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Perfectionnements aux systèmes de signalisation électrique.
La présente invention est relative à des systèmes de signalisation électrique, elle concerne plus particulièrement des systèmes employant des courants porteurs pbur la transmission de la parole et de signaux entre plusieurs stations.
Dans le passé on a proposé de n'utiliser qu'une seule source de courant porteur pour l'usage commun de deux stations et dans le but d'assurer l'envoi d'une puissance convenable vers chacune des stations la source de courant a été placée au centre électrique de la ligne.
Du fait qu'il n'est pas toujours possible d'installer
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cette source au centre géographique de la ligne, qui normalement se confond avec le centre électrique, la source a été placée dans une des stations et un réseau artificiel d'équilibrage a été inséré dans la ligne entre la source et le modulateur local de telle sorte que le point d'application de la source soit effectivement le centre électrique de la ligne.
L'addition d'un réseau artificiel a cependant le désavantage de provoquer une augmentation de l'affaiblissement total du circuit et un des objets de la présente invention est de procurer une disposition d'après laquelle la source de courant porteur est placée dans une des stations et fournit une puissance convenable à la station éloignée sans faire usage d'un réseau artificiel d'équilibrage.
Suivant cette caractéristique de l'invention les fréquences porteuses destinées aux stations en communication sont appliquées aux extrémités opposées d'un réseau constitué de manière à empêcher l'écoulement d'un courant porteur mais à permettre l'écoulement d'un courant ne comprenant qu'une bande latérale, le niveau des fréquences porteuses étant déterminé séparément pour chacune des stations par exemple au moyen d'amplificateurs distincts.
Le réseau artificiel entre deux stations prend la forme d'un filtre passe-haut quand la bande latérale supérieure doit être transmise et celle d'un filtre passebas quand la bande latérale inférieure doit être transmise. La fréquence de coupure du filtre passe-haut sera exactement au-dessus de la fréquence porteuse et celle du filtre passe-bas exactement en-dessous de cette même fréquence.
Suivant une autre caractéristique de l'invention
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il est possible d'employer les deux bandes latérales si le réseau artificiel est un circuit réjecteur ou mieux un filtre combiné passe-bas et passe-haut ayant une étroite bande d'arrêt autour de la fréquence porteuse.
L'emploi d'une seule bande latérale a l'avantage d'éliminer la nécessité de faire usage de réseaux compensateurs de phase qui jusqu'ici ont été considérés comme essentiels car lorsque les deux bandes latérales sont transmises ainsi que la fréquence porteuse il est nécessaire de maintenir une relation de phase correcte entre elles autrement l'amplitude de la parole reçue varie avec le décalage des phases tandis que lorsqu'une seule bande latérale est transmise en même temps que la fréquence porteuse la relation des phases n'a pas d'importance puisque la phase de la parole reçue est seule modifiée et que ce fait ne peut être décelé à l'audition.
Une application particulière de l'invention sera décrite, en se reportant au plan annexé, dans laquelle on fera usage de la bande latérale supérieure et dans laquelle la fréquence porteuse et la bande latérale sont superposées dans une ligne transmettant des courants à fréquence vocale.
HPF représente le réseau artificiel qui est supposé avoir une fréquence de coupure de 5100 périodes par seconde, aux extrémités de celui-ci la fréquence porteuse de 5000 périodes par seconde est appliquée, elle est fournie par l'oscillateur OSO à travers les amplificateurs A1 et A2 réglables indépendamment l'un de l'autre de telle sorte que le niveau puisse être établi de la manière la plus adéquate pour l'alimentation de la station que chacun d'eux dessert. On suppose que la source de courant est installée dans une des stations bien qu'elle puisse également être placée dans uhe station intermédiaire
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si les deux stations d'intercommunication avaient accès de l'une à l'autre à travers une station intermédiaire.
Les postes téléphoniques des deux stations sont connectés d'une manière appropriée aux jacks représentés et sont séparés des modulateurs-démodulateurs MDM1 et MDM2 par les filtres passe-bas LPF2 et LPF4. les modu- lateurs-démodulateurs comme leur nom l'indique sont adaptés pour remplir les fonctions de modulateur etdémodulateur, ils sont bien connus. De préférence ils consistent en re- dresseurs secs et servent à moduler les courants vocaux au départ et à démoduler les courants de la bande laté- rale à l'arrivée.
