Brevet FR2282198A1 — publié le 19760312

L'invention concerne un poste téléphonique d'abonné muni d'une partie vocale et d'un appareillage électrique destiné à être alimente à partir du courant de boucle parcourant la ligne téléphonique à laquelle les entrées dudit poste sont connectées. L'appareillage dont il est question ci-gessus peut être notamment un circuit générateur d'impulsions téléphoniques commande' par un clavier à boutons-poussoirs ; le nombre dtimpulsions fournies par le circuit dépend du numéro du bouton-poussoir enfoncé ; l'ensemble formé par ledit circuit et le clavier remplace le cadran circulaire rotatif bien connu. Pour effectuer ce reaplacement, la présence d'une alimentation auxiliaire ntest pas souhaitable et l'on préfère, pour alimenter ledit appareillage, utiliser le courant de boucle qui alimente le microphone de la partie vocale. L'énergie amenée par ce courant dépend de la longueur de la ligne téléphonique, elle est d'autant plus faible que la ligne est longue. Si on veut pouvoir connecter ledit poste muni de son appareillage sur une ligne téléphonique d'une longueur à peu prés égale à celle d'une ligne qui relierait un poste téléphonique non muni d'appareillage, il faut que la consommation en énergie de celui-ci soit la plus faible possible. L'utilisation de circuits à transistor M.O.S. dans l'appareillage s'impose par leur faible consommation ; mais, dans ce cas, on se heurte à des difficultés ; en effet, la portée" du poste (c'est å-dire la longueur maximum de la ligne téléphonique à laquelle on peut le relier) dépend de la valeur de la tension d'alimentation. I1 est connu, pour ne pas trop diminuer cette portée, de se servir des circuits M.O.S. de type spécial présentant une tension d'alimentation plus faible que celle nécessaire ordinairement. L'objet de l'invention est de proposer un poste téléphonique dans lequel la sujétion de la grandeur de la tension d'alimentation dudit appareillage est pratiquement supprimée et qui de e fait permet d'utiliser n'importe quel appareillage à faible consommation. Un poste téléphonique conforme à l'invention est remarquable en ce qu'il comporte un convertisseur du courant de boucle en tension d'alimentation pour ledit appareillage électrique. Dans un mode de réalisation préféré de l'invention un poste téléphonique d'abonné dans lequel ledit appareillage nécessite pour fonctionner, à la fois des tensions d'horloge et des tensions continues, est remarquable en ce que ledit convertisseur comporte une section d'entrée alimentant un dispositif oscillateur dont des tensions de sortie servent de tensions d'horloge et un organe de redressement desdites tensions d'horloge pour-fournir des tensions continues audit appareillage. Dans un deuxième mode de réalisation préféré de l'invention, un poste téléphonique d'abonné est remarquable en ce que les entrées dudit convertisseur sont branchées en série avec la partie vocale. Dans les postes téléphoniques connus, pour éviter aux installateurs de régler le courant qui parcourt la ligne, on incorpore un régulateur de courant, or les régulateurs utilisés amènent une chute de tension quiw ajoutée à celle de l'alimentation de l'appareillage rend la portée du poste ainsi composé trop faible. Dans un autre mode de réalisation dudit poste conforme à l'inventio;,on profite de la structure du poste selon ledit deuxième mode de réalisation pour supprimer le régulateur tout en ayant l'avantage procuré par celui-ci ; pour cela un poste téléphonique conforme à l'invention est remarquable en ce que le convertisseur comporte une section d'entrée à régulation de courant de boucle. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention appa rairont plus clairement dans la description suivante ; cette description en regard des dessins annexés, le tout donné à titre d'exemple non limitatif, fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée. La figure 1 représente schématiquement un poste conforme à l'invention. La figure 2 représente, plus en détail, le poste montré à la figure 1. La figure 3 représente en détail une section d'entrée de régulation de courant boucle. A la figure 1, on a représenté le schéma de principe d'un poste téléphonique conforme à l'invention. La ligne téléphonique, non représentée sur la figure, qui relie ledit poste vers le central, vient se raccorder aux entrées l et 2 ; la référence 3 indique la partie vocale qui sera décrite plus en détail ci-Sess-ous et et qui est