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CIRCUITS POUR LE CONTROLE DE LA TRANSMISSION
DANS LES SYSTEMES TELEPONIQUES
L'invention se rapporte à des systèmes de transmission téléphoniques dans les deux sens, et plus particulièrement à des circuits pour le contrôle automatique de la transmission dans de tels systèmes.
L'invention s'applique particulièrement à des systèmes téléphoniques permettant des conversations collectives dans les deux sens, et elle sera particulièrement décrite pour ce cas. Le but d'un tel système est de permettre la communication entre les personnes placées en des points très distants avec une facilité semblable à celle qu'elles ont quand elles sont réunies en conférence dans un local. Un cas spécial d'un tel système est celui dans lequel une communication téléphonique dans les deux sens a lieu entre différents groupes comprenant chacun un certain nombre de personnes placées respectivement en différentes stations très séparées l'une de l'autre, un simple transmetteur téléphonique et un simple réoep -teur haut-parleur étant utilisés à chaque station en commun par chacune des personnes du groupe situé à cette station.
Ces personnes peuvent communiquer simultanément aveo toutes les autres person -nes de la conférence appartenant au groupe d'une autre station et
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les courants phoniques de chaque personne, parlant commandent automatiquement l'appareil de contrôle et l'appareil commutateur de direction aux deux stations, de manière à régler le gain du circuit de conversation tout en empêchant le phénomène de chant et tout en supprimant les échos ou autres bruits. un des buts de la présente invention est d'améliorer le fonctionnement de systèmes de ce genre. Un autre but est de combiner et d'arranger des dispositifs automatiques pour exercer dif -férents types de contrôle sur la transmission d'un système de signalisation à double direction de manière à réaliser un fonctionne -ment perfectionné de ce système.
On a cherché à réaliser un gain maximum tout en maintenant des conditions satisfaisantes pour éviter le phénomse de chant et pour empêcher les échos ou les autres bruitsprovenant de la ligne ou du milieu ambiant.
Ces différents objets ont été atteints en utilisant des combinaisons et des arrangements particuliers des appareils développant le volume des ondes sonores, des supprimeurs d'échos, et des limiteurs de volume,avec une sélection convenable et un ajustement relatif de leurs caractéristiquesde fonctionnement.
L'invention est mieux comprise de la description détaillée suivante basés sur les dessins ci-joints. Sur ceux-ci:
Les figures 1, 2 et 3 montrent schématiquement différentes formes de réalisation de l'invention appliquée respectivement à des circuits téléphoniques à deux et à quatre fils;
Les figures 4,5 et 6 montrent schématiquementles circuits et les appareils préférés utilisés dans les systèmes des figures 1 à 3 pour obtenir les caractéristiques voulues .
Les figures 1 à 3 montrent différentes modifications de l'invention appliquées à des circuits téléphoniques à deux ou quatre fils, connectant deux stations terminales A et B qui peuvent être des locaux placés en des points très séparés, et dans chacun desquels se trouant différents groupes de personnes qui désirent discuter avec des personnes de leur propre groupe et avec des personnes d'autres groupes comme si elles étaient toutes présentes dans le même local.
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Sur ces trois figures, chacune des simples lignes représente des circuits ou des chemins de transmission électrique à double fil, et les appareils de transmission dans les circuits aux deux stations terminus sont représentés d'une manière simplifiée ou simplement par des rectangles, ces unités; dans les circuits de transmission aux stations terminus, qui fonctionnent pour réaliser le contrôle de perte ou pour limiter le volume, ont leurs oaraoté- ristiques d'entrée et de sortie représentées graphiquement à l'intérieur des rectangles. De plus, une flèche dirigée vers un reotangle et provenant d'un autre rectangle indique que l'appareil représenté par le second rectangle commande le contrôle des appareils représentés par l'autre rectangle de la manière qui va être décrite.
Un contact normalement fermé dans un chemin de transmission est indiqué par un petit triangle faisant contact, tandis qu' un contact normalement ouvert est représenté par un petit rectangle ne faisant pas contact . Une flèche dirigée d'un rectangle vers un point de contact fermé dans un chemin de transmission indique que le chemin sera déconnecté en ce point par le fonctionnement d'undispositif commandé par des ondes phoniques et représenté par le dit rectangle:. Une flèche dirigée d'un rectangle vers un point de contact ouvert dans un chemin de transmission indique que ce chemin sera fermé en ce point par le fonctionnement d'un dispositif oomman -dé par des ondes phoniques et représenté par le rectangle.
Les buts principaux des circuits de contrôle automatique dans les arrangements des figures 1 à 3, sont les suivants : (1) Prévoir un gain acoustique total entre les stations; connectées par un circuit téléphonique à deux ou à quatre fils, de manière que celui qui parle à une station distante peut être entendu à un niveau de volume plus élevé que celui qui parle localement, compensant ainsi le fait que les deux personnes parlantes sont placées en des points très distants, tout enempêohant la possibilité du phénomène de chant autour du circuit total'.
(2) Supprimer les éohos préjudiciables et les autres bruits.
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Ces buts sont accomplis de différentes manières dans les arrangements montrés sur les figures 1 à 3.
Dans le système de la figure 1, le circuit téléphonique à quatre fils comprend:un chemin de transmission LE dans une direc -tion, lequel renferme les dispositifs amplificateurs Al et A2 servant à répéter les courants téléphoniques produits par un microphone convenable MA à une station Ouest A vers un récepteur téléphonique haut-parleur RB à une station Est B ; et un chemin de transmission LW comprenant des dispositirs ampliricateare A3 et A4 servant à répéter les courants téléphoniques produits par un microphone MB à la station Est B vers un récepteur téléphonique haut-parleur RA à la station Ouest A.
Un dispositif automatique limiteur de volume VL1, ayant une caractéristique entrée-sortie telle que celle montrée dans le rectangle correspondant, est/connecté au chemin LE à la station A pres du circuit de sortie de l'amplificateur A1, et un dispositif automatique limiteur de volume VL2, ayant une caractéristique entrée-sortie semblable indiquée dans le rectangle correspondant, est connecté qu chemin LW à la station B. Un dispositif RE1 d'expansion de la rangée de volume, ayant une caractéristique entrée-sortie telle que celle montrée dans le rectangle correspondant, est connecté à l'extrémité réceptrice du chemin LE à la station B dans le circuit d'entrée de l'amplificateur A2.
Un dispositif RE2 semblable à EE1 , ayant une caractéristique entrée-sortie telle que celle montrée dans le rectangle correspondant, est connecté à l'extrémité réceptrice du chemin LW à la station A/dans le circuit d'entrée de l'amplificateur A4.
En plus des éléments mentionnés ci-dessus, le système de la figure 1 comprend un dispositif de suppression ES1 connecté au chemin LE à la station B en un point situé en face du dispositif REl et fonctionnant en réponse à des signaux téléphoniques envoyés sur le dit chemin pour déconnecter effectivement le chemin LW en un point 1 situé en face de VL2 et pour contrôler à travers un circuit de/contrôle dérivé 2 ce dernier appareil pour réduire simultanément son gain à une valeur donnée.
Un dispositif de suppression ES2 connecté au chemin LW à la station A est prévu en face
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de HE2, ce dispositif opérant en réponse à des signaux téléphoniques appliqués sur le chemin LW pour déconnecter effectivement le chemin LE en un point 3 en face de VL1, et pour contrôler à travers le che -min 4 ce dernier appareil afin de réduire simultanément son gain à une valeur donnée.
Les dispositifs ES1 et ES2, ainsi que les dispositifs semblables montrés sur les figures successives, peuvent être d'une type convenable quelconque mais sont de préférence du type utilisant un détecteur amplificateur et des relais actionnés par le courant de sortie pour ouvrir et fermer des circuits électriques afin d'effec -tuer le contrôle requis, tels qu'ils sont ordinairement utilisés dans les supprimeurs d'échos ou dansdes circuits commutateurs ana -logues. pour montrer le fonctionnement du système de la figure 1 on suppose qu'une personne de la conférence parle dans le local de la station A. Sa parole est captée par le microphone MA et après amplification en Al, les courants passent à-travers le point 3 dans le chemin LE qui est dans sa condition normale, prévoyant une très faible perte ou ne prévoyant aucune perte, puis passe à travers le dispositif VL1.
Ainsi que cela est indiqué par la courbe ca- ractéristique montrée, VL1 fonctionne automatiquement comme un amplificateur ordinaire pour produire un signal de départ qui est proportionnel au signal d'arrivée jusqu'à un point choisi de gain maximum tel que 15 db. déterminé par la surcharge et par les limites de mélange inductif du chemin de transmission LE. Des oourants phoniques reçus en VL1 d'un niveau supérieur au point choisi da gain maximum, o.à.d, au-dessus d'environ -15 décibels, provoquent le contrôle 5 du dispositif VL1 de fonctionner pour émaner le cou -rant phonique de sortie de ce dispositif de s'élever d'une manière appréciable au-dessus du volume considéré.
Du circuit de sortie de VL1, les ondes phoniques de la station Ouest passent à travers le chemin LE vers la station Est B..
A la station Est B, une partie des courants phonique s passe dans le circuit d'entrés du dispositif 6 et dans le circuit
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d'entrée du dispositif ES1 tandis que la partie principale passe à travers le dispositif RE1. Comme cela est indiqué par lesoourbes caractéristiques des rectangles, pour de très faibles circuits d' arrivée le gain total de RE1 est faible. Des courants d'entrée plus élevés aotionnent le dispositif 6 qui contrôle RE1 de manière à accroitre son gain total de façon à éliminer effectivement les pertes du chemin LE d'une manière proportionnelle au niveau d' amplitude des signaux appliqués.
Au-dessus d'une certaine amplitude du courant d'entrée, le dispositif 6 fonctionne pour maintenir le gain à une valeur maximum déterminée'. Le signal fourni par RE1 est amplifié par A2, puis est appliqué à un récepteur haut-parleur RD de manière que ce signal soit entendu par les personnes qui se trouvent à la station B.
La partiede l'énergie phonique Ouest qui entre dans le circuit d'entrée du dispositif supprimeur ESl amène le fonctionnement de ce dispositif pour déconnecter le chemin LW au point 1 en face du limiteur de volume transmetteur VL2, soit en ouvrant ce chemin, soit en le court-circuitent. A travers le circuit 2 il actionne simultanément le dispositif limiteur de volume VL2 pour réduire son gain à environ 25 db., insérant ainsi efrectivement une perte additionnelle de cet-ce valeur dans le chemin LW. Les actions temporisées sont de préférence arrangées d'une manière décrite par la suite, de façon que cette perte additionnelle soit dans le chemin quand le contr6le en 1 cesse, et soit supprimée d' une manière continue de quelques millisecondes après la fin du contrôle 1.
Ces deux pertes empêchent tout écho des ondes phoniques d'Ouest qui pourraient être oaptées par le microphone MB du circuit de sortie du haut-parleur HE pourretourner à la station Ouest W à travers le chemin LW. La dimintion additionnelle du gain de 25 db. était trouvée nécessaire par expérience en conoor- danoe aveo la'figure 1, à cause du lait que sur une application brusque du courant d'entrée intense, teL que cela peut résulter 'quand ES1 se rétablit pendant qu'une personne du poste Est parle fortement, le dispositif RE2 aurait un accroissement trop grand
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du gain avant que le supprimeur ES2 puisse fonctionner pour couper le chemin de transmission Ouest au point 3.
Donc, sans l'inser -tion d'une perte de 25 db. dans le limiteur de volume VL2, un court écho pourrait être renvoyé autour du circuit au récepteur haut-parleur Est RB et serait entendu comme un fort bruit, ce qui pourrait actionner une fausse opération du dispositif ES1. pour éviter le phénomène de ohant, et pour suppriner convenablement les éohos pour la valeur du gain total insérée;
par le dispositif récepteur d'expansion dans le système de la figure 1, les dispositifs supprimeurs ES1 et ES2 sont arrangés pour fonotionner en réponse à des signaux phoniques reçus d'un niveau situé dans la rangée d'extension des dispositifs RE1 et RE2, cette dernière rangée étant déterminée par la valeur du gain aooustique total requis entre les deux stations terminales A et B du système afin que la personne parlant à distance puisse être entendue à un volume plus élevé:,que la personne parlant localement.
