Brevet FR2169075A1 — publié le 19730907

La présente invention se rapporte généralement à des dispoSitifs formant réseaux ou circuits de détermination de fréquence ou analogues ; plus particulièrement, elle concerne et a essentiellement pour objet un réseau récurrent formant montage itératif ou circuit symétrique, en échelle ou analogue en visant notamment une corrélation des valeurs de résistances utilisées dans une branche de résistance d'un filtre de détermination de fréquence ou analogue ainsi que les diverses applications et utilisations résultant de sa mise en oeuvre et les systèmes, ensembles,appareils, équipements et installations pourvus de tels dispositifs. Il est devenu courant d'envoyer les signaux le long ae lignes téléphoniques ou de circuits interurbains cu à grande distance, etc... par l'emploi de tonalités ou de groupes de tonalités ; par exemple, une signalisation ou émission de signaux de tonalité à fréquences multiples est restée utilisée sur aes circuits interurbains ou de communications à grande distance entre oureaux centraux de commutation téléphonique. L'équipement générateur de tonalité est bien défini pour la signalisation ou transmission de signaux automatiques et il existe peu de risque d'erreur ou de défaillance ou de panne d'équitement le rendant inopérant ou inapte au fonctionnement. Cependant avec l'avénement de la sélection d'appel manuelle par boutons-poussoirs au poste d'aDorré, il y a une possibilité d'introduction d'erreur. En particulier, lcrsque la platine ou le e parreau, pupitre, clavier ou tableau à boutons- poussoirs est réduit en grandeur avec la modernisation et la miniaturisation des postes téléphoniques, la probabilité de pousser, d'enfoncer ou de presser plus d'un bouton ou plus d'une touche accidentellement augmente. Si deux boutons-poussoirssont pressés, un oscillateur Local, qui envoit des tonalités a ur bureau central est habituellement forcé à osciller dans l'un de deux modes possi- bles d'erreur, savoir : ou bien une tonalité simple ou unique représentée par l'un des deux boutons-poussoirs, est produite en réalité ; ou bien une tonalité erronée complétement différente est engendrée. Le premier problème se produit habituellement dans un circuit dans lequel des résistances de détermination de fréquence sont connectées à l'oscillateur au moyen de commutateuz ou d'interrupteurs électriques à boutons-poussoirsou à touches analogues, les résistances étant connectées en série les unes aux autres.L'enfoncement de deux boutons-poussoiz en même temps peut connecter de façon erronée, une résistance,inférieure à celle qui est désirée, à l'oscillateur. Le second problème se pose habituellement dans un circuit dans lequel les résistances de détermination de fréquence sont connectes en parallèle à travers des commutateurs ou interrupteurs électriques à boutons-poussoirse 'enfoncement de deux boutons en même temps peut connecter une résistance combinée, inférieure à l'une quelconque des résistances désirées, à l'oscillateur. Il est devenu plus important de façon croissante de concevoir ou de construire des oscillateurs actionnés par boutons-poussoirs de ces types de façon à être garantis contre des fausses manoeuvres ou à présenter une sécurité en cas de commande défectueuse ou erronée, c'est à dire de manière à garantir que l'oscillateur oscillera à une fréquence nettement hors bande ou décalée de façon analogue si deux boutons-p.oussoif adjacents sont poussés ou enfoncés accidentellement, afin d'éviter une sélection d'appel défectueuse. Dans les deux cas dé@@@s ci-dessus où les résistances de détermination de fréquence sont connectées soit en série ou en parallèle, il y a seulement un degré de liberté unique dans lequel les valeurs des résistances peuvent être ajustées; elles peuvent êre réglées ou fixées entièrement par la fréquence d'oseillation exigée de l'osclllateur C'est une caractéristique de la présente invention que deux degrés de liberté sont rendus disponibles de sorte que l'on peut faire varler'~ainsi~à la fois les fréquences déterminées par les valeurs des résistances et le changement de fréquence causé par l'enfoncement accidentel de deux boutons adjacents. En général, quand un oscillateur a une branche de résistance de