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Perfectionnements aux systèmes de signalisation électrique.
Convention Internationale; Demande de bravat des Etats- ' Unis d'Amérique N 730.689 déposée le 15juin 1934 par Ed- ward Sigford Patarson dont la demanderesse est l'ayant droit,
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La présente invention se rapporte à des systèmes de signalisation électrique, elle concerne plus particulièrement des systèmes donnant une signalisation sur une ligne téléphonique sans interférer avec l'usage normal qui doit être fait de celle-ci. L'objet principal de l'invention est de procurer un système d'un fonctionnement sûr permettant l'utilisation simultanée pour la téléphonie et pour la signalisation dtune ligne téléphonique et plus par- ticulièrement d'une ligne d'abonné alimentée par une batterie centrale.
Un tel système peut être appliqué, par exemple, au contrôle d'un service de veilleurs, au moyen d'une ligne téléphonique ordinaire ou pour l'envoi d'appels vers les postes de police ou des pompiers.
Suivant une caractéristique de l'invention une ligne d'abonné dont la boucle est alimentée par une batterie située au bureau central et dont un des pôles est mis à la terre peut être utilisée pour la signalisation independante suivant un circuit simplex au moyen d'un courant alternatif d'une fréquence déterminée envoyé à travers un filtre et d'un récepteur connecté à travers un filtre similaire, une bobine de choc étant prévue en ligne pour éviter la dérivation des courants de signalisation à travers la batterie.
Suivant une autre caractéristique de l'invention dans un système de signalisation utilisant une ligne téléphonique pour la transmission des signaux indépendamment de son usage normal, la signalisation est effectuée suivant un circuit simplex les équipements transmetteur et récepteur des signaux étant connectés à la ligne téléphonique à travers des tubes à décharge dans un gaz pour éviter l'interférence avec l'équipement téléphonique.
L'invention sera mieux comprise par la description
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on se réfèrera au plan annexé qui est suffisamment dé- taillé pour permettre une compréhension complète de l'in- vention. La fig. 1 montre l'application de l'invention à une ligne téléphonique au moyen d'un circuit avec filtre accordé, tandis que la fig. 2 représente un autre cas d'ap- plication utilisant des lampes au néon.
L'invention s'applique aussi bien aux lignes télé- phoniques d'un réseau normal qu'à celles d'un réseau auto- matique, les postes d'abonné A et A' sont représentés munis d'un dispositif dtappel CD, tandis que les lignes télépho- niques aboutissent sur la droite à des carrés qui figurent l'équipement du bureau central où s'opère l'établissement des communications. Comme cet équipement ne constitue pas une partie importante de l'invention il n'a pas été montré en détail, il sera cependant expliqué là où il sera néces- saire de le faire.
L'application de l'invention exposés en fig. 1 sera décrite en premier lieu. Le poste d'abonné A est monté suivant le circuit normal des postes automatiques, il com- prend un récepteur R, un transmetteur T, une fourche com- mutatrice S; il est connecté par les fils de ligne L aux commutateurs du bureau central. L'établissement de commu- nications vers d'autres lignes s'effectue de la manière bien connue en opérant le dispositif d'appel JD qui com- @ mande les commutateurs automatiques du bureau central sous l'action des impulsions émises sur la boucle. Quand le pos- te est appelé le courant d'appel est envoyé du bureau cen- tral sur les fils de ligne L à travers la sonnerie G et le condensateur C pour actionner la sonnerie. Une impédance F est insérée dans les fils de ligne au bureau central.
Celle-ci peut être une bobine translatrice ordinaire à 4 enroulements 24, 25,26 et 27 de faible résistance et con- nectés en série dans les fils L de telle sorte que le dis
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positif soit non-inductif pour tous les courants circulant à travers la boucle comprenant les deux fils de ligne L le poste A et l'équipement du bureau central. L'impédance F n'introduit donc qutune perte négligeable au point de vue de la transmission de courants de fréquence vocale.
Toutes les opérations qui s'effectuent sur les deux fils de ligne L, telles que la conversation, l'émission des icipulsions et l'envoi du courant d'appel empruntent la boucle aboutissant au bureau central.
