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BELL TELEPHONE MANUFACTURING COMPANY SYSTEMES AMPLIFICATEURS DE SIGNAUX ELECTRIQUES
La présente invention concerne des systèmes amplificateurs de signaux électriques, et notamment des circuits de répéteurs pour systèmes de communication à deux sens de transmission, par exemple des systèmes téléphoniques.
L'invention a notamment parmi ses objets de prévoir des circuits de répéteurs particulièrement disposés pour que les appels soient directement transmis d'une extrémité à l'autre de la ligne sur laquelle ils sont insérés sans nécessiter l'emploi de retransmetteurs d'appel.
L'invention a également pour objets de prévoir des circuits de répéteurs particulièrement disposés pour n'avoir qu'une consommation en' énergie d'alimentation faible et un encombrement et un poids réduits. De tels circuits de répéteurs doivent également être pour-
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vus, selon certains objets de l'invention, de mo.;L1r vérifier
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leur fonctionnement ainsi que de moyens pour permettre l'écoute des communications en cours.
De manière générale, des répéteurs mettant en oeuvre des caractéristiques de l'invention d'une part utilisent des lampes qui consomment de façon inhérente une énergie d'alimentation faible et, d'autre part, ne sont mis en service pour amplifier les signaux transmis dans les deux sens que pendant les périodes de communication.
Selon une caractéristique de l'invention, les lignes aboutissant au répéteur sont normalement reliées métalliquement l'une à l'autre lorsqu'aucune communication n'est en cours, afin d'assurer la transmission des signaux d'appel et des signaux de libération d'une extrémité à l'autre du circuit de communication.
Selon une autre caractéristique de l'invention, des moyens sont prévus pour insérer le répéteur dans le circuit de communication et le mettre en service à, la fin du signal d'appel et pour le retirer du circuit de communication au début du signal de libération.
Les signaux sont ainsi transmis d'une extrémité à l'autre du circuit et le répéteur ne consomme de l'énergie d'alimentation que pendant le temps qui s'écoule entre le signal d'appel et celui de libération.
Selon une autre caractéristique de l'invention, les lampes utilisées dans les répéteurs considérés sont pourvues de cathodes à chauffage direct ne nécessitant qu'un courant de chauffage très faible. Ces lampes sont par exemple du type bigrille, la première grille étant portée à un potentiel positif par rapport au filament et jouant le rôle d'électrode extractrice d'électrons.
Selon une autre caractéristique de l'invention, les potentiels de l'électrode extractrice d'électrons et de l'électrode plaque des lampes du répéteur sont obtenues à partir de la source de courant continu alimentant les filaments, par l'intermédiaire d'un dispositif convertisseur, tel qu'un vibreur fonctionnant à une fréquence de quelques centaines de périodes par seconde, suivi d'un
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redresseur.
Selon une autre caractéristique de l'invention, en cas de défaillance d'une lampe ou d'un autre élément du répéteur, par exemple de la batterie ou du vibreur, des moyens sont prévus pour mettre automatiquement le répéteur hors circuit et pour rétablir la connexion métallique entre les deux lignes.
Selon une autre caractéristique encore de l'invention, des moyens sont prévus pour vérifier l'amplification et le fonctionne- ment du répéteur en utilisant le vibreur comme source de courant de mesure.
Ces objets et caractéristiques, ainsi que d'autres encore, seront exposés en détail dans la description suivante donnée en re- lation avec les dessins annexés, dans lesquels :
La figure 1 représente schématiquement un exemple de réali- sation d'un circuit de répéteur; et
La figure 2 montre une modification d'une portion du circuit de la figure 1 .
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Le circuit de répéteur pour communications bilatérales re- présenté comporte deux lampes bi-grilles Vl et V2 en condition de re- pos en l'absence de communication. En fonctionnement, le filament à chauffage direct de ces lampes possède une faible consommation, par exemple 80 milliampères sous 4 volts. La-première grille de chaque lampe est portée à une tension positive, par exemple de 10 volts en- viron, par rapport à l'extrémité positive du filament et la plaque à un potentiel positif de par exemple 30 à 50 volts. La seconde grille sert de grille de commande et est polarisée à, par exemple, -2 volts par rapport à l'extrémité négative du filament. Dans ces conditions, la première grille joue le rôle d'extractrice d'élec- trons et permet d'obtenir une pente supérieure à 1 milliampère par volt.