détermination de fréquence, la fréquence résultante est engendrée quand la branche de résistance est connectée à celui-ci, par exemple au moyen d'un commutateur électrique à boutons-poussoirs,sur un panneau, clavier, tableau ou sur une platine à boutons-poussoirs.ta fréquence d'oscillation est détectée à l'autre extrémité de la ligne d'abonné par un récepteur.L'oscillateur et le récepteur sont tous deux accordés sur it mêmN fréquences.Afin que le système soit à l'abri des signaux d'erreur précités, toute combinaison de résitances dans la brande de résistance de l'oscillateur autre que celle nécessaire pour la production de la fréquence désirée, doit provoquer la production d'une fréquence qui est changée par rapport à la fréquence désirée en étant décalée de plus de la moitié de la largeur de bande du récepteur plus les tolérances à la fréquence désirée. On a constaté que la présence d'un réseau récurrent de résistances formant circuit ou montage itératif ou symétrique, peut réaliser la protection contre les erreurs plutôt que les réseaux ou circuits précités en série ou en parallèle, pourvu que les valeurs des résistances soient déterminées conformément à une corrélation définie par une série d'équations qui seront décrites ci-dessous. L'invention sera mieux comprise et d'autres buts,caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaitront plus clairement à la lecture de la description explicative qui va suivre en se reportant aux dessins schématiques annexés donnés uniquement à titre d'exemples non limitatifs illustrant divers modes de réalisation actuellement préférés de l'invention et dans lesquels - la figure 1 représente une vue schématique, partiellement sous forme synoptique fonctionnelle , un réseau de filtrage, ou circuit filtrant conjointement avec un amplificateur, formant un oscillateur de tonalité ou générateur analogue de son ou à basse fréquence - la figure 2 est une représentation de certaines caractéristiques d'une platine ou d'un panneau à boutons-poussoirs; ; - la figure 3 est une vue schématique simplifiée de la branche de résistance de détermination de fréquence d'un réseau de filtrage. - la figure 4 est une branche de résistance conforme à la présente invention et correspondant à celle représentée sur la figure 3 ; et - la figure 5 est une vue schématique d'une branche de résistance compléte conforme à cette invention et correspondant à celle représentée sur la figure 1. En se référant maintenant à la figure 1, les éléments de base d'un oscillateur de détermination de fréquence y sont représentés, ce dernier étant semblable à celui décrit dans la demande de brevet américain n 117.400 déposé le 22 février 1971 au nom de M. C. Cowpland et intitulé Temperature Stable Tone Generator " (Générateur de sons stables en temperature). tes partes ou pièces du générateur de sons ou à basse fréquence, représentées sur la figure 1, sont l'amplificateur à émetteur suiveur ou émettodyne 1, le filtre 2 à montage en parallèle en T et en R-C ( à résistances et à condensateurs) et le circuit écrêteur ou analogue 3. Cette invention est cepandant applicable à tous les oscillateurs dans lesquels la fréquence peut-être fixée ou variée par l'assignation de valeurs d'une résistance entre deux bornes. Une branche de résistance du réseau de filtrage, qui comprend les résistances se trouvant entre les bornes 4 et 5, est employée pour déterminer la fréquence d'oscillation de l'oscillateur. Des interrupteurs électriques à boutons poussoirs lA, 2A, 3A, et 4A connectent des résistances en séria 6, 7, 8 et 9 en des combinaisons en série soit de résistances 6, 6,et 7, 6, 7 et 8 ou bien de résistances 6,7,8 et 9 dans-un trajet s'étendant entre les bornes 4 et 5. La variation résultante des valeurs de résitance entre les bornes 4 et 5 détermine, conjointement avec le filtre et l'oscillateur la fréquence d'oscillation de l'oscillqteur. On peut voir que si des interrupteurs électriques adjacents 1 A et 2A sont accidentWIament'enfoncës ensemble alors qu'on avait l'intention d'actionner seulement l'intérrupteur électrique 2A,la résistance 7 est complétementcourt-circuitée par l'intér rupteur électrique 1A. Ceci a pour résultat que seule la tXsis- tance 6, plutôt que la série de résistances 6 et 7 