L'équipement de contrôle des veilleurs ou du service spécial au poste A comprend les bobines d'impédance 5 et 6 et les condensateurs 7 et 8 connectés à chacun des fils de ligne L. Un transformateur abaisseur de tension TF et un jack J sont également prévus. Pour utiliser le système le veilleur est mis en possession dtune fiche de court-circuit P qu'il introduit dans le jack 3 pendant sa ronde dans les locaux d'un établissement. La fiche P insérée connecte une source de courant alternatif, de 60 périodes par seconde par exemple, à travers l'enroulement primaire du transformateur TR. Ce courant est abaissé à la tension de 80 volts environ dans l'enroulement secondaire.
La tension de 80 volts est connectée à la terre et à travers l'enroulement secondaire à un circuit simplex comprenant les condensateurs 7 et 8, les bobines d'impédance ou bobines de choc 5 et 6, les deux fils de ligne L en parallèle jusqu'au bureau central. En ce point le courant passe à travers une autre paire de bobines d'impédance ou de choc 9 et 10, les condensateurs 11 et 12, le condensateur 13 et l'enroulement du relais 14 pour aboutir à la terre. Le relais 14 est un relais à courant alternatif qui fonctionne sous l'action du courant à 80 volts et attire son armature 15 pour connecter la terre au fil 22.
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les condensateurs 7, 8, 11, 12 et 13 sont calculés spé- cialement pour laisser passer le courant à la fréquence
60 fourni par le transformateur TR.
Cette combinaison constitue un filtre qui ne permettra pas le passage des impulsions, ni du courant d'appel, ni d'autres parasites dans le circuit qui vient d'être décrit puisque leur fré- quence est inférieure à 60; l'émission des impulsions se fait ordinairement à une fréquence de l'ordre de 10 pério- des et l'envoi du courant d'appel à une fréquence de l'or- dre de 20 périodes. Il n'y a donc aucune interférence possible entre les deux services, téléphonie et signalisa- tion, qui s'effectuent sur la même ligne. L'impédance F, à laquelle aboutissent les fils de ligne L au bureau cen- tral, est connectée en multiple sur les bobines de choc
9 et 10. Les enroulements 24, 25, 26 et 27 sont insérés dans les fils de ligne d'une manière telle qu'ils soient inductifs pour le circuit simplex d'envoi du courant al- ternatif décrit ci-dessus.
Cet effet est nécessaire pour forcer le courant alternatif à. 60 périodes à s'écouler vers la terre à travers le relais 14 et non à travers l'équipe- ment du bureau central. On rappelera cependant que l'im- pédance F est non-inductive quand on considère la boucle du circuit téléphonique et qu'elle permet le passage du courant dans ce cas.
Le relais 14 ayant attiré quand le veilleur a .fermé le circuit, place une terre sur le fil 22. Ce fil peut être amené à un dispositif enregistreur quelconque, par exemple, il peut être utilisé pour effectuer un en- registreraent au bureau central identifiant la ligne ; peut provoquer l'émission d'un signal vers un poste de police ; indiquer les heures d'ouverture et de fermeture d'un magasin ; ou bien il peut être utilisé comme le montre le dessin pour le contrôle des veilleurs pour enregistrer
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le lieu et l'heure du passage. Le fil 22 aboutit au bureau central ou au bureau de contrôle des veilleurs à une horloge enregistreuse marquée W.
L'horloge peut être du type a magnéto bien connu Holtizer-Cabot possédant une carte 16 qui effectue une révolution complète en 24 heures.
La carte est divisée en sections dont les lignes radiales représentent le temps et porte des courbes concentriques dont le nombre est égal au nombre des postes de contrôle de ronde de l'établissement mis sous la garde du veilleur.
Chaque poste de contrôle ou ligne téléphonique correspond donc à un espace annulaire sur la carte, cet espace sert à l'enregistrement des appels. Des aimants individuels sont prévus dans l'horloge pour chacun des postes de con- trôle et chaque aimant est associé à un des espaces annulaires de la carte 16. Le fil 22 aboutit à l'aimant 20 qui est cils sous tension, par l'intermédiaire de la terre prise à l'armature 15 du relais 14. L'armature 21 de- 1'aimant 20 perfore la carte 16 dans l'espace annulaire réservé . 1'électro-aimant correspondant au poste A et sur une ligne radiale donnant l'instant auquel l'appel a été effectué. D'autres électro-aimants enregistrent de la même façon pour d'autres lignes ou postes de contrôle.