Comme on peut le voir le courant porteur est fourni aux deux appareils au moyen de la paire de fils sur lesquels les bandes latérales sont transmises bien que là où la source de courant est installée à la même station que le modulateur-démodulateur il est possible que cet appareil soit du type à 6 bornes au lieu d'être du type à 4 bornes, dans ce cas la source de courant porteur peut être connectée à des bornes distinctes comme le montrent les lignes pointillées.
Les filtres passe-bas LPF1 et LPF2 ayant une de fréquence coupure de 3000 périodes par seconde empêchent le passage des courants à fréquence porteuse et ceux des bandes latérales qui viendraient influencer le circuit à fréquence vocale, les filtres passe-haut HPF2 et HPF3 ayant une fréquence de coupure de 4900 périodes par se- conde donnent l'assurance que presque seuls les courants à fréquence porteuse et ceux ayant une fréquence supé- rieure peuvent atteindre la ligne à travers les appareils à fréquence porteuse et les appareils à fréquence porteuse à travers la ligne.
Un système du type décrit ci-dessus trouve une application particulière dans des systèmes de bureaux automatiques ruraux dans lesquels le bureau rural est connecté au bureau principal par l'intermédiaire d'une
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seule ligne de jonction. Les communications locales dans le réseau rural sont établies automatiquement tandis que les communications sortantes et entrantes sont établies par une op'ératrice du bureau principal par l'intermédiaire de la ligne de jonction. Comme la ligne de jonction peut avoir une longueur considérable le coût de l'installation de plus d'une ligne peut être prohibitif.
Au moyen d'un système tel que celui qui est décrit cidessus une voie de communication supplémentaire peut être établie au moyen de la jonction existante et du fait que la source de courant porteur est installée au bureau principal et que des redresseurs secs sont utilisés dans le bureau rural, les frais d'entretien sont peu élevés et aucune source de courant ne doit être prévue en dehors de la batterie d'alimentation et du générateur d'appel normalement employés.
Un autre problème se présente aussi dans le cas de }'application envisagée , il s'agit de la transmission des impulsions et des signaux de supervision. On a trouvé que le niveau du courant porteur n'était pas suffisamment; élevé pour donner une transmission satisfaisante de ces signaux ,au moyen de la voie à courant porteur et un autre objet de l'invention est de procurer des voies séparées pour la transmission des impulsions et des signaux de supervision.
Suivant une caractéristique 'supplémentaire de l'invention l'envoi des impulsions et des signaux de supervision est effectué par l'intermédiaire d'un circuit en boucle à courant alternatif ou par l'intermédiaire d'un circuit fantôme ou encore sur chacun des fils de la ligne.
Dans le.cas du circuit en boucle à courant alternatif la fréquence de signalisation peut être choisie en-dessous ou dans la gamme des fréquences vocales ; dans le cas du
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circuit fantôme, on peut employer du courant alternatif en dessous de la gamine des fréquences vocales ou du courant continu avec retour par la terre, l'envoi des courants de signalisation dans la ligne étant effectué par l'intermédiaire de groupes de relais convenables chargés de traduire les signaux émis dans un circuit bouclé, les impulsions, les signaux de supervision ou des signaux semblables en signaux de courant alternatif pour la transmission de ceux-ci vers l'autre extrémité de la ligne et en ce point pour les retraduire en leur forme originale ou toute autre forme désirée.
Des filtres convenables doivent être prévus à chaque extrémité pour séparer les divers courants de signalisation.
Par exemple, dans un cas l'envoi des impulsions et la signalisation pour la voie à fréquence vocale est effectué sur le circuit en boucle au moyen d'une fréquence inférieure à la fréquence vocale, tandis que pour la voie à fréquence porteuse la même fréquence ou une fréquence différente, inférieure à la fréquence vocale, est transmise dans le circuit fantôme. Dans un autre cas,l'envoi des impulsions et des signaux de supervision est effectué au moyen d'une fréquence vocale pour la voie à fréquence audible et au moyen d'une fréquence inférieure à la fréquence vocale pour la voie à courant porteur, l'une et l'autre étant transmises dans le circuit en boucle. Une liaison télégraphique à courant continu est alors possible sur le circuit fantôme.
