BE889917A - Coupleur directionnel a large bande - Google Patents

Description

  La présente invention est relative à un coupleur directionnel perfectionné à utiliser dans un système de télévision par câble ou "télédistribution " et, plus particulièrement, à un coupleur directionnel possédant une valeur d'insertion relati-

  
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élevées.

  
Dans les systèmes de télévision par câble, des signaux de télévision à large bande sont transmis d'une façon typique par

  
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amplificateurs sont situés à divers intervalles le long des lignes pour maintenir l'intensité du signal à un niveau d'exploita-

  
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diffusé sont extraits de la ligne à des distances croissantes

  
de l'amplificateur. Les signaux diffuses sont prélevés à partir de la ligne de transmission principale à l'aide de coupleurs directionnels.

  
Un coupleur directionnel utilisé couramment comprend un premier transformateur de détection de courant connecté en série avec le conducteur central du câble afin d'appliquer un premier échantillon de courant à un point de prélèvement de sortie. Un second transformateur est placé en shunt entre le conducteur central et le conducteur externe mis à la masse ou à la terre du câble et est agencé de façon à appliquer un second échantillon de tension à la prise de sortie. Les signaux transmis par le cable se déplaçant sur la ligne de l'amplificateur vers la charge amènent les signaux d'échantillon à s'additionner au point de prélèvement de sortie. Des signaux réfléchis se déplaçant dans le sens opposé le.long du câble amènent, d'autre part, les signaux d'échantillon  <EMI ID=4.1> 

  
que ces signaux s'annulent mutuellement. Le coupleur empêche en fait ces signaux réfléchis indésirables d'atteindre le récepteur de l'abonné ou ils produiraient des distorsions.

  
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on a décrit un agencement de cable typique dans lequel un amplificateur est utilisé pour transmettre un signal à large bande sur une longueur de câble spécifiée. Sept coupleurs directionnels sont situés à des intervalles d'environ 45 mètres. Comme indiqué dans ce brevet, des pertes d'insertion et une perte en ligne sont subies alors que le signal s'écarte toujours plus de l'amplificateur. Il en résulte que la valeur d'insertion ou de prélèvement des coupleurs est réduite périodiquement afin de maintenir le niveau du signal au poste d'abonné à un niveau requis pour une bonne réception. La perte d'insertion nominale du coupleur est comprimée plus le coupleur est éloigné de l' amplificateur.

   Normalement, la valeur d'insertion du coupleur n'est généralement pas laissée devenir inférieure à 12 dB, parce que les pertes de réflexion à de telles faibles valeurs sont d'une façon typique élevées.

  
Certains inconvénients supplémentaires des prises directionnelles classiques offrant de faibles valeurs sont une mauvaise réponse en fréquence, des pertes d'insertion élevées et un isolement réduit.

  
Par conséquent, un but de l'invention est d'accroître la longueur utilisable d'une ligne de transmission de télévision par câble sans augmenter le niveau de sortie de l'amplificateur de ligne.

  
Un autre but de l'invention est d'offrir un coupleur di-rectionnel possédant une valeur d'insertion relativement faible et des caractéristiques d'accord d'impédance de l'entrée vers la sortie améliorées.

  
Un autre but encore de l'invention est d'offrir un coupleur directionnel possédant une faible valeur de prélèvement ou d'insertion et une faible porta par insertion.

  
Toujours un autre but de l'invention est d'offrir un coupleur directionnel possédant une faible valeur d'insertion et une bonne directivité.

  
Un autre but de l'invention est encore d'offrir un coupleur directionnel possédant une faible valeur d'insertion et une bonne réponse en fréquence.

  
Ces buts et d'autres de l'invention sont obtenus avec

  
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à offrir un échantillon de tension d'un signal de télévision à large bande se déplaçant suivant une direction prédéterminée le long d'un câble de transmission coaxial, et un transformateur série destiné à offrir un échantillon de courant du signal à large bande. Les deux signaux d'échantillon sont appliqués à un point de prélèvement de sortie commun d'ou ils peuvent être divisés et envoyés à un terminal d'abonné ou plus. Les deux transformateurs sont bobinés de façon à donner au coupleur une valeur d'insertion nominale relativement faible, de telle sorte que le coupleur puisse être utilisé à une distance importante depuis l'amplificateur de ligne.

   Les enroulements du transformateur shunt sont agencés de manière à augmenter l'impédance interne du coupleur à l'entrée vers le transformateur série jusqu'à une valeur qui est supérieure à l'impédance caractéristique de ligne, ce qui rend par conséquent maximum la perte en retour et la directivité du dispositif.

