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CIRCUITS DE SIGNALISATION TELEGRAPHIQUE
La présente invention est relative à des circuits de signalisation télégraphique et, plus particulièrement, à des cir- cuits télégraphiques différentiels en boucle du type utilisé con- jointement avec des systèmes à onde porteuse.
La télégraphie à onde porteuse est utilisée en vue d'aug- menter considérablement la capacité de transmission de messages d'un circuit télégraphique en permettant la transmission simultanée de plusieurs signaux sur,une seule ligne. Deux systèmes de télégraphie à onde porteuse sont utilisés couramment : le système à basse fré- quence utilisant une gamme de fréquences d'environ 400 à 2400 pé- riodes, et au-delà, suivant le nombre de voies, et le système à haute fréquence utilisant une gamme d'environ 3.000 à 11.000 pé- riodes.
@ L'élément de base d'un'système à onde porteuse consiste en
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un oscillateur fonctionnant sur la gamme des fréquences porteuses et dont l'énergie est appliquée à la ligne sortante, ledit oscillateur étant modulé par les signaux télégraphiques de courant continu pro- venant d'une boucle de terminaison, et en un récepteur relié à la ligne arrivante et qui sert à démoduler les signaux télégraphiques à fréquence porteuse reçus et à leur rendre leur forme continue initiale, ce qui met en action un sounder au repos dans la boucle terminale.
Plusieurs éléments de ce type peuvent être montés en dérivation sur des lignes sortantes et entrantes identiques sans brouillage mutuel pour autant que les oscillateurs à onde porteuse ont des fréquences nettement distinctes et que les récepteurs résonnent aux fréquences désirées desdits oscillateurs.
Dans les circuits différentiels en boucle duplex utilisés en combinaison avec un appareil télégraphique à onde porteuse, les circuits sont généralement ouverts et fermés par un manipulateur té- légraphique en série avec un circuit en boucle lorsque les signaux sont transmis de la boucle à la ligne à fréquence porteuse sortante.
Lesdits signaux ont normalement la polarité de la ligne en boucle telle qu'elle est appliquée à ladite ligne par une batterie à l'ex- trémité éloignée de ladite boucle et, lorsque les signaux sont re- çus d'une ligne à onde porteuse arrivante, la polarité de la boucle est inversée par le relais de réception. La transmission des signaux de la ligne à fréquence porteuse arrivante à la boucle de l'abonné s'effectue par application de signaux polarisés à l'extrémité du circuit en boucle. Lesdits signaux polarisés, lorsqu'ils agissent en opposition avec la batterie à l'extrémité éloignée de la boucle, entraînent le fonctionnement par ouverture et fermeture du sounder neutre fonctionnant dans le circuit en boucle.
L'invention est applicable aux systèmes télégraphiques dans lesquels un courant alternatif unique, seul ou en combinaison avec un courant continu, est utilisé pour la transmission d'une seule
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série de messages. L'invention s'applique encore aux systèmes dans lesquels plusieurs courants alternatifs, seuls ou en combinaison avec un courant continu, sont utilisés pour la transmission simul- tanée de plusieurs messages.
L'un des objets principaux de l'invention est l'obtention dans des circuits en boucle d'un appareillage perfectionné permet- tant aux abonnés d'une boucle de commander depuis leur poste la transmission de signaux à fréquence porteuse jusqu'à la ligne princi- pale.
Un autre objet de l'invention est d'établir des organes permettant la transmission d'un signal d'espace depuis un circuit en boucle jusqu'à un opérateur éloigné sur un système télégraphique à onde porteuse.
Un autre objet de l'invention est l'obtention de circuits améliorés pour la transmission d'un signal d'espace effectif depuis la boucle jusqu'à la ligne principale, dans lesquels deux relais seulement sont nécessaires pour accomplir cette opération au lieu des trois relais utilisés antérieurement à cet effet.
L'invention sera mieux comprise à la lecture de la descrip- tion détaillée qui suit et à l'examen des dessins joints dont la fi- gure unique représente, à titre d'exemple non limitatif, un schéma de montage d'un système conforme à certaines caractéristiques de l'invention pour transformer en semi-duplex un courant alternatif d'un système télégraphique à onde porteuse.
