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PERFECTIONNEMENTS AUX INSTALLATIONS TELEPHONIQUES A HAUT-PARLEURS.
On sait qu'une des difficultés auxquelles on se heurte pour l'ap- plication des haut-parleurs aux installations téléphoniques de tous genres réside dans la réaction phonique de haut-parleur de chaque poste sur le micro- phone de celui-ci. On est amené soit à éloigner ces deux appareils l'un de l'autre, ou à les séparer par des écrans ce qui rend l'installation malcom- mode, soit à prévoir une clé de commutation dite écoute-parole., dont la ma- noeuvre est fastidieuse.
L'invention vise à permettre d'éviter très simplement toute réac- tion du haut-parleur sur le microphone, et cela par des moyens purement élec- triques d'une grande simplicité, ne gênant nullement la disposition des ap- pareils et n'exigeant aucune manoeuvre particulière de la part de l'usager.
L'invention consiste essentiellement à prévoir une ligne fictive équivalente électriquement à la ligne réelle et. reliée comme elle d'une part au microphone, d'antre part au haut-parleur,, cette dernière liaison étant tel- le que les courants transmis au haut-parleur (ou à son amplificateur) par la ligne réelle d'une part et par la ligne fictive d'autre part, lors du fonction- nement du microphone, se neutralisent dans une mesure suffisante pour que'le haut-parleur reste substantiellement muet.
Le dessin annexée donnéà titre d'exemple, permettra de mieux com- prendre l'invention, les caractéristiques qu'elle présente et les avantages qu'elle;est susceptible de procurer :
Fig. 1 est un schéma simplifié d'une installation établie confor- mément à l'invention..
Fig. 2 et 3 en montrent des variantes.
Fig. 4 est un schéma indiquant avec plus de détails une quatrième forme d'exécution.
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Dans le schéma simplifié de fig. l, le microphone 1, qu' on a sup- posé pour fixer les idées être du type à résistance (par exemple à pastille microphonique à charbon), est inséré dans un circuit comprenant la pile locale 2 et les primaires 3 et 4 de deux transformateurs de liaison. Le secondaire 5 du premier est relié à la ligne 6 assurant la liaison du poste considéré soit avec les autres postes de l'installation, soi avec un central approprié de type quelconque, cette ligne pouvant d'ailleurs elle-même comporter des dis- positifs de liaison appropriés (transformateur, dispositifs à induction, etc.. ) .
Le secondaire 7 du second transformateur sus-décrit est relié à une ligne fictive réglée de manière à présenter une impédance égale à celle de la ligne 6. Dans l'exemple représenté, cette ligne fictive comprend une bobine d'inductance 8 et une résistance ohmique 9, toutes deux réglables.
La ligne réelle 6 et la ligne fictive 8-9 sont également reliées respectivement aux primaires 10 et 11 de deux transformateurs dont les secon- daires 12 et 13 sont branchés en série entre deux points 14 et 15 à la masse.
Leur point commun 16 est relié à l'entrée d'un amplificateur 17 lequel alimen- te un haut-parleur 18.
Le fonctionnement est le suivant :
Quand on parle devant le microphone 1, on provoque des tensions alternatives dans les secondaires 5 et 7. La ligne 6 reçoit les tensions pro- venant du secondaire 5 et les transmet au poste récepteur.
Les enroulements 10 et 11 reçoivent également les tensions prove- nant des secondaires 5 et 7, de telle sorte que les secondaires 12 et 13 sont le siège de courants induits. Si les transformateurs 3-5 et 4-7 d'une part, et la-12 et 11-13 d'autre part sont bien identiques, et si la ligne fictive 8-9 est bien réglée les courants qui prennent ainsi naissance dans les enrou- lements 12 et 13 sont égaux et non déphasés, le patentiel du point 16 ne varie pas et l'amplificateur 17 n'est pas actionné. Le haut-parleur 18 reste donc muet et ne peut réagir sur le microphone. L'usager peut ainsi parler libre- ment sans avoir à couper le circuit du haut-parleur ou à prendre des disposi- tions particulières pour isoler ce dernier du microphone.