Cette disposition présente le désavantage de nécessiter l'installation d'un générateur de courant à fréquence vocale au bureau rural. Cependant ce courant peut être engendré par un vibrateur fonctionnant au moyen de piles puisque la fréquence choisie et la forme de la courbe du courant sont sans importance.
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Dans le cas où la signalisation est effectuée sur un des fils de la ligne pour une vbie et sur l'autre fil pour l'autre voie on peut employer la même fréquence, inférieure à la fréquence vocale, ou des fréquences différentes; du courant continu peut être aussi employé pour chacune-des voies, mais un filtre passe-bas convenable doit être prévu pour isoler les circuits'de signalisation par rapport aux courants de conversation. De plus un filtre passe-haut ou un filtre de bande doit être utilisé dans la voie à fréquence vocale pour empêcher les fréquences de signalisation de réagir sur les circuits à fréquence vocale.
On comprendra que le système à courant porteur peut être appliqué à d'autres circuits que celui qui a été décrit ci-dessus. Par exemple, le bureau rural peut être un bureau intermédiaire et une des voies peut être prolongée vers un autre bureau. De plus le bureau rural automatique peut être situé. entre deux bureaux manuels, dans ce cas les communications entre le bureau automatique et les bureaux manuels peuvent être établies par l'intermédiaire des voies à fréquence vocale, la voie à courant porteur servant de voie de communication directe entre les bureaux manuels ou vice versa.
Enfin le système à courant porteur peut donner deux voies indépendantes à fréquence porteuse,dans ce cas l'envoi des impulsions et la supervision dans les deux voies peut être effectuée dans un circuit en boucle et dans un circuit fantôme respectivement.
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Improvements to electrical signaling systems.
The present invention relates to electrical signaling systems, it relates more particularly to systems employing carrier currents for the transmission of speech and signals between several stations.
In the past it has been proposed to use only a single carrier current source for the common use of two stations and in order to ensure that a suitable power is sent to each of the stations the current source has. been placed at the electrical center of the line.
Because it is not always possible to install
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this source at the geographical center of the line, which normally merges with the electrical center, the source has been placed in one of the stations and an artificial balancing network has been inserted in the line between the source and the local modulator in such a way that the point of application of the source is effectively the electrical center of the line.
The addition of an artificial network, however, has the disadvantage of causing an increase in the total loss of the circuit and one of the objects of the present invention is to provide an arrangement whereby the carrier current source is placed in one of the circuits. stations and supplies adequate power to the remote station without making use of an artificial balancing network.
According to this characteristic of the invention, the carrier frequencies intended for the stations in communication are applied to the opposite ends of a network formed so as to prevent the flow of a carrier current but to allow the flow of a current comprising only 'a sideband, the level of the carrier frequencies being determined separately for each of the stations, for example by means of separate amplifiers.
The artificial network between two stations takes the form of a high pass filter when the upper sideband is to be transmitted and that of a low pass filter when the lower sideband is to be transmitted. The cutoff frequency of the high pass filter will be exactly above the carrier frequency and that of the low pass filter exactly below that same frequency.
According to another characteristic of the invention
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it is possible to use the two sidebands if the artificial network is a rejector circuit or better still a combined low pass and high pass filter having a narrow stop band around the carrier frequency.
The use of a single sideband has the advantage of eliminating the need to make use of phase compensating networks which heretofore have been considered essential because when both sidebands are transmitted as well as the carrier frequency it is. necessary to maintain a correct phase relation between them otherwise the amplitude of the received speech varies with the phase shift whereas when only one sideband is transmitted together with the carrier frequency the phase relation is irrelevant. 'importance since the phase of the received speech alone is modified and this fact cannot be detected by hearing.
A particular application of the invention will be described, with reference to the attached drawing, in which use will be made of the upper sideband and in which the carrier frequency and the sideband are superimposed in a line transmitting currents at voice frequency.
HPF represents the artificial network which is supposed to have a cutoff frequency of 5100 periods per second, at the ends of it the carrier frequency of 5000 periods per second is applied, it is supplied by the oscillator OSO through the amplifiers A1 and A2 adjustable independently of each other so that the level can be set in the most suitable way for the supply of the station each of them serves. It is assumed that the current source is installed in one of the stations although it can also be placed in an intermediate station.
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whether the two intercommunication stations had access to each other through an intermediate station.