Le montage représenté sur la figure est un dispositif ter- minal à onde porteuse d'abonné local ou éloigné. Etant donné que ces deux types d'abonnés disposent d'appareils identiques, on a consi- déré comme inutile de représenter les deux extrémités du système duplex.
D'après la figure, les éléments de base du montage sont un circuit en boucle d'abonné 10, un relais de transmission 11, un
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relais de réception 12, un circuit récepteur à fréquence porteuse 13, un générateur de fréquence porteuse 14, et un modùlateur de fré- quence porteuse 15 .
Le relais de transmission 11 est de type polarisé. Il com- porte deux enroulements A et B et une armature coopérant avec des contacts de marquage et d'espace. Les caractéristiques du relais sont telles que lorsqu'un courant traverse l'un des enroulements dans un sens, l'autre enroulement étant traversé par un courant d'intensité égale mais de sens contraire, les champs magnétiques résultants s'annulent et l'armature reste dans une position neutre. Toutefois, s'il y a inégalité des intensités des courants traversant les deux enroulements, ou si lesdits courants sont de même sens, l'armature s'applique à l'un des contacts suivant la polarité totale du champ.
Un circuit en boucle 10 est relié à la borne 24 du relais polarisé 11 . Ledit circuit comporte un manipulateur télégraphique 16 shunté par un contacteur de mise en court-circuit et un sounder télégraphique 17 montés en série avec le manipulateur 16 . Bien que, par simplification, le circuit en boucle soit décrit comme comportant un manipulateur et un sounder, en pratique on peut utiliser dans le circuit un télé-imprimeur ou un appareil de communication analogue.
Le circuit en boucle est excité par une batterie 18 montée entre l'une des bornes du sounder 17 et la terre. Une ligne artifi- cielle 19 est reliée entre la borne 23 du relais polarisé 11 et la terre. Ladite ligne artificielle 19 se présente sous la forme d'un réseau résistance-capacité adapté aux caractéristiques d'impédance de la ligne en boucle.
Entre l'armature du relais polarisé 11 et la terre est mon- té un modulateur 15 qui agit comme dispositif de commande d'un géné- rateur de fréquence porteuse 14 . L'énergie de sortie dudit généra- teur 14 est appliquée à la ligne sortante. La fréquence de fonction- nement du générateur 14 est comprise dans la gamme des fréquences
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porteuses et ledit générateur est de conception classique, de type à diapason, oscillateur à tube à vide, ou alternateur à haute fré- quence. Le modulateur 15, de préférence sous la forme d'un commuta- teur électronique, est déclenché par les tensions appliquées à l'ar- mature du relais 11 et agit en fait comme un manipulateur dans le circuit du générateur 14 .
Une batterie 20 est prévue dont la borne négative est re- liée au contact d'espace du relais polarisé 11 et la borne positive à la terre. Une batterie identique 21 a sa borne positive reliée au contact de marquage du relais 11 et sa borne négative à la terre. En fonctionnement, lorsque le relais 11 est sur son contact de marquage, en raison de la polarité positive appliquée au modulateur 15, le générateur 14 transmet un signal de marquage sur la ligne sortante, tandis que lorsque l'armature est sur le contact d'espace, la pola- rité négative appliquée au modulateur produit une interruption ou un espace dans la transmission de l'onde porteuse..
La ligne arrivante se termine sur un récepteur 13 de con- ception classique comportant des organes de filtrage sélectif pour la sélection d'une fréquence arrivante désirée, un détecteur pour la reconstitution des signaux à fréquence porteuse dans leur forme pri- mitive de courant continu et des organes amplificateurs convenables.
L'énergie de sortie du récepteur 13 est appliquée au relais de ré- ception.12 lequel est de type neutre et dont l'armature coopère avec les contacts de marquage et d'espace. Lorsque le relais 12 n'est pas traversé par un courant, un ressort sert à maintenir l'armature sur le contact d'espace.
Comme dans la pratique courante des systèmes télégraphiques, lorsque l'abonné éloigné et l'abonné local ont l'un et l'autre des circuits non occupés, un courant à fréquence porteuse ininterrompu est maintenu sur les lignes sortante et entrante. En conséquence, le courant à fréquence porteuse arrivant est sélecté, redressé et
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amplifié par le récepteur 13, le relais 12 est excité et son arma,- ture vient contre son contact de marquage.