De préférenoe, la sensibilité de chaque dispositif supprimeur receveur sera réglée de manière qu'il fonctionne pour insérer une grande perte dans le chemin d'écho quand la valeur de la pe=rte énlevée par le dispositif d'expansion dans le chemin transmettant des signaux est légèrement moindre que celle qui produirait des échos préjudiciables et le phonémène de chant autour du système. Chaque dispositif ESl et ES2 sera aussi arrangé d'une manière convenable pour avoir une marge suffisante de fonotionnement afin d'empêcher son rétablis -semant tant que le niveau des échos des ondes reçues à la station est réduit à une valeur inférieure au point d'opération du dispositif supprimeur de l'autre côté du circuit.
Le fonotionnement du système de la figure 1 dans la direction Est-Ouest est semblable à celui décrit pour la direction Ouest-Est.
S'il y a un délai appréciable de D secondes dans la transmission sur chaque coté du circuit à. quatre fils du système de la figure 1, et si la personne parlant à l'extrémité Ouest commence dans les D secondes avant ou après la personne parlant à l'extré- mité Est, les ondes phoniques peuvent se mutiler de la manière
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ordinaire considérée comme un blocage partiel. ce blocage partiel peut âtre empêche dans le système de la figure 1 en employant des supprimeurs du circuit récepteur actionnés du côté transmetteur du circuit en plus des supprimeurs du circuit transmetteur actionnés du coté récepteur montré.
cependant, un tel arrangement peut créer des blocages complets de transmission quand la personne du poste Ouest commence à parler dans les D secondes avant ou après que la personne du poste Est commence à parler. Bien que des blocages partiels ou oomplets pour de courtes périodes de temps ne constituent probablement pas de défauts sérieux dans les types de systèmes avec lesquels lea/circuits de l'invention sont ordineirement utilisés, une manière d'éviter ces blocages serait de commander par commutation tous les supprimeurs d'échos à une extrémité du système.
L'arrangement dissymétrique des dispositifs d'expansion de rangée de volume et des/limiteurs de volume montrés sur la figure 2,fonc- tionne comme suit.
Dans le système de la figure 2, un dispositif TEL1 combinant la limitation de volume et l'expansion de la rangée de volume, ayant une caractéristique entrée-sortie telle que celle montrée dans le rectangle représentant ce dispositif, est conneo- té au chemin Ouest-Est LE dans le circuit de sortie de l'amplifioateur Al à la station A. Un dispositif RE3 pour l'expansion de la rangée de volume, sans limiteur, semblable à REl et RE2 de la. figure 1, est connecté au côté récepteur du chemin Est-ouest LW à la station A dans le circuit d'entrée, de l'amplificateur A4, mais le dispositif semblable utilisé dans le côté réoepteur du chemin LE à la station B figure 1, est éliminé dans le système de la figure 2.
Un dispositif VL3 limiteur de volume et semblable à VL1 et VL2 de la figure 1, excepté en ce qii concerne l'élimination du contrôle 2,est connecté dans le chemin LW du cirouit de sortie de l'amplificateur A2 à la station B.
L'appareil supprimeur dont la totalité est placée à la station A, comprend un dispositif supprimeur ES3 connecté au che -min LW en face de R3 et fonctionne en réponse à des signaux téléphoniques appliqués dans ce chemin pour déconnecter le chemin
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LE à la station A au point 7 en face de TEL1, et pour -déconnecter le circuit 8 au point 9. Un dispositif sembable ES4 est connecté au chemin LE à la station A en un point situé entre le point 7 et le oircuit d'entrée de TEL1. Ce dispositif ES4 fonctionne en réponse aux signaux téléphoniques provenant du chemin LE pour déoon -neoter le chemin LW à la station A au point 10 en face de RE3, ainsi que le point de oonnexion de ES3 au chemin LW. De plus, 11 déconnecte le circuit 11 pour le dispositif RE3 au point 18.
Le fonctionnement de ES3 déconnecte aussi ES4 au point 13 dans-le circuit de départ,et le fonctionnement de ES4 déconnecte ES3 au point 14 de son circuit de départ. Les autres élPmts du système de la figure 2 sont semblables à ceux de la figure 1, ainsi que cela est indiqu'é par les mêmes caractères servant à identifier les éléments correspondants .
Le système de la figure 2 fonctionne comme suit : On suppose qu'une personne parle à la station A. Ses ondes phoniques sont captées par le microphone MA. et les courants phoniques du circuit de départ sont amplifiés par Al, puis transmis à travers le point 7 dans le chemin LE qui, dans sa condition normale, prévoit une faible perte ou même aucune perte. Une partie de l'énergie ampli- -fiée est transmise à travers TELl, tandis que l'autre partie est divisée entre le circuit d'entrée de l'appareil 8 contrôlant 1' expansion du circuit transmetteur, et le circuit d'entrée: de ES4.
Le dispositif 8 fonctionne en réponse aux oourants reçus pour oon- tr8ler le gain de TEL1 de la manière indiquée par la caractéristique entrée-sortie montrée dans le rectangle correspondant à ce dispositif. Ainsi pour de très faibles courants d'entrée, ce dispositif n'a pratiquement aucun gain. Quand le courant d'entrée augmente et passe à une certaine valeur, le dispositif 8 fonction -ne pour commencer à élever le oourant de sortie plus que le courant d'entrés, ou en d'autres larmes un gain est introduit. cela a lieu pour une certaine partie de la rangée des courants d'entrée, ainsi qu'il est montré, jusqu'à un autre point pour lequel l'éner -giefournie s'établit encore égle à l'énergie reçue.
Quand le
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niveau de l'énergie d'entrée des signaux appliqué à TEL1 dépasse une certaine valeur maximum, le dispositif 15 fonctionne pour empêcher un autre aooroissement de l'énergie fournie pour de nouveaux accroissements du niveau de l'énergie reçue, le point de fonctionne -ment de 15 étant choisi pour maintenir l'énergie du signal trans -mis dans les limites de surcharge et de cross-talk du système .
La partie du courant ae signalisation d'Ouest dérivée dans le circuit d'entrée de ES4, fonctionne de la manière déjà décrite pour déconnecter le chemin LW à la station A en face de
RE3, pour déconnecter ES3, et pour déconnecter le dispositif 11 contrôlant RE3. Par des moyens semnlables, une certaine durée, par exemple 0,2 seconde, est accordée aux circuits déoonnecteurs pour contrôler le fonctionnement de ES4, de sorte que après que la parole d'Ouest a passé à travers TELl , l'action de déconnexion décrite sera oontinuée pour un temps suffisant à l'écho provenant de la station éloignée du système de s'atténuer à une valeur qui ne provoquera pas de fausses opérations dans le supprimeur ES3 quand le supprimeur ES4 est libéré.
La déconnexion du dispositif
16 par le fonctionnement de ES4 peut être accomplie par exemples à travers un réseau de condensateurs et de résistances ayant les constantes de temps voulues, de sorte que le dispositif d'aspansion ne peut établir son gain subitement lors de la libération de ES4 si des ondes phoniques sont présentes sur le côté LW du circuit.
Cette actLon temporisée est prévue pour empêcher qu'une fausse opération de ES4 ne puisse avoir lieu lors d'impulsions courtes qui autrement passeraient du point 10 dans le chemin LW avant que ES3 ne fonctionne.
Du circuit de sortie de TEL1, les courants phoniques d' Ouest passent sur la ligne LE vers la station Est B, et après amplification par A2 ces courants sont appliqués au récepteur haut-parleur RB où ils sont entendus de la station B.
Le fonctionnement du système de la figure 2 pour la transmission dans la direction Est-Ouest de la station B vers la station A est ]3 suivant : les courants phoniques dans le circuit de départ
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du microphone MB à la station Est B sont amplifiés par A2 et passent direotement dans VL3 qui opère d'une manière semblable à celle décrite pour VL1 et VL2 de la figure 1 comme un amplifioa- teur afin de produire un courant de sortie directement proportionnel au courant d'entrée jusqu'à une valeur de gain maximum (15 db.) à laquelle le dispositif de contrôle 20 du limiteur fonctionne pour empêcher une autre élévation du courant de sortie pour un courant d'entrée accru.
On maintient ainsi le signal des courants phoniques transmis dans les limites du système. Du circuit de sortie de VL3, les courants sont transmis à travers le chemin LW vers la station A ou une partie de ceux-ci est envoyée à travers RE3, tandis que les autres parties sont divisées entre le circuit d' entrée du dispositif de contrôle 11 et le circuit d'entrée de ES3.
Le dispositif 11 contrôle le gain de RE3 pour prévoir une caractéristique entrée-sortie telle que celle montrée dans le rectangle correspondant à cet appareil, et oela d'une manière semblable à celle décrite pour les appareils RE1 et RE2 de la figure 1. Le supprimeur ES3 fonctionne de la manière déjà indiquée en réponse aux courants phoniques appliqués pour déconnecter le chemin LE à la station A en face de TELl, pour déconnecter le dispositif 8 de cet appareil, et pour déconnecter ES4. Les courants phoniques dans le circuit de sortie de RE3 sont amplifiés par A4,et appliqués au réoepteur RA de manière qu'ils sont entendus à la station A.
Les limites d'expansion pour le dispositif TELl et le dis- - positif RE3 dépendent de la quantité de perte nécessaire pour déconnecter les chemins LE et LW afin de fournir la quantité requise de gain aooustique entre les deux stations A et B pour les deux directions de transmission, comme dans le cas des dispositifs semblables de la figure 1, la sensibilité des dispositifs RS3 et ES4 est établie de manière que ces dispositifs fonctionnent en réponse aux courants appliqués respectivement par les chemins LW et LE, d'un niveau jusqu'en un point de la rangée d'expansion du dispositif RE3 pour la réception, et du dispositif TEL1 pour la transmission quand la perte produite par le dispositif expanseur est légérement moindre que celle: qui produirait le phénomène de chant
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ou des éohos dans le système.
Le point maximum de gain permis par la partie limitrice du dispositif TEL1 pour la transmission, et par le limiteur VL3 est choisi de manière à maintenir le niveau des signaux transmis sur les chemins LE et LW dans les limites de surcharge et de cross-talk de ces chemins. Dans certains cas ou le bruit de ligne est excessif, il peut être avantageux de modifier le système de la figure 2 pour ajouter un dispositif d'expansion à la réception, semblable à RE3 dans le chemin LW à la/station A, dans le coté réoepteur du chemin LE à lactation B afin de réduire ce bruit.
Dans ce cas, TEL1 dans le coté transmetteur du chemin LE en A, doit être désigné pour fonctionner pendant la transmission seulement comme un amplificateur et comme un limiteur de volume pour des courants requis très intenses.
La figure 3 montre une modification de l'invention appliquée à un circuit à deux conducteurs dans laquelle les circuits de transmission des signaux de l'Ouest à l'Est et de l'Est à l' Ouest ont une partie intermédiaire à double conducteur, la partie de transmission LI étant utilisée en commun dans les deux directions, Les parties transmettant dans une seule direction des circuits LE et LW aux deux stations extrêmes A et B sont couplées en ces stations en relation conjuguée l'une avec l'autre, et en relation transmettrice d'énergie avec une extrémité du circuit de liaison commun LI par les bobines hybrides Hl et H2 et des réseaux artificiels d'équilibre de la manière bien connue.
