APPLICATION DE CE SYSTEME AU MULTIPLEX

Dans la description ci-dessus, j'ai laissé, à dessein, indéterminée la nature des transmetteurs dans le circuit C^ et des récepteurs dans le circuit Cr, pour montrer la généralité du système ; voici maintenant les appareils qui en permettent l'application au multiplex.

I. Transmetteurs. — La fig. 4 représente schématiquement quelques détails du circuit transmetteur et l'ensemble des autres circuits.

Le transmetteur actuel est ce que je nomme un électrodiapason inductophone ; il y en a seulement trois dessinés en plan sur la fig, 4; il faut en supposer douze.

L'électrodiapason inductophone, représenté en plan dans la fig, 5, est un électrodiapason, c'est-à-dire un diapason entretenu élcctri-

quement en mouvement vibratoire continu ; à cet effet, un électroaimant E, placé entre les branches de l'instrument, communique

d'un côté avec le pôle d'une pile à'entretien Pc', de Tautre avec la masse du diapason et avec un style en acier Se (style d'entretien) de

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longueur convenable, fixé à l'une des branches, en face d'une plaque de platine Ae communiquant avec Faulre pôle de la pile ; il suffit de mettre en contact Ae et Se pour que Télectro agisse sur les branches, rompe le contact, qui se rétablit quand les branches reviennent vers leur position primitive, et ainsi de suite.

J'ai complété cet appareil, que j'ai imaginé en 1873, de la manière suivante :

VisisoJcc

Fio.

Un second style S^ ou style de transmission, est fixé à la seconde branche par une vis isolée électriquement du diapason par un bloc d ivoire ; on le met en communication par un fil d'aluminium isolé / [fig, 5) avec le pôle d'une autre pile P^, ou pile de transmission, dont l'autre pôle est relié à une plaque de platine A^ par l'intermédiaire de l'un des fils 1 d'un transformateur d'induction T {fig. -4).

Pendant le mouvement du diapason, entretenu, comme on la dit, chaque fois que le style S^ touche A/, la pile P/ envoie un courant dans le fil n** 1 du transformateur [fig. 4) ; celui-ci est donc parcouru à chaque seconde par un nombre de courants égal au nombre de vibrations du diapason.

Il en résulte un nombre égal de courants induils dans le fil n** 2 du transformateur identique au fil n** 1 ; d'où la qualification d'induc/ophone donnée à l'instrument décrit.

Dispositif simpUfii^ (représenté à gauche de la fig. 4 sur Télectrodiapason ut dièze^). — On supprime la pile de transmission P/, le fil isolé fei la vis isolée. Les deux boutons P^ [fig, 5) sont reliés, d'une part, au fil primaire 1 du transformateur T {fig. 4), et, d'autre part, ils sont mis en dérivation sur le circuit de l'électroE d'entretien. Ainsi c'est une dérivation du courant vibrant d'entretien fourni par la pile Pe qui parcourt d'une manière continue le fil n° 1 du transformateur. Quand les résistances de ce fil et de la bobine E sont à peu près égales, l'intensité des courants émis dans la dérivation est suffisante pour le bon fonctionnement du système, même sur de longues lignes, quand la pile Pe se compose de 2 ou 3 éléments Leclanché à grande surface, par exemple. Déplus, en reliant métalliquement les boutons Ve et P/ ou les plaques ke et A^ [fig. 4 et 5), le style S^ n'étant plus isolé du diapason, il en résulte que, si le style Se se casse, ou si la plaque de platine Ae est usée, l'on peut immédiatement entretenir le mouvement de l'électrodiapason avec le style S^ et la plaque A^. L'appareil est ainsi simplifié, et il se trouve en quelque sorte à double effet.

Enfin les fils n" 2 des douze transformateurs T {fig. 4) sont placés en dérivation sur le circuit transmetteur C/, par l'intermédiaire d'un manipulateur mn (fig. 4). De telle sorte que, si l'on abaisse Tun quelconque de ces manipulateurs, il s'établit dans le circuit transmetteur et, par suite, dans les fils primaires des bobines d'induction Bô et B/ {fig. 1 et 4), un courant intermittent rythmé, ou plutôt un courant ondulatoire, car, à cause des étincelles qui éclatent entre les styles S/ ou Se et les plaques A/ ou Ae, à chaque vibration du diapason, le circuit de transmission P/S/A^ par exemple, n'est jamais tout à fait rompu.