Une batterie 22 dont la borne négative est reliée au con- tact de marquage du relais 12, et dont la borne positive est reliée à la terre, débite son énergie dans le circuit lorsque l'armature du relais 12 est sur le contact de marquage. De même, dans la condition de non occupation, l'abonné local ferme le circuit du manipulateur 16, ce qui complète le circuit en boucle et applique le potentiel de la batterie 18 en série avec la batterie 22 à travers l'enroule- ment A du relais de transmission 11 . Cependant que les courants provenant des batteries 22 et 18 s'ajoutent en ce qui concerne l'en- roulement A du relais 11, ils s'opposent l'un à l'autre en ce qui concerne l'enroulement B . Lorsqu'une polarité négative est appli- quée au point commun 25 du relais 11 et qu'un courant traverse l'en- roulement A,
l'armature est amenée sur le contact de marquage tandis que si le courant traverse l'enroulement B l'armature vient contre le contact d'espace. Inversement, lorsqu'une polarité positive est appliquée au point commun 25 et qu'un couranb traverse l'enroulement A, l'armature vient sur le contact d'espace tandis que si un courant traverse l'enroulement B l'armature est amenée sur le contact de mar- quage. Dans ce cas, il en résulte que l'armature du relais 11 ferme le circuit par le contact de marquage et que la polarité positive de la, batterie 21 est appliquée au modulateur 15, le générateur 14 transmettant alors un courant à onde porteuse ininterrompu sur la ligne sortante.
Lorsque l'abonné local désire transmettre un signal d'es- pace sur la ligne sortante afin d'obtenir l'accès du circuit en vue de la transmission d'un message télégraphique, il coupe le contact du manipulateur télégraphique 16, ce qui ouvre le circuit en boucle et déconnecte la batterie 18 du relais 11 . Il en résulte que le circuit de l'enroulement A du relais 11 est ouvert et que la polarité
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négative de la batterie 22 est appliquée à l'enroulement B dudit relais, ce qui provoque la mise en position de l'armature sur le contact d'espace dudit relais et, par conséquent, la connexion de la borne négative de la batterie 20 au modulateur 15, ce qui se tra- duit par une interruption de l'onde porteuse sortante.
Ainsi, on peut voir que lorsque la boucle 10 est ouverte et fermée, le relais de transmission 11 passe de la position d'espace à celle de marquage.
Après la transmission du signal d'espace, l'opérateur local procède à la manipulation du message à transmettre sur le manipulateur télé- graphique. Les signaux de courant continu ayant leur origine sur la boucle excitent le relais de transmission 11 de la manière décrite ci-dessus et sont transformés, à l'aide du modulateur 15 et du géné- rateur 14, en signaux correspondants à fréquence porteuse alterna- tive.
Il est à noter que l'abonné éloigné n'a pas de contrôle sur l'abonné local après la transmission par ce dernier du signal d'in- terruption et lorsque le relais de transmission 11 est à la position d'espace. Le relais de transmission 11 étant à la position d'espace, si l'abonné éloigné transmet un signal d'interruption et si le re- lais 12 passe de la position de marquage à celle d'espace, la pola- rité appliquée au point commun 25 du relais de transmission 11 reste inchangée étant donné que, lorsque le relais 12 est à la position d'espace, le pôle négatif de la batterie 20 est appliqué et que, lorsque le relais 12 est à la position de marquage, c'est le pôle négatif de la batterie 22 qui est appliqué. En conséquence, dans les deux cas, le relais de transmission 11 n'est pas excité.
Les signaux arrivants ne peuvent, ni dans un cas ni dans l'autre, affecter l'onde porteuse sortante, en modifiant la position du relais de transmission 11 déterminée par l'état de la boucle 10 .
Lorsque la boucle 10 est fermée, le relais 12 étant à la position de marquage, la batterie 22 débite en série avec la batterie 18 et
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excite l'enroulement A du relais 11, ce qui amène l'armature dudit re- lais sur le contact de marquage. Lorsque la boucle est fermée, et que le signal arrivant est interrompu, ce qui amène le relais 12 à la po- sition d'espace, la borne positive de la batterie 21 est reliée au point commun 25 du relais de transmission 11 où son énergie s'oppose à celle de la batterie 18 dans l'enroulement A et s'ajoute à celle de ladite batterie dans l'enroulement B et, par suite, le relais de trans- mission 11 reste à la position de marquage.