Il est clair toutefois que ces valeurs ne sont données qu'à titre d'illustration mais ne sont nullement limitatives et peuvent être modifiées à volonté sans sortir du domaine de l'invention.
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Lorsqu'il n'y a pas de communication en cours, les deux lignes Ll et L2, Est et Ouest respectivement, ont leurs conducteurs directement connectés par les contacts de repos du relais Lr, et le répéteur est mis hors circuit par cette connexion métallique d'une extrémité à l'autre de la jonction bilatérale. Il est de plus hors fonctionnement par le fait que la source d'alimentation en courant continu, par exemple la batterie B est déconnectée a,ux contacts ouverts du relais Br des filaments des lampes Vl et V2 et du vibreur à fréquence relativement élevé à partir duquel sont alimentées les électrodes plaques et extractrices d'électrons de ces lampes.
Lorsqu'un appel basse fréquence, consistant généralement en une émission de courant de magnéto, arrive au répéteur soit par la ligne Est Ll, soit par la ligne Ouest L2, il est transmis par l'intermédiaire des contacts de repos du relais Lr vers l'extrémité opposée. Une partie de ce courant d'appel est redressée par le pont de redresseurs Sl, ce pont étant connecté en dérivation sur les lignes Ll et L2 . Ce courant d'appel redressé fait fonctionner le relais Ar . A son contact de travail, le relais Ar qui a fonctionné ferme sur la batterie B le circuit de l'enroulement du relais Br par le contact de repos de gauche du relais Cr et la résistance Rl .
Le relais Br ferme à son contact de travail extérieur, d'une part le circuit d'alimentation des filaments des la,mpes Vl et V2 et, d'autre part, le circuit du vibreur V par le contact de repos de ce vibreur.
Dans le circuit de sortie de ce vibreur V sont placés un ensemble redresseur S3 et un circuit filtrant F Ce circuit de filtrage F peut être réalisé de manière simple, par exemple par une cellule en Ò unique comme représenté, du fait que la fréquence du vibreur est prise relativement élevée. Le courant du vibreur fait fonctionner les relais Dr et Er dès que les filaments des lampes ont suffisamment chauffés pour que ces lampes fournissent des courants plaques, une tension étant appliquée sur les électrodes extractrices à travers la résistance réglable R3 permettant de régler le gain des lampes Vl et
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V2 par variation de cette tension.
Suivant une variante représentée sur la figure 2, les relais Dr et Er peuvent être placés dans les connexions des grilles extractrices d'électrons, et la résistance de réglage du gain R3 peut être insérée dans la connexion d'alimentation des plaques des lampes, lorsque, par suite des conditions de fonctionnement, le courant des grilles extractrices est supérieur au courant des plaques.
Dans cette modification, la résistance R2 est supprimée et la polarisation des grilles de commande est obtenue par un système de condensateurs shuntés par résistances, C18-R18 et C19-R19, respectivement, assurant l'auto-polarisation des grilles de commande par les courants de conversation. Cette disposition permet de bénéficier de l'amplification maximum des lampes lorsque les tensions des signaux entrants sont très faibles, bien qu'elle introduise une certaine distorsion peu gênante en soi pour la conversation.
A son contact de travail intérieur, le relais Br alimente l'enroulement de droite du relais Cr, mais ce dernier ne fonctionne pas, puisque son enroulement est court-circuité par les contacts de repos de gauche de Or et de travail de Ar .
Lorsque le signal d'appel prend fin, le relais Ar retombe et, en ouvrant son contact de travail, supprime le court-circuit sur l'enroulement de droite du relais Cr qui fonctionne en série avec l'enroulement du relais Br et le contact de travail intérieur de ce dernier. Le relais Or ferme, à son contact de travail de droite, le circuit d'alimentation du relais de la ligne Lr qui ouvre ses contacts de repos et interrompt la connexion métallique des lignes Ll et.
L2, reliant à ses contacts de travail respectifs les transformateurs différentiels Tl à la ligne Ll et T3 à la ligne L2 . Le répéteur proprement dit, constitué par les lampes Vl et V2, les transformateurs différentiels Tl et T3 et les transformateurs de sortie T2 et T4, se trouve donc inséré entre les lignes Ll et L2 et en état de service. Les équilibreurs approximatifs Ql et Q2, constitués chacun
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pa,r un condensateur et une résistance, peuvent être, si besoin est, remplacés par des équilibreurs plus complexes établis selon les règles bien connues dans la technique.