Les appareils de commutation et de contrôle du volume associés avec les ohemins LE et LW à chaque station terminale seront les mêmes que ceux utilisés dans le système de la figure 1 aveo les exceptions suivantes : Le côté transmetteur du chemin LE en A et le côté transmetteur du chemin LW en B sont normalement déconnectés en un point 21 dans le circuit de sortie du dispositif VL1 limiteur de volume à la transmission, et en un point 22 dans le circuit de sortie du dispositif semblable VL2, Les dispositifs ES5 et ES6 pour la suppression du chant à la transmission, non utilisés dans le système de la figure 1, sont respectivement connectés au côté
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transmetteur du chemin LE en A entre le point 3 et VL1,
et au côté transmetteur du chemin LW en B entre le point 1 et le dispositif VL2. Le dispositif ES5 fonctionne en réponse à des signaux téléphoniques d'Ouest à Est du chemin LE pour connecter ce chemin au point 21, pour déconnecter le côté récepteur du chemin LW à la station A en un point 23 en face du dispositif RE2, pour déconnecter en 23 le dispositif 7 de contrôle pour RE2, et pour déconnecter en 25 le supprimeur ES2 à la réception. Le fonotionnement de ES2 déconnecte ES5 en 24.
Semblablement, le supprimeur ES6 à la transmission fono -tionne pour des signaux téléphoniques Est-Ouest du chemin LW afin de : connecter ce chemin au point 22; déconnecter le côté réoepteur du chemin LE à la station B en un point 26 vis-à-vis de REl; déconnecter le dispositif 6 de contrôle de REl en 27; et déconnecter en 28 le dispositif ES1, supprimeur à la réception.
Le fonotionnement de ESl déconnecte le dispositif ES6 supprimeur à la transmission au point 29.
Les supprimaurs de chant à la transmission ont été ajoutés dans le système de la figure 3 à cause du fait que beauooup de problèmes difficiles concernant le phénomène de chant peuvent exister à chaque extrémité quand un gain additionnel est néoessai -re dans le côté récepteur pour réaliser une grande perte de ligne du circuit intermédiaire LI, et quand l'équilibre du circuit à. deux fils aux connections des bobines hybrides est faible. Le contrôle anti-chant dans le côte transmetteur, prévu par les supprimeurs, empêche un chemin d'écho qui permettrait une fausse opération du supprimeur à la réception à chaque extrémité et produirait même le phénomène de chant. On a trouvé que si des pertes très larges ( 20 db.
Qu plus) doivent être commutées dans le côté transmetteur d'une telle connexion à deux fils pour prévoir le gain acoustique nécessaire entre les stations terminales, la combinaison d'un tel commutateur transmetteur prévoyant une très grande perte et un commutateur d'expansion à la réception prévoyant 15 à 25 db. en tandem dans le système de la figure 3,
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donne une transmission satisfaisante. L'action du dispositif d' expansion adoucit les changements brusques dans la transmission de la parole et dans les bruits de chambras provoqués par la commutation du supprimeur. Le fonctionnement du limiteur transmetteur, du dispositif d'expansion récepteur et du supprimeur à la réception aux deux stations terminales, est le même que pour les appareils correspondants du système de la figura 1.
Une forme préférée d'arrangement de circuits qui peut être utilisée pour les dispositifs limiteurs de volume VL1 et VL2, ainsi que le contrôle associé montré dans les rectangles en pointillé 30 et 31 de la figure 1, est montrée sohématiquement sur la figure 4.
Le circuit limiteur de volume de cette figure comprend un répéteur variable consistant en un chemin variable de perte 33 suivi par un amplificateur 34 du typa des tubes à vide et à simple étage, et un circuit de contrôle 35 à action en retour pour contrôler la valeur des pertes dans le dispositif 33 pour le circuit de sortie de l'amplificateur 34. Le dispositif 33 comprend un transformateur d'entrée 36, un transformateur de sortie 37, les éléments rectifioateurs 38 et 39 à oxyde de cuivre, et les éléments de résistance shunt 40 et 41 connectés entre l'enroulement secondaire du transformateur 36 et l'enroulement primaire du transformateur 38.
L'amplificateur 34 comprend un tube à vide du type pentode ayant des circuits de commande pour ces différentes électrodes, ainsi qu'il est montré. Le circuit de contrôle grille-cathode du tube 34 est conneoté à traversée secondaire de 37. Le circuit de sortie de 34 est couplé par le transformateur 42 disposé comme une bobine hybride aux deux chemins de sortie de 600 ohms, un des chemins étant le chemin de sortie principal 43 du circuit, et l'autre étant la partie d'entrée de l'embranchement 35 qui contrôle le limiteur de volume.
Le circuit de contrôle 35 comprend le tube 44 à remplissage de néon, suivi par le tube amplificateur 45 aussi du type pentode.
Le circuit plaque-cathode du tube 45 est connecté à travers le point milieu du secondaire de 36, et le point milieu du primaire de 37 du dispositif 33, de manière telle que le courant plaque de 45
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passe à travers les éléments reotificateurs 38 et 39 en parallèle pour prévoir une polarisation à courant continu qui variera en concordance avec les changements du courant plaqua pour oontr8ler la quantité de perte du dispositif 33. Quand aucun oourant n'est reçu=au dispositif 33 , le courant plaque de 45 passe à travers 38 et 39 dans la direction pour laquelle ils sont disposés, de sorte que leur résistance série est faible.
Si maintenant on sup -pose que des courants phoniques sont reçus aux bornes 46 et 47 du circuit limiteur de volume, ces signaux passant à travers le dispositif 33 seront atténués quelque peu par les résistances shunts fixes 40 et 41 en combinaison aveo les éléments 38 et 39 et ces oourants seront alors appliqués par la transformateur 37 au circuit d'entrée du tube 34 où ils seront amplifiés en concor- dance avec le gain oréé par ce tube. Les courants amplifiés-se- ront alors divisés par le transformateur 42 à bobines hybrides, une partie passant à travers le circuit 43 vers les bornes 48 et 49, tandis que l'autre partie est envoyée dans le circuit d' entrée de 35.
Le niveau des courants amplifiés dans le circuit de sortie de 34, lesquels sont appliqués au circuit 35, est direc- tement proportionnel aux courants phoniques appliqués aux bornes d'entrée 46 et 47 jusqu'à une amplitude déterminée à laquelle la limitation de volume est désirée. Quand ce niveau d'amplitude est atteint, les courants dérivés dans le circuit 35 et appliqués à la cathode du tube 44 en série avec les résistances 50 et 51, provoquera l'ionisation dans ce tube et du courant passera de son anode vers sa cathode. Dans le tube particulier utilisé comme tube 44, l'ionisation a lieu quand le voltage des oourants appli- qués dépasse 70 volts à la cathode,.
Le potentiel à l'anode est dans l'ordre de 50 volts positifs par rapport à la oathode. passe Comme le courant/de l'anode à la cathode, la grille de suppressbn 52 du tube amplificateur 45 connectée à la cathode du tube 44, ainsi que cela est indiqué, devient plus négatif par'rapport à la cathode 53 du tube amplificateur, et il en résulte que le courant plaque' du tube qui, ainsi que cela a été précédemment spécifie,
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passe à travers les éléments rectificateurs 38 et 39 diminue pour changer la polarisation de ces éléments de manière à produire une diminution proportionnelle dans la perte en série prévue par le dispositif et obtenir ainsi une réduction correspondante du gain total du répéteur variable.
Ce gain continuera à être réduit par cette action limitative jusqu'à ce que les tensions de signalisation dans le circuit de sortie de 34, dirigées dans le circuit de contrôle 35, soient réduites en-dessous du potentiel d'ionisation du tube 44, de manière que ce tube se désionise et que l'action du limiteur soit arrêtée.
Le circuit de la figure 4 est capable de faire une réduction de 25 db.dans le gain environ en 10 ou 15 mi llisecondes.
Quand les signaux phoniques, apnliqués aux bornes 46 et 47, sont réduits ou supprimés, le limiteur permet au potentiel de la grille 52 du tube 45 de revenir à la normale pour une période d'environ 2 secondes comme le condensateur 54, qui est chargé pendant le fonctionnement du tube 44, se décharge à travers la résistance de shunt 55. De cette manière, pour des courants phoniques intenses continus le limiteur de volume ne doit pas faire une réduction complète du gain sur chaque syllabe, mais maintient une valeur du gain largement constante de syllabe à syllabe.
La déconnexion de VL1 ou de VL2 dans le système de la figure 1, par suite du fonctionnement de ES2 ou de ESl pour réduire de gain du limiteur de volume à travers le branchement 4 ou le bran -chôment 2 du contrôle du supprimeur, ainsi que cela a été décrit, est accomplie en connexion avec le limiteur de volume de la figure 4 par l'action du supprimeur associé (non montré) pour courtcirouiter les conducteurs 56 et 57 ai'in de prévoir un chemin de décharge pour le condensateur 58, lequel est chargé quand le tube à néon 44 est dans la condition ionisée. La décharge du condensateur 58 amène la grille 52 du tube 45 au potentiel de terre ou dans l'ordre de 50 volts négatifs par rapport à la cathode.
Le décroissement résultant dans le courant plaque de 45 change la polarisation des éléments rectificateurs 38 et 39 du dispositif 33
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pour aoorottre la perte de ce dispositif et réduire ainsi le gain de répéteurs varable d'environ 25 db. Quand le supprimeur récepteur revient au repos, le cote du condensateur 58 non relié à la terre est chargé positivement à environ 50 volts à travers une résistance 59 de 0,1 megohm, et le fonctionnement du tube amplifioa -teur 45 est ramené à la normale.
Le circuit préféré pour le limiteur transmetteur et le contrôle associé,montré dans le rectangle pointillé 60 de la figure 2, doit être le même que celui montré figure 4, excepté pour l'élimination des éléments du circuit pour accomplir la déconnexion effective du limiteur de volume sous le contrôla du supprimeur associé puisque aucun supprimeur récepteur n'est utilisé à la station B figure 2.
Une forme préférée de l'arrangement de circuit qui sera utilisée pour le dispositif limiteur et d'expansion TEL du cote transmetteur ainsi que le contrôle associé montré dans le rectangle 61, figure 2, est indiquée schématiquement sur la figure 5. ce circuit comprend un répéteur variable consistant en un chemin de perte variable ou dispositif 33, suivi par un amplificateur 34 du type tube à vide et à simple étage dont le circuit de départ est connecté par un transformateur à bobine hybride 42 à un cirouit principal 43 conduisant aux bornes de sortie 48 et 49.
Il comprend aussi un branchement 35 pour le contrôle d'un limiteur de volume à action en retour renfermant un tube à néon 44 et un amplificateur thermoionique 45 pour contrôler le dispositif 33 afin de limiter les courants phoniques fournis au circuit 43 à un niveau d'amplitude déterminé par les limites de surcharge et de cross-talk du circuit téléphonique qui doit être connecté. Celuioi est identique au répéteur variable et au contrôle pour le limiteur de volume montrés sur la figure 4, ainsi qu'il est indiqué par les caractères identiques désignant les éléments correspondants des figures 5 et 4.
Le circuit de la figure 5 renferme aussi un "contrôleur d'expansion" et un "supprimeur" ayant un circuit d'entrée commun 62 oomprenant l'amplificateur 63 connecté à travers le primaire du transformateur d'entrée 36 du dispositif 33.
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Le contrôleur d'expansion comprend par ordre : l'amplifi- oateur 63; un rectificateur 64 ; un filtre 65; le tube à vide amplifioateur 45 aussi utilisé dans le circuit 35 contrôlant la limitation de volume ; un élément auxiliaire 66 contrôlant la rangée d'expansion. L'amplificateur 63 comprend un tube à vide du type pentode semblable au tube 34 dont le circuit de/contrôle grille-cathode est couplé par le transformateur d'entrée 67 à travers le primaire du transformateur d'entrée 36 du dispositif de perte 33. Le rectificateur 64 comprend un circuit en pont ayant des éléments rectifioateurs à oxyde de cuivre dans chacun des quatre bras, la diagonale d'entrée du pont étant couplée par le transformateur 68 au circuit anode-cathode du tube 63.
Le airouit d'entrée du filtre 65, qui est du type à résistance- condensateur, est connecté à la diagonale de sortie du pont du rectifioateur 64. Le circuit de sortie du filtre 65 est connecté à travers le circuit de contrôle grille-cathode de l'amplificateur 45 à travers la partie inférieure du commutateur S du dispositif 66 qui contrôle la rangée d'expansion, et le circuit plaque-cathode de 45 est connecté au circuit 33 comme cela est indiqué de sorte que le courant plaque du tube passe à travers ses éléments rectificateurs-série pour raire varier leur résistance en concordance avec l'amplitude du courant plaque, de manière à con-- -trôler la perte du dispositif 33.