La période ou la fréquence de ce courant induit est d'ailleurs égale à celle du diapason correspondant ; il suffit, pour s'en apercevoir, de mettre un téléphone en dérivation sur le circuit C/, en deux points quelconques, et d'abaisser le manipulateur mn ; le son perçu dans Iç

téléphone est identiquement le même que celui du diapason. Si Ton abaisse à la fois tous les manipulateurs ou plusieurs d'entre eux, les divers courants induits de période différente se propagent simultanément et sans se confondre^ dans le circuit C^ Et alors, par suite d'une seconde induction, autant de courants de mêmes périodes ou fréquences se produisent à la fois dans les fils secondaires S, des bobines Be et B/, et, par Tintermédiaire des deux fils fe et /? du pelais Rrf, sur la ligne réelle, et dans le circuit d'extinction Ce à travers la ligne artificielle Le.

Remarque. — Le fonctionnement des électrodiapasons, des transformateurs, des manipulateurs et des bobines d'induction Be et Bl, montre déjà que le système décrit satisfait aux conditions I, Il et III, énoncées ci-dessus (p. 562).

En effet, premièrement on a produit des mouvements électriques périodiques de périodes fixes facilement appréciables, et il y a lieu de remarquer que, dans chacun de ces mouvements, malgré les intermittences résultant du jeu des manipulateurs, le régime vibratoire périodique a le temps de bien s'établir; car il suffit, en acoustique, de produire environ 32 mouvements vibratoires par seconde, c'est-à-dire 3 ou 4 dans 1/10 de seconde, pour obtenir un régime vibratoire bien établi correspondant à ce qu'on nomme un son soutenu; or les électrodiapasons employés produisent de 480 à 900 vibrations par seconde, par suite au moins 48 vibrations dans 1/10 de seconde, durée du point qui est le signal le plus bref du système télégraphique Morse. 11 en résulte que, même en négligeant les 3 ou 4 premières et dernières vibrations électriques au commencement et à la fin du points qui sont un peu altérées par la self-induction, il reste au minimum environ 40 vibrations électriques régulières dans 1/10 de seconde, c'est-à-dire 10 fois plus qu'il n'en faut pour avoir, pendant ce temps très court, un régime électrique vibratoire bien établi ; c'est ce que démontrent, d'ailleurs, les sons très purs qui se produisent, quand on manipule, dans un téléphone relié aux extrémités d'un manipulateur quelconque de l'appareil.

En second lieu, on a réuni dans un môme conducteur renfermant les fils primaires des transformateurs T, et, par induction, dans les fils secondaires de ces transformateurs, le fil primaire des bobines Be et B/, tous les mouvements périodiques produits [II]. Il en résulte bien un mouvement périodique général, dans lequel les mouvements périodiques particuliers ne sont que superposés et

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restent indépendants les uns des autres [111] ; en effet, il suffit de fixer un téléphone aux deux bouts du fil primaire de Tune des bobines B^ ou B/, et d'appuyer sur les manipulateurs correspondant par exemple aux diapasons Ut, Miy Sol, La dièze ou Si bémol; on entend alors dans le téléphone un accord de septième diminuée très pur où les quatre sons se distinguent très bien les uns des autres. Il y a lieu de remarquer que la transformation d'énergie produite entre les fils primaires et secondaires des transformateurs T n'altère pas, d'ailleurs, la périodicité de ces mouvements.

Le même mouvement général périodique est reproduit inaltéré par induction dans le circuit de ligne Cl, comprenant le fil secondaire de la bobine B/, ainsi que le fil /l du relais télémicrophonique R et la ligne L ; on le vérifie en fixant un téléphone en déviation, soit aux bouts du fil secondaire de la bobine B/, soit sur la ligne L au sortir du relais.

