2 La transmission analogique

Tout d'abord, il est nécessaire d'alimenter les postes téléphoniques, et cela s'effectue au moyen d'un générateur de tension continue de 35V. Du poste ne sortent que deux fils électriques, entre lesquels s'établit une ddp variable (signal de "parole" dont les fréquences varient entre 300Hz et 3400Hz, domaine de fréquences normalisé pour la téléphonie) se superposant à la ddp continue d'alimentation de 35V. Sans entrer dans les détails, la ddp variable recueillie entre les deux fils est proportionnelle à la différence de pressions atmosphériques, générée par la propagation d'un son dans l'air, et convertie en signal électrique grâce au microphone; en d'autres termes, le microphone transforme l'onde sonore en onde électrique, et l'écouteur, techniquement équivalent au microphone, permet l'opération inverse.

Les deux postes sont dits à batterie centrale (par opposition à batterie locale), c'est-à-dire que l'alimentation en tension continue se fait au centre de rattachement, et non à proximité immédiate de chacun des postes (tous les postes actuellement en service dans la plupart des réseaux publics et privés sont des postes à batterie centrale, ce qui permet la suppression des sources individuelles et donc un entretien moins coûteux, ainsi que de récupérer l'information sur le décrochage ou le raccrochage de l'appareil).

Afin que le signal de "parole" puisse être transmis entre les deux postes alimentés en tension continue, il est nécessaire d'ajouter une inductance qui permet à la tension régnant entre les paires de fils de varier autour de la valeur moyenne de 35V, et non pas de rester égale à cette dernière. A l'aide du schéma de principe (figure 2.1), l'on voit que la ddp entre les deux fils d'un poste vaut: U = 35V + u(t), où u(t), à valeur moyenne nulle et de fréquence comprise dans l'intervalle 300-3400Hz, représente le signal de parole.

Figure 2.1: Schéma de principe de la transmission deux fils

 Comme les montages électroniques, tels les amplificateurs (servant à relayer l'information, lorsque les pertes dues à l'imperfection des conducteurs atténuent trop les signaux utiles), ne transmettent l'énergie que dans un seul sens, et comme une conversation téléphonique est bilatérale, des dispositions spéciales sont à prendre pour que les signaux vocaux puissent être amplifiés dans les deux sens, sans réaction de l'un sur l'autre.

Figure 2.2: Schéma de principe de la transformation 2 fils-4 fils

 Un tel résultat peut être obtenu en constituant à partir des deux fils un circuit à quatre fils (cf figure 2.2), notamment grâce à un montage électronique à amplificateur opérationnel (cf figure 2.3), ce qui confère à ce dispositif le nom de bloc "T". Il est à noter que nous aurions pu utiliser, aussi, un transformateur spécial pour réaliser cette fonction. D'autre part, il faut remarquer que lors de l'insertion de montages électroniques entre les deux postes, il est nécessaire d'isoler le référentiel de tension de ces derniers, cela afin qu'ils n'interfèrent pas avec l'alimentation centrale des postes téléphoniques; cette fonction est naturellement réalisée par les transformateurs d'isolement.

Figure 2.3: Schéma électronique de la transformation 2 fils-4 fils

 L'intérêt de laisser une impédance "Z" variable (qui n'est, en pratique, qu'une résistance variable) est de pouvoir ajuster cette dernière afin qu'elle égale l'impédance vue par la ligne, et cela permet au dispositif de fonctionner correctement: le signal sur la branche "d" (départ) est proportionnel à celui de la branche "l" (ligne, et donc, dans ce cas, le signal provenant du microphone) lorsque la personne parle dans le poste, et le signal sur la branche "a" (arrivée) est proportionnel à celui de la branche "l" (ligne, et donc, dans ce cas, le signal allant sur l'écouteur) lorsque la personne écoute (pour le détail des calculs, voir l'annexe A).

Le système étant ainsi prêt à recevoir des montages électroniques entre les postes, on peut installer des amplificateurs afin d'amplifier les signaux émis par chacun des deux postes. L'amplification est réalisée grâce à des montages classiques à amplificateur opérationnel (cf figure 2.4). L'intérêt du condensateur est de limiter la bande passante du montage à la bande utile de la téléphonie (ce qui donne une fréquence maximale Fmax=3400Hz), et C est alors donné par la relation: $C = 1 / (2\, \pi\, R_1\, Fmax)$.

Figure 2.4: Schéma des amplificateurs AO

 Toutefois, lors du test de ce montage, nous n'avons pas réussi à nous parler par l'intermédiaire des postes téléphoniques, alors que le dispositif sans les amplificateurs (mais avec les blocs en "T") permettait tout de même la transmission de la voix, même si celle-ci parvenait à nos oreilles très affaiblie, à la limite de l'audible. En fait, les amplificateurs constituent, avec les deux blocs en "T", une boucle de gain global supérieur à 1, due notamment à l'imperfection du bloc en "T" qui ne supprime pas complètement le passage direct de la branche "a" sur la branche "d": le système est entraîné dans un régime d'oscillations entretenues superposant tous les signaux entre les deux blocs en "T", et rendant donc méconnaissable les signaux initiaux des voix. Il est à noter, cependant, qu'il aurait fallu, pour remédier à ce problème, mettre en série avec la résistance variable du bloc en "T" une inductance variable, car l'impédance de la branche "l" (et notamment du microphone) comporte non seulement une résistance, mais bien aussi une inductance: ainsi, on pourrait égaler plus correctement l'impédance variable avec celle vue par la ligne. Nous n'avons pas remédié à ce défaut, essentiellement parce que ce n'était pas là le but de cette étude, et nous avons donc procédé à l'étape suivante.