Brevet FR2350018A1 — publié le 19771125

L'invention concerne un dispositif d'alimentation d'une installation d'abon- né pour téléconnunications, ayant un transformateur dans lequel le bobinage primaire comporte un enroulement de compensation ; I1 invention s'applique notamment aux circuits d'alimentation des lignes et postes téléphoniques alimentés en courant continu a partir du central auquel ils sont rattachés. On connait déjà un dispositif de détection de boucle à photo-coupleur placé en série dans un pont d'alimentation ; dans ce dispositif, il est difficile de réaliser un seuil de détection précis et la détection du courant de ligne pendant les impulsions de sonnerie. On connait également des transformateurs d'abonné ayant un enroulement de compensation parcouru par un courant continu, dont le rôle est de compenser les ampères tours magnétisants des enroulements en série avec la ligne d'abonné, lesdits enroulements étant parcourus par le courant continu d'alimentation microphonique. La présente invention a pour objet un dispositif d'alimentation ne présentant pas les inconvénients des dispositifs connus. L'invention a notamment pour objet un dispositif d'alimentation de poste d'abonné ayant un seuil de détection précis et prédéterminé et effectuant la détection du courant de ligne pendant les impulsions de sonnerie. L'invention a également pour objet un dispositif d'alimentation de poste d'abonné assurant l'alimentation d'un enroulement de compensation du transformateur d'abonné. Le dispositif d'alimentation de poste d'abonné de l'invention comporte un transformateur et un pont de résistance, ledit transformateur ayant deux enroulements reliés chacun respectivement a un fil d'une ligne d'abonné et un enroulement de compensation, ledit pont de résistance étant constitué par deux résistances de même valeur chacune en série avec un fil de ladite ligne d'abonné et reliées l'une à une premiere tension continue, et l'autre a une deuxième tension continue, et par deux bras de pont constitués chacun par deux résistances en séries, un des bras étant relié d'une part a la première tension continue et d'autre part au fil relié a la deuxième tension continue, l'autre bras étant relié d'une part a la deuxième tension continue et d'autre part au fil relié a la premiere tension continue, et est caractérisé par le fait que les résistances des deux bras de pont ont une même valeur et qutil comporte un amplificateur, deux entrées reliées chacune à un point milieu d'un bras de pont différent, un comparateur seuil ayant une entrée reliée à la sortie dudit amplificateur et une entrée seuil reliée à tension de seuil continue de valeur prédéterminée, ledit comparateur détectant le courant dans la ligne d'abonhe et alimentant d'une part ledit enroulement de compensation et d'autre part un dispositif d'isolement galvanique délivrant sur sa sortie un signal lorsque le courant dans la ligne est détecté. On va décrire à présent, un exemple de réalisation illustré par les figures annexées dans lesquelles : - la figure I représente schématiquement un dispositif d'alimentation de poste d'abonné. - La figure 2 représente le premier étage dudit dispositif. - La figure 3 représente le deuxième étage dudit dispositif. - La figure 4 représente un schéma électrique équivalent du premier étage. - La figure 5 représente la courbe de la tension aux bornes d'une résistance en sortie du deuxième étage en fonction de la tension à 1 1entrée du deuxième étage. - La figure 6 représente le courant de compensation en fonction du courant de ligne. La figure I représente schématiquement un exemple de réalisation d'un dispositif d'alimentation d'un poste d'abonné assurant outre l'alimentation du poste d'abonné, la détection de boucle et la compensation des ampères tours magnétisants des enroulements en série avec la ligne d'abonné. Dans cette figure, un transformateur T comporte deux enroulements primaires 1 et 2, un enroulement secondaire 3, un enroulement de compensation 4, un premier étage 5 et un deusième étage 6. L'enroulement 1 primaire a une extrémité reliée à un fil LI et l'enroulement primaire 2 a une extrémité reliée à un fil L2, les deux fils Li et L2 constituant une ligne d'abonné. L'autre extrémité de l'enroulement primaire I est reliée par un condensateur C en série avec un troisième contact S3 d'un relais de sonnerie 8 à l'autre extrémité de l'enroulement primaire 2. L'enroulement de compensation 4 a une extrémité reliée à une sortie du deuxième étage 6 et une autre extrémité reliée à une première tension continue VI.Le premier étage est relié d'une part à l'extrémité de l'enroulement primaire I commune avec le condensateur C et d'autre part à l'extrémité de l'enroulement primaire 2 commune avec le troisième contact 53. Une machine d'appel 9 alimentée en courant alternatif 50 Hz est reliée d'une part aux deux bornes d'un premier contact SI du relais de sonnerie 8 et d'autre part aux deux bornes d'un deuxième contact S2 dudit relais de sonnerie. Lorsque le relais de sonnerie 8 n'est pas alimenté, le troisième contact S3 est fermé et les contacts SI et S2 sont au repos et sont dans cette position en contact avec une