Le fonctionnement du relais, d'une part, et celui des condensateurs gradués Ke, K/, et de la ligne artificielle ha de l'autre, montrent que le système satisfait, autant qu'on peut en juger, à la condition IV et complètement à la condition V(p. 363). En effet, dans le diaphragme du relais on a transmis, par l'intermédiaire du champ magnétique, l'énergie des mouvements périodiques à un système matériel, et communiqué à ce système un mouvement général périodique et une énergie générale, qui doit être la somme des énergies des mouvements périodiques particuliers flVj. Il suffit, pour se convaincre de cette transmission d'énergie, d'approcher l'oreille du diaphragme du relais, quand les condensateurs Ke et Kl ne sont pas réglés pour éteindre ses mouvements : on entend alors séparément et ensemble les sons produits par les transmetteurs, le diaphragme fonctionnant comme celui d'un téléphone ordinaire qui reproduit tous les mouvements vibratoires qu'on lui transmet.

D'un autre côté, le réglage très simple des condensateurs et de la ligne artificielle pour l'extinction des transmissions dans le poste transmetteur montre que l'on peut faire varier la phase des mouvements périodiques électriques transmis, les décaler, sans modifier leur période, et les faire interférer [\] ; c'est précisément cette interférence continuelle, obtenue à la fois pour tous les mouvements particuliers, qui constitue Yeatinction des signaux transmis dans le posle transmetteur et permet en même temps la réception nette des signaux qui arrivent de la ligne.

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II. Récepteurs. — Daas le circuit récepteur C/*, on place, pour le multiplex, douze monotéléphones reliés en série ou en surface.

FiG. 6.

L'appareil actuel [fig. G) est plus simple que celui décrit dans les Annales télégraphiques, numéro de mai-juin 1891. Use compose d'une boîte cylindrique recouverte d'un couvercle vitré, renfermant un aimant énergique dont le noyau creux, N, est recouvert d'une bobine E comme dans un téléphone ordinaire ; mais la membrane téléphonique, d'environ 2 millimètres d'épaisseur, au lieu d'être encastrée sur sa circonférence, est posée simplement sur trois points de la circonférence de la première ligne nodale par des tiges t^ fixées à des glissières mobiles sur un rayon de la plate-forme circulaire?, qui les supporte. Les diamètres des membranes sont déterminés par la condition qu'elles rendent pour leur premier harmonique les sons Si^ (480 vibrations par seconde), JJt^ (512 vibrations), Ut dièze4 (^^*^)i et ainsi de suite de demi-ton en demi-ton jusqu'à La dièze^ inclusi-

vement (900 environ). Chacune d'elles est exactement accordée avec

un des électrodiapasons transmetteurs.

Dans ces conditions, quand on fait passer dans la bobine E une série de courants ondulatoires dont la période est égale à celle du premier harmonique de la membrane, celle-ci résonne énergiquement, tandis qu'elle reste à peu près immobile, si cette période en diffère d'une quantité correspondant à un demi-ton au moins ; d'où le nom de monoléléphone donné à l'instrument, qui, en effet, ne renforce véritablement qu'wn seul son. Ces récepteurs monotéléphoniques sont donc réellement caractérisés par le sonde leur premier harmonique; c'est en ce sens qu'on peut dire, pour abréger, monotéléphone ou récepteur iSVg, Ul^y Fa^.,.

Pour recueilir les ondes sonores produites par l'un des récepteurs vibrant sous l'influence de signaux produits par des courants ondulatoires de même période que lui, un tube T' est ajusté au noyau creux de l'électro E, et divisé en deux branches reliées aux oreilles par l'intermédiaire de tubes légers de caoutchouc terminés par deux embouts recourbés en ébonite ou en verre, dits écouteurs. Ces embouts peuvent être maintenus aux oreilles par un ressort en acier en forme de V passant sous le menton de l'opérateur. L'un de ces écouteurs est indiqué sommairement au bas delà fig, 7 de la planche (récepteur Ut]) (*). La bobine de l'électro est recouverte d'un grand nombre de tours de fil fin formant une résistance de 200 à 400 ohms.

Enfin la plate-forme P, qui supporte les discjues, est vissée dans la monture de l'appareil, de telle sorte qu'en la vissant ou la dévissant on rapproche ou on éloigne le disque du noyau de Télectro-aimant, et, par suite, on sensibilise plus ou moins l'appareil. Cette opération peut se faire sans interrompre la réception.