constituée principalement, selon la pratique connue, par un transformateur différentiel, un microphone et un écouteur ; les deux accès de cette partie vocale portent les références 4 et 5. On appelle I le courant de boucle qui traverse ledit poste. L'appareillage en question est, dans cet exemple, un circuit générateur d'impulsions téléphoniques 6 comportant des transistors à grille isolée (transistors M.O.S.) ; pour fonctionner ce circuit 6 besoin de tensions d'alimentation tell'ordre de 10 à 20 Volts un clavier de numérotation à boutons-poussoirs 7 commande le circuit 6 pour qu'a' sa sortie 8 apparaissent des impulsions dont le nombre dépend du numéro du bouton-poussoir enfoncé ; ces impulsions sont appliquées à la commande d'un interrupteur 9 à commande par tension pour l'ouvrir et le fermer. Conforrément à l'invention, le poste téléphonique comporte un convertisseur de tension 10 de courant de boucle I en tensions d'alimentation pour ledit appareillage 6. Les bornes d'entrée il et 12 du convertisseur 10 sont reliees pour l'une (portant la référence 11) à la borne 2 et pour l'autre (portant la référence 12) à I'accès 5 de la partie vocale 3 par l'intermédiaire dtun interrupteur commandé par tension 13 ; la position ouverte ou fermée de cet interrupteur dépend de la valeur d'un signal présent à la sortie 14 de l'appareillage 6 ; l'interrupteur 9 est branché en parallèle sur la partie vocale 3 et l'interrupteur 13. Le fonctionnement de principe d'un tel poste est le suivant lorsqu'on veut faire un numéro, le circuit 6,fournit sur la sortie 14 une tension de commande â l'interrupteur 13 de telle façon que celui-ci reste ouvert, puis l'interrupteur 9 se ferme et s'ouvre au rythme des impulsions apparaissant à la sortie 8 du circuit 6. La fermeture et l'ouverture de l'interrupteur 9 provoquent au niveau des bornes l et 2 des variations d'impédance qui sont décelables dans le central pour reconnaiatre.le numéro frappé sur le clavier. Après la numérotation l'interrupteur 9 reste ouvert et l'interrup teur 13 ferme. On remarquera que l'interrupteur 13 reste ouvert pendant la période de numérotation ; ainsi la partie vocale étant en quelque sorte déconnectée du poste téléphonique, il n'y aura aucune sensation désagréable procurée par l'écouteur durant cette période et les. variations d'impédance aux bornes 1 et 2 seront plus franches. On a représenté à la figure 2, le schéma réalisé en pratique sur cette figure les éléments communs à ceux de la figure précédente portent les mêmes références. Comme tous les postes téléphoniques connus, le poste montré à la figure 2 comporte une résistance variable 20 dont une extrémité est reliée à la borne I et l'autre à une entrée d'un pont redresseur 19 ; on peut ainsi ajuster la valeur 'de cette résistance 20 pour que le courant I circulant sur la ligne téléphonique ait une valeur déterminée (de l'ordre de 35 mA) deux contacts portant respectivement les références 21 et 22 sont manoeuvrés lors du décrochage et du raccrochage du combiné téléphonique ; ces contacts 21 et 22 sont représentés dans la position qu'ils occupent lorsque le combiné est raccroché. Ce poste comporte aussi une partie vocale 3 qui est représentée ,ici, en détail ; cette partie vocale est constituée par un transformateur différentiel 23 ; l'écouteur 24 est branché aux deux extrémités de l'enroulement secondaire de ce transformateur 23 alors que le microphone est branché entre une première extrémité et le point-milieu de l'enroulement primaire ; cette première extrémité constitue l'accès 4 ; la deuxième extrémité de l'enroulement primaire est reliée à l'accès 5 par l'intermédiaire d'une résistance 26 shuntée par un condensateur 27. Le contact 21 est bran c;ké entre la borne 2 et le pont redresseur 19. Le convertisseur de tension 10 est pourvu essentiellement d'une section d'entrée lOa et d'un dispositif oscillateur lOb. La section 10a est constituée à partir d'un condensateur 28 branché entre les entrées il et -12 du convertisseur 10 - la tension maximum de charge de ce condensateur 28 est fixée à l'aide d'une diode 29 utilisée comme stabilisateur de tension. La section oscillateur lOb-comporte un transistor 30, un transformateur accordé muni de deux enroulements 31 et 32 qui sont couplés magnétiquement et une capacité de résonance 33 ; le premier enroulement 31 est placé dans le collecteur du transistor 30 et le deuxième est placé entre la base du transistor 30 et une extrémité d'une résistance 