Le veilleur après avoir inséré sa fiche P dans le jack 5 pour effectuer l'enregistrement la retire immédiatement pour opérer la déconnexion de la source de courant alternatif des fils de ligne L et pour permettre la libération du relais 14. L'électro aimant 20 ne maintient donc pas son armature 21 au contact de la carte 16 pendant un temps trop long, s'il en était autrement la carte pourrait être abîmée.
En se référant maintenant à l'application de l'invention montrée en fig. 2 on peut voir que le poste A. - 1
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1. La ligne téléphonique L - 1 se dirige vers le bureau central et aboutit au commutateur téléphonique. Sur chaque constituant de la ligne L - 1, au poste A - 1, on a branché une lampe au néon 30 et 31. Celles-ci sont connectées à leur tour à l'enroulement secondaire au transformateur TR1 qui est alimenté par une source de courant alternatif. Au bureau central on a prévu deux autres lampes 32 et 33 connectées à la ligne L - 1 et au relais 35.
Ces lampes au néon, comme on le sait, constituent des solutions de continuité dans les circuits pour les tensions normalement utilisées en téléphonie ; exigent des tensions relativement élevées pour opérer. Lorsque les lampes sont amorcées leur résistance est réduite à une valeur suffisamment faible pour qu'un courant très petit les maintienne en service. On peut donc voir qu'en utilisant des lampes au néon dans le circuit de signalisation aucune interférence ne peut se produire entre les deux services et qu'aucune perte en transmission ne sera constatée lorsqu'on téléphonera sur la ligne.
Suivant le mode de fonctionnement de ce système un veilléur insère la fiche de mise en court circuit P' dans le jack J' au poste A - 1, de ce fait il connecte la source de courant alternatif à 110 volts 60 périodes à l'enroulement du transformateur T - 1. Dans l'enroulement secondaire le courant est amené à une tension d'environ 350 volts. Cette tension de 350 volts est connectée entre la terre et chacune des lampes au néon 30 et 31, elle s'établit donc dans le circuit simplex comprenant les deux fils de la ligne L - 1 en parallèle vers le bureau central et les lampes au néon 32 et 33. L'autre borne des lampes au néon 32 et 33 est connectée à la cellule redresseuse 34 et au relais 35 vers la terre.
Le courant alternatif à haute tension circule dans ce circuit à tra-
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vers toutes les lampes au néon et provoque l'attraction du relais 35. Ce relais est un relais à courant continu, cependant par suite de la présence de la cellule redresseuse 34 branchée à ses bornes le relais est shunté et une alternance du courant passe à travers son enroulement, tandis que l'autre ' alternance passe librement à travers la cellule redresseuse privant le relais 35 de toute alimentation. La cellule redresseuse connectée en parallèle aux bornes du relais rend celui-ci lent à la libération, il ne relâche donc pas pendant le temps où il ne reçoit pas de courant. Le dispositif comprenant la cellule redresseuse 34 et le relais 35 pourrait être substitué au relais à courant alternatif de la fig. 1 si on.le désire.
Le relais 35 en attirant opère son armature 36 et connecte la terre au fil 23 aboutissant à l'électro 22 de l'horloge W. L'enregistrement du moment où l'appel a été effectué et du lieu d'où il a été émis - poste A - 1est donc opéré. Le veilleur enlève la fiche P' pour ré- tablir les circuits en position normale. De ce qui précède on peut se rendre compte de ce que l'emploi des lampes au néon permet d'effectuer une signalisation sur une ligne téléphonique sans affecter l'équipement téléphonique, du fait que le courant est faible bien que la tension soit élevée.
De même l'envoi de courant à fréquences vocales, l'émission des impulsions et du courant d'appel qui caractérisent l'établissement d'une communication téléphonique n'affectent pas les lampes au néon qui offrent une solution de continuité dans le circuit de ces courants de tensions relativement faibles.
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Improvements to electrical signaling systems.