apparait entre les bornes 4 et 5. Une fréquence d'erreur est ainsi engendrée. La figure 2 montre une représentation d'une platine à boutons-poussoirsd1un appareil téléphonique ou d'un autre appareil de poste. Les rangées i 4x4 de cercles 10 représentent 16 boutons-poussoirs, bien qu'il soit plus courant d'avoir quatre rangées de 3 plutôt que quatre rangées de 4 boutons sur une poste téléphonique à boutons-poussoir. Il est usuel,pour un tel appareil formant poste téléphonique, de combiner deux groupes de fréquenc audible,accustiques ou d'audio-fréquences ou de basses fréquences analogues, à savoir un groupe de 4 fréquences dans une bande d-te passe-haut et un groupe de 4 fréquences dans une bande dite passe-bas . Si un bouton poussoir quelconque est enfoncé, deni fréquences sont engendrées dont l'une dans la bande passe-bas commune à cette rangée ou ligne horizontaie particulière et l'autre dans la bande passe-haut commune à cette colonne ou rangée verticale particulière. A titre d'exemple, l'enfoncement d'un bouton quelconque dans la première colonne engendrera la fréquence produite en fermant l'interrupteur électrique 1 A de la figure 1. Chaque groupe de boutons dans les seconde, troisième et quatrième colonnes ferme respectivement les interrupeurs électriques 2A, 3A, et 4A. Similairement,les 4 rangées de boutons ferment des interrupteurs électriques (non représentés) qui peuvent être définis respectivement par 1B, 2B, 3B et 4B qui correspondent aux interrupeuisélectriques lA, 2A, 3A et 4A mais sont connectés à un oscillateur à bande passe-haut. On peut voir que, si on désire enfoncer le bouton dans la seconde rangée et dans la seconde colonne, une paire de fréquences, représentée par la fermeture des interrupeurs électriques 2A et 2E serait produite . Cependant, si un usagé ou utilisateur, tout en poussant l'interrupteur électrique précité, pousse aussi accidentellement l'interrupteur électrique dans la seconde rangée et dans la première colonne simultanément, par exemple à cause de la possession d'un doigt épais ou d'une erreur en pointant le doigt ou en visant avec celui-ci, on voit que les deux intérrupteurs électriques lA et 2A seront enfoncés ou abaissés en forçant une fequence correcte et une fréquence d'erreur ou érronée, enclanchéoepar les interrupteurs électriques 1A et 23 plutôt que par les interrupteurs électriques 2A et 2t, à être produites comme cela est décrit dans l'exemple précédent relativement à la figure 1. La fréquence d'erreur engendrée se trouve directement dans la bande de fréquence d'un numéro ou chiffre non désiré. Des problèmes similaires existent évidemment par rapport aux autres boutons-poussoirs et résistances mais, par souci de clarté, on se limitera ici maintenant à ce seul exemple. En se référant à la figure 3, on considèrera seulement les resistauces 6 et 7 de la figure 1 redésignées comme étant respectivement les résistances R A et RB . . les résistances R A et RB sont en série et l'interrupteur électrique lA connecte leur jonction au point 5 formant borne commune tandis que l'interrupteur électrique 2A connecte l'autre borne de la résitance Rg à la même borne. Conformément à la présente invention le réseau en série, représenté sur la figure 3 ,peut être converti en un réseau récurrent ou en échelle de la figure 4 conformément à une corrélation qui sera décrite ci-dessous. te réseau récurrent ou en échelle de la figure 4 se compose de la résistance R1 en série avec la résistance R2, la résistance R2 étant en parallèle avec les résistances R3 et R4 connectées en série@. Des moyens pour connecter chacune des résistances R2 et R4, représentés comme étant des intërrupteurs électriques de fermeture lA et 2A , relient respectivement les résistances R2 et R entre elles au point de jonction 5. tes valeurs des résistances R1, R2, R3 et R4 sont calculées comme suit. les résistances RA et R ont été déterminées pré A E cedemment par rapport à la figure 1 ou 3 comme étant les valeurs des résistances nécessaires dans la branche de résistance entre les bornes 4 et 5 pour fournir deux fréquences distinctes pour un oscillateur. Il est nécessaire que, si deux interrupteurs électriques voisins,tels que les interrupteurs électriques 1A et 2A, sont poussés, la