  
D'autres détails et particularités de l'invention ressortiront de la description ci-après, donnée à titre d'exemple non limitatif et en se référant aux dessins annexés, dans lesquels:
La figure 1 est un schéma d'une ligne de transmission typique utilisant un coupleur directionnel suivant l'invention. La figure 2 est un schéma de câblage d'un coupleur directionnel suivant l'invention. La figure 3 est un autre schéma de câblage illustrant une seconde forme de réalisation de l'invention.

  
En se référant tout d'abord à la figure 1, on a représenté une ligne de transmission 13 telle qu'utilisée d'une façon typique dans un système de télévision par câble. La ligne ost desservie par un amplificateur 12 qui est destiné à relever le niveau du signal diffusé jusqu'à un niveau d'exploitation désiré, habituellement voisin d'environ 43 dBmv, et transmettre les signaux le long du cable suivant la direction des flèches. Sur la longueur de la ligne est située une série de coupleurs directionnels 10 utilisés pour extraire un échantillon du signal transmis à partir de la ligne et l'envoyer à un ou plusieurs postes d'abonnés.

  
D'une façon classique, la ligne 13 est un cable coaxial possédant un conducteur central 14 et un conducteur externe mis à la masse ou à la terre 15, qui se présente sous la forme d'un blindage. La ligne est généralement interrompue à chaque emplacement de coupleur et le coupleur est connecté en série avec le conducteur central en utilieant une borne d'entrée 21 et une borne de sortie

  
22. Le coupleur comprend en outre un point de prélèvement de sor-tie 16 auquel sont appliqués les signaux d'échantillon qui sont prélevés à partir de la ligne de transmission principale. La prise de sortie est normalement couplée à un diviseur de signaux 11 où le signal est divisé et envoyé à plusieurs points de chute différents 17. Le diviseur peut être d'une conception appropriée quelconque, faisant appel à des bobines offrant une résistance aux fréquences radiophoniques avec des rapports prédéterminés vis-àvis des impédances caractéristiques des lignes d'entrée et de sortie. Chaque point de chute est capable d'être mis en activité pour permettre au signal d'échantillon d'atteindre le récepteur de télévision 20 d'un abonné.

  
En se référant à présent à la figure 2, on a représenté le schéma de câblage d'un coupleur directionnel incorporant les

  
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est interrompue à la station d'échantillonnage et son conducteur central 14 est connecté à la borne d'entrée 21 et à la borne de sortie 22 du coupleur. Ce dernier comprend un transformateur d'échantillonnage de courant, portant la référence générale 26, avec une section primaire 30 qui se trouve en série avec le conducteur central du câble. La section secondaire 31 du transformateur de courant est connectée entre la masse ou terre et le point de prélèvement de sortie 16 utilisé pour engendrer un premier échantillon de détection de courant.

  
Un second auto-transformateur portant la référence générale 25 est placé en une position shunt à l'entrée du coupleur. L'auto-transformateur contient un seul jeu d'enroulements connectés électriquement entre un noeud 23 et la masse. Les enroulements comprennent aussi une paire de prises intermédiaires qui seront dénommées ici première prise intermédiaire 35 et seconde prise in- <EMI ID=8.1> 

  
termédiaire 29. La première prise intermédiaire 35 est connectée directement à la borne d'entrée du coupleur. La seconde prise intermédiaire 29 est à son tour connectée au point de prélèvement de prise de sortie 16 par l'intermédiaire d'une résistance 33.

  
L'enroulement du transformateur entre la prise 28 et la masse sert à engendrer un échantillon de détection de tension qui est

  
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mier échantillon de détection de courant. Un condensateur de compensation 34 est connecté en parallèle avec la résistance 33.

  
Comme on peut l'observer, une partie des enroulements d'auto-transformateur 28 est connectée entre la prise intermédiaire et le noeud 23. La section primaire 30 du transformateur série 26 est connectée entre le noeud 23 et la borne de sortie 22 du coupleur. A cause de cet aqencement, la partie supérieure 28

  
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les bornes d'entrée du coupleur et la section primaire du transformateur série. Par conséquent, l'impédance à l'entrée vers le transformateur série est relevée à une valeur qui est supérieure à l'impédance caractéristique de la ligne.