Le dispositif 66 comprend,en plus du commutateur S, les potentiomètres à résistance P1 et P2 aveo leurs bras mobiles fixés au même arbre que le bras mobile du oommutateur S, de sorte que celui-ci et les deux potentiomètres peuvent être réglés simultanément par une opération manuelle.
La partie de résistance variable de Pl est connectée en shunt avec l'élément rectificateur à oxyde de cuivre dans le conducteur supérieur du dispositif 33, et la partie de résistance variable de P2 est connectée en shunt avec l'élément rectificateur à oxyde de cuivre du conducteur inférieur de 33. De cette manière, quand les bras mobiles des deux potentiomètres tournent simultanément, la quantité de résistance en shunt avec les éléments rectificateurs
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variera. Les valeurs des résistances des deux potentiomètres sont ohoisies de manière que les résistances série de 33 puissent être manuellement variées pour ohanger le gain total du répéteur variable à travers une rangée s'étendant de 0 à 25 db.
Quand les bras mobiles de Pl et P2 sont déplaoés sur un contact quelconque autre que les contacts 0, la position du bras mobile de 9 sera telle que la résistance 69 d'un megohm est connectée au filtre 65 dans le but qui sera décrit plus tard en oonnexion avec la descrip -tion complète du fonctionnement du circuit contrôlant le dispositif d'expansion. Quand les bras mobiles de P1 et P2, et par suite le bras mobile de , sont dans les positions de contact 0 , la ré- sistance 69 est connectée directement à la cathode du tube 45 de manière à prévoir la polarisation de grille 0 pour le tube.
Qu and aucun signal n'est reçu aux bornes 71 et 72 du répéteur variable, seulement une fraction d'un milliampère de oourant continu passe dans le circuit plaque du tube 45 à travers les éléments rectificateurs variables en série de 33, et il en résulte que la résistance série prévue par le dispositif de parte dans le circuit de transmission est élevée.
Quand un courant est appliqué aux/bornes 71 et 72, une partie de'oe courant est transmise à travers le transformateur 36 au dispositif 33, et une partie est transmise à travers le circuit d'ertrée commun 62 du contrôleur d'expansion et du supprimeu r. Les signaux passant à travers le dispositif 33 sont atténués par les éléments de résistance fixes et en shunt en combinaison aveo les éléments reotifioateu rs variables et en série, puis ils sont alors appliqués par le transformateur 37 sur le circuit d'entrée du dispositif amplificateur 34 . Les signaux amplifiés dans le circuit de sortie de 34 sont divisée par le transformateur 42 à bobines hybrides entre le cirouit de sortie principal 43 et le circuit d'entrée du contrôleur -limiteur de volume 35.
Dans le circuit d'entrée commun 62 pour le contrôleur d'expansion et le supprimeur, le secondaire de 67 est établi pour prévoir une rangée d'ajustement dans la sensibilité du con- tr8leur d'expansion et du supprimeur. Du secondaire du transfor'-
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-mateur 67 les courants phoniques passent à travers les résistance série 73 et 74 vers la grille de contrôle de l'amplificateur 63.
La bobine de retardation 75 shuntant le circuit d'entrée de ce dernier tube entre lesrésistances 73 et 74, est utilisée pour prévoir un accord avec le point maximum à environ 900 cycles, à la caractéristique sensibilité fréquence des deux circuits du contrele du dispositif d'expansion et du dispositif supprimeur. Le air -cuit de sortie de 63 se divise et une partie de l'énergie de/signalisation va à travers le transformateur 68 dans la partie individuelle du circuit supprimeur à travers le condensateur 76 et la résistance 77 en série, connecté à travers le circuit plaque-cathe -de de 63. La partie du courant de signalisation fournie, par le tube 63, qui passe à travers le transformateur 68, est rectifiée par le pont à oxyde de cuivre 64.
L'énergie à courant continu du rectificateur 64 passe à travers le filtre 65 vers la grille de contrôle de 45 pourvu que le commutateur 66 ne soit pas sur son contact 0. Le courant plaque de 45 passe à travers les éléments rectificateurs série de 33 contrôlant la résistance série dans ce dispositif 33 en concordance avec son amplitude. La polarité du courant rectifié de 64 est telle qu'il rend la grille de contrôle du tube 45-moins positive. Quand aucun courant n'est reçu, la grille de 45 est toujours au potentiel de rupture de sorte que seulement une fraction du courant plaque passe à travers les éléments rectificateurs de 33.
A mesure que le courant reçu augmente au circuit de contrôle du dispositif d'expansion, le courant continu rectifié dans le circuit de sortie de 64 réduit le potentiel négatif de la grille de contrôle du tube, amenant plus de courant plaque dans les éléments rectificateurs de 33 lequel à son tour augmente le gain total du répéteur variable. cette/caractéristique prolonge seulement une rangée limitée,après quoi tout autre accroissement du courant reçu n'amène aucun changement de gain.
Le dernier résultat est produit à cause de l'effet de la résistan -ce 69 qui est connectée en série avec la grille de contrôle de 45 pour toutes les positions, excepté la position 0 du commutateur S, et assure que. le potentiel de contrôle grille-cathode de ce
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tube ne peut devenir supérieur à/uen fraction de volt positif .
De plus, à cause de l'effet de l'élément rectificateur 70 dans le circuit de la grille de contrôle du tube 45,oela assure que le potentiel appliqué à la résistance 79 et au condensateur 80 du filtre 65 ne sera que très légèrement positif par rapport à la cathode du tube 45. L'élément rectificateur 70 sert aussi pour prévenir une action excessive du contrôla du dispositif d'expansion pour des signaux de grande amplitude appliqués subitement.
Sans le reotificateur 70, un gain suffisant devrait être établi dans le dispositif pour éviter une très brève condition de chant résultant d'un effet brusque autour du circuit avant que le supprimeur ne complète son action.
La partie 35 du limiteur de volume du circuit de la figure 5 fonctionne d'une manière semblable à oelle décrite pour le circuit analogue montré figure 4, afin de changer le courant passant dans les éléments rectificateurs série de 33 quand le niveau des signaux dans le circuit de sortie de l'amplificateur 34 dépasse l'amplitude limite prédéterminée pour réduire le- gain total du répéteur variable. Le gain continue à être réduit par cette aotion limitatif jusqu'à ce que les tensions des courants reçus par le répéteur variable ne provoquent pas plus longtemps l'ionisation du tube 44, ou jusqu'à ce que le oourant plaque de 45 soit réduit à zéro.
Le limiteur de volume peut réduire le gain de sa valeur maximum seulement d'autant de décibels que le commutateur 66 l'in -dique, excepté dans le cas de la position du oommutateur au zéro.
Quand le commutateur 66 est à la position zéro, le limiteur de volume peut faire autant qu'une réduction de 25 db. du gain maximum.
On doit noter que même si la grille de contrôle de 45 est amenée aussi positive que possible par l'action combina du reotifioateur 64, du filtre 65, de la résistance 69, et du reotifioateur 70, l'action du circuit limiteur sur la grille 52 peut amener le courant dans le tube 45 à zéro si cela est nécessaire.
Comme dans le cas du circuit de la figure 4 pour le limiteur de volume, le court-circuit des conducteurs 56 et 57 en répon -se à un supprimeur récepteur non montré, décharge le condensateur
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58 qui place la grille du tube 52 au potentiel de terre, ou dans l'ordre de 50 volts négatifs par rapport à la cathode, déconneo -tant effectivement le tube amplificateur 45 et empêchant par suite son fonctionnement par le circuit de contrôle du dispositif d'expan -sion pour accroître le gain total du répéteur variable. Quand le supprimeur récepteur se rétablit, le côté non relié à la terre du oondensateur 58 est chargé positivement à environ 50 Volts à travers la résistance 59 de 0,1 megohm, et le tube 45 revient à sa condition normale.
La partie de l'énergie fournie par le tube amplificateur 63 transmise dans la partie individuelle du circuit du contrôle du supprimeur transmetteur à travers le condensateur 76 et la résistance 77 connectés en shunt avec le circuit plaque du tube 63, est appliquée à la grille de contrôle du tube amplificateur 78 à travers le potentiomètre 81. La sensibilité du ci@cuit supprimeur transmetteur est d'abord déterminée par la position de l'enroulement secondaire du transformateur 67 dans le circuit d'entrée 62. De plus, la position du potentiomètre 81 donne un autre contrôle de la sensibilité du supprimeur.
L'énergie amplifiée fournie par le tube 78 passe normalement à travers le transformateur 82 vers le circuit d'entrée du pont rectificateur à oxyde de cuivre 83, les conducteurs 84 et 85 étant normalement connectés entre eux quand le supprimeur récepteur non montré est dans la position de non opération . Cette opération normale est indiqua dans le système de la figure 2 par la condition normale de fermeture des contacts 13 dans le circuit de sortie du supprimeu r ES4 dans le rectangle en pointillé 61. Avec le récepteur supprimeur action -né dans le circuit de la figure 5 la connexion entre les conducteurs 84 et 85 sera ouverte de sorte que l'énergie fournie par le tube 78 ne peut être transmise au pont 83, et le circuit de contrôle du supprimeur sera donc déconnecté.
Si on suppose que le circuit du supprimeur récepteur n'a pas fondionné, le courant reçu au pont 83 sera rectifié et appliqué à l'enroulement du relais principal 86 connecté au cirouit de sortie diagonal du pont 83 ce qui provoque le fonctionnement
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de ce dernier relais. Le fonctionnement du relais 86 rompt son contact de repos de manière à ouvrir la oonnexion normale entre les conducteurs 88 et 89 afin de ramener au repos le supprimeur récepteur non montré qui, pendant que le circuit de la figures 5 est utilisé pour le limiteur transmetteur TEL du système de la figure 2, sera actionné par l'ouverture du contact 14 normalement fermé dans le circuit de sortie du supprimeur ES3. Le relais 86 ferme aussi son contact de travail 90 pour amener l'excitation des relais 91 et 91'.
Le fonctionnement du relais 91 en fermant ses contacts déconnecte le contrôle du dispositif d'expansion ER3 dans le côté opposé LW,du circuit à quatre conducteursau point 12 puis -qu'il est oourt-oircuité et décharge ainsi un condensateur dans le circuit de contrôle oorrespondant au condensateur 58 du cirouit de contrôle similaire du dispositif limiteur et d'expansion pour la transmission montré figure 5. Le fonctionnement simultané du relais 91' ferme ses contacts pour libérer le côté récepteur du chemin LW à la station A en un point 10 vis-à-vis du dispositif d'expansion récepteur RE3 en contrôlant un réseau, qui insère une grande perte dans le chemin en ce point ainsi qu'il est indiqué..
Quand le relais principal 86 se libère en cessant de fournir de l'énergie de contrôle, l'ouverture de son contact de travail rompt le circuit normal d'excitation pour les relais 91 et 91', mais ces derniers relais restent exoités pour un intervalle déterminé pendant que le condensateur 93 est chargé par du courant passant de la batterie à travers la résistance 94 et les relais 91 et 91' afin de maintenir le chemin LW. Le supprimeur récepteur et le dispositif d'expansion récepteur sont déconnectés pour cet intervalle de temps. Dans un circuit expérimental, cette action avait lieu environ en 0,18 seconde et était obtenue par la sélection convenable des constantes de temps du circuit.
Les arrangements de circuit préférés pour le dispositif RE3 et son contrôle associémontrés dans le rectangle pointillé 92 du système de la figure 2, et pour les dispositifs BEI et RE3 avec
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leurs contrôles assooiés montrés dans les rectangles pointillés 131 .et 122 du système de la figure 3,sont identiques avec l'arrange -ment de circuit pour le dispositif limiteur et l'expansion du côté transmetteur montré figure 5 avec les exceptions suivantes.