En conséquence, on compren- dra que quelle que soit la position du relais 12 (marquage ou espace) déterminée par les signaux arrivants, le relais de transmission 11 n'est pas affecté lorsque la boucle est fermée.
Lorsque l'abonné local désire recevoir, il ferme le circuit par le manipulateur 16 . Les signaux arrivants excitent le relais 12 suivant le message en appliquant un potentiel négatif au point com- mun 25 du relais de transmission 11 à partir de la batterie 22 lors- qu'un signal de marquage est transmis par le manipulateur éloigné et un potentiel positif provenant de la ba,tterie 21 audit point commun 25 du relais de transmission 11, lorsque le relais 12 est à la posi- tion d'espace. Il en résulte que les courants des batteries 22 et 21 sont alternativement en coïncidence et en opposition avec celui de la batterie 18 par rapport au sounder 17, ce qui détermine le fonc- tionnement dudit sounder.
La description détaillée qui précède suffira sans doute à faire ressortir les avantages multiples du montage perfectionné de système télégraphique envisagé par l'invention ainsi que ses parti- cularités de fonctionnement. L'invention a une valeur particulière en ce qui concerne les systèmes télégraphiques à onde porteuse et c'est pourquoi la description est faite, à titre d'exemple, dans une application à de tels systèmes. En plus de son application possible à un système télégraphique à courant alternatif ou à un système télégraphique à onde porteuse comme indiqué, l'appareillage représenté
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peut également être appliqué à tout système télégraphique duplex bifilaire ou à retour par la terre utilisant un circuit différentiel en boucle polarisé pour un fonctionnement en semi-duplex.
L'invention est, bien entendu, susceptible de nombreuses variantes accessibles à l'homme de l'art suivant les applications envisagées, sans s'écarter de l'esprit de ladite invention.
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TELEGRAPHIC SIGNALING CIRCUITS
The present invention relates to telegraph signaling circuits and, more particularly, to differential loop telegraph circuits of the type used in conjunction with carrier wave systems.
Carrier wave telegraphy is used to greatly increase the message transmission capacity of a telegraph circuit by allowing the simultaneous transmission of several signals on a single line. Two carrier wave telegraphy systems are currently used: the low frequency system using a frequency range of about 400 to 2400 periods, and beyond, depending on the number of channels, and the high frequency system. using a range of about 3,000 to 11,000 periods.
@ The basic element of a carrier wave system consists of
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an oscillator operating on the carrier frequency range and whose energy is applied to the outgoing line, said oscillator being modulated by direct current telegraph signals from a termination loop, and by a receiver connected to the line incoming and used to demodulate the received carrier frequency telegraph signals and return them to their initial continuous form, which activates a sounder at rest in the terminal loop.
Several elements of this type can be branched out on identical outgoing and incoming lines without mutual interference as long as the carrier wave oscillators have clearly distinct frequencies and that the receivers resonate at the desired frequencies of said oscillators.
In duplex loop differential circuits used in combination with a carrier wave telegraph apparatus, the circuits are usually opened and closed by a telegraph manipulator in series with a loop circuit as the signals are transmitted from the loop to the line to. outgoing carrier frequency.
Said signals normally have the polarity of the loop line as applied to said line by a battery at the remote end of said loop and, when the signals are received from an incoming carrier line , the polarity of the loop is reversed by the receiving relay. The signals are transmitted from the incoming carrier frequency line to the subscriber's loop by applying polarized signals to the end of the loop circuit. Said polarized signals, when acting in opposition to the battery at the far end of the loop, cause the operation by opening and closing of the neutral sounder operating in the loop circuit.
The invention is applicable to telegraph systems in which a single alternating current, alone or in combination with direct current, is used for the transmission of a single
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series of messages. The invention also applies to systems in which several alternating currents, alone or in combination with a direct current, are used for the simultaneous transmission of several messages.
One of the main objects of the invention is to obtain, in loop circuits, an improved apparatus allowing the subscribers of a loop to control from their station the transmission of carrier frequency signals to the line. main.