  
Les enroulements des deux transformateurs sont agencés

  
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vers l'extérieur à partir de l'amplificateur de ligne, vers la charge du système, comme indiqué par la flèche à la figure 2, provoqueront l'application au point do prise de sortie 16 d'une paire de signaux d'échantillon qui sont en phase. Par conséquent, les deux signaux d'échantillon s'additionnent à la prise. A cause de la terminaison non parfaite des signaux diffusés aux di-

  
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envoyées dans la direction opposée sur la ligne de transmission, en retour vers l'amplificateur. Les enroulements, des transformateurs, toutefois, sont tels que les signaux d'échantillon produits

  
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de sortie et s'annulent par conséquent mutuellement.

  
Comme indiqué dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique précité, les signaux à large bande, alors qu'ils se déplacent à partir de l'amplificateur, sont soumis à plusieurs pertes. A l'origine, une perte en ligne est rencontrée qui est en rapport

  
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courir. Chaque coupleur introduit dans la ligne produit également une atténuation des signaux qui survient entre les bornes d'entrée et de sortie du coupleur. Cette pert&#65533; "si-, généralement dénommée perte d' insertion. L'effet de ces pertes en ligne et d'insertion sur le signal diffusé est cumulatif, de telle sorte que le niveau du signal est continuellement réduit alors qu'il se déplace vers l'extérieur depuis l'amplificateur. Ceci comprime à son tour le niveau de la perte de prise ou d'insertion qui peut être accepté à chaque prise suivante. Finalement, la perte de prise devient tellement faible que les pertes de réflexion deviennent un problème sérieux. En introduisant un transformateur élévateur dans le système, comme décrit ici, les effets de la perte en retour sont réduits au minimum et la directivité est améliorée.

  
Il a été découvert que l'introduction d'une spire de l'auto-transformateur dans le parcours électrique entre la borne d'entrée du coupleur et la section primaire du transformateur série offrira une impédance suffisante pour améliorer la perte de retour, tout en réduisant en même temps au minimum les pertes d'insertion. Il sera entendu par un technicien en la matière que la configuration des deux transformateurs pour une valeur de prise ou de prélèvement nominale donnée sera déterminée dans une certaine mesure par la limitation à une spire. Un coupleur possédant un taux de prise nominal de 8 dB est illustré à la figure 2, le rapport entre les spires primaires et secondaires du transformateur série étant alors de 2/4 et le rapport entre les spires

  
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En se référant à présent à la figure 3, on a représenté

  
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éléments identiques à ceux de la figure 2 portent les mêmes références. Dans cet agencement particulier, l'auto-transformateur, qui a été représenté en position shunt à la figure 2, est rempla-

  
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maire 41 et une section secondaire 43. La section primaire du transformateur shunt est dotée d'une prise intermédiaire 45 qui est connectée directement à la borne d'entrée du coupleur. Une seule spire 42 des enroulements primaires est située entre la borne d'entrée 21 du coupleur et la section d'entrée 30 du transformateur série 26. Dans ce cas à nouveau; l'impédance interne ajoutée sert à réduire au minimum les pertes de retour, ce qui permet au dispositif de travailler à de faibles valeurs de prise ou d'insertion.

  
Le secondaire 43 du transformateur shunt est connecté entre la masse et la résistance 33 pour engendrer le signal d'échantillon de tension requis au point de prise ou de prélèvement de sortie 16. Les enroulements des deux transformateurs sont agencés de telle sorte que les signaux d'échantillon au point de prise de sortie sont additifs quand les signaux diffusés circulent le long du câble dans le sens de la flèche et s'annulent mutuellement

Claims (11)

<EMI ID=18.1> câble suivant la direction opposée. Il doit être entendu que la présente invention n'est en aucune façon limitée aux formes de réalisation ci-avant et que bien des modifications peuvent y être apportées sans sortir du cadre du présent brevet. REVENDICATIONS

1. Coupleur directionnel, destiné à être introduit dans une ligne pour la transmission de signaux à large bande, cette ligne possédant un conducteur central et un conducteur externe mis à la masse ou à la terre, caractérisé en ce qu'il comprend

une borne d'entrée et une borne de sortie capables d'être connectées électriquement au conducteur central de la ligne, un premier transformateur série possédant un enroulement primaire et un enroulement secondaire, un côté de cet enroulement primaire étant connecté à la borne do sortie du coupleur, un second transformateur shunt possédant un seul enroulement connecté entre l'autre côté de l'enroulement primaire précité et la masse, cet unique enroulement possédant une première prise intermédiaire connectée

à la borne d'entrée du coupleur et une seconde prise intermédiaire connectée à un point de prise ou de prélèvement de sortie, l'enroulement secondaire précité du premier transformateur étant connecté entre le point de prise de sortie et la masse, de telle

sorte que des signaux d'échantillon appliqués au point de prise de sortie par chaque transformateur se trouvent en phase lorsque les transformateurs sont excités par des signaux à large bande circulant le long de la ligne suivant une direction partant de la borne d'entrée vers la borne de sortie du coupleur et sont déphasés lors de l'excitation par des signaux réfléchis circulant dans le sens opposé.