La partie limitative de volume 35 comprenant le tube 44 pour con- tr8ler le tube 45 à travers sa grille; de suppression afin de limiter le gain du limiteur variable à un maximum déterminé, montrée figure 5 et décrite précédemment, est éliminée dans chaque cas, la grille 52 du tube 44 étant encore utilisée comme cela est montré figure 5 pour supprimer l'action du contrôle de l'expansion quand le supprimeur conneoté au chemin transmetteur à la même station fonctionne, et cela en court ciurcuitant les conducteurs 56 et 57 à travers le condensateur 58 comme dans le circuit de la figure 5.
L'arrangement de circuit préféré pour les dispositifs RE1 et RE2 et leurs contrôles associés montrés dans les rectangles pointillés 95 et 96 de la figure 1, est le même que celui décrit ci-dessus pour les dispositifs d'expansion récepteurs et leurs contrôles associés représentés dans les rectangles 92 de la figure 2 et 93 et 94 de la figure 3, excepté pour l'élimination de la cause produite dans la déconnexion du contrôle du dispositif d'expansion utilisant la grille du tube 45 et le condensateur 58, et l'élimination de la cause déconnectant le supprimeur employant l'ouverture du contact de repos du relais 86 pour rompre une connexion normale entre les conducteurs 88 et 89, ces conditions n'étant pas requises dans le système de la figure 1.
La figure 6 montre schématiquement l'arrangement de circuit préféré pour le limiteur de volume du côté transmetteur VL1 ou VL2 et les contrôles associés montrés dans les rectangles en pointillé 97 et 98, et le contrôle 21 ou 22 pour empêcher le phénomène de chant dans le système de la figure 3.
La partie du limiteur de volume du circuit de la figure 6 comprenant le dispositif à perte variable 33 et le tube amplificateur 34 du répéteur variable ; l'embranchement 35 limiteur de volume et à action en
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retour renfermant le tube 44 et le tube amplifioateur 45 pour oontr6ler le dispositif 33 afin de donner l'action limitative voulue ;
et le circuit de déconnexion contrôlé par le supprimeur d'écho du côté réoepteur renfermant les conducteurs 56 et 57, ainsi que le condensateur 58, sont identiques au circuit de la figure 4 décrit ci-dessus, ainsi que cela est indiqué par l'emploi de caractères semblables pour désigner les éléments correspondants,
Le circuit de la figure-6 comprend aussi un branchement supprimeur transmetteur 100 semblable à celui décrit paur la figure 5 et ayant son circuit d'arrivée connecté à travers le circuit de transmission en face du dispositif 33 au moyen du transformateur 101.
Le circuit 100 comprend : un amplificateur formé de deux tubes pentodes 102 et 103 connectés en tandem à travers un accouplement de condensateurs et de résistances 99 ; un pont reotificateur à oxyde de cuivre 104 ayant sa diagonale de circuit d'arrivée connectée au circuit de sortie du tube 103 au moyen du transformateur 105;- et le relais principal transmetteur 106 oon- necté à travers la diagonale du pont 104 constituant le circuit d'arrivée.
Quand aucun courant d'arrivée n'est appliqué aux bornes 107 et 108, le circuit transmetteur TC est bloqué par une, connexion de court-circuit 109 en un point situé dans le circuit d' arrivée du répéteur variable, et le circuit récepteur RC est normalement actionné en un point situé en face du dispositif d'expan -sion récepteur correspondant respectivement aux points 21 et 23 à la station A, ou aux points 22 et 26 à la station B du système de la figure 3. Si on suppose maintenant que des courants phoniques sont appliqués aux bornes 107 et 108, une partie de ces courants sera transmise à travers le dispositif 33 où elle est atténuée par la résistance fixe shunt en combinaison aveo les éléments rectificateurs série du dispositif de parte, et les courants pho -niques affaiblis seront alors amplifiés par le dispositif 41.
Les signaux amplifiés seront divisés par le transformateur 42 entre la partie 45 du circuit transmetteur et le circuit d'arrivée de 35,- La partie dérivée dans le circuit 35, quand le niveau d'am- plitude est au-dessus du niveau limite déterminé, actionnera oe
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circuit pour régler la valeur de perte du dispositif 33 de la manière qui a été décrite en connexion avec le circuit semblable de la figure 4, et cela afin de limiter les courants fournis par l'amplificateur 41 à un niveau compris dans les limites de surcharge du circuit TC.
La partie des courants reçus dérivée dans le circuit 100 dont la sensibilité a été réglée à la valeur voulue par l'ajustement du secondaire du transformateur 101 du potentiomètre 110 d'une manière déjà décrite en connexion avec les éléments semblables de la figure 5, sera amplifiée par les tubes 102 et 103, L'énergie fournie par le tube 103 passera à travers un transformateur 105 vers le pont 104, les conducteurs 111 et 112 étant normalement connectés entre eux quand le supprimeur récepteur non montré est en condition d'opération. L'énergie rectifiée de ce dernier pont provoquera l'excitation de l'enroulement du relais 106,qui fonctionne. Ce relais ouvre son contact de repos 113, rompant le, cir -cuit 114 de manière à déconnecter le supprimeur récepteur non montré.
Le relais 106 complète à travers son contact de travail un circuit partant de la batterie 115 pour les relais 116, 117 et 118, qui s'excitent. Le relais 116, en fonctionnant, rompt la connexion 109 normalement court-circuitée à travers le circuit transmetteur TC, ce qui permet la transmission des courants amplifiés du circuit de sortie de l'amplificateur 41 vers 1s station distante. Le relais 117 fonctionne simultanément pour ouvrir la connexion 119 ohangeant le réseau de perte 123 placé en faoe du dispositif d'expansion récepteur (RE1 ou RE2 dans le système de la figure 3) et placé dans le circuit récepteur RC à la même borne de perte faible normale vers une condition de forte perte pour déconnecter ce circuit.
Le relais 118 fonctionne simultanément pour fermer un circuit 120, qui insère une perte dans le circuit du dispositif d'expansion récepteur, en court circuitant le condensateur 58 de la figure 5, par exemple, ou par' tout--autre manière convenable.
Les différents arrangements de l'invention qui ont été
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montrés et décrits ici peuvent être facilement compris des personnes au courant de la technique; téléphonique. On doit oependant observer que les valeurs particulières des éléments des circuits ainsi que les valeurs de niveaux phoniques, volume et gain, spécifiées dans la description ne l'ont été qu'à titre d'exemples/et ne limitent nullement l'invention.
REVENDICATIONS.
1 - Dans un système de signalisation à double direction, oomprenant au moins sur une partie de sa longueur des chemins à sens unique pour la transmission en directions opposées, et servant à répéter les signaux dans les dites directions opposées, la combinaison d'un dispositif d'expansion à rangée de volume limitée dans chaque chemin aveo un dispositif supprimeur d'échos contrôlé par les signaux et opérant.en un point intermédiaire de la dite rangée, afin de prévoir une quantité prédéterminée de gain total entre les bornes du système, tout en empêchant le phénomène de chant et tout en supprimant les échos ou autres bruits.
2 - Dans un système téléphonique à double direction, comprenant au moins aux bornes du système des chemins à sens unique pour la transmission en directions opposées, et servant à répéter les courants téléphoniques en directions opposas, des moyens sont prévus pour produire un gain total appréciable entre lebornes du système tout en évitant le phénomène de chant, les échos, et autres bruits, ces moyens comprenant: un limiteur de volume dans le chemin de transmission à chaque borne pour maintenir l'énergie des courants transmis dans les limites de sur -charge ou de cross-talk du sytème; un dispositif d'expansion à rangée de volume limitée dans le chemin récepteur à chaque borne ;
et un dispositif commutateur, connecté au chemin de réception à chaque borne en face du dispositif d'expansion, répondant au courant reçu d'un certain niveau compris dans la rangée du dispositif d'expansion, afin d'insérer une grande perte d'affaiblissement dans le chemin de transmission à cette borne.
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TRANSMISSION CONTROL CIRCUITS
IN TELEPONIC SYSTEMS
The invention relates to two-way telephone transmission systems, and more particularly to circuits for automatic transmission control in such systems.
The invention applies particularly to telephone systems allowing collective conversations in both directions, and it will be particularly described for this case. The aim of such a system is to allow communication between people placed at very distant points with a facility similar to that which they have when they are gathered in conference in a room. A special case of such a system is that in which a two-way telephone communication takes place between different groups each comprising a certain number of people placed respectively in different stations very separated from each other, a simple telephone transmitter and a simple replayer-speaker being used at each station in common by each of the persons of the group located at this station.
These people can communicate simultaneously with all the other people of the conference belonging to the group of another station and
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the phonic currents of each speaking person automatically control the control apparatus and the direction switch apparatus at both stations, so as to adjust the gain of the talk circuit while preventing the singing phenomenon and suppressing echoes or other noises. one of the aims of the present invention is to improve the operation of systems of this type. Another object is to combine and arrange automatic devices to exert different types of control over the transmission of a dual direction signaling system so as to achieve improved operation of this system.
Attempts have been made to achieve maximum gain while maintaining satisfactory conditions for avoiding the singing phenomenon and for preventing echoes or other noises originating from the line or from the ambient medium.
These various objects have been achieved by using particular combinations and arrangements of sound wave volume developing devices, echo suppressors, and volume limiters, with proper selection and relative adjustment of their operating characteristics.
The invention is best understood from the following detailed description based on the accompanying drawings. On these:
Figures 1, 2 and 3 show schematically different embodiments of the invention applied respectively to two-wire and four-wire telephone circuits;
Figures 4, 5 and 6 schematically show the preferred circuits and apparatus used in the systems of Figures 1 to 3 to achieve the desired characteristics.
Figures 1 to 3 show different modifications of the invention applied to telephone circuits with two or four wires, connecting two terminal stations A and B which can be rooms placed at very separate points, and in each of which there are different groups. people who want to chat with people from their own group and with people from other groups as if they were all present in the same room.
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In these three figures, each of the single lines represents circuits or paths for electrical transmission with double wire, and the transmission devices in the circuits at the two terminal stations are represented in a simplified manner or simply by rectangles, these units; in the transmission circuits to terminal stations, which function to achieve loss control or to limit volume, have their input and output arraoteristics represented graphically inside the rectangles. In addition, an arrow directed towards a reotangle and coming from another rectangle indicates that the apparatus represented by the second rectangle controls the control of the apparatuses represented by the other rectangle in the manner which will be described.
A normally closed contact in a transmission path is indicated by a small triangle making contact, while a normally open contact is represented by a small rectangle not making contact. An arrow directed from a rectangle to a closed contact point in a transmission path indicates that the path will be disconnected at this point by the operation of a device controlled by phonic waves and represented by said rectangle :. An arrow directed from a rectangle to an open contact point in a transmission path indicates that this path will be closed at this point by the operation of a device controlled by phonic waves and represented by the rectangle.
The main purposes of the automatic control circuits in the arrangements of Figures 1 to 3 are as follows: (1) Provide total acoustic gain between stations; connected by a two- or four-wire telephone circuit, so that the one speaking at a remote station can be heard at a higher volume level than the one speaking locally, thus compensating for the fact that the two speaking parties are placed in very distant points, while preventing the possibility of the singing phenomenon around the total circuit '.
(2) Remove harmful eohos and other noises.
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These purposes are accomplished in different ways in the arrangements shown in Figures 1 to 3.
In the system of figure 1, the four-wire telephone circuit comprises: a transmission path LE in one direction, which contains the amplifying devices A1 and A2 for repeating the telephone currents produced by a suitable microphone MA at a station West A to a loudspeaker telephone receiver RB at an East station B; and a transmission path LW comprising ampliricateare devices A3 and A4 serving to repeat the telephone currents produced by a microphone MB at the East station B to a loudspeaker telephone receiver RA at the West station A.
An automatic volume limiter device VL1, having an input-output characteristic such as that shown in the corresponding rectangle, is / connected to path LE at station A near the output circuit of amplifier A1, and an automatic volume limiter device volume VL2, having a similar input-output characteristic shown in the corresponding rectangle, is connected by path LW to station B. A volume row expansion device RE1, having an input-output characteristic such as that shown in the corresponding rectangle, is connected to the receiving end of the LE path to station B in the input circuit of amplifier A2.