34 dont l'autre extrémité est branchée en un point de connection reliant une extrémité d'une résistance 35 et une armature d'un condensateur de découplage 36. Ce montage de la résistance 35 et du condensateur 36 est branché en parallèle sur le condensateur 28. Aux extrémités de l'enroulement 31 apparaît une tension alternative qui est redressée et filtrée par un redresseur double alternance 37. Le circuit constitué par la diode Zener 38, la résistance 39 et le condensateur 40 est destiné à l'initialisation à la mise sas tension du circuit M.O.S. 6. Le condensateur 40 est shunté par un contact 22 pour permettre une remise à zéro rapide du circuit M.O.S 6 au raccrochage du combiné. Une sortie du redresseur 37 est mise à la masse ; aux deux extrémités de l'enroulement 31 apparat une tension en forme de créneaux d'amplitude VM ; si on considère les tensions aux extrémités de l'enroulement 31 par rapport à la masse, on se rend compte que lorsque une extrémité est au potentiel VM l'autre est au potentiel de la masse et vice-versa (on ne tient pas compte des chutes de tension dues aux diodes faisant partie du redresseur 37) ; ces tensions en forme de créneaux sont appliquées à l'appareillage 6 composé d'un circuit M.O.S qui nécessite des tensions d'horloge de valeurs complémentaires ; la tension continue disponible entre une extrémité de la diode Zener et la masse est aussi appliquée comme tension continue d'alimentation. Dans ce poste téléphonique montré å la figure 2 on profite avantageusement de la constitution des interrupteurs 9 êt 13 qui sont formés,. comme cela est bien connu, par des transistors du type bipolaire. En effet lorsque le combiné est raccroché le contact 21 est ouvert, aucun courant venant de la ligne téléphonique ne peut passer ; le poste n'est pas alimenté et de ee fait, les transistors 9 et 13 se comportent comme des interrupteurs ouverts. Si on décroche le combiné le contact 21'se ferme, mais le condensateur 28 ne peut se charger car les interrupteurs 9 et 13 restent ouverts. Pour que le poste puisse fonctionner on a prévu un circuit de démarrage 50 formé notamment à partir de la jonction base-émetteur du transistor faisant office d'interrupteur 9 ; ce circuit comporte une diode 51 branchée entre la commande de l'interrupteur 9 et un point de jonction réunissant une résistance 52 et le collecteur d'un transistor 53, 1'autre extrémité de la résistance 52 est connectée à l'accès 4 de la partie vocale 3, la base du transistor 53 est réunie à un point de jonction de deux extrémités de résistance 54 et 55 ; l'autre extrémité de la résistance 55 connectée avec l'émetteur du transistor 53 est reliée à ltentrée 12 du convertisseur 10 ; quant à l'autre extrémité de la résistance 54, elle est reliée à la cathode d'une diode 56 dont l'anode est reliée à la masse. Ce circuit de démarrage 50 fonctionne de la manière suivante Au décrochage du combiné le contact 21 se ferme et un courant qui traverse la résistance 52, la diode 51 et la jonction base émetteur du transistor faisant office d'interrupteur 9 vient charger le condensateur 28 ; on remarquera que pendant cette charge le transistor 53 est bloqué. Lorsque la tension aux armatures du condensateur 28 devient suffisante l'oscillateur démarre et les différentes tensions appliquées à l'appareillage apparaissent à la sortie de l'oscillateur. A la sortie 14 et à la sortie 57 apparaissent en même temps que les tensions précitées, deux autres tensions qui pour l'une va provoquer la fermeture de l'interrupteur 13 et qui, pour l'autre va provoquer la saturation du transistor 53, cette saturation rend inopérants les éléments 52, 53,54, 55 et 56, c'est-â-dire que des tensions de commande pourront être appliquées à l'interrupteur 9 sans être perturbées par les éléments précités. Dès que l'interrupteur 13 est fermé et l'interrupteur 8 ouvert, l'utilisateur peut entendre dans ltécouteur 24 la tonalité d'invitation à numéroter ; il peut alors effectuer cette numérotation en étant sûr que l'oscillateur a bien démarré et que les différentes tensions d'alimentation sont bien appliquées à l'appareillage 6. Pendant toute la période de numérotation une tension constante apparait à la sortie 14 qui vient bloquer le transistor 13 ; le processus de numérotation se déroule donc ainsi qu'il l'a été décrit ci-dessus. Il faut remarquer que, pendant la période de numérotation, l'interrupteur 9 reste momentanément ouvert ; l'énergie nécessaire au fonctionnement