International Convention; Application for bravat of the United States of America N 730,689 filed June 15, 1934 by Edward Sigford Patarson of which the applicant is the beneficiary,
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The present invention relates to electrical signaling systems, it relates more particularly to systems giving signaling on a telephone line without interfering with the normal use which must be made of the latter. The main object of the invention is to provide a system of safe operation allowing the simultaneous use for telephony and for signaling of a telephone line and more particularly of a subscriber line supplied by a central battery. .
Such a system can be applied, for example, to the control of a watchman service, by means of an ordinary telephone line or for sending calls to police or fire stations.
According to one characteristic of the invention, a subscriber line whose loop is powered by a battery located at the central office and one of the poles of which is earthed can be used for independent signaling following a simplex circuit by means of a alternating current of a determined frequency sent through a filter and a receiver connected through a similar filter, a shock coil being provided in line to prevent the bypass of signaling currents through the battery.
According to another characteristic of the invention in a signaling system using a telephone line for the transmission of signals independently of its normal use, the signaling is carried out according to a simplex circuit, the transmitting and receiving equipment of the signals being connected to the telephone line to through gas discharge tubes to prevent interference with telephone equipment.
The invention will be better understood from the description
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reference will be made to the appended drawing which is sufficiently detailed to allow a complete understanding of the invention. Fig. 1 shows the application of the invention to a telephone line by means of a circuit with a matched filter, while FIG. 2 shows another case of application using neon lamps.
The invention applies equally well to the telephone lines of a normal network as to those of an automatic network, the subscriber stations A and A 'are shown provided with a call device CD, while that the telephone lines terminate on the right at squares which represent the equipment of the central office where the establishment of communications takes place. As this equipment does not constitute an important part of the invention it has not been shown in detail, however it will be explained where it will be necessary to do so.
The application of the invention set out in FIG. 1 will be described first. The subscriber station A is mounted according to the normal circuit of automatic stations, it comprises a receiver R, a transmitter T, a switch fork S; it is connected by the L line wires to the central office switches. The establishment of communications to other lines is effected in the well known manner by operating the call device JD which controls the automatic switches of the central office under the action of the pulses emitted on the loop. When the station is called the inrush current is sent from the central office on the line wires L through the bell G and the capacitor C to activate the bell. An F impedance is inserted into the line wires at the central office.
This can be an ordinary translator coil with 4 windings 24, 25, 26 and 27 of low resistance and connected in series in the wires L so that the dis
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positive or non-inductive for all currents flowing through the loop comprising the two line wires L, station A and central office equipment. The impedance F therefore introduces only a negligible loss from the point of view of the transmission of voice frequency currents.
All the operations which are carried out on the two L line wires, such as the conversation, the transmission of the pulses and the sending of the inrush current take the loop leading to the central office.
The watchmen or special service control equipment at station A includes impedance coils 5 and 6 and capacitors 7 and 8 connected to each of the L line wires. A TF step-down transformer and a J jack are also planned. To use the system, the watchman has a short-circuit plug P that he inserts into jack 3 during his round in the premises of an establishment. The inserted P plug connects a source of alternating current, of 60 periods per second for example, through the primary winding of the transformer TR. This current is lowered to a voltage of about 80 volts in the secondary winding.
The voltage of 80 volts is connected to earth and through the secondary winding to a simplex circuit comprising capacitors 7 and 8, impedance coils or shock coils 5 and 6, the two line wires L in parallel up 'at the central office. At this point current passes through another pair of impedance or shock coils 9 and 10, capacitors 11 and 12, capacitor 13 and the coil of relay 14 to end at earth. Relay 14 is an alternating current relay which operates under the action of current at 80 volts and attracts its armature 15 to connect earth to wire 22.
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capacitors 7, 8, 11, 12 and 13 are specially designed to pass current at frequency
60 supplied by transformer TR.
This combination constitutes a filter which will not allow the passage of the pulses, of the inrush current, or of other parasites in the circuit which has just been described since their frequency is less than 60; the emission of the pulses is usually done at a frequency of the order of 10 periods and the sending of the inrush current at a frequency of the order of 20 periods. There is therefore no possible interference between the two services, telephony and signaling, which are carried out on the same line. Impedance F, to which the L line wires terminate at the central office, is multiple-connected to the shock coils
9 and 10. The windings 24, 25, 26 and 27 are inserted into the line wires in such a way that they are inductive for the simplex circuit for sending the alternating current described above.