A device RE2 similar to EE1, having an input-output characteristic such as that shown in the corresponding rectangle, is connected to the receiving end of path LW at station A / in the input circuit of amplifier A4.
In addition to the elements mentioned above, the system of FIG. 1 comprises a suppressor device ES1 connected to path LE at station B at a point opposite the device RE1 and operating in response to telephone signals sent over said device. path to effectively disconnect the LW path at a point 1 located opposite VL2 and to control, through a derivative control circuit 2, the latter device to simultaneously reduce its gain to a given value.
An ES2 suppression device connected to the LW path at station A is provided opposite
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HE2, this device operating in response to telephone signals applied to the LW path to effectively disconnect the LE path at a point 3 opposite VL1, and to control the latter device through path 4 in order to simultaneously reduce its gain at a given value.
The devices ES1 and ES2, as well as similar devices shown in the successive figures, may be of any suitable type but are preferably of the type using an amplifying detector and relays actuated by the output current to open and close circuits. in order to effect the required control, as are commonly used in echo suppressors or analog switching circuits. to show the operation of the system of figure 1, we suppose that a person of the conference speaks in the room of the station A. His speech is picked up by the microphone MA and after amplification in Al, the currents pass through the point 3 in the LE path which is in its normal condition, expecting very little loss or foreseeing no loss, then passes through the device VL1.
As indicated by the characteristic curve shown, VL1 automatically operates like an ordinary amplifier to produce a start signal which is proportional to the incoming signal up to a selected point of maximum gain such as 15 db. determined by the overload and the inductive mixing limits of the LE transmission path. Phonic currents received in VL1 from a level higher than the chosen point of maximum gain, o. to.d, above about -15 decibels, cause control 5 of the VL1 device to operate to emanate the acoustic current. output of this device to rise appreciably above the volume considered.
From the output circuit of VL1, the phonic waves of the West station pass through the LE path towards the East station B ..
At the East station B, part of the sound currents pass through the input circuit of device 6 and into the circuit
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input of the device ES1 while the main part passes through the device RE1. As indicated by the characteristic curves of the rectangles, for very weak arrival circuits the total gain of RE1 is low. Higher input currents aotion the device 6 which controls RE1 so as to increase its total gain so as to effectively eliminate the losses of the path LE in a manner proportional to the amplitude level of the applied signals.
Above a certain amplitude of the input current, the device 6 operates to maintain the gain at a determined maximum value. The signal supplied by RE1 is amplified by A2, then is applied to a loudspeaker receiver RD so that this signal is heard by the people who are at station B.
The part of the West phonic energy which enters the input circuit of the suppressor device ESl causes the operation of this device to disconnect the path LW at point 1 opposite the transmitter volume limiter VL2, either by opening this path, or by short-circuit it. Through circuit 2 it simultaneously actuates the volume limiter device VL2 to reduce its gain to about 25 db., Thus effectively inserting an additional loss of this value in the path LW. Timed actions are preferably arranged in a manner described below, so that this additional loss is in the path when the check in 1 ceases, and is continuously suppressed a few milliseconds after the end of check 1. .
These two losses prevent any echo of the West phonic waves which could be picked up by the MB microphone of the HE speaker output circuit to return to the West station W through the LW path. The additional dimension of the gain of 25 db. was found necessary by experience in conoor- danoe with figure 1, because of the milk only on a sudden application of the strong input current, such that this can result 'when ES1 recovers while a person from the East station is talking strongly, the RE2 device would have too large an increase
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gain before the ES2 suppressor can operate to cut off the west transmission path at point 3.
So without the insertion of a loss of 25 db. in the volume limiter VL2, a short echo could be returned around the circuit to the speaker receiver East RB and would be heard as a loud noise, which could trigger a false operation of the device ES1. to avoid the phenomenon of ohant, and to properly suppress the eohos for the value of the total gain inserted;
by the expansion receiver device in the system of figure 1, the suppressor devices ES1 and ES2 are arranged to function in response to phonic signals received from a level located in the extension row of the devices RE1 and RE2, this last row being determined by the value of the total acoustic gain required between the two terminal stations A and B of the system so that the person speaking at a distance can be heard at a higher volume:, than the person speaking locally.
Preferably, the sensitivity of each receiving suppressor device will be set so that it functions to insert a large loss into the echo path when the value of the small amount raised by the expander in the signaling path. is slightly less than that which would produce damaging echoes and the vocal phonemene around the system. Each device ES1 and ES2 will also be arranged in a suitable manner to have a sufficient operating margin to prevent its reestablishment as long as the level of the echoes of the waves received at the station is reduced to a value below the point of. operation of the suppressor device on the other side of the circuit.
The function of the system of Figure 1 in the East-West direction is similar to that described for the West-East direction.
If there is an appreciable delay of D seconds in the transmission on each side of the circuit at. four wires of the system of Figure 1, and if the person speaking at the west end starts within D seconds before or after the person speaking at the east end, the phonic waves can mutilate in the same way
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ordinary considered as a partial block. this partial blockage can be prevented in the system of Figure 1 by employing receiver circuit suppressors operated on the transmitter side of the circuit in addition to the transmitter circuit suppressors operated on the receiver side shown.
however, such an arrangement can create complete transmission blocks when the person at the West station starts speaking within D seconds before or after the person at the East station begins to speak. Although partial or complete blockages for short periods of time are probably not serious faults in the types of systems with which the circuits of the invention are ordinarily used, one way to avoid such blockages would be to switch control. all echo suppressors at one end of the system.
The asymmetrical arrangement of the volume row expander and volume limiters shown in Figure 2, works as follows.
In the system of figure 2, a TEL1 device combining volume limitation and expansion of the volume row, having an input-output characteristic such as that shown in the rectangle representing this device, is connected to the West path. -Is LE in the output circuit of the amplifier Al at station A. A device RE3 for the expansion of the volume row, without limiter, similar to REl and RE2 of the. figure 1, is connected to the receiver side of East-West path LW at station A in the input circuit, amplifier A4, but the similar device used in the receiver side of path LE at station B figure 1, is eliminated in the system of figure 2.
A volume limiting device VL3 and similar to VL1 and VL2 of Figure 1, except for the elimination of control 2, is connected in path LW from the output circuit of amplifier A2 to station B.
The suppressor apparatus, all of which is placed at station A, comprises a suppressor device ES3 connected to the LW path opposite R3 and operates in response to telephone signals applied in this path to disconnect the path
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LE at station A at point 7 in front of TEL1, and to -disconnect circuit 8 at point 9. A similar device ES4 is connected to path LE at station A at a point between point 7 and the oircuit d ' entry of TEL1. This device ES4 operates in response to telephone signals coming from the LE path to deoon the LW path to station A at point 10 opposite RE3, as well as the point of connection of ES3 to the LW path. In addition, 11 disconnects circuit 11 for device RE3 at point 18.
Operation of ES3 also disconnects ES4 at point 13 in the outgoing circuit, and operation of ES4 disconnects ES3 at point 14 from its outgoing circuit. The other elements of the system of Figure 2 are similar to those of Figure 1, as indicated by the same characters used to identify the corresponding elements.
The system in Figure 2 works as follows: Assume that a person is talking to station A. His voice waves are picked up by the microphone MA. and the phonic currents of the outgoing circuit are amplified by Al, then passed through point 7 into the LE path which in its normal condition provides for little or even no loss. Part of the amplified energy is transmitted through TEL1, while the other part is divided between the input circuit of the apparatus 8 controlling the expansion of the transmitter circuit, and the input circuit: from ES4.
Device 8 operates in response to received currents to match the gain of TEL1 as indicated by the input-output characteristic shown in the rectangle corresponding to that device. Thus for very low input currents, this device has practically no gain. When the input current increases and passes to a certain value, device 8 functions to start raising the output current more than the input current, or in other words a gain is introduced. this takes place for a certain part of the row of input currents, as shown, up to another point at which the supplied energy still settles equal to the received energy.
When the
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input energy level of the signals applied to TEL1 exceeds a certain maximum value, the device 15 operates to prevent further depletion of the supplied energy for further increases in the received energy level, the operating point - ment of 15 being chosen to keep the energy of the transmitted signal within the overload and cross-talk limits of the system.
The part of the West signaling current derived in the input circuit of ES4, operates in the manner already described to disconnect the LW path at station A in front of
RE3, to disconnect ES3, and to disconnect the device 11 controlling RE3. By similar means, a certain amount of time, for example 0.2 seconds, is given to the deoonnector circuits to control the operation of ES4, so that after the western speech has passed through TEL1, the described disconnect action The echo from the remote system station will be continued for a sufficient time to attenuate to a value which will not cause false operations in the ES3 suppressor when the ES4 suppressor is released.
Disconnecting the device
16 by the operation of ES4 can be accomplished for example through a network of capacitors and resistors having the desired time constants, so that the expansion device cannot establish its gain suddenly when releasing ES4 if waves phonic are present on the LW side of the circuit.
This timed actLon is intended to prevent a false operation of ES4 from taking place on short pulses that would otherwise pass from point 10 in the LW path before ES3 operates.
From the output circuit of TEL1, the West phonic currents pass on line LE to the East station B, and after amplification by A2 these currents are applied to the loudspeaker receiver RB where they are heard from station B.
The operation of the system of figure 2 for transmission in the east-west direction from station B to station A is] 3 as follows: phonic currents in the outgoing circuit
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from the microphone MB to the East station B are amplified by A2 and pass meaningfully into VL3 which operates in a manner similar to that described for VL1 and VL2 in figure 1 as an amplifier in order to produce an output current directly proportional to the input current up to a maximum gain value (15 db.) at which the limiter controller 20 operates to prevent a further rise in output current for increased input current.
The signal of the transmitted phonic currents is thus kept within the limits of the system. From the output circuit of VL3, the currents are passed through the LW path to station A or part of these is sent through RE3, while the other parts are divided between the input circuit of the control device 11 and the input circuit of ES3.
The device 11 controls the gain of RE3 to provide an input-output characteristic such as that shown in the rectangle corresponding to this device, and this in a manner similar to that described for the devices RE1 and RE2 of FIG. 1. The suppressor ES3 operates in the manner already indicated in response to the phonic currents applied to disconnect the path LE at station A in front of TEL1, to disconnect device 8 from this apparatus, and to disconnect ES4. The phonic currents in the output circuit of RE3 are amplified by A4, and applied to the receiver RA so that they are heard at station A.
The expansion limits for the TEL1 device and the RE3 device depend on the amount of loss needed to disconnect the LE and LW paths in order to provide the required amount of acoustic gain between the two stations A and B for both directions. transmission, as in the case of similar devices in Figure 1, the sensitivity of the RS3 and ES4 devices is set so that these devices operate in response to the currents applied respectively by the LW and LE paths, from one level to a point on the expansion row of the device RE3 for reception, and of the TEL1 device for transmission when the loss produced by the expander device is slightly less than that which would produce the singing phenomenon
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or eohos in the system.
The maximum gain point allowed by the limiting part of the TEL1 device for transmission, and by the VL3 limiter is chosen so as to maintain the level of the signals transmitted on the LE and LW paths within the overload and cross-talk limits of these paths. In some cases where the line noise is excessive, it may be advantageous to modify the system of figure 2 to add an expansion device at the reception, similar to RE3 in the LW path at / station A, in the side. Lactation B path LE receptor to reduce this noise.
In this case, TEL1 in the transmitter side of the LE path in A, should be designated to function during transmission only as an amplifier and as a volume limiter for very intense required currents.
Figure 3 shows a modification of the invention applied to a two-conductor circuit in which the west-to-east and east-to-west signal transmission circuits have a double-conductor intermediate part, the transmission part LI being used in common in both directions, The parts transmitting in one direction of the circuits LE and LW to the two end stations A and B are coupled in these stations in a conjugate relation with each other, and in an energy transmitting relation with one end of the common connection circuit LI by the hybrid coils H1 and H2 and artificial equilibrium networks in the well known manner.