Si une des lampes VI et V2 devient défectueuse, si la batterie B est épuisée, si le vibreur V cesse de fonctionner, ou de façon plus généra,le, si le courant plaque (fig. 1) ou d'écran (fig.
2) de l'une ou l'autre lampe vient à, manquer, un des relais Dr ou Er, ou les deux, retombent et ouvrent le circuit du relais Lr qui retombe à son tour et, à ses contacts de repos, rétablit la connexion métallique entre les deux lignes Ll et L2 .
A la fin de la communication, lorsque le signal de libération, consistant généralement en une émission de courant de magnéto, est envoyé d'une extrémité de la ligne, le relais Ar vient en position de travail par l'intermédiaire du pont de redresseurs S1 si le signal de libération arrive par la ligne Ll; ou bien le rela,is A'r vient en position de travail par l'intermédiaire du pont de redresseurs S2 si le signal de libération arrive par la ligne L2 .
Le relais Ar ou A'r qui a.fonctionné court-circuite par son contact de travail les enroulements en série des relais Br et Cr .
Le relais Cr est maintenu actionné par son deuxième enroulement et son contact de droite. Le rela,is Br retombe et ouvre le circuit de la batterie vers les filaments, le vibreur V et le rela,is Lr . Ce dernier, en retombant, rétablit la connexion métallique entre les lignes Ll et L2 et permet la transmission du signal de libération vers l'autre extrémité du circuit. Si le signal de libération vient de la ligne L2, le pont de redresseurs Sl et le relais Ar sont substitués au pont de redresseurs S2 et au relais A'r par la retombée du relais Lr, ce qui a, pour effet de maintenir actionné le relais Cr.
A la fin du signal de libération, le relais Ar retombe et fait à son tour retomber le relais Cr .
Pendant la communication, les signaux arrivant par la ligne Ll amplifiés dans la, lampe Vl sont transmis par le transformateur de
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de sortie T2 au transformateur différentiel T3 et appliqués sur la ligne L2 . De même, les signaux arrivant par la ligne L2 et amplifiés par la lampe V2 sont transmis par le transformateur de sortie T3 au transformateur différentiel Tl qui les applique sur la ligne Ll . Des prises d'écoute sont montrées connectées aux bornes des enroulements secondaires des transformateurs T2 et T4, pour les conversations dans le sens Est-Ouest et Ouest-Est respectivement à travers des résistances Rl4 à R17 .
Le circuit de vérification du répéteur est représenté à la partie inférieure de la figure. Au moyens de cordons et de jacks (non représentés), les entrées Est et Ouest du répéteur sont respectivement connectées aux bornes d'émission EM et de réception REC (ou vice-versa selon le sens que l'on désire essayer ) du circuit de vérification. Le répéteur est mis en service au moyen de la clé Kl, dont le contact agit à la manière du contact de travail du relais Ar ou A'r . La tonalité émise par le vibreur V peut être écoutée au moyen d'un troisième enroulement du vibreur qui est relié d'une part à travers des résistances R9 et Rlo aux bornes d'émission EM et, d'autre part à travers des résistances R6 et R7 à des contacts d'une clé inverseuse K2 .
Par la manoeuvre de cette clé K2, on peut écouter la tonalité du vibreur, soit à travers le répéteur sur le potentiomètre Rll connecté aux bornes de réception REC du circuit de vérification, soit aux bornes de la résistance R8 dans l'autre position de la clé. On règle le potentiomètre Rll de manière à obtenir la même audition dans l'écouteur téléphonique TEL pour les deux positions de la clé K2 . Le potentiomètre R11 est muni d'un cadran gradué en gain. Les résistances R12 et R13 sont grandes devant les résistances R8 et Rll de manière à pouvoir négliger l'effet de shunt introduit par l'écouteur ou récepteur téléphonique TEL . A la fin des essais, en appuyant à nouveau sur la clé Kl, on arrête le fonctionnement du répéteur.
Le vibreur peut être remplacé par une source.haute tension,
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telle qu'une batterie de piles connectée en permanence mais ne débitant qu'autant que le filament est alimenté. Il serait alors nécessaire d'adjoindre un vibreur auxiliaire commandé par une clé pour alimenter le cas échéant le circuit de mesures.
Il est clair que l'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation montrés et décrits, mais est au contraire susceptible de nombreuses modifications et adaptations sans sortir de son domaine.