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SYSTEME d'APPEL pour LIGNE TELEPHONIQUE à POSTES MULTIPLES
L'invention a pour objet un,système d'appel- pour une installation téléphonique comprenant plusieur's postes branchés en dérivation sur la même ligne, et dans laquelle un ou plusieurs postes principaux doivent pouvoir appeler n'importe quel autre poste.
Dans les systèmes actuellement connus, les appels s'effectuent au moyen d'impulsions de courant généralement continu et l'on distingue les courants d'appeL destinés aux différents postes soit par le nombre des impulsions émises @
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soit par la longueur relative de certaines impulsions. Celles-ci mettent en action les sélecteurs d'appel dans tous les postes récepteurs branchés sur la ligne, bien qu'un seul de ces sélec- teurs aboutisse à déclencher la sonnerie drappel. Aussi quand le nombre des postes de la ligne est élevé, la commande des sé- lecteurs d'appel exige-t-elle une énergie considérable et des courants d'appel de tension élevée, souvent incompatibles avec les conditions d'isolement de la ligne.
Les organes de réception d'appel interposés sur la ligne ont en outre l'inconvénient de provoquer un affaiblissement des courants de conversation.
Le système de l'inventLon consiste essentiellement à utiliser comme courant d'appel des courants continus ou alter- natifs interrompus à une cadence régulière, les appels se distin- guant les uns des autres non plus par le nombre des impulsions, mais par la cadence des interruptions, et à employer, au poste récepteur, comme sélecteur d'appel un oscillateur mécanique à fréquence propre d'oscillation égale à la cadence d'interruption du courant destiné à ce poste, et mis progressivement en oscilla- tion par les impulsions successives du courant d'appel destiné à ce poste pour déclencher un appareil d'appel lorsque cette ampli- tude a atteint une valeur déterminée.
Des sélecteurs de ce genre, par exemple des pendules entretenus électriquement par des impulsions de courant se succé- dant à cadence régulière sont déjà connus pour d'autres applica- tions; mais leur emploi n'a jamais été proposé en combinaison avec un. système d'appel pour ligne téléphonique à postes multi- ples.
Sur une telle ligne, ils permettent de résoudre le problème de l'appel d'une façon particulièrement avantageuse ; eneffet un tel oscillateur, sous l'action, d'impulsions se succé- dant à une cadencé égale à sa fréquence propre, atteint des élon- gations importantes tout en n'absorbant à chaque oscillation qu' une quantité d'énergie très faible; il peut donc être alimenté par un courant de faible
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puissance.
Quant aux oscillateurs qui ne sont pas en ré- sonance avec le courant d'appel ils restent pratiquement immobiles et n'absorbent qu'une énergie insignifiante'.'
L'invention a également pour objet des procédés pour multiplier le nombre d'appels distincts que peut émet- tre le poste appelant, sans augmenter dans la même propor- tion le nombre des cadences d'interruption ou rythmes que le poste est susceptible d'imprimer au courant émis.
Un premier procédé, consiste à brancher les ré- cepteurs entre chaque fil de ligne et la terre, la source de courant du poste émetteur ayant alors elle-même un pôle à la terre et pouvant être connectée à volonté à l'un ou à l'autre des fils de ligne. Ce procédé permet de doubler le nombre des appels pour un nombre de rythmes donné'.
Un second procédé qui peut être employé en combi- naison avec le précédent consiste à doter le courant d'ap- pel d'une seconde caractéristique variable à volonté,le cou- rant se distinguant alors par la combinaison de cette carac- téristique et du rythme d'interruption, et à associer à 1' oscillateur mécanique du poste récepteur des moyens de sé- lection influençables par cette seconde caractéristique:
Dans le cas où le courant d'appel est un courant continu, on fait appel comme seconde caractéristique au sens du courant en utilisant à l'émission des courants d' un sens ou de l'autre et en intercalant en série avec les récepteurs un organe tel qu'un redresseur ne laissant passer le courant que dans un seul sens.