Lors de l'écoute, ces courants reçus de la ligne 6 agissent sur l' enroulement 12, l' enroulement 13 fonctionnant à la façon d'une bobine de choc. Le potentiel du point 16 varie donc et l'amplificateur fonctionne, ac- tionnant ainsi le haut parleur 18. Les sons émis par ce dernier influencent le microphone 1, mais tout se passe comme il a été expliqué plus haut., c'est- à-dire que les courants résultant du fonctionnement du microphone sont sans action sur l'amplificateur 17 en raison du montage particulier des enroule- ments 12 et 13.
On a donc bien réalisé un poste téléphonique à haut-parleur dans lequel toute réaction phonique de ce haut-parleur sur le microphone se trcuve entièrement supprimée par des moyens fort simples n'exigeant aucune manoeuver particulière de la part de l'usager et ne créant aucune sujétion pour la dis- position des appareils ou pour leur puissance sonoreo
Bien entendu, le schéma de fig. 1 ne constitue qu'une indication destinée à faire comprendre les caractéristiques essentielles de l'invention.
Dans la pratique on peut imaginer bien des variantes suivant les cas.
Tout d'abord on comprend que le microphone peut être de tout type approprié suivant les cas : magnétique, piézo-électrique, etc..., la pile lo- cale 2 pouvant être supprimée. Il est possible d'amplifier les courants micro- phoniques avant de les amener aux enroulements 3 et 4. On peut également am- plifier les courants provenant des secondaires 5 et 7 à condition que les am- plifications réalisées restent toujours bien égales. Au lieu de prendre le point 16 exactement au point commun des enroulements 32 et 13, on peut le pré- voir au milieu d'une résistance de charge insérée en série entre ces enroule- ments.
Fig. 2 indique à titre d'exemple un poste dans lequel les courants microphoniques agissent par l'intermédiaire d'un transformateur de liaison 19-
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20 sur les grilles, disposées en parallèle, de deux triodes, 21 et 22 dont les anodes alimentent les enroulements 3 et 4. On comprend sans peine que le fonc- tionnement reste identiquement celui sus-exposé, Au lieu de monter les trio- des 21 et 22 en parallèle, on pourrait les brancher en opposition (montage push- pull)à condition de relier convenablement les enroulements 3 et 4 pour que les tensions induites dans les enroulements 12 et 13 restent-identiquement en ' phase. Bien entendu, on pourrait utiliser des penthodes au lieu de triodes; on pourrait prévoir un tube préamplificateur, etc...
Le point 16 est le mi- lieu d'une résistance de charge 23 branchée entre les enroulements 12 et 13.
On pourrait amplifier les courants des enroulements' 12 et 13 avant de les envoyer dans la résistance 16.
Dans la variante de fig. 3 les courants microphoniques sont ampli- fiés en 24 avant d'arriver aux enroulements 3 et 4. Les enroulements 12 et
13 sont disposés en opposition l'un avec l'autre entre la masse 25 et l'ampli- ficateur 17. On comprend que là encore les courants induits dans lesdits en- roulements 12 et 13 sous l'action du microphone se neutralisent etne peuvent actionner le haut-parleur 18..
On comprend d'ailleurs aisément qu'on pourrait multiplier les va- riantes d'exécution de l'invention. Par exemple dans la forme d'exécution de fig. 2 on pourrait supprimer les transformateurs 10-12 et 11-13, l'entrée de l'amplificateur 17 étant alors branchée entre la borne positive de la source de courant anodique des triodes 21 et 22 et le point milieu d'un potentiomè- tre branché entre les anodes de ces triodes. Dans ce cas également le haut- parleur ne serait sensible qu'à la différence entre les tensions reçues de la ligne réelle 6 et celles reçues de la ligne fictive 8-9; il ne serait donc pas influencé par le microphone.
