERVING
BOTH TO TRANSMIT TELEPHONE AND TELEGRAPHIC CURRENTS.
This invention relates to electrical systems for multiplex signaling, and more particularly to improvements made to the selector arrangements, usually provided at the ends of the lines of such systems, in order to prevent the different currents used from interfering with each other. .
In signaling systems serving to transmit both telephone currents and telegraph currents on the same line circuits, it has been practice to date to establish at the ends of these circuits, devices called "composite sets. "by which the telegraph and telephone currents received are separated and directed towards their respective circuits without resulting interference between them. Such a compound assembly therefore functions to prevent outgoing telegraph currents from passing through the telephone currents circuit, and vice versa. Until now, these composite sets have separated telephone paths from telegraph paths based on a distinction of frequencies.
In the present invention, not only is used a
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distinction of frequencies to facilitate the separation of received currents, but other new facts and principles are also used to avoid interference between these various types of currents in the different paths provided at terminal stations.
By realizing certain impedance relations in the composite sets, we can obtain a conjugate relation between the telephone and telegraph paths, so that currents of a certain kind cannot pass in the circuits provided for the coursais. of the other kind, without a distinction of frequencies being;
.cessire. Moreover, by bringing the impedances of terminal and telephone terminal devices practically equal to a common single resistance, the impedance of these devices with respect to fig. ne, and considered through the composite set, is also epal practically to a simple resistance for all the exchanges. From leading the impedance of the line with respect to the teleponichic and telegraph apparatus considered through the compound set, can be made equal to a single resistance, to a line impedance, or to any other desired impedance.
These facts tend to improve the transmission characteristics of the system by avoiding the effects of echoes and reflection, as well as the losses due to these effects.
The invention is more readily understood from the following description based on the accompanying drawing. In this, FIGS. 1, 2, 4 and 5 serve to explain certain characteristic principles of the invention. Figures 3 and 6 show two schematic embodiments. Fig. 7 is a practical embodiment, and fig. 8 relates to a modification made to the arrangement of Fig. 7.
In these various figures, the terms Tp, Tg, and M denote respectively a source or a path for telephone frequency currents, a source or a path for telegraph frequency currents, and a line circuit.
One of the principles on which the composite set described here is based is characterized by the schematic representation of the
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fig.l. On this, the Tg and Tp paths are shown connected alongside a Wheatstone bridge which is formed of equal resistances r1, r2, r3 and r. According to the well-known principle of the bridge, the current coming from the telegraph path cannot be transmitted to the telephone path since the points p1 and p2 are at equal potentials. Likewise, the current coming from the telephone path re can be transmitted to the telegraph path since the latter is connected to points p2 and p2 which have the same potential.
In other words, a conjugate relationship is established between the telephone and telegraph paths, so that currents from any one of these paths cannot pass into the other path, even without distinction of frequencies. The line circuit is shown schematically as associated with one of the arms of the bridge. This fact appears best from Fig. 2.
On this one, a capacitor C is substituted for the resistor f2 of fig.l, while the resistor r3 is replaced by an inductor L. By suitably adjusting the constants of the arms of the bridge, a conjugate relation can still be established between the paths for telephone currents and telegraph currents, so that the currents of one of them cannot pass into the other, independently of a distinction of frequencies.
Due to the capacitance of the capacitor 0, the currents of low frequencies (quences coming from the branch Tg, cannot pass through cr4 but close * - nent the direction r1L On the other hand, the currents at high freqiemn = these of the path Tp, as a result of the inductance L, cannot pass through lrr and take the direction r1c Consequently by interposing an inductance and a capacitor in two of the arms of the Wheatstone bridge, and by connecting the paths Tg and Tp as shown, it can be seen that the currents of these paths are transmitted through the arm r1. The line circuit must therefore be connected to the arm r1 in the manner described below.
The compound assembly, in accordance with the invention, is shown schematically in FIG. 3. Layout and proportionality
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elements of this figure are more apparent with reference to figures 4 and 5.
Figure 4 relates to an arrangement of impedances which has the following properties: 1) - the opposing resistors are conjugated - 2) - The impedances connected to any of the four resistors is a single resistor equal to R. These fried stand out better if the arrangement is arranged in the equivalent manner shown in fig. 5. In it the same impedances are arranged in the form of a balanced Wheatstone bridge, which is well known and has the two properties mentioned above.
This verse figure can also be established by simple inspection what relations must be necessary for the network of. fig.4 has these properties. The R2-L / C equation expresses the necessary and sufficient condition.
Now, if we substitute the paths and telephonic and telegraph apparatus respectively for the right and left resistor R elements, and if we connect the line circuit in place of the lower resistor while the resistor. The upper tance is brought to constitute a balancing network, it can be seen that the compound set shown schematically in FIG. 3 is obtained. In addition, this set will have the properties mentioned above.