The switching and volume control devices associated with the LE and LW paths at each terminal station will be the same as those used in the system of figure 1 with the following exceptions: The transmitter side of the LE path at A and the transmitter side of path LW in B are normally disconnected at a point 21 in the output circuit of the transmission volume limiter device VL1, and at a point 22 in the output circuit of the similar device VL2, The devices ES5 and ES6 for the suppression edge to transmission, not used in the system of figure 1, are respectively connected to the side
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transmitter of path LE to A between point 3 and VL1,
and at the transmitter side of path LW in B between point 1 and device VL2. The ES5 device operates in response to telephone signals from West to East of the LE path to connect this path to point 21, to disconnect the receiving side of the LW path at station A at a point 23 opposite the RE2 device, to disconnect at 23 the control device 7 for RE2, and for disconnecting at 25 the suppressor ES2 on reception. The operation of ES2 disconnects ES5 at 24.
Similarly, the ES6 suppressor to the transmission functions for East-West telephone signals from the LW path in order to: connect this path to point 22; disconnect the receiver side of the path LE at station B at a point 26 opposite REl; disconnect the control device 6 from REl at 27; and disconnecting at 28 the device ES1, suppressor on reception.
The operation of ES1 disconnects the ES6 suppressor device at the transmission at point 29.
The transmit vocals suppressors have been added in the system of Figure 3 because of the fact that many difficult problems regarding the singing phenomenon may exist at either end when additional gain is neo-tested in the receiver side to achieve. a large line loss of the intermediate circuit LI, and when the circuit equilibrium to. two wires to the hybrid coil connections is weak. The anti-song control in the transmitter side, provided by the suppressors, prevents an echo path which would allow false operation of the suppressor on reception at each end and would even produce the song phenomenon. It was found that if very large losses (20 db.
Qu more) must be switched in the transmitter side of such a two-wire connection to provide the necessary acoustic gain between the end stations, the combination of such a transmitting switch providing very high loss and an expansion switch at the end. reception providing 15 to 25 db. in tandem in the system of figure 3,
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gives satisfactory transmission. The action of the expansion device smooths out abrupt changes in speech transmission and chamber noises caused by switching of the suppressor. The operation of the transmitting limiter, the receiving expansion device and the receiving suppressor at the two terminal stations is the same as for the corresponding devices of the system in figure 1.
A preferred form of circuit arrangement which can be used for the volume limiting devices VL1 and VL2, as well as the associated control shown in dotted rectangles 30 and 31 of Figure 1, is shown schematically in Figure 4.
The volume limiter circuit of this figure comprises a variable repeater consisting of a variable loss path 33 followed by an amplifier 34 of the type of single-stage vacuum tubes, and a feedback control circuit 35 for controlling the value. losses in device 33 for the output circuit of amplifier 34. Device 33 includes an input transformer 36, an output transformer 37, copper oxide rectifier elements 38 and 39, and resistance elements shunt 40 and 41 connected between the secondary winding of transformer 36 and the primary winding of transformer 38.
Amplifier 34 comprises a pentode-type vacuum tube having control circuits for these various electrodes, as shown. The grid-cathode control circuit of tube 34 is connected to a secondary feedthrough of 37. The output circuit of 34 is coupled by transformer 42 arranged as a hybrid coil to the two 600 ohm output paths, one of the paths being the path. main output 43 of the circuit, and the other being the input part of branch 35 which controls the volume limiter.
The control circuit 35 comprises the tube 44 filled with neon, followed by the amplifier tube 45 also of the pentode type.
The plate-cathode circuit of tube 45 is connected through the midpoint of the secondary of 36, and the midpoint of the primary of 37 of device 33, so that the plate current of 45
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passes through the reotating elements 38 and 39 in parallel to provide a DC bias which will vary in accordance with the changes in current to check the amount of loss from device 33. When no current is received at device 33, the plate current from 45 passes through 38 and 39 in the direction in which they are arranged, so that their series resistance is low.
If now we assume that phonic currents are received at terminals 46 and 47 of the volume limiter circuit, these signals passing through device 33 will be somewhat attenuated by fixed shunt resistors 40 and 41 in combination with elements 38 and 39 and these current will then be applied by transformer 37 to the input circuit of tube 34 where they will be amplified in accordance with the gain oréé by this tube. The amplified currents will then be divided by the hybrid coil transformer 42, one part passing through circuit 43 to terminals 48 and 49, while the other part is fed into the input circuit of 35.
The level of the amplified currents in the output circuit of 34, which are applied to the circuit 35, is directly proportional to the phonic currents applied to the input terminals 46 and 47 up to a determined amplitude at which the volume limitation is. desired. When this level of amplitude is reached, the currents derived in circuit 35 and applied to the cathode of tube 44 in series with resistors 50 and 51, will cause ionization in this tube and current will flow from its anode to its cathode. . In the particular tube used as tube 44, ionization takes place when the voltage of the applied currents exceeds 70 volts at the cathode.
The potential at the anode is in the order of 50 volts positive with respect to the oathode. As the current passes / from the anode to the cathode, the suppressbn grid 52 of the amplifier tube 45 connected to the cathode of the tube 44, as indicated, becomes more negative with respect to the cathode 53 of the amplifier tube, and it follows that the current plate 'of the tube which, as was previously specified,
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passes through rectifier elements 38 and 39 decreases to change the polarization of these elements so as to produce a proportional decrease in the series loss expected by the device and thus obtain a corresponding reduction in the total gain of the variable repeater.
This gain will continue to be reduced by this limiting action until the signal voltages in the output circuit of 34, directed into the control circuit 35, are reduced below the ionization potential of the tube 44, by so that this tube is deionized and the action of the limiter is stopped.
The circuit of Figure 4 is capable of making a 25 db reduction in gain in about 10 or 15 mi lliseconds.
When the phonic signals, applied to the terminals 46 and 47, are reduced or eliminated, the limiter allows the potential of the gate 52 of the tube 45 to return to normal for a period of about 2 seconds like the capacitor 54, which is charged. during operation of tube 44, discharges through shunt resistor 55. In this way, for continuous strong phonic currents the volume limiter does not have to make a complete reduction in gain on each syllable, but maintains a gain value largely constant from syllable to syllable.
The disconnection of VL1 or VL2 in the system of Figure 1, as a result of operating ES2 or ES1 to reduce volume limiter gain through branch 4 or branch 2 of the suppressor control, as well as this has been described, is accomplished in connection with the volume limiter of Figure 4 by the action of the associated suppressor (not shown) to bypass conductors 56 and 57 in order to provide a discharge path for capacitor 58, which is charged when the neon tube 44 is in the ionized condition. The discharge of the capacitor 58 brings the grid 52 of the tube 45 to earth potential or in the order of 50 volts negative with respect to the cathode.
The resulting decrease in plate current 45 changes the polarization of rectifier elements 38 and 39 of device 33
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to compensate for the loss of this device and thus reduce the gain of variable repeaters by about 25 db. When the receiving suppressor returns to idle, the rating of the ungrounded capacitor 58 is positively charged to about 50 volts through a 0.1 megohm resistor 59, and the operation of the amplifier tube 45 is returned to normal. .
The preferred circuit for the transmitting limiter and associated control, shown in dotted rectangle 60 of Figure 2, should be the same as shown in Figure 4, except for the removal of circuit elements to accomplish the effective disconnection of the limiter. volume under the control of the associated suppressor since no receiving suppressor is used at station B figure 2.
A preferred form of the circuit arrangement which will be used for the transmitter side TEL limiter and expansion device and associated control shown in rectangle 61, figure 2, is shown schematically in figure 5. This circuit comprises a variable repeater consisting of a variable loss path or device 33, followed by an amplifier 34 of the single stage vacuum tube type, the starting circuit of which is connected by a hybrid coil transformer 42 to a main circuit 43 leading to the terminals of exit 48 and 49.
It also includes a connection 35 for the control of a volume limiter with return action containing a neon tube 44 and a thermionic amplifier 45 for controlling the device 33 in order to limit the phonic currents supplied to the circuit 43 to a level of. amplitude determined by the overload and cross-talk limits of the telephone circuit to be connected. This is identical to the variable repeater and the control for the volume limiter shown in figure 4, as indicated by the identical characters designating the corresponding elements in figures 5 and 4.
The circuit of Figure 5 also includes an "expansion controller" and a "suppressor" having a common input circuit 62 including amplifier 63 connected through the primary of input transformer 36 of device 33.
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The expansion controller comprises in order: amplifier 63; a rectifier 64; a filter 65; the amplifying vacuum tube 45 also used in the circuit 35 controlling the volume limitation; an auxiliary element 66 controlling the expansion row. Amplifier 63 comprises a pentode-type vacuum tube similar to tube 34 whose gate-cathode control circuit is coupled by input transformer 67 through the primary of input transformer 36 of loss device 33. Rectifier 64 includes a bridge circuit having copper oxide rectifier elements in each of the four arms, the input diagonal of the bridge being coupled by transformer 68 to the anode-cathode circuit of tube 63.
The input air of the filter 65, which is of the resistance-capacitor type, is connected to the output diagonal of the bridge of the rectifier 64. The output circuit of the filter 65 is connected through the grid-cathode control circuit of the rectifier. amplifier 45 through the lower part of switch S of device 66 which controls the expansion row, and the plate-cathode circuit of 45 is connected to circuit 33 as shown so that the plate current of the tube passes to through its rectifier-series elements to vary their resistance in accordance with the amplitude of the plate current, so as to control the loss of device 33.
The device 66 comprises, in addition to the switch S, the resistance potentiometers P1 and P2 with their movable arms fixed to the same shaft as the movable arm of the switch S, so that the latter and the two potentiometers can be adjusted simultaneously by a manual operation.
The variable resistance part of P1 is shunted with the copper oxide rectifier element in the upper conductor of device 33, and the variable resistance part of P2 is shunted with the copper oxide rectifier element of the device. lower conductor of 33. In this way, when the movable arms of the two potentiometers turn simultaneously, the amount of resistance shunted with the rectifying elements
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will vary. The resistance values of the two potentiometers are chosen so that the series resistors of 33 can be manually varied to change the total gain of the variable repeater through a row extending from 0 to 25 db.
When the movable arms of P1 and P2 are moved to any contact other than the 0 contacts, the position of the movable arm of 9 will be such that the resistor 69 of a megohm is connected to the filter 65 for the purpose which will be described later. in connection with the complete description of the operation of the circuit controlling the expansion device. When the movable arms of P1 and P2, and hence the movable arm of, are in the 0 contact positions, the resistor 69 is connected directly to the cathode of the tube 45 so as to provide the 0 grid bias for the. tube.
When no signal is received at terminals 71 and 72 of the variable repeater, only a fraction of a milliampere of direct current passes through the plate circuit of tube 45 through the series variable rectifier elements of 33, and the result is that the series resistance provided by the parting device in the transmission circuit is high.
When current is applied to terminals 71 and 72, part of current is passed through transformer 36 to device 33, and part is passed through common input circuit 62 of the expansion controller and the controller. suppressor. The signals passing through the device 33 are attenuated by the fixed and shunted resistance elements in combination with the variable and series reotiating elements, then they are then applied by the transformer 37 to the input circuit of the amplifying device 34 . The signals amplified in the output circuit 34 are divided by the hybrid coil transformer 42 between the main output circuit 43 and the input circuit of the volume limiter controller 35.
In the common input circuit 62 for the expansion controller and the suppressor, the secondary of 67 is set to provide an adjustment row in the sensitivity of the expansion controller and suppressor. From the secondary of the transform'-
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-mateur 67 the phonic currents pass through the series resistor 73 and 74 to the control grid of amplifier 63.
The delay coil 75 shunting the input circuit of this last tube between the resistors 73 and 74, is used to provide an agreement with the maximum point at about 900 cycles, to the frequency sensitivity characteristic of the two circuits of the control of the device. expansion and suppressor device. The output air duct of 63 splits and some of the signaling energy goes through transformer 68 in the individual part of the suppressor circuit through capacitor 76 and resistor 77 in series, connected across the circuit. plate-cathe -de 63. The part of the signal current supplied by the tube 63, which passes through the transformer 68, is rectified by the copper oxide bridge 64.