fréquence résultante soit en dehors des bandes de fréquence des fréquences normales engendrées par l'oscillateur et de la largeur de bande réceptrice du récepteur correspondant. Par conséquent,une variation ou un changement de fréquence résultant en particulier est prédéterminé de façon à éliminer la fréquence réaultante engendrée en dehors des bandes de fréquencenon désirées. La valeur F est par conséquent définie comme étant le rapport de la quantité de changement de fréquence nécessaire pour éliminer la fréquence hors d'une bande de fréquence définie, avec la fréquence centrale de la bande. En essayant ou en expérimentant un oscillateur spécifique, on peut déterminer le changement de fréquence de l'oscillateur causé par un changement de la résistance de la branche de résistance décrite plus tôt. Par conséquent,la valeur S est définie comme étant le rapport du changement relatif en pour cent de la résistance de la branche de résist nce au changement relatif en pour cent de la fréquence de l'oscil- lateur causé par le changement de résistance de la branche de résitance. Cette valeur s'est avérée être normalement inférieure à l'unité. Conformément à cette invention, les valeurs de résistance des résistances R1, R2, R3 et R4 sont déterminées par la solution des trois équations simultanées suivantes R1 + R2 = RA R1 + R3 + R4 = RB + RA R2 (R3 +R4) R1 = = R# - (F) R# R2 + R3 + R4 A - en prenant R3 + R4 comme inconnue unique pour chaque itération. En calculant les valeurs restantes pour le réseau complet, la valeur de RA de la figure 3 est considérée comme étant la valeur totale des résistances 6 et 7 de la figure 1 , et la valeur RB est celle de la résistance 8. Dans le calcul suivant, la valeur RA sera le total des valeurs des résitances 6,7 et 8 tandis que RE sera la valeur de la résitance 9. La figure 5 représente une vue schématique du réseau récurant ou en échelle complet qui serait substitué au réseau de résistances en série représenté sur la figure 1 entre les bornes 4 et 5. La résistance R1 est en série avec la résistance R2 qui est en série avec l'interrupteur électrique lA du panneau à boutons poussoirs, connecté à Ta borne 5, En parallèle avec la résistance R2 se trouve la résistance R en série avec la résistance R et 3 4 avec l'interrupteur 2A similairement connecté à la borne 5, En parallèle avec la résistance R4 se trouvent les résistances-B, et R6 en série avec l'interrupteur électrique 3A également connecté à la borne 5. En parallèle avec la résistance R6 se trouve la résistance R7 en série avec l'interrupteur électrique 4A connecté à la borne 5. On a constaté qu'avec une branche de résistance de détermination de fréquence construite conformément au réseau récurant ou en échelle représenté sur la figure 5 avec des valeurs déterminée par les équations indiquées ci-dessus, la fermeture d'interrupteurs électriques voisins provoquera la production de fréquences qui sont en dehors des bandes-de fréquence engendres par l'oscillateur associe. Cette invention peut être appliquée à un oscillateur quelconque dans lequel la variation d'une résistance cause un changement de la fréquence engendrée et oU la valeur de sensibilité S est inférieure à l'unité. Par exemple, la structure entière peut être du type dans lequel un signal est obtenu à partir d'un étage intermédiaire de l'amplificateur, des étages d'amplifications précédents et d'un filtre connecté entre la borne de signal intermédiaire et le circuit d'entrée de l'amplificateur constituant l'oscillateur. Il peut y avoir additionnellement des boucles ou mailles de réaction ou de rétroaction multiple qui provoquent la production du signal de 1' oscillateur.Comme cela a été décrit dans la demande de brevet précitée pour un générateur de son ou de tonaiité, l'amplificateur peut avoir un gain de tension électrique inférieur à l'unité et le réseau de filtrage peut avoir un gain de tension électrique supérieur à l'unité, pourvu que le gain de tension électrique des boucles soit supérieur à l'unité-. Un filtre à montage en parallèle en T et en R - C ( à résistances et å condensateurs), s'est avéré utile dans la dernière structure.Cependant comme cela a été noté ci-dessus, l'exigence primordiale pour toutes ces applications est qu'une