de la section-oscillateur provient du condensateur 28. Le condensateur 28 est chargé à une tension maximum Vc fixée par l'élément stabilisateur de tension 29 qui coopère avec un transistor 61. La base de ce transistor 61 est connectée à un point de jonction reliant-deux extrémités des résistances 62 et 63 ; l'autre extrémité de la résistance 62 est reliée par l'intermédiaire d'un fil 64 à la sortie du redresseur 29 connecté à l'accus 4 de la partie vocale 3. La deuxième extrémité de la résistance 63 et l'é- metteur du transistor 61 sont connectés ensemble à l'entrée 12 du convertisseur 10. Le collecteur du transistor 61 est branché à l'entrée il par l'intermédiaire d'une résistance de protection 65. La valeur de la tension VC est déterminée par Vz qui est la tension aux bornes de l'élément 29 et VBE la tension base-collecteur du transistor 69 lorsque celui-ci fonctionne ; Vc est donc VC VZ + VBE Le circuit de polarisation du transistor 61 formé principalement par la résistance 62 et l'élément 29 est tel que lorsque les interrupteurs 9 et 13 sont ouverts le transistor 61 est bloqué ; en effet, a' l'ouverture desdits interrupteus le potentiel de la tension présente sur le fil 64 augmente et le courant qui traverse alors les résistances 62 et 63 provoque une différence de potentiel aux extrémités de la résistance 63 qui bloque le transistor 61 ; ce courant, par un choix judicieux des résistances 62 et 63, peut être aussi faible que possible de façon à ne pas perturber les circuits. Grâce à ce circuit de polarisation du transistor 61, pratiquement toute l'énergie emmagasinée dans le condensateur 28 est fournie au dispositif oscillateur 10v. Le contact 22 du crochet commutateur combiné avec le condensateur 40 a pour but de faire disparaitre rapidement au raccrochage du combiné la tension sur un fil 66 qui "vide" le contenu des mémoires faisant partie de l'appareillage 6. La figure 3 montre une autre réalisation d'une section d'entrée lOa destinée à rendre constant le courant I quelle que soit la longueur de la ligne téléphonique reliant ledit-poste au central. Sur cette figure 3, les éléments communs avec ceux des figures précédentes portent les mêmes références. Il est bien entendu que lorsque on utilise cette section dans un poste téléphonique, la résistance 20 doit être supprimée et donc remplacée par un court-circuit. Dans cette section lO'a, on a toujours le condensateur 28 dont la différence de potentiel à ses armatures dépend d'une diode régulatrice de voltage 29' qui est branchée d'une manière différente par rapport à la diode 29 du précédent montage. Une extrémité de cette diode est branchée sur l'entrée 12 et l'autre extrëmité en un point de jonction réunissant 1 Les collecteurs des transistors 70, 71 et la deuxième extrémité de la résistance 72 sont réunis ensemble à l'entrée 11. La base d'un transistor 73 est reliée à une armature du condensateur 28 par l'intermédiaire d'une résistance 74, l'émetteur de ce transistor est relié à l'entrée ;2 par l'intermédiaire d'un montage en série d'une résistance 75 et d'une diode 76, ie collecteur du transistor 73 est réuni à l'entrée Il. Un condensateur de découplage 77 pour les signaux de conversation est connecté entre les entrées 11 et 12 ; la base du transistor 71 est reliée à une extrémité de la diode 38 (voir figure 2) par l'intermédiaire d'une résistance 78. L'émetteur du transistor 70 est connecté au point de connection reliant l'armature du condensateur 28 avec l t extrémité de la résistance 74. Le fonctionnement de cette section lO'a est le suivant Le courant de boucle qui rentre à ltentrée I2 et qui sort en Il est décomposé en trois courants le courant 12 qui traverse le transistor 73, le courant IE qui va alimenter la section oscillateur lOb et le courant Iz qui traverse la diode 29. Ce courant Iz est fixé à l'aide du transistor 71 polarisé par une valeur convenable de la résistance 78 en fonction de la tension présente à l'extrémité de la diode 38. Le principe de fonctionnement de cette section lO'a réside dans le fait que la somme 1E + I2 reste constante ; on rend la tension présente aux armatures du condensateur 28 constante en modifiant le courant Iss et corrélativement le courant 12 Ceci est obtenu à l'aide de deux générateurs de courant commandés en opposition par la tension présente aux armatures du condensateur 28, ces générateurs sont constitués par des transistors 70 et 73 ; une baisse de tension aux armatures du condensateur 