2. Coupleur directionnel suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'une spire de l'enroulement unique précité est située entre la borne d'entrée du coupleur et l'enroulement primaire du premier transformateur.

3. Coupleur directionnel suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend en outre une résistance en série entre la seconde prise intermédiaire et le point de prise de sortie du coupleur.

4. Coupleur directionnel destiné à une insertion dans une ligne pour la transmission de signaux à large bande, avec un conducteur central et un conducteur externe mis à la terre ou à la masse, caractérisé en ce qu'il comprend une borne d'entrée et une borne de sortie pour connecter le coupleur en série avec le conducteur central de la ligne de transmission, un point de prise de sortie, un transformateur shunt et un transformateur série possédant chacun un enroulement primaire et un enroulement secondaire, l'enroulement primaire du transformateur shunt étant connecté entre la masse et un côté du primaire du transformateur série précité, et l'autre coté du primaire du transformateur série précité étant connecté à la borne de sortie du coupleur,

l'enroulement secondaire du transformateur série étant connecté à la masse d'un côté et au point de prise de sortie précité sur l'autre coté,

une prise intermédiaire sur l'enroulement primaire du transformateur shunt connectée à la borne d'entrée du coupleur, de telle sorte qu'une partie des enroulements soit située entre la prise intermédiaire et l'enroulement primaire du transformateur série, avec pour résultat que l'impédance à l'entrée du transformateur série est supérieure à l'impédance caractéristique de la ligne de transmission, et le secondaire du transformateur shunt étant connecté à la masse d'un côté et au point de prise de sortie de l'autre côté, de telle sorte qu'une paire de signaux d'échantillonnage en phase est appliquée au point de prise de sortie quand les transformateurs sont excités par les signaux à large bande transmis le long de la ligne suivant une direction partant de la.borne d'entrée du coupleur vers sa borne de sortie.

5. Coupleur directionnel suivant la revendication 4, caractérisé en ce qu'une spire unique de l'enroulement primaire du transformateur shunt est située entre la borne d'entrée du coupleur et l'entrée du transformateur série.

6. Coupleur directionnel suivant la revendication 4, caractérisé en ce qu'il comprend en outre une résistance située entre les côtés de sortie des deux enroulements secondaires.

7. Coupleur directionnel destiné à l'insertion dans une ligne pour la transmission de signaux à large bande, avec un conducteur central et un conducteur externe mis à la masse ou à la terre, caractérisé en ce qu'il comprend une borne d'entrée et une borne de sortie pour la connexion du coupleur en série avec le conducteur central de la ligne de transmission, un point de prise ou de prélèvement de sortie, un premier transformateur possédant un enroulement d'entrée, une prise intermédiaire connectée

à la borne d'entrée et qui divise l'enroulement d'entrée précité en une première section de NI spires et une seconde section de

N2 spires, la seconda section précitée étant connectée au conducteur externe, et des moyens de sortie connectés au point de prise de sortie pour fournir des signaux de sortie correspondant aux signaux traversant l'enroulement d'entrée du premier transformateur vers le point de prise de sortie, et un second transformateur possédant un enroulement d'entrée connecté en série entre la première section de l'enroulement d'entrée du premier transformateur et la borne de sortie afin d'élever l'impédance à l'entrée vers le second transformateur jusqu'à un niveau supérieur à l'impédance caractéristique de la ligne de transmission, et des moyens de sortie connectés au point de prise ou de prélèvement de sortie afin de fournir des signaux de sortie correspondant aux signaux traversant l'enroulement d'entrée du second transformateur vers le point de prise de sortie.

8. Coupleur directionnel suivant la revendication 7, caractérisé en ce que le premier transformateur est un autotransformateur.

9. Coupleur directionnel suivant la revendication 7, caractérisé en ce. que le premier transformateur contient une section primaire et une section secondaire.

10. Coupleur directionnel suivant la revendication 7,

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11. Coupleur directionnel pour télévision par câble, tel que décrit ci-avant ou conforme aux dessins annexés.