DC power from rectifier 64 passes through filter 65 to control grid 45 provided switch 66 is not on its 0 contact. Plate current from 45 passes through series rectifier elements of 33 controlling the series resistance in this device 33 in accordance with its amplitude. The polarity of the rectified current of 64 is such that it makes the control grid of the tube 45-less positive. When no current is received, the gate of 45 is always at the breakdown potential so that only a fraction of the plate current passes through the rectifier elements of 33.
As the current received increases at the expansion device control circuit, the rectified direct current in the output circuit of 64 reduces the negative potential of the tube control grid, bringing more plate current into the rectifier elements of the tube. 33 which in turn increases the total gain of the variable repeater. this feature only extends a limited row, after which any further increase in the current received results in no change in gain.
The latter result is produced because of the effect of the resistor 69 which is connected in series with the control grid of 45 for all positions except position 0 of switch S, and ensures that. the grid-cathode control potential of this
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tube cannot become greater than a fraction of a positive volt.
In addition, due to the effect of the rectifier element 70 in the circuit of the tube 45 control grid, this ensures that the potential applied to resistor 79 and capacitor 80 of filter 65 will only be very slightly positive. relative to the cathode of the tube 45. The rectifying element 70 also serves to prevent excessive control action of the expansion device for large amplitude signals applied suddenly.
Without the reotifier 70, sufficient gain should be established in the device to avoid a very brief singing condition resulting from a sharp effect around the circuit before the suppressor completes its action.
The volume limiter part 35 of the circuit of Figure 5 operates in a manner similar to that described for the analog circuit shown in Figure 4, in order to change the current flowing through the series rectifier elements 33 when the level of the signals in the Amplifier output circuit 34 exceeds the predetermined limiting amplitude to reduce the total gain of the variable repeater. The gain continues to be reduced by this limiting action until the voltages of the currents received by the variable repeater no longer cause ionization of tube 44, or until the current plate of 45 is reduced to. zero.
The volume limiter can reduce the gain to its maximum value only by as many decibels as switch 66 indicates, except in the case of the switch position at zero.
When switch 66 is in the zero position, the volume limiter can do as much as a 25 db reduction. maximum gain.
It should be noted that although the control grid of 45 is made as positive as possible by the combined action of reotifier 64, filter 65, resistor 69, and reotifier 70, the action of the limiter circuit on the gate 52 can bring the current in tube 45 to zero if necessary.
As in the case of the circuit of figure 4 for the volume limiter, the short-circuit of the conductors 56 and 57 in response to a receiving suppressor not shown, discharges the capacitor
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58 which places the grid of the tube 52 at earth potential, or in the order of 50 volts negative with respect to the cathode, effectively déconneo -tant the amplifier tube 45 and consequently preventing its operation by the control circuit of the device d 'expansion to increase the total gain of the variable repeater. When the receiving suppressor recovers, the ungrounded side of capacitor 58 is positively charged to about 50 volts across 0.1 megohm resistor 59, and tube 45 returns to its normal condition.
The part of the energy supplied by the amplifier tube 63 transmitted in the individual part of the control circuit of the transmitter suppressor through the capacitor 76 and the resistor 77 connected in shunt with the plate circuit of the tube 63, is applied to the grid of control of the amplifier tube 78 through the potentiometer 81. The sensitivity of the transmitter suppressor circuit is first determined by the position of the secondary winding of the transformer 67 in the input circuit 62. In addition, the position of the potentiometer 81 gives another control of the sensitivity of the suppressor.
The amplified energy supplied by tube 78 normally passes through transformer 82 to the input circuit of copper oxide rectifier bridge 83, conductors 84 and 85 being normally connected to each other when the receiving suppressor not shown is in the circuit. non-operation position. This normal operation is indicated in the system of figure 2 by the normal condition of closing contacts 13 in the output circuit of the ES4 suppressor in the dotted rectangle 61. With the suppressor receiver actuated in the circuit of figure The connection between the conductors 84 and 85 will be open so that the energy supplied by the tube 78 cannot be transmitted to the bridge 83, and the suppressor control circuit will therefore be disconnected.
Assuming that the receiving suppressor circuit has not melted, the current received at bridge 83 will be rectified and applied to the winding of the main relay 86 connected to the diagonal output circuit of bridge 83 causing operation.
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of this last relay. The operation of relay 86 breaks its normally closed contact so as to open the normal connection between conductors 88 and 89 in order to return to rest the receiving suppressor not shown which, while the circuit of FIG. 5 is used for the TEL transmitter limiter of the system of FIG. 2, will be actuated by the opening of the normally closed contact 14 in the output circuit of the ES3 suppressor. Relay 86 also closes its work contact 90 to bring on the excitation of relays 91 and 91 '.
The operation of relay 91 by closing its contacts disconnects the control of the expansion device ER3 on the opposite side LW, from the four-conductor circuit at point 12 since it is short-circuited and thus discharges a capacitor in the control circuit. o Corresponding to capacitor 58 of the similar control cirouit of the limiting and expansion device for transmission shown in figure 5. The simultaneous operation of relay 91 'closes its contacts to free the receiver side of the LW path to station A at a point 10 screws -to the receiver expansion device RE3 by controlling a network, which inserts a large loss in the path at this point as indicated.
When the main relay 86 is released by ceasing to supply control energy, the opening of its working contact breaks the normal excitation circuit for relays 91 and 91 ', but these latter relays remain de-energized for an interval. determined while capacitor 93 is charged with current flowing from the battery through resistor 94 and relays 91 and 91 'in order to maintain path LW. The receiving suppressor and the receiving expansion device are disconnected for this time interval. In an experimental circuit, this action took place in about 0.18 seconds and was achieved by the proper selection of the circuit time constants.
The preferred circuit arrangements for the RE3 device and its associated control shown in the dotted rectangle 92 of the system of Figure 2, and for the BEI and RE3 devices with
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their associated controls shown in dotted rectangles 131 and 122 of the system of Figure 3, are identical with the circuit arrangement for the limiter device and transmitter side expansion shown in Figure 5 with the following exceptions.
The volume limiting part 35 comprising the tube 44 for controlling the tube 45 through its grid; suppression in order to limit the gain of the variable limiter to a determined maximum, shown in figure 5 and described previously, is eliminated in each case, the grid 52 of the tube 44 still being used as shown in figure 5 to suppress the action of the control of expansion when the suppressor connected to the transmitter path at the same station operates, and this by shorting conductors 56 and 57 through capacitor 58 as in the circuit of Figure 5.
The preferred circuit arrangement for the RE1 and RE2 devices and their associated controls shown in dashed rectangles 95 and 96 of Figure 1, is the same as that described above for the receiving expansion devices and their associated controls shown. in rectangles 92 of figure 2 and 93 and 94 of figure 3, except for the elimination of the cause produced in the disconnection of the control of the expansion device using the grid of the tube 45 and the capacitor 58, and the Elimination of the cause disconnecting the suppressor employing the opening of the NC contact of relay 86 to break a normal connection between conductors 88 and 89, these conditions not being required in the system of Figure 1.
Figure 6 shows schematically the preferred circuit arrangement for the volume limiter on the VL1 or VL2 transmitter side and the associated controls shown in the dotted rectangles 97 and 98, and the control 21 or 22 to prevent the singing phenomenon in the system of figure 3.
The part of the volume limiter of the circuit of FIG. 6 comprising the variable loss device 33 and the amplifier tube 34 of the variable repeater; branch 35 volume limiter and in action
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return containing the tube 44 and the amplifier tube 45 to oontr6ler the device 33 in order to give the desired limiting action;
and the disconnection circuit controlled by the echo canceller on the receiver side enclosing the conductors 56 and 57, as well as the capacitor 58, are identical to the circuit of FIG. 4 described above, as indicated by the use similar characters to designate the corresponding elements,
The circuit of figure-6 also comprises a transmitter suppressor connection 100 similar to that described in figure 5 and having its arrival circuit connected through the transmission circuit in front of the device 33 by means of the transformer 101.
Circuit 100 comprises: an amplifier formed of two pentode tubes 102 and 103 connected in tandem through a coupling of capacitors and resistors 99; a copper oxide reotifying bridge 104 having its input circuit diagonal connected to the output circuit of tube 103 by means of transformer 105; - and the main transmitter relay 106 connected through the diagonal of bridge 104 constituting the circuit arrival.
When no incoming current is applied to terminals 107 and 108, the transmitter circuit TC is blocked by a short circuit connection 109 at a point in the incoming circuit of the variable repeater, and the receiver circuit RC is normally actuated at a point located in front of the receiving expansion device corresponding respectively to points 21 and 23 at station A, or at points 22 and 26 at station B of the system of figure 3. If we now assume that phonic currents are applied to terminals 107 and 108, part of these currents will be transmitted through device 33 where it is attenuated by the fixed shunt resistor in combination with the series rectifier elements of the part device, and the pho - currents weakened nics will then be amplified by device 41.
The amplified signals will be divided by transformer 42 between part 45 of the transmitter circuit and the incoming circuit of 35, - The branched part in circuit 35, when the amplitude level is above the determined limit level , will operate oe
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circuit for adjusting the loss value of the device 33 in the manner which has been described in connection with the similar circuit of figure 4, and this in order to limit the currents supplied by the amplifier 41 to a level within the overload limits of the TC circuit.
The part of the currents received derived in the circuit 100, the sensitivity of which has been adjusted to the desired value by adjusting the secondary of the transformer 101 of the potentiometer 110 in a manner already described in connection with similar elements in FIG. 5, will be amplified by tubes 102 and 103, the energy supplied by tube 103 will pass through transformer 105 to bridge 104, conductors 111 and 112 being normally connected to each other when the receiving suppressor not shown is in operating condition. The rectified energy of this last bridge will cause the energization of the winding of the relay 106, which operates. This relay opens its rest contact 113, breaking the circuit 114 so as to disconnect the receiver suppressor not shown.
The relay 106 completes through its working contact a circuit starting from the battery 115 for the relays 116, 117 and 118, which are energized. The relay 116, when operating, breaks the normally short-circuited connection 109 through the transmitter circuit TC, which allows the transmission of the amplified currents from the output circuit of the amplifier 41 to the remote station. Relay 117 operates simultaneously to open connection 119 changing the loss network 123 placed in front of the receiver expansion device (RE1 or RE2 in the system of figure 3) and placed in the receiver circuit RC at the same loss terminal low normal to a high loss condition to disconnect this circuit.
Relay 118 operates simultaneously to close circuit 120, which inserts a loss into the circuit of the receiving expansion device, by shorting capacitor 58 of Figure 5, for example, or in some other suitable manner.
The various arrangements of the invention which have been
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shown and described herein can be readily understood by those skilled in the art; telephone. It should be observed, however, that the particular values of the elements of the circuits as well as the values of phonic levels, volume and gain, specified in the description have only been specified by way of examples / and in no way limit the invention.
CLAIMS.
1 - In a two-way signaling system, comprising at least part of its length of one-way paths for transmission in opposite directions, and serving to repeat the signals in said opposite directions, the combination of a device volume-limited row expansion in each path with an echo canceller device controlled by the signals and operating at an intermediate point of said row, in order to provide a predetermined amount of total gain between the terminals of the system, all by preventing the singing phenomenon and suppressing echoes or other noises.
2 - In a two-way telephone system, comprising at least at the terminals of the system one-way paths for transmission in opposite directions, and serving to repeat telephone currents in opposite directions, means are provided to produce an appreciable total gain between the terminals of the system while avoiding the phenomenon of singing, echoes, and other noises, these means comprising: a volume limiter in the transmission path at each terminal to keep the energy of the currents transmitted within the overload limits or system cross-talk; a limited volume row expansion device in the receiving path at each terminal;
and a switching device, connected to the receiving path at each terminal in front of the expansion device, responding to the received current of a certain level included in the row of the expansion device, in order to insert a large loss of attenuation in the transmission path to this terminal.