Trois de ces récepteurs monotéléphoniques correspondant aux sons Si^, Ut^, Ut dièze^, sont représentés schématiquement par leur électro-aimant et leur plaque vibrante dans la /îg. 4. Le circuit récepteur Cr qui les contient est fermé à gauche en pointillé, et à droite par le fil secondaire de la bobine d'induction Br du relais Rd. Il faut supposer douze monotéléphones, procédant par demi-Ions, de iV/g à La dièze^ rangés à la suite les uns des autres dans ce circuit, comme on les a indiqués dans la /îg. 7.

(') La fiff. 7 représente le mode d'installation qui pourrait être adopté pour un poste télégraphiciue, et qui a été essayé au poste central des télégraphes de Paris.

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Remarque. — Le fonctionnement des récepteurs, et, en général, des appareils constituant le circuit récepteur Cr, montre qu'au point de contact des charbons c et C du relais télémicrophonique [fig, 4) Ténergie électrique des mouvements périodiques du circuit de ligne, transformée en énergie mécanique dans le diaphragme du relais, est de nouveau transformée en énergie électrique dans le circuit formé par ces charbons, le diaphragme, la pile microphonique Pwi et le fîl primaire de la bobine de réception Br, et ensuite, par induction, dans la série des récepteurs monotéléphoniques.

Cette énergie électrique, correspondant à un mouvement général périodique, ainsi produite dans le circuit récepteur, est de même nature que celle du circuit transmetteur, ainsi que le montre un téléphone placé en dérivation aux bouts du fil secondaire de la bobine Br ; de plus, le mouvement général résulte des mômes mouvements périodiques particuliers simplement superposés ; car les récepteurs analj^sent précisément ce mouvement général, en vibrant sous Tinfluence des mouvements particuliers séparés les uns des autres, et dont rindépendance est ainsi matériellement manifestée.

Encore ici les conditions générales II et III énoncées page oGâ se trouvent réalisées.

III. Trayismisaion et réception simultanées des signaux. — On voit, d'après cette description, comment les signaux sont transmis et reçus simultanément en se croisant sans s'altérer réciproquement.

Supposons les diapasons en marche dans les deux postes correspondants [A] et [BJ {fig. 3 et \). Si, dans le poste [A], un employé produit des signaux Morse avec le manipulateur mn relatif au diapason iSVg, par exemple [fig. 4), ces signaux se produisent par induction à la fois dans les fils n^ 2 des bobines Be et Bl ; ceux de B/ s'en vont sur la ligne en traversant le fil fl du relais Rc? ; mais leur effet sur le relais est annulé par celui des signaux simultanément produits dans la bobine Be et qui traversent la ligne artificielle Le et le fil fe du relais, lorsque la ligne Le et les condensateurs Kl et Ke sont bien réglés. Le relais reste donc immobile, tandis que les signaux transmis se propagent sur la ligne et arrivent au poste [B], traversent le fil n** 2 de la bobine B/ et le fil fl du relais Rc^ du poste [B] ; là ils ne sont pas annulés, le contact microphonique pm fonctionne, produit les signaux dans le fil n^ 1 de la bobine d'induction Br ; le fil n* 2 les reproduit par induction à travers tous les monotéiéphones placés dans le circuit récepteur Cr ; mais le monotéléphone Si^ seul est mis

en vibration, et l'employé qui dessert ce récepteur reçoit ainsi les signaux transmis sur le Sï^ par le poste [A].

Pendant le même temps, un employé du poste [B] peut transmettre des signaux avec le manipulateur relatif à un diapason quelconque , et même au Si^ ; ces signaux se croisent avec les précédents dans les deux postes et sur la ligne, sans s'influencer réciproquement, et le poste [A] les recevra en même temps qu'il transmet les précédents.

On voit donc qu'il est possible de produire dans l'un des postes douze transmissions simultanées, s'il y a douze transmetteurs et récepteurs différents installés, d!en recevoir douze en même temps du posté correspondant et d'effectuer ainsi vingt-quatre transmissions simultanées.