Lorsqu'on emploie du courant alternatif, on peut utiliser la fréquence de ce courant comme seconde caracté- ristique, et l'on effectue au poste récepteur par des moyens connus, une double sélection; d'abord sur la fréquence du courant pporteur puis'sur ie rythme de manipulation de ce courant interrompu à fréquence relativement basse.
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L'invention a également pour objet des dispositifs d'appel utilisant pour rythmer les signaux d'appel un ba- lancier accordé sur le rythme de manipulation désiré, lancé par un moyen quelconque et oscillant librement pendant un temps suffisant pour obtenir l'appel; elle a également pour objet des dispositifs de ce genre dans lesquels on obtient par simple pression sur les boutons d'un clavier, l'émis- sion automatique d'un courant ayant le sens ou la fréquence désirée et rythmé à la cadence désirée.
L'invention a également pour objet des perfection- nements aux circuits à double sélection des postes récepteurs , en vue plus plus particulièrement de l'adaptation du sys- tème aux lignes téléphoniques à grand affaiblissement'.
Dans les dessins annexés, la figure 1 représente en élévation une portion d'appareil d'émission de signaux d'appela comprenant deux boutons de commande et permettant d'imprimer automatiquement un même rythme de ma- nipulation à volonté à deux courants de caractéristiques différentes.
La figure 2 est une vue en plan correspondant à la figure 1
La figure 3 représente en élévation de profil un autre appareil pour rythmer les signaux et produire à l'ai- de d'un seul pendule plusieurs rythmes de signaux.
La figure 4 est une vue en élévation de face de l'appareil de la figure 3.
La figure 5 représente, schématiquement, un mode de montage des circuits récepteurs d'appel ,
La figure 6 représente sous forme schématique le montage d'un dispositif émetteur d'appels utilisant des courants alternatifs de diverses fréquences.
La figure 7 représente en élévation un mode d' exécution d'appareils rythmeurs destinés au dispositif pré- cèdent.
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En se référant aux figures 1 et 2, la portion d' appareil représenté comprend un bouton poussoir 1 placé en regard d'une paire de contacts à lames élastiques tels que
3 et 4 destinés à relier respectivement et dans le sens con- venable les pôles de la source de courant aux fils de la li-, gne, Quand le bouton est complètement enfoncé, il ferme ces deux contacts ; cours du mouvement d'enfoncement, une pièce pivotante 5 formant verrou, tirée par. un ressort 6, enclenche les lames dans la position de contact. En même temps le ver- rou 5, appuie sur une broche 7a solidaire d'un secteur denté pivotant 7, normalement en prise avec un pignon 8 taillé sur l'arbre d'un balancier circulaire 9, à ressort spiral 10. Lé secteur 7 en pivotant fait tourner le pignon 8 et lance le balancier 9, puis se dégage du pignon 8.
A partir de ce moment le balancier 9 oscille librement en s'amortissant peu à peu.
Son spiral 10 a alors des contacts périodiquement interrompus avec la lame ressort 11; par des connexions appropriées l'in- terruption et le rétablissement de ces contacts sert, par 1' intermédiaire d'une connexion électrique appropriée, à rythmer l'émission du courant lancé sur la ligne téléphonique,
Pour arrêter les émissions, il suffit au moyen d'une barre transversale oscillante 12 qui peut être par exemple commandée par un bouton poussoir non représenté de ramener dans sa position primitive le verrou 5. Le secteur denté 7 rappelé au beso,in par un ressort ou un contre poids entre en prise avec le pignon 6 et arme à nouveau le balancier 9.
La table d'appel sera munie d'autant de boutons 1 qu'il y a de postes à appeler, chacun de ces boutons pourra être équipé comme il vient d'être expliqué, avec une barre transversale 12 commune à tous les boutons. Dans le cas où les nythmes des courants d'appel sont différents pour chaque poste, à chaque bouton 1 sera affecté un rythmeur 10, il dif- férent.
Mais dans le'cas où un rythme est affecté à plu-
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- sieurs postes, le même rythmeur peut servir pour tous les boutons et contacts que commandent ces différents pos- tes.