@ Dans les dispositions qui précèdent la compensation-de l'effet Larsen est parfaitement obtenue, mais à la condition toutefois que la ligne réelle et la ligne fictive soient toujours électriquement identiques. La difficulté est qu'en pratique un poste téléphonique est appelé à être branché sur des lignes présentant des caractéristiques qui, tout en retant du même or- dre de grandeur en raison des divers dispositifs compensateurs ou amplifica- teurs dont elles sont équipées, n'en sont pas moins notablement différentes pour les diverses lignes considérées, de telle manière que l'identité entre la ligne fictive et la ligne réelle ne peut être réalisée que pour une valeur moyenne de ces caractéristiques.
D'autre part., quelque soin qu'on apporte à la sélection du matériel employé, il est impossible pratiquement d'obtenir des transformateurs de liaison de caractéristiques rigoureusement identiques.
Finalement on arrive bien à obtenir une compensation satisfaisante de l'effet Larsen dans des conditions déterminées., mais cette compensation n'est plus que très partielle aussitôt qu'on s'écarte.de ces conditions et l'effet Lsen réapparaît dès qu'on utilise des hauts-parleurs de puissance notable. On doit donc ou bien se contenter de hauts-parleurs relativement faibles, ou bien n'appliquer'l'invention que sur des réseaux téléphoniques dont les diverses lignes ont été soigneusement réglées.
Dans la forme d'exécution de fig. 4 on évite cet inconvénient d'une part en branchant le circuit d'entrée du haut-parleur par l'intermédiaire de potentiomètres permettant un réglage exact de la compensation en dehors,de l'i- dentité de la ligne fictive et de la ligne réelle, d'autre part, en disposant sur l'arrivée de la ligne réelle des impédances donnant à l'ensemble de cette ligne et de son transformateur de liaison des caractéristiques qui ne sont que faiblement influencées par les variations des caractéristiques de la ligne ré- elle considérée isolément.
. En fig. 4, 30 désigne un microphone.. par exemple électro-dynamique, qui par un transformateur 31 et un potentiomètre 32 attaque la grille de con- trôle 33 d'un tube penthode 34. L'anode 35 de ce tube, chargée par une résis- tance 36, est reliée par un condensateur 37 et une résistance d'amortissement
38 à la grille 39 d'un second tube penthode 40, le circuit de cette grille se fermant par une forte résistance 41.
Le circuit de l'anode 42 de ce second tube renferme le primaire d'un transformateur de sortie 43 dont le secondaire est branché sur un circuit renfermant, en série l'un avec l'autre, les primai-
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res de deux transformateurs de liaison 44 et 45 amortis par les résistances 70 et 71, et branchés l'un sur la ligne réelle 46 reliant le poste condidéré à un autre poste ou à un central, l'autre sur une ligne fictive 47 constituée par un ensemble réglable de résistances, inductances et 'éventuellement capaçi- tés,réglé de manièreà présenter les mêmes caractéristiques électriques que celles de la ligne 46 telle qu'elle est reliée au poste considéré.
Un premier potentiomètre 48 est inséré dans ce circuit entre les primaires des transfor- mateurs 44 et 45. Un second potentiomètre 49 est branché en parallèle sur l'ensemble de ces deux primaires et du premier potentiomètre 48.
Le circuit anodique du tube 40 comporte encore, branché en paral- lèle sur le primaire du transformateur 43; le primaire d'un second transforma- teur 50 dont le secondaire est relié d'une part aux anodes 51 d'un tube d'iode 52, d'autre part à la masse à travers une résistance de charge 53. Le point de jonction'entre le secondaire de ce transformateur 50 et la résistance 53 est d'antre part relié à travers une résistance 54 associée à un condensateur 72 (cellule de filtre) à la troisième grille 55 du tube 34 (grille dite suppres- seuse).