Des essais ont été faits sur les lignes téléphoniques de Paris à Dijon, de Paris à Toulouse et, en dernier lieu, de Paris à Bordeaux, en février 1898. On a pu obtenir la monophonie complète des récepteurs, c'est-à-dire la séparation de signaux ondulatoires simultanés de période différant d'au moins un demi-ton, et croiser des transmissions simultanées, en éteignant si bien les mouvements que les transmissions d'un poste tendent à produire dans le relais et les monotéléphones du même poste, que l'on a pu croiser les transmissions correspondant à un même son, et que l'échange des 24 transmissions simultanées est certain.

Remarque. — Le croisement sans confusion des signaux montre bien que l'application de la loi des petits mouvements, en tant qu'elle est indépendante du sens de ces mouvements, est ici valable, et que la condition générale VI, énoncée page 563, se trouve pleinement réalisée.

MODES d'exploitation DU MULTIPLEX.

11 y en a plusieurs, dont voici les principaux :

I. — Exploitation multiplex entre deux postes extrêmes. — C'est le mode d'exploitation qui correspond à l'exposé du système qui vient d'être fait ci-dessus ; il est représenté schématiquement dans

IL — Exploitation multiplex pat* postes échelonnés. — Ce mode d'exploitation peut lui-même se subdiviser en deux: [A], le cas où un poste principal communique seul simultanément avec plusieurs

postes secondaires ; [B], le cas où chacua des postes doit être en relation constante et simultanée avec tous les autres.

[A] Dans le premier cas {fig. 8), le poste principal P renferme les 12 appareils transmetteurs et récepteurs de Si^ à La dièze^.

fi\ p.^ p^ /l5 /i9 /ill

Fio. 8.

Chacun des postes secondaires p^ i^2^i^3» •••» P\2'> ^^ nombre de 12, ne renferme qu'un seul appareil, à l'aide duquel il communiqiie avec le poste principal P ; mais il ne peut communiquer avec les autres que par l'intermédiaire de celui-ci.

Si l'un des postes secondaires p était assez important pour comporter plusieurs transmissions simultanées avec le poste principal P, ou supprimerait autant de postes secondaires qu'on voudrait ajouter de transmissions au poste p.

Par exemple, sur un circuit Paris-Marseille, on pourrait donner une ti'ansmission avec Paris àMelun, Sens, Dijon, Chalon, Mâcon, Lyon, Valence, Avignon, et 4 transmissions à Marseille. ' Ou. bien: une transmission à Melun, Dijon, Mâcon, Valence, Avignon ; 3 transmissions à Lyon et 4 à Marseille.

.En un mot, on pourrait répartir le nombre des transmissions pos* sibîcs eotre le poste principal et les postes secondaires suivant leur degré d'importance, à la seule condition que la somme des transmissions distinctes ne dépasse pas 12.

Il est à remarquer que chacune de ces transmissions distinctes, effectuée avec l'un des appareils Si^^ Ut^, ..., etc., peut être doublée (duplexée), en vertu de la réversibilité du système.

Ce mode d'exploitation pourrait être utilisé sur un long circuit, et aussi sur un circuit plus restreint entre un poste principal et des postes qui l'entoureraient, entre Paris et les principaux bureaux de la banlieue, entre un chef-lieu de département et d'arrondissement et les bureaux des cantons voisins.

• [B] Cas où chacun des postes d'un même circuit doit être en communication simultanée avec tous les autres.

.£n ce cas, le nombre des appareils de transmissions distincts

restant toujours égal à 12, le nombre dès postes p^, p^, p^, •--, Pn desservis, qui, dans le cas précédent, pouvait aller jusqu'à 12, diminue nécessairement.

Supposons que tous les postes aient la même importance :

Pi doit communiquer avec n - 1 postes, il aura donc à effectuer n — 1 .transmissions ;

p2 doit communiquer avec n — 1 postes ; mais il a déjà une transmission avec p^ ; il n'aura donc besoin que de n — 2 transmissions ou appareils nouveaux ;

P3 n'aura besoin que de n — 3 appareils nouveaux ;

Pn n'aura besoin que de n — n ou 0 appareil nouveau.

Le nombre des transmissions distinctes nécessaires sera donc égal à0 + l + 2-f-...+ w — ^» ^^ cc^te somme doit être égaleà 12. Il en résulte qu'on a, d'après une formule connue :

12, d'où n = 5,4.