La figure 1 montre un exemple d'un rythmeur 10, 11 affecté à deux émissions destinées à deux postes dif- férents, commandés respectivement par les boutons 1, 2. Tel est le cas de deux postes appelés par un même courant con- tinu rythmé mais avec inversion du sens du courant d'un pos- te à l'autre.
On remarquera que le lancement du balancier ne dé- pend pas de la force que l'on exerce sur le Teuton d'appel ni de la durée d'appui sur ce bouton. En particulier si 1' on presse plusieurs fois de suite sur le même bouton, on ne trouble pas le rythme des émissions.
Suivant une variante de l'invention, on peut ryth- mer les émissions, au moyen d'un seul balancier dont on règle la période par un moyen quelconque. Les figures 3 et 4 re- préseitent une forme d'exécution de cette variante, qui con- siste à utiliser, comme balancier à période réglable, un pen- dule composé analogue à celui du métronome. Quand.on utiliser un tel balancier, dont les oscillations ne sont pas isochro- nes, il y a intérêt à prévoir un entretien des oscillations, de manière à conserver une amplitude sensiblement constante; Cet entretien peut être mécanique comme dans les métronomes ordinaires ; mais il y a intérêt à utiliser un entretien élec- trique. On peut même avantageusement utiliser, pour cet en- tretien, le même contact que pour rythmer les émissions. lé pile d'entretien peut être la même que la pile d'appel.
Enfin la pile de microphone peut servir à la fois pour l'appel et l'entretien.
Le balancier se compose d'un contrepoids 13 et d' une tige 14 sur laquelle se déplace un curseur réglable 15.
Le balancier oscille autour d'un axe 16 et porte une broche 17 qui vient en contact, pendant une demi-oscillation, avec
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une paillette 18. L'entretien des oscillations est obtenu par déplacement de la butée 19 de la paillette 18. Cette butée est en effet solidaire de l'armature 20 d'un électro= aimant 21 alimenté par la pile d'appel 22.
Quand le contact 17-18 se ferme pendant que la tige 14 oscille vers la droite, le courant de la pile 22 est envoyé non seulement dans la ligne ; mais encore dans l'électro 21 qui attire son armature 20 et déplace vers la gauche la butée 19. Il en résulte que, dans le mouvement de retour de la tige 14 vers 1a.gauche, la paillette 18 ac- compagne la broche 17 un peu plus loin qu'à l'aller, et four- nit par conséquent un peu plus d'énergie au balancier qu'el- le n'en a reçu de lui pendant le mouvement inverse. Ce petit excédent suffit à assurer l'entretien avec une amplitude convenable'.
Il suffit donc de repérer sur la tige 14 les po- sitions du curseur qui correspondent aux rythmes désirés.
Ces positions peuvent être bien définies par un sautoir, et repérées sur la platine support.
On peut, avec un tel appareil obtenir un grand nom- bre de rythmes. Toutefois, les rythmes très rapides sont dif- ficiles à obtenir avec un pendule de dimensions notables, et les rythmes trop lents sont mal définis, les pendules étant presque en équilibre indifférent.
L'expérience montre qu'il y a intérêt à choisir des rythmes dont les premiers harmoniques,.le second et le troisième principalement, sont assez éloignés des autres rythmes, à titre d'exemple, on a utilisé les 8 rythmes défi- nis par les périodes d'oscillation du pendule suivantes:
1,8 1,46 1,20 1 0,8 0,66 0,54 0,44 La figure 6 représente à titre d'exemple le schéma du montage d'une table d'appel utilisant des courants porteurs alternatifs de différentes fréquences, et permettant
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par simple appui sur un bouton d'obtenir automatiquement l'émission sur la ligne d'un courant de fréquence voulue rythmé à la cadence désirée.
Les courants de différentes fréquences sont pro- duits, par un seul générateur d'ondes formé d'une lampe triode oscillatrice 34 et d'une lampe simplificatrice 35.