28 rend le transistor 70 plus conducteur et le transistor 73 moins conducteur. La résistance 72 d'assez forte valeur est nécessaire pendant la période de démarrage qui survient au décroché du combiné. Le condensateur 77 est un condensateur de découplage qui laisse passer les signaux de conversation. Dans un montage réalisé en pratique, l'apparei-llage électrique est formé d'un circuit intégré à transistor à grille isolée du type 423 fabriqué par la société PYE - TMC et d'un réseau logique adaptant les signaux fournis par ce circuit pour la commande des interrupteurs 9 et 13. Il est bien évident, que sans sortir du cadre de l'invention, ledit appareillage électrique peut servir à d'autres fonctions que celles décrites ci-dessus ; ledit appareillage peut être par exemple un amplicateur renforçant le niveau sonore de l'éèouteur dans le cas où l'utilisateur souffre de surdité. REVENDICATIONS 1. Poste téléphonique d'abonné muni d'une partie vocale et d'un appareillage électrique destiné à être alimenté à partir du courant boucle parcourant la ligne téléphonique à laquelle les entrées dudit poste sont connectées, caractérisé en ce qu'il comporte un convertisseur de courant boucle en tensions d'alimentation pour ledit appareillage électrique. 2. Poste téléphonique d'abonné selon la revendication 1, dans lequel ledit appareillage necessite pour fonctionner à la fois des tensions d'horloge et des tensions continues, caractérisé en ce que ledit convertisseur comporte une section d'entrée alimentant un dispositif oscillateur dont des tensions de sortie servent de tensions d'horloge et ual organe de redressement desdites tensions d'horloge pour fournir des tensions continues audit appareillage. 3. Poste téléphonique d'abonné selon la revendication 1 ou 2 caractérisé en ce que les entrées dudit convertisseur-sont branchées en série avec la partie vocale. 4. Poste téléphonique d'abonné selon la revendication 3 caractérisé en ce que le convertisseur comporte une section d'entrée de régulation de courant de boucle. 5. Poste téléphonique d'abonné selon la revendication 4 caractérisé en ce que ladite section d'entrée de régulation de courant boucle est constituée à partir de deux générateurs de courant commandés en opposition par la tension de sortie de ladite section de telle sorte que la somme des courants fournis par lesdits générateurs soit sensiblement constante. 6. Posté téléphonique d'abonné selon l'une des revendications I à 5 pour lequel ledit appareillage est un générateur d'impulsions téléphoniques commandé par un clavier de numérotation, caractérisé en ce qu'il est muni d'un premier interrupteur qui est intercalé entre la partie vocale et le convertisseur, et d'un deuxième interrupteur qui shunte la partie vocale et le premier interrupteur et qui est commandé par lesdites impulsions téléphoniques. 7. Poste téléphonique d'abonné selon la revendication 6 caractérisé en ce que lddit générateur d'impulsions fournit aussi un signal au premier interrupteur pour le maintenir ouvert pendant la période de numérotation. 8. Poste téléphonique d'abonné selon la revendication 6 ou 7 dans lequel lesdits interrupteurs sont constitués par le trajet collecteur-émetteur de transistor caractérisé en ce qu'il est muni d'un dispositif de démarrage formé du trajet base-émetteur du transistor faisant office de deuxième interrupteur ce dernier trajet étant traversé par ledit courant boucle par l'intermédiaire d'une diode qui est passante pendant la période de démarrage et qui est bloquée en dehors de cette période pour permettre l'application desdites impulsions téléphoniques à la base de ce transistor faisant office de deuxième interrupteur. 9. Poste téléphonique selon l'une des revendications 1 à 8 dans lequel la section d'entrée comporte une combinaison formée d'un composant stabilisateur de tension etd'untransistor pour fournir une tension stabilisée, caractérisé en ce que le circuit de polarisation de ce dernier transistor rend celui-ci bloqué lorsque les deux interrupteurs sont ouverts. 10. Poste téléphonique d'abonné selon la revendication 9 dans lequel le composant stabilisateur de tension relie la base du transistor faisant partie de ladite combinaison à une entrée dudit poste reliée au ' collecteur, la tension stabilisée apparaissant entre l'émetteur et le collecteur dudit transistor caractérisé en ce que le circuit de polarisation se compose d'une résistance reliant la base à l'autre entrée dudit poste.