La prise mobile du potentiomètre 48 sus-décrit est reliée directe- ment à la masse tandis que celle du potentiomètre 49 est reliée à la masse à travers un autre potentiomètre 56à forte résistance dont la prise mobile est reliée à la grille de contrôle 57 d'un tube penthode 58. L'anode 59 de ce tube,chargée par une résistance 60, est reliée par un condensateur 61 et une résistance d'amortissement 62 à la grille de contrôle 63 d'un autre tube pen- thode 64, le circuit de cette grille se fermant par une forte résistance 65.
L'anode 66 du tube 64 alimente directement le primaire d'un transformateur de sortie 67 dont le secondaire est branché sur le haut-parleur 68.
Une résistance 69 est branchée en parallèle sur la ligne 46.
Quand on parle devant le microphone 30, les impulsions électriques sont amplifiées par le tube 34 qui les transmet au tube 40 lequel les amplifie à son tour pour les transmettre, par l'intermédiaire du transformateur 43, au circuit comprenant les primaires des transformateurs de liaison 44 et 45 et le potentiomètre 48, une partie du courant étant dérivée à travers le poten- tiomètre 49. Il en résulte que les impulsions amplifiées sont transmises à la ligne réelle 46 et à la ligne fictive 47. Elles sont donc reçues par le correspondant.
. D'autre part la ligne réelle 46 et la ligne fictive 47 étant sup- posées avoir exactement les mêmes caractéristiques électriques (compte tenu, pour la ligne 46, de la présence de la résistance 69) le point milieu du poten- tiomètre 48 et celui du potentiomètre 49 sont toujours identiquement au même potentiel de telle sorte que si les prises mobiles sont convenablement réglées, aucune impulsion n'est transmise à la grille 57 du tube 58 et le haut-par'ur 68 reste, muet.
La possibilité qu'on a de déplacer les prises mobiles des deur potentiomètres permet d'obtenir un réglage rigoureusement précis en dépit des irrégularités inévitables résultant de la construction des transformateurs 44 et 45, des irrégularités du câblage, de l'induction des circuits de l'amplifi- cation microphonique sur ceux de l'amplification du haut-parleur, etc...
On notera qu'une partie des oscillations électriques provenant de l'anode 42 du tube 40 passe par le transformateur 50 en donnant naissance dans le secondaire de celui-ci à des courants unidirectionnels polarisant négative- ment l'extrémité de la résistance de charge 53 opposée à la terre et provoquant ainsi, à travers la résistance 54, une polarisation négative de la grille 55.
On réalise une sorte de contrôle automatique de volume et l'on peut aisément arriver à obtenir que l'intensité des oscillations électriques sortant du trans- formateur 43 ne.dépende que très peu de l'intensité moyenne d'excitation du microphone 30. En d'autres termes l'intensité des courants transmis à la ligne 46 varie fort peu quand l'usager s'approche ou s'éloigne du microphone 30, et cela dans de très larges limites.
On notera au surplus que ce dispositif limiteur constitue en même temps une sécurité supplémentaire à l'encontre des effets d'accrochage (effet Larsen ou autre), car si un tel effet vient à prendre naissance, l'amplitude
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des eourants qu'il provoque met immédiatement en action le dispositif en ques-- tion qui réduit l'amplification et par suite assure le décrochage. Le disposi- tif limiteur abaisse d'ailleurs de façon notable les pointes de modulation qui, comme on le sait, constituent la principale source d'amorgage de l'effet Larsen.
Lorsque les oscillations sont reçues de la ligne 46, elles sont transmises par le transformateur de liaison 44 au. circuit de. sortie du micro- phone, c'est-à-dire au circuit comprenant le secondaire du transformate'ur de sortie 43. Comme la ligne fictive 47 ne reçoit'pas d'excitation extérieure, il n'y a plus équilibre dans le circuit en question et par conséquent les pri- ses mobiles des potentiomètres 48 et 49 ne constituent plus des pointa équipo- tentiels. Des oscillations sont donc transmises à la grille de contrôle 57 du tube 58, et par conséquent le haut-parleur 68 est excité.