La première triode peut osciller grâce aux deux salfs couplées de grille et de plaque 36 et 37. La fré- quence des oscillations est déterminée par la capacité d'un des condensateurs 381,382,383,384 ou 385 branché en parallè- le avec la self 37. Bien entendu on pourrait aussi obtenir lesdifférentes fréquences par modification de la valeur de la self 37 ou par modification simulatnée de la self et de la capacité du circuit. Le branchement du co ndensateur voulu est obtenu par un des relais dits de fréquence F1 F2, F3 F4 ou F5 Ces relais sont en outre munis d'un contact de maintien qui assure leur alimentation dès qu'ils ont été excités momentanément'.
Le point commun de tous ces relais de fréquence se ferme à travers un relais pilote 39 et à travers un con- tact d'arrêt 40 sur la source de courant d'alimentation. Le contact 39a du relais pilote commande l'alimentation des lam- pes triodes, celle d'une lampe témoin 41 et'celle des relais commandant les rythmeurs. Ces relais figurés en R1,R2, R3, R4 et plus particulièrement décrits sur la figure 7 sont également munis d'un contact de maintien qui assure leur ali- mentation après la première excitation. Ils comportent en outre un contact rythmeur, respectivement r1 r2 r3 r4 com- mandé par un pendule de période différente, pour chaque re- lais ainsi qu'il sera expliqué plus loin.
Ces contacts de rythme commandent un relais de manipulation 42 dont les contacts 421, 422 ferment la ligne téléphonique A1 A2 sur le secondaire d'un transformateur 43 dont le primaire est branché en série sur le circuit plaque
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de la lampe amplificatrice 35.
Dans la position de repos des contacts du relais
42, la ligne est branchée sur le poste téléphonique sché- matiquement représenté en 44
L'un des boutons de commande dappel est représen- té en 45 ; nombre de ces boutons peut atteindre 20 dans l'exemple de la figure 9. Chaque bouton a un branchement différent ; il possède deux contacts 45 F, 45 R respecti- vement connectés le premier à un des 5 relais de fréquence, l'autre à l'un des 4 relais de rythme. Le nombre maximum des boutons est déterminé par le nombre de combinaisons possibles soit : 4 x 5 = 20
Le fonctionnement de cet appareil d'appel est le suivant:
Quand on veut appeler un poste caractérisé par une fréquence F3 et un rythme R2 par exemple, on appuie un instant sur le bouton 45 ce qui'a pour effet de fermer momentanément les contacts 45 F et 45 R.
Ces contacts fer- ment le circuit du relais de rythme R2 et du relais de fré- quence F3 à travers le relais pilote 39. Tous ces relais s'excitent et restent collés grâce aux contacts de maintien dont sont munis* et R2
Le relais pilote 39 ferme le circuit d'alimen- tation des triodes du poste émetteur et allume la lampe témoin 41. Des oscillations prennent naissance dans les cir- cuits de la lampe 0 et la fréquence de ces oscillations est déterminée par la capacité du condensateur 383 qui se trou= ' ve mis en parallèle avec la,'self de plaque 37 par le contact du relais F3 Ces oscillations, transmises à la grille de la triode 35 sont amplifiées et l'on dispose au secondaire- du transformateur 43, d'une tension alternative de fréquence voulue à la tension nécessaire'.
Cette tension est appliquée à la ligne téléphonique A1 A2 grâce aux contacts du relais
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42 commandé lui-même par le contact r2 du relais de rythme R . Ce contact se ferme périodiquement grâce au dispositif pendulaire décrit plus loin et commande le rythme des émis- sions. Dans l'intervalle de celles-ci, le poste téléphoni- que 44 est branché sur la ligne par les contacts de repos du relais 42, ce qui permet à l'opérateur d'entendre la voix de son correspondant dès que celui-ci répond, ou en- core d'entendre le courant de retour d'appel si les postes récepteurs en sont munis.
L'opérateur peut alors arrêter l'émission d'appel en appuyant pendant un instant sur le bouton d'arrêt 40, ce qui a pour effet de couper momenta- nément les circuits de maintien des relais F et R et de ramener ces relais au repos, ainsi que le relais pilote 39.