branche de résistance de détermination de résonnance ou de fréquence de filtre soit présente, laquelle on puisse faire varier pour établir les fréquences d'oscillation Tl est également évident que, bien que l'exemple donné vise la conversion de résistances en série en un réseau récurant ou en échelle, un circuit équivalent peut être obtenu pour la transformation de résistances on parallèle en un réseau récurant ou en échelle. Un exemple spécifique sera maintenant décrit. On a constaté par essai que la sensibilité S d'un mode de réalisation du générateur de tonalité décrit dans la demande de brevet américain précitée, était de 0,35. Pour ce système, le rapport du changement de fréquence nécessaire pour éliminer la fréquence d'oscillation hors d'une seule bande de fréquence d'oscillation définie,avec la fréquence centrale de la fréquence unique, c'est-à-dire le changement de fréquence nécessaire pour éviter un signal d'erreur suivant dans une largeur de bande de fréquence normalement engendreepar l'oscillateur, était de 0,04 en permettant un espace libre entre deux canaux, formant bande de garde, de 0,5 %. Ceci est la valeur de F. Par conséquent, la valeur de E est égale à 0,04 , soit 0,114. s 0,35 Des valeurs typiques des résistances 6, 7, 8et 9 de la figure 1, comme on les trouve dans l'oscillateur à bande passe-bas du générateur de tonalité précité, sont respectivement 42 000 ohms, 14 000 ohms, 19 000 ohms et 25 000 ohms. Par conséquent pour le premier calcul , RA est égal à 42 000 ohms et R E est égal à 14 000 ohms. La solution des équations donne une valeur de R1 égale à 27 727 ohms,wmevaleurde R2 égale à 14 23 ohms, une valeur de R3 égale à 9 100 ohms et une valeur de R4 égale à 19 120 ohms. Dans le second calcul, R A sera égal à 42 000 ohms plus 14 000 ohms ou 56 000 ohms, tandis que Rg sera égal à 19 000 ohms. En résolvant de nouveau pour R3 et R4 ( c'est-à-dire pour R5 et R6 ), on obtient respectivement les solutions 12 633 ohms et 25 487 ohms. Dans le troisième calcul, RA est égal à 42 000 ohms plus 14 000 ohms plus 19 000 ohms ou 75 000 ohms tandis que RB est égale à 25 000 ohms, En résolvant pour R et R4, on obtient 3 une valeur égale à 50 486 ohms combinées dans une seule résistance R7. Chacune des solutions ci-dessus donne le décalage de fréquence désiré de 4 %, si deux interrupteurs électriques voisins sont enfoncés, hors de la bande de fréquence engendrée par l'oscillateur quand un seul interrupteur électrique est fermé. Par conséquent, une platine à boutons-poussoirs est rendue exempte d'erreur quand deux boutons-poussoirs adjacents sont enfoncés. Un autre calcul peut être fait avec un décalage de fréquence plus large afin de déterminer la direction dans laquelle on peut faire varier les valeurs de résistance avec sécurité, par exemple pendant une opération d'adaptation,-d'équilibrage ou de compensation, Il doit être entendu que les agencements décrits ci-dessus sont donnés à titre d'illustration do l'application des principes de l'invention. De nombreux autres agencements peuvent être conçus par ceux qui sont compétents ou qualifiés dans la technique sans s'écarter de l'esprit et du cadre de l'invention. Bien entendu, l'invention n'est et nullement limitée aux modes de réalisation décrits et représentés qui n'ont été donnés qu'à titre d'exemple. En particulier, elle comprend tous les moyens constituant des équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons, si celles-ci sont exécutées suivant son esprit et mises en oeuvre dans le cadre des revendications qui suivent. REVENDICATIONS 1.- Dispositif formant branche de résistance de détermination de fréquence d'un réseau ou circuit récurant ou en échelle formant montage itératif ou analogue pour un circuit oscillant ou d'oscillateur comprenant une première résistance ( R1 ) en série avec une seconde résistance (R2 ) qui est en parallèle avec une troisième résistance (R3 ) en série avec une quatrième résistance (R4 ) et des moyens pour connecter chacune desdites première et quatrième résistances (R2, R4 ) ensemble en un point de jonction par l'intermédiaire d'interrupteurs electriques individuels caractérisé en oe que les valeurs de oes oinre résistances (R1, R2, R3 et R4 ) sont en corrélation avec une seconde