The telephone sets of the two stations are suitably connected to the jacks shown and are separated from the modulator-demodulators MDM1 and MDM2 by the low-pass filters LPF2 and LPF4. modulators-demodulators, as their name suggests, are suitable for fulfilling the functions of modulator and demodulator, they are well known. Preferably they consist of dry straighteners and serve to modulate the vocal currents at the start and to demodulate the currents of the sideband at the end.
As can be seen the carrier current is supplied to both devices by means of the pair of wires on which the sidebands are transmitted although where the current source is installed at the same station as the modulator-demodulator it is possible that this device is of the 6 terminal type instead of being of the 4 terminal type, in this case the carrier current source can be connected to separate terminals as shown by the dotted lines.
The LPF1 and LPF2 low-pass filters having a cut-off frequency of 3000 periods per second prevent the passage of carrier frequency currents and those of the side bands which would influence the voice frequency circuit, the high-pass filters HPF2 and HPF3 having a cut-off frequency of 4900 periods per second ensures that almost only carrier frequency currents and those with higher frequency can reach the line through carrier frequency devices and carrier frequency devices through the line. line.
A system of the type described above finds particular application in rural automatic office systems in which the rural office is connected to the main office through a network.
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only junction line. Local communications in the rural network are established automatically while outgoing and inbound communications are established by an operator at the main office through the trunk line. As the trunk line can be of considerable length the cost of installing more than one line can be prohibitive.
By means of a system such as that described above an additional communication path can be established by means of the existing junction and the fact that the powerline source is installed at the main office and dry rectifiers are used in the rural office, maintenance costs are low and no power source should be provided other than the battery pack and call generator normally used.
Another problem also arises in the case of the envisaged application, it is the transmission of the pulses and of the supervision signals. It was found that the level of the carrier current was not sufficient; high to give satisfactory transmission of these signals by means of the carrier current path and another object of the invention is to provide separate paths for the transmission of the pulses and the supervisory signals.
According to an additional characteristic of the invention, the sending of the pulses and of the supervision signals is effected by means of an alternating current loop circuit or by means of a phantom circuit or else on each of the wires. of the line.
In the case of the AC loop circuit, the signaling frequency can be chosen below or within the range of the voice frequencies; in the case of
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phantom circuit, alternating current below the range of the voice frequencies can be used or direct current with return by the earth, the sending of the signaling currents in the line being carried out by means of suitable groups of relays responsible for translate signals emitted in a looped circuit, pulses, supervision signals or similar signals into alternating current signals for transmission of these to the other end of the line and at this point to translate them back into their form original or any other desired shape.
Suitable filters should be provided at each end to separate the various signal currents.
For example, in one case the sending of the pulses and signaling for the voice frequency channel is carried out on the loop circuit by means of a frequency lower than the voice frequency, while for the carrier frequency channel the same frequency or a different frequency, lower than the voice frequency, is transmitted in the phantom circuit. In another case, the sending of the pulses and the supervision signals is carried out by means of a voice frequency for the audible frequency channel and by means of a frequency lower than the voice frequency for the carrier current channel, l both being transmitted in the loop circuit. A direct current telegraph connection is then possible on the phantom circuit.
This arrangement has the disadvantage of requiring the installation of a voice frequency current generator in the rural office. However, this current can be generated by a vibrator operating on batteries since the chosen frequency and the shape of the current curve are irrelevant.
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In the case where the signaling is carried out on one of the wires of the line for one vbie and on the other wire for the other channel, the same frequency, lower than the voice frequency, or different frequencies can be used; direct current may also be used for each of the channels, but a suitable low pass filter must be provided to isolate the signal circuits from the talk currents. Additionally a high pass filter or band filter must be used in the voice frequency channel to prevent signaling frequencies from reacting on the voice frequency circuits.
It will be understood that the carrier current system can be applied to circuits other than that which has been described above. For example, the rural office can be an intermediate office and one of the lanes can be extended to another office. In addition the automatic rural office can be located. between two manual offices, in this case the communications between the automatic office and the manual offices can be established by means of the voice frequency channels, the carrier current channel serving as a direct communication channel between the manual offices or vice versa.
Finally, the carrier current system can give two independent carrier frequency channels, in this case the sending of the pulses and the supervision in the two channels can be carried out in a loop circuit and in a phantom circuit respectively.