On pourra donc desservir dans ces conditions, avec 12 appareils, 5 postes échelonnés. '

Chacun d'eux devra avoir 4 appareils distincts, puisqu'il doit communiquer simultanément avec les 4' autres postes. Il est facile de voir que 10 appareils, au lieu de 12, suffiraient à cet effet. Il en resterait 2 de disponibles ; on pourrait les attribuer aux communications entre les deux postes principaux, qui auraient ainsi entre eux 3 communicafions simultanées, et même 6 en utilisant la réversibilité (le duplexage).

Par exemple, on pourrait ainsi desservir les postes de Paris, Tours, Poitiers, Angoulême et Bordeaux sur le môme circuit, chacun d'eux ayant 2 communications avec les autres, sauf Paris et Bordeaux, qui en auraient 6 entre eux.

Installation des postes intermédiaires. — Nous avons vu, et les fie;. 1 et 3 le montrent clairement, comment on. peut installer deux postes A et B placés aux extrémités d'un circuit.

La partie du dispositif, relative au circuit de ligne seul C/, peut être représentée schématiquement, comme l'indique la fig. 9, par là membrane d et le noyau n de l'électro-aimant du relais, le. fil de ligne fl qui recouvre le noyau, le fil n** 2 de la bobine de ligne B/, shuntée par le condensateur K?, et la ligne L, L'.

Installation des postes intermédiaires en em brochage (fiç, 9). — L'idée la plus simple est d'intercaler, d'embroclier le circuit de ligne de chaque poste intermédiaire dans la ligne si elle est simple, dans Tun des fils L ou L' si elle est double, en y ajoutant des dispositifs complémentaires analogues à ceux qu'on emploie en pareil cas dans la télégraphie ordinaire.

Fio. 9.

Installation en dérivation. — On peut encore placer le circuit de ligne de chaque poste intermédiaire C en dérivation sur le circuit, de plusieurs manières, par exemple :

1*» En dérivation directe {/îg, 10), l'extrémité de la bobine Bl étant reliée directement à Tune des lignes L du circuit, et l'extrémité du fil /7 du relais à l'autre ligne U ;

Jï

iSZ

Wn .

FiG. 10.

Fio. 11.

2® En dérivation indirecte ou par induction {fig. il), le circuit de ligne étant fermé sur lui-même par l'intermédiaire de Tun des fils d'un transformateur d'induction T à fils égaux et à noyau de fer.

Les seules précautions à prendre paraissent consister à se servir de transformateurs de résistance convenable, et à noyau de fer mobile,

de façon à pouvoir faire varier, d'une façon graduée, les effets dé self-induction dans le transformateur (*) : c*est ce qu'on appelleaujourd'hui des bobines de réaction.

Fio. 12.

1ns lallation en embrochage par induction [fig, 12 et 13). — On peut appeler ainsi un système dans lequel tous les postes A^, Aj, A3, ... A„ ne seraient reliés au circuit général que par l'intermédiaire de transformateurs T^, Tj, T3,... , T„ à fils égaux et à noyau de fer mobile; tous les fils primaires n** 1 des transformateurs seraient embrochés dans le circuit, et les fils secondaires n® 2 seraient, dans chaque poste» reliés, comme l'indique la fig, 12, aux extrémités du fil n*» 2 de la bobine BZ et du fil fl dn relais.

Fjo. 13.

Tous les postes d'un même circuit ne seraient ainsi reliés au circuit que par induction; ils seraient indépendants, et rien ne les dis-

(*) L'expérience faite sur un circuit Paris-Bordeaux, avec le poste de Tours ainsi intercalé, a donné de bons résultats, aux mois de mai et juillet 1898.

tinguerait les uns des autres au point de vue de Tinstallation. Toute la partie indépendante de la ligne dans Tinstallation de chaque poste ne serait pas changée : c'est pourquoi il est inutile de l'indiquer dans la figure schématique n^ 13.

II y a certainement d'autres modes d'installation qui pourraient être utilisés : ce que nous en disons ici suffit à montrer avec quelle souplesse le système se prête à l'emploi de dispositifs divers.