Another object of the invention is to establish devices allowing the transmission of a space signal from a loop circuit to a remote operator on a carrier wave telegraph system.
Another object of the invention is to obtain improved circuits for the transmission of an effective space signal from the loop to the main line, in which only two relays are needed to accomplish this operation instead of the three. relays previously used for this purpose.
The invention will be better understood on reading the detailed description which follows and on examining the accompanying drawings, the single figure of which represents, by way of nonlimiting example, a diagram of the assembly of a conforming system. to certain characteristics of the invention for converting an alternating current of a carrier wave telegraph system into half-duplex.
The arrangement shown in the figure is a local or remote subscriber carrier wave terminal device. Since these two types of subscribers have identical devices, it was considered unnecessary to represent the two ends of the duplex system.
According to the figure, the basic elements of the assembly are a subscriber loop circuit 10, a transmission relay 11, a
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receive relay 12, a carrier frequency receiver circuit 13, a carrier frequency generator 14, and a carrier frequency modulator 15.
The transmission relay 11 is of the polarized type. It comprises two windings A and B and an armature cooperating with marking and space contacts. The characteristics of the relay are such that when a current flows through one of the windings in one direction, the other winding being crossed by a current of equal intensity but in the opposite direction, the resulting magnetic fields cancel each other out and the armature remains in a neutral position. However, if there is an unequal intensity of the currents flowing through the two windings, or if said currents are in the same direction, the armature is applied to one of the contacts according to the total polarity of the field.
A loop circuit 10 is connected to terminal 24 of polarized relay 11. Said circuit comprises a telegraphic manipulator 16 shunted by a short-circuiting contactor and a telegraphic sounder 17 connected in series with the manipulator 16. Although, for simplicity, the loop circuit is described as comprising a manipulator and a sounder, in practice a teleprinter or similar communication device can be used in the circuit.
The loop circuit is energized by a battery 18 mounted between one of the terminals of the sounder 17 and the earth. An artificial line 19 is connected between terminal 23 of polarized relay 11 and earth. Said artificial line 19 is in the form of a resistance-capacitor network adapted to the impedance characteristics of the loop line.
Between the armature of the polarized relay 11 and the earth is mounted a modulator 15 which acts as a control device for a carrier frequency generator 14. The output energy of said generator 14 is applied to the outgoing line. The operating frequency of generator 14 is within the range of frequencies
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carriers and said generator is of conventional design, of the tuning fork, vacuum tube oscillator, or high frequency alternator type. Modulator 15, preferably in the form of an electronic switch, is triggered by the voltages applied to the armature of relay 11 and in effect acts as a manipulator in the circuit of generator 14.
A battery 20 is provided, the negative terminal of which is connected to the space contact of the polarized relay 11 and the positive terminal to the earth. An identical battery 21 has its positive terminal connected to the marking contact of relay 11 and its negative terminal to earth. In operation, when the relay 11 is on its marking contact, due to the positive polarity applied to the modulator 15, the generator 14 transmits a marking signal on the outgoing line, while when the armature is on the contact of space, the negative polarity applied to the modulator produces an interruption or a gap in the transmission of the carrier wave.
The incoming line terminates at a receiver 13 of conventional design comprising selective filtering members for the selection of a desired incoming frequency, a detector for reconstituting the carrier frequency signals in their primary form of direct current and suitable amplifying organs.
The output energy of the receiver 13 is applied to the reception relay 12 which is of the neutral type and whose armature cooperates with the marking and space contacts. When the relay 12 is not crossed by a current, a spring is used to maintain the armature on the space contact.
As in common practice in telegraph systems, when the remote subscriber and local subscriber both have unoccupied circuits, uninterrupted carrier frequency current is maintained on the outgoing and incoming lines. As a result, the incoming carrier frequency current is selected, rectified and
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amplified by the receiver 13, the relay 12 is energized and its arma, - ture comes against its marking contact.