Dans les explications qui précèdent on a supposé que la .ligne ré- elle 46 et la ligne fictive 47 étaient rigoureusement identiques au point de vue électrique. Or les caractéristiques de la ligne 46, vis-à-vis du circuit renfermant le secondaire du transformateur de sortie 43. sont en réalité cel- les de l'ensemble de cette ligne proprement dite, de la résistance 69 et des enroulements du transformateur 44. Si la valeur de la résistance 69 est fai- ble vis à vis de l'impédance de la ligne 46 et de celle du transformateur 44 on comprend que l'impédance résultante de l'ensemble varie relativement peu quand l'impédance de la ligne 46, considérée isolément, varie dans des limites relativement étendues.
Pour prendre un exemple concret, on peut admettre, par exemple, que l'impédance propre de la ligne 46 variera entre 600 et 1000 ohms ; l'impédance du transformateur 44 peut être négligée ; sil'on choisit pour la résistance 69 la valeur de, par exemple, 600 ohms, il est facile de calculer que même en supposant que l'impédance de la ligne est purement ohmique, l'im- pédance résultante passera de 300 à 375 ohms suivant que l'impédance propre de la ligne sera de 600 ou de 1000 ohms. Si l'on a réglé la ligne fictive 47 à 337 ohms d'impédance, le déséquilibre maximum susceptible d'être rencon- tré sera de l'ordre de 105.
Encore faut-il tenir compte du fait qu'en pra- tique une fraction importante de l'impédance de la ligne est d'origine réacti- ve, de telle sorte que le calcul ci-dessus, qui la suppose d'origine ohmique pure, aboutit à des résultats exagérés.
On comprend donc qu'en pratique on puisse éviter l'effet Larsen en toute sécurité en dépit des variations inévitables d'impédance propre de la ligne, sans avoir à retoucher le réglage de la ligne fictive 47.
On notera que la résistance d'amortissement 70 peut être considé- rée comme branchée en parallèle sur la ligne 46 par l'intermédiaire du trans- formateur 44. Cette résistance 70 joue donc dans une certaine mesure le rôle assigné à la résistance 69 et il serait éventuellement possible d'établir les deux résistances 70 et 71 à une valeur telle qu'elles assurent à elles seules le rôle en question, la résistance 69 devenant alors inutile.
Comme on l'a expliqué plus haut, suivant les cas envisagés on pour- rait utiliser d'autres moyens pour réduire l'importance des variations d'impé- dance apparente de la ligne réelle vis à vis du circuit microphonique. Par exemple dans un réseau susceptible d'admettre de très fortes résistances de ligne, on pourrait placer une résistance élevée en série sur des fils de ligne.
Là encore on parviendrait à ce que l'impédance totale de la ligne branchée sur le transformateur de liaison reste constamment très élevée et varie peu quand l'impédance propre de la ligne varie dans d'assez larges limites ; ce serait la solution exactement inverse de celle sus-décrite dans laquelle l'impédance totale est au contraire faible en raison de la disposition en parallèle de la résistance 69. On conçoit qu'au lieu de résistances en parallèle et/ou en sé- rie on pourrait utiliser des bobines de self-induction, des condensateurs, ou des combinaisons appropriées de condensateurs, bobines et résistances, le tout, suivant les caractéristiques de la ligne.
L'invention est suceptible d'être appliquée avec avantage à toute installation téléphonique au sens le plus large de ce terme, qu'il s'agisse de communication à longue distance par l'intermédiaire éventuel d'un central, ou bien au contraire d'un réseau de postes branchés sur une même ligne dans un bureau, une usine, etc... - @