Hence by satisfying certain impedance relations, and by connecting the telephone and telegraph paths as shown, a conjugate relation is established between these paths so that no interference effect can occur between the currents crossing these. paths, even if no distinction is made between frequencies. It should be observed that the energy of line circuit II (fig. 3) is not equally distributed between the paths Tg and Tp, but that the ratio between the quantities of this energy sent to each of them is a frequency function. For a frequency determined by the relation w2 = 1 / La, the energy is distributed equally between these two paths.
For higher frequencies most of the energy is transmitted to the telephone path.
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nique and only a small part of the telegraph path. For lower frequencies the reverse takes place. It can therefore be seen that the set considered combines the frequency distinguishing properties which are used in the compound sets used to date, with the property of equilibrium between the line and the network. / In very words, a conjugate relationship is obtained between the telephone and telegraph paths.
It is also desirable to render the impedances of the two terminal devices, telephone and telegraph, practically equal to a simple common resistance. Under these conditions, the impedance of the two devices, seen from the lione through the composite assembly, is equal to a single resistance for all frequencies.
This avoids the effects of echoes and losses by reflection, which materially improves the transmission. However, it may be preferable to make the impedance relating to the paths, telephone or telegraph or both, equal to an impedance easily balanced by a simple network which can be a simple resistor or a line impedance. It may therefore be desirable to make the quantities r2 and r3 of the bridge different from a single inductance and a single capacitor, respectively, while the quantity r4 differs from a single resistance or a line impedance.
This can be achieved if the condition for conjugate relation is maintained, such that r2 r3 r1 r4 A ..distinction, of frequencies esb obtained if r2 is a high value impedance for telegraph frequencies and low value for telephone frequencies, while r3 @ offers the opposite condition. f ig.6 shows an arrangement which provides a BN balancing network for each of the two line wires. This arrangement provides two sets where the telephone and telegraph paths can be connected. The telegraph path can be reduced to a single path by making the indicated connection in a dotted line.
The two telephone paths can be combined in a similar manner by the use of a transformer.
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The arrangement considered is represented in a more usual way in fig. 7 / but it is not so advisable if it is a question of deriving a phantom circuit as shown by the connection
Ph, because the phantom telephone circuit must not absorb the benefit of the difference in balance. The arrangement shown in Figure 8 is more satisfactory on this point, since the phantom circuit is established on the. same basis as the real circuits. The devices shown above the dotted lines in figs. 7 and
8, are distinct from the actual compound assemblies, but must be grouped with the devices placed below the dotted lines in order to simplify the wiring.
On fig 8 SS is a pair of the phantom or quad circuit, and S1S! is the other pair.
Likewise W W and W1W1 also form them. pairs of a ghost circuit.
The devices, placed above the dotted line, constitute three transformers which have been designated by I, II and III. The transformers i1 and II are those of the real circuits, while the transformer III is that of the phantom circuit. The direction of the current in the windings is indicated by digits which are arranged so that the current goes from an odd number to an even number producing a magnetization of the desired direction. Growth among the various telegraph circuits should be considered with care, especially if the neutral point is earthed as shown in the dotted line in figure 8.
Fig. 9 schematically shows another means of neutralizing any effect of interference with telegraph currents in the telephone path. If the impedance of the various elements of the bridge is given, the eigenvalues of the networks consisting of capacitors C7 and C8 and of resistors R1, R2 and R3 can be omitted. The two conditions necessary for this to take place, and at the same time for an exact equilibrium to be obtained, are:
1) - The impedances of the coils L1, L2, L3 and L4 are equal and of large values. The impedances of capacitors C1, C2, C3 and C4 are equal and of low values.
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2) - The impedances of the coils Zl, ï. ,, Z3 and L 4 are equal and of low values. The impedances of capacitors C1, C2, C3 AND 0, are equal and have large values. It should be observed that in order to preserve the desired telephone frequency characteristic, and to prevent the shunt effect of the telegraph bridge on the telephone circuit, condition (1) should be most easily achievable. ble Another condition exists similarly to cases (1) and (2) in which the balancing network can be omitted when the iM pedances of the coils L1, L2 L4 and L4 are equal and low and the impedances of the capacitors C1, C2, C3 and C4 are also equal and weak.
For this condition, the line impedance will be large compared to the impedance of the individual parts of the bridge, and the balance will not be materially affected by the connection to the line. For this condition, the telegraph path bypasses the telephone path for a certain value, and the latter path will also bypass the telegraph path for a certain effect.
This latter arrangement of the invention can also be applied for the purpose of neutralizing interference or telegraphic jerks in a system including a terminal telephone circuit as shown in figure 8.
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R E V E N D 1 C A T 1 0 l S.
1- Compound set comprising a line circuit, a balancing network, and impedance elements arranged and adjusted so as to constitute a balanced Wheatstone bridge, a telephone circuit and a telegraph circuit being combined with said elements so as to be in a conjugate relationship with one another.
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