On a représenté plus en détail, sur la figure 7 un relais de rythme R plus particulièrement adapté au cas où le poste comporte convie dans le dispositif précédent, un nombre relativement élevé de courants porteurs de fré- quences différentes. Le relais rythmeur est encore un pen- dule, à balancier vertical dans cet exemple, mais mis en mouvement au moment vo ulu, par un moyen électrique,et non plus mécanique, comme dans l'exemple des figures 1 et 2.
En 46 est un pendule dont la période d'oscillation corres- pond au rythme de manipulation désiré ; est muni d'un le- vier 47 qui peut venir en contact, lorsqu'il oscille, avec une ppillette de contact 48
Dans la position de repos, le pendule 46 est maintenu écarté de sa position d'équilibre par un levier 49 monté sur l'armature pivotante 50 d'un électro-aimant 51 au ressort de rappel 52. Quand l'électro-aimant 51 est excité par son bobinage R, l'armature vient dans la position figurée en traits interrompus, dans laquelle le levier 49 libère le pendule 46, et vient d'autre part en
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contact avec une paillette 52 qui assure l'alimentation du relais R à travers le contact de coupure 40.
Le fonctionnement de ce ralis de rythme est le suivant :
Dans la position de repos qui est celle du dessin le pendule 44 est écarté vers la droite par le levier 49 sous l'action du ressort 52 et le contact 47-48 est coupé.'
Quand, au moment d'un appel, on excite le relais du
R au.moyen du contact 45 R 'bouton 45 l'armature 50 tourne dans le sens de la flèche et le levier 49 vient dans la position représentée en traite .interrompus. Le contact 49-
52 se ferme et assure la réalimentation du relais 5 dont l'armature reste donc dans cette position. Le pendule étant libéré, oscille librement et ferme périodiquement le con- tact 47-48 qui commande la manipulation du courant alter- natif du poste émetteur. Ce contact n'est donc autre que le contact r de la figure 6.
Quand l'opérateur veut arrêter rémission d'appel, il appuie sur le bouton d'arrêt 40, ce qui a pour effet de couper le circuit de maintien de l'électro R. Sous 1 action du ressort 52, l'armature 50 revient à sa position de repos et le levier 49 repôusse le pendule vers la droi- te dans une position où le contact 47-48 est coupé'.
La rupture du contact 40, au lieu d'être com- mandée à la main, pourrait être commandée automatiquement par un relais de comptage soit au bout d'un temps déféré. miné, soit après un nombre d'émissions fixé à l'avance'. Ou encore le contact à main 40 pourrait être monté en série avec un contact commandé automatiquement par un relais de comptage.
Le dispositif qui vient d'être décrit est bien entendu susceptible de nombreuses variantes, notamment les suivantes:
Les relais de rythmes R peuvent commander di-
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-rectement la manipulation sans passer par l'intermédiaire du relais de manipulation 42.
Les pendules 46 des relais de rythmes peuvent être remplacés par des balanciers circulaires; dans ce cas il y aura avantage à munir l'axe de ces balanciers d'un pignon en prise avec un secteur denté, en vue de supprimer les inconvénients provenant de la grande course du balan- cier circulaire.
Le pendule ou le balancier rythmeur pourrait aussi être maintenu, normalement, en position de repos et , être lancé par l'électro-aimant du relais rythmeur. Enfin les pendules ou balanciers rythmeurs pourraient être main- tenus en oscillation permanente par un entretien électri- que ou mécanique tandis que leur contact périodique serait mis en service au moment voulu par les relais R.
Bien entendu l'invention ne se limite pas aux appareils dans lesquels l'interruption périodique du cou- rant s'effectue au moyen de dispositifs pendulaires ;celle- ci peut être réalisée par d'autres moyens par exemple par un système de cames mues par un moteur à vitesse constante tel qu'un moteur synchrone.
Enfin les appareils d'émission d'appels peuvent être complétés par un dispositif limitant automatiquement le nombre des émissions envoyées à chaque appel, par exem- ple au moyen d'un mouvement récepteur recevant au poste émetteur les émissions envoyées et libérant le mécanisme émetteur au bout d'un nombre donné de ces émissions.