A battery 22, the negative terminal of which is connected to the marking contact of the relay 12, and the positive terminal of which is connected to the earth, supplies its energy into the circuit when the armature of the relay 12 is on the marking contact. Likewise, in the non-busy condition, the local subscriber closes the circuit of the manipulator 16, which completes the loop circuit and applies the potential of the battery 18 in series with the battery 22 through the winding A. transmission relay 11. However, as the currents from batteries 22 and 18 add up with respect to winding A of relay 11, they oppose each other with respect to winding B. When a negative polarity is applied to the common point 25 of the relay 11 and a current flows through the winding A,
the armature is brought on the marking contact while if the current passes through the winding B the armature comes against the gap contact. Conversely, when a positive polarity is applied to the common point 25 and a curve passes through the winding A, the armature comes on the gap contact while if a current passes through the winding B the armature is brought on. the marking contact. In this case, it follows that the armature of the relay 11 closes the circuit by the marking contact and that the positive polarity of the battery 21 is applied to the modulator 15, the generator 14 then transmitting an uninterrupted carrier wave current on the outgoing line.
When the local subscriber wishes to transmit a space signal on the outgoing line in order to gain access to the circuit for the transmission of a telegraph message, he cuts off the contact of the telegraph manipulator 16, which opens the loop circuit and disconnects battery 18 from relay 11. As a result, the circuit of winding A of relay 11 is open and the polarity
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negative of the battery 22 is applied to the winding B of said relay, which causes the armature to be placed on the space contact of said relay and, consequently, the connection of the negative terminal of the battery 20 to the modulator 15, which results in an interruption of the outgoing carrier wave.
Thus, it can be seen that when the loop 10 is opened and closed, the transmission relay 11 switches from the space position to that of marking.
After transmission of the space signal, the local operator proceeds to manipulate the message to be transmitted on the telegraphic manipulator. The direct current signals originating in the loop energize the transmission relay 11 as described above and are transformed, with the aid of the modulator 15 and the generator 14, into corresponding signals at alternating carrier frequency. tive.
It should be noted that the remote subscriber has no control over the local subscriber after the latter has transmitted the interrupt signal and when the transmission relay 11 is in the space position. With the transmission relay 11 in the space position, if the remote subscriber transmits an interrupt signal and if the relay 12 changes from the marking position to that of space, the polarity applied to the point common 25 of the transmission relay 11 remains unchanged since, when the relay 12 is in the space position, the negative pole of the battery 20 is applied and that, when the relay 12 is in the marking position, it is is the negative pole of battery 22 which is applied. Consequently, in both cases, the transmission relay 11 is not energized.
The incoming signals cannot, in either case, affect the outgoing carrier wave, by modifying the position of the transmission relay 11 determined by the state of the loop 10.
When the loop 10 is closed, the relay 12 being in the marking position, the battery 22 debits in series with the battery 18 and
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energizes the winding A of relay 11, which brings the armature of said relay to the marking contact. When the loop is closed, and the incoming signal is interrupted, which brings relay 12 to the space position, the positive terminal of the battery 21 is connected to the common point 25 of the transmission relay 11 where its energy opposes that of the battery 18 in the winding A and is added to that of the said battery in the winding B and, consequently, the transmission relay 11 remains in the marking position.
Consequently, it will be understood that whatever the position of the relay 12 (marking or space) determined by the incoming signals, the transmission relay 11 is not affected when the loop is closed.
When the local subscriber wishes to receive, he closes the circuit by the manipulator 16. The incoming signals energize the relay 12 following the message by applying a negative potential to the common point 25 of the transmission relay 11 from the battery 22 when a marking signal is transmitted by the remote manipulator and a positive potential. from the battery 21 to said common point 25 of the transmission relay 11, when the relay 12 is in the space position. As a result, the currents of batteries 22 and 21 are alternately in coincidence and in opposition to that of battery 18 with respect to sounder 17, which determines the operation of said sounder.
The foregoing detailed description will undoubtedly suffice to bring out the multiple advantages of the improved telegraphic system assembly envisaged by the invention as well as its operational peculiarities. The invention is of particular value with regard to carrier wave telegraph systems and that is why the description is given, by way of example, in an application to such systems. In addition to its possible application to an AC telegraph system or to a carrier wave telegraph system as shown, the apparatus shown
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can also be applied to any two-wire or earth return duplex telegraph system using a biased differential loop circuit for half-duplex operation.
The invention is, of course, susceptible of numerous variants accessible to those skilled in the art depending on the applications envisaged, without departing from the spirit of said invention.