This effect is necessary to force the alternating current to. 60 periods to be passed to the earth through relay 14 and not through the central office equipment. It will be recalled, however, that the impedance F is non-inductive when the telephone circuit loop is considered and that it allows current to flow in this case.
Relay 14 having pulled when the watchman has closed the circuit, places a ground on wire 22. This wire can be brought to any recording device, for example, it can be used to make a recording at the central office identifying line ; can cause a signal to be sent to a police station; indicate the opening and closing hours of a store; or it can be used as shown in the drawing for monitoring watchmen to record
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the place and time of the passage. Wire 22 terminates at the central office or watchmen's control office at a register clock marked W.
The clock may be of the well-known Holtizer-Cabot magneto type having a 16 card which performs a complete revolution in 24 hours.
The map is divided into sections whose radial lines represent time and bears concentric curves whose number is equal to the number of patrol checkpoints in the establishment placed under the watchman's care.
Each control station or telephone line therefore corresponds to an annular space on the card, this space is used for recording calls. Individual magnets are provided in the clock for each of the monitoring stations and each magnet is associated with one of the annular spaces of the card 16. The wire 22 terminates at the magnet 20 which is under tension, via the wire. intermediate of the earth taken at the armature 15 of the relay 14. The armature 21 of the magnet 20 perforates the card 16 in the reserved annular space. The electromagnet corresponding to station A and on a radial line giving the instant at which the call was made. Other electromagnets register in the same way for other lines or control stations.
The watchman, after having inserted his plug P into jack 5 to perform the recording, immediately withdraws it to disconnect the AC source from the line wires L and to allow the release of relay 14. The electromagnet 20 does not therefore not maintain its frame 21 in contact with the card 16 for too long a time, if it were otherwise the card could be damaged.
Referring now to the application of the invention shown in fig. 2 we can see that station A. - 1
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1. The L - 1 telephone line goes to the central office and terminates at the telephone switch. On each component of line L - 1, at station A - 1, a neon lamp 30 and 31 has been connected. These are in turn connected to the secondary winding at transformer TR1 which is supplied by a source of alternating current. At the central office, two other lamps 32 and 33 have been planned, connected to line L - 1 and to relay 35.
These neon lamps, as we know, constitute solutions of continuity in the circuits for the voltages normally used in telephony; require relatively high voltages to operate. When the lamps are ignited their resistance is reduced to a value low enough for a very small current to keep them in service. It can therefore be seen that by using neon lamps in the signaling circuit no interference can occur between the two services and that no transmission loss will be observed when calling on the line.
Depending on the mode of operation of this system, a watchman inserts the short circuiting plug P 'in the jack J' at the station A - 1, in this way it connects the source of alternating current at 110 volts 60 periods to the winding of the transformer T - 1. In the secondary winding the current is brought to a voltage of about 350 volts. This voltage of 350 volts is connected between earth and each of the neon lights 30 and 31, so it is established in the simplex circuit comprising the two wires of the line L - 1 in parallel to the central office and the neon lights. 32 and 33. The other terminal of neon lights 32 and 33 is connected to rectifier cell 34 and relay 35 to earth.
High voltage alternating current flows through this circuit through
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towards all the neon lamps and causes the attraction of the relay 35. This relay is a direct current relay, however due to the presence of the rectifier cell 34 connected to its terminals the relay is shunted and an alternation of the current passes to through its winding, while the other half passes freely through the rectifier cell depriving relay 35 of all power. The rectifier cell connected in parallel to the terminals of the relay makes it slow to release, so it does not release during the time when it is not receiving current. The device comprising the rectifying cell 34 and the relay 35 could be substituted for the alternating current relay of FIG. 1 if desired.
The relay 35 by attracting operates its armature 36 and connects the earth to the wire 23 leading to the electro 22 of the clock W. The recording of the moment when the call was made and of the place from where it was emitted - station A - 1 is therefore operated. The watchman removes the plug P 'to restore the circuits to the normal position. From the above it can be seen that the use of neon lamps allows signaling on a telephone line without affecting the telephone equipment, because the current is low although the voltage is high.
Likewise, the sending of current at vocal frequencies, the emission of pulses and inrush current which characterize the establishment of a telephone communication do not affect the neon lamps which provide a solution of continuity in the circuit of these relatively low voltage currents.