Le poste émetteur peut aussi être utilisé comme connu sur une ligne téléphonique à 4 fils, deux fils servant à l'émission, les deux autres à la réception.
Lorsqu'on emploie des courants d'appel alter- natifs, de fréquences différentes suivant les postes à appeler, il faut opérer au poste récepteur une première
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sélection du courant d'appel au moyen de circuits accordés sur la fréquence affectée à ce poste. Le moyen le plus simple et celui qui convient le mieux lorsqu'on ne dispose que de très peu d'énergie, consiste à utiliser dans ce but un circuit résonant unique, afin d'avoir un bon rendement'.'
C'est par exemple le cas des câbles souterrains sur lesquels on ne peut émettre un appel qu'avec une puissance de quel- ques centièmes de watts. Il y a alors intérêt également à augmenter l'impédance des relais récepteurs pour qu'ils n'absorbant que très peu d'énergie.
Ce résultat peut être obtenu au moyen de translateurs abaisseurs de tension qui présentent en outre l'avantage sur les lignes où la tension décroit suivant une loi exponentielle d'adapter le rapport de transformation à la tension reçue en chaque point ; résultat peut également être obtenu en constituant le cir- cuit résonant au moyen d'une forte self, et d'une faible capacité. Dans ces conditions la sélectivité est également 'très bonne et l'on peut, dans la gamme des fréquences musi- cales, utiliser des fréquences écartées les unes des autres de 200 périodes environ.
Une difficulté se présente toutefois lorsque l'on veut agir sur un récepteur précédé d'un redresseur de cou- rant alternatif tel que le redresseur à oxyde de cuivre.
Le calcul montre que, dans ce cas, le circuit de l'oscillateur mécanique doit avoir une faible impédance s'il est intercalé en série dans le circuit oscillant. L'une 'ou l'autre de ces conditions est difficilement réalisable lorsque le circuit résonant comporte une forte 'self et une faible capacité. Suivant l'invention, -on réalise aisément les conditions optima en divisant en deux la self du circuit oscillant (soit en deux self distinctes, soit au moyen d' une prise sur une self unique) et en branchant le circuit utilisateur aux bornes de l'un d'elles seulement. Ce montage
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est représenté sur la figure 5.
Sur cette figure est égale- ment représenté un dispo'sitif qui consiste à intercaler en- tre le circuit récepteur et l'oscillateur mécanique, un re- lais sensible, tel qu'un relais galvanomètrique. Ce relais est surtout utile si l'énergie reçue est très faible et in- capable de lancer l'oscillateur mécanique. Il présente en outre deux avantages particuliers. Tout d'abord, le courant envoyé dans l'oscillateur mécanique étant'fourni par une source locale peut être parfaitement réglé., ce qui assure une meilleure sélectivité de l'oscillateur . De plus, le relaie présentant un seuil de sensibilité ne ferme son con- tact que pour un courant déterminé; il tronque donc automa- tiquement la partie inférieure des courbes de résonnance et augmente de ce fait la sélectivité pratique du circuit résonnant.
Sur la figure 5, 23 et 24 représentent les fils de ligne et 25 un translateur, branché en dérivation, avec un rapport réglable par prise sur les enroulements, 26 est le condensateur, 27 et 28 les deux selfs du circuit élec- trique oscillant accordé sur la fréquence du courant d'appel.
Le circuit utilisateur comprend le redresseur sec 29 et le bobinage 30 d'un relais galvanomètrique shunté par un con- densateur 31. Le contact 32 de ce relais ferme De circuit d'une pile locale, qui peut être la pile microphonique, sur l'oscillateur mécanique dont la bobine est représentée en 33.
Dans le cas où le circuit électrique accordé sur la fréquence du courant d'appel comporterait une forte qu- pacité on pourrait de même brancher le circuit du récepteur en parallèle avec une partie de la capacité constituée alors par deux condensateurs en série.