branche de résistance de détermination de fréquence d'un circuit d'oscillateur de fréquence similaire comprenant une première résistance connue (RA ) en série avec une seconde résistance connue (RB) et comportant des moyens pour connecter la jonction de ces deux résistances eonnues (RA, , RB ) et l'autre borne de la seconde résistance connue (RB) à un point commun par l'intermédiaire d'interrupteurs électriques individuels,conformément à la solution des trois équations simultanées suivantes R1 + R2 =RA R1 + R3 +R4 = RB + RA R2 (R3 + R4) R -( RA 2 @ 4 = R@ - @/S R2 + R3 + R4 où F désigne le rapport de la quantité de changement de fréquence nécessaire pour éliminer la fréquence d'oscillations dudit oscillateur hors d'une bande de fréquence définie, avec la fréquence centrale de ladite bande et où S désigne le rapport, inférieur à l'unité, du changement relatif:: en pourcents de la résistance de ladite branche de résistance au changement relatif en pourcents de la fréquence d'oscillations dudit oscillateur causé par ledit changement de résistance de ladite branche de résistance. 2.- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le paramètre précité F a une valeur égale à environ 0,04 et le paramètre précité S a une valeur égale à environ 0,35; 3.- Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que la première résistance connue précitée (RA) est d'environ 42 000 ohms et la seconde résistance connue précitée (R,) est d'environ 14 000 ohms. 4.- Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que la première résistance connue précitée (RA) est d'environ 56 000 ohms et la seconde résistance connue précitée (R,) est d'environ 19 000 ohms. 5.- Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que la première résistance connue précitée (RA)est d'environ 75 000 ohms et la troisième résistance précitée (R3) est d'environ 25 000 ohms. 6.- Appareil, du type comprenant un amplificateur ayant un circuit d'entrée et un moyen formant borne à signaux pour obtenir un signal de celui-ci, un réseau de filtrage ayant une branche de résistance de détermination de résonance connectée ou montée entre ledit moyen formant borne à signaux et ledit circuit-d'entrée, ladite branche de résistance comportant une première résistance (R1) en série avec une seconde résistance (R2) qui est en parallèle avec une troisième résistance (R3) en série avec une quatrième résistance (R4) et des moyens pour connecter chacune desdites première et quatrième résistances (R2, R4) ensemble en un point de jonction par l'intermédiaire d'interrupteurs électriques individuels, caractérisé en ce que les raleurs de ces quatre résistances (R1, R2, R3, R4) sont en corrélation avec une seconde branche de résistance de détermination de résonance pour un seconde réseau de filtrage connecté à un second amplificateur similaire pour la production de fréquences similaires comprenant une première résistance connue (RA) en série avec une seconde résistance connue (rye) et comportant des moyens pour relier la jonction de ces deux résistances connues (RA, R) et de l'autre borne de la seconde résistance connue (rye) à un point commun par l'intermédiaire d' interrupteurs électriques individuels, conformé ment à la solution des trois équations simultanées suivantes:: R1 +R2 RA R1 + R3 + R4 = RB + RA R2 (R3 D 4 4 R1 + = RA -(F) RA R2 + R3 + R4 S où le paramètre F désigne le rapport de la quantité de changement de fréquence nécessaire pour éliminer la fréquence d'oscillations hors d'une bande de fréquence définie, avec la fréquence centrale de ladite bande et où le paramètre S désigne le rapport, inférieur à l'unité, du changement relatif en pourcents de la résistance de ladite branche de résistance au changement relatif en pour cent de la fréquence d'oscillations causé par ledit changement de résistance de ladite branche de résistance. 7.- Appareil selon la revendication 6, caractérisé en ce que le réseau de filtrage précité comprend un filtre à montage en parallèle en T et en R - C ( à résistances et à condensateurs) ayant un gain de tension électrique supérieur à l'unité tandis que l'amplificateur précité présente un gain de tension électrique inférieur à l'unité, le gain de tension électrique de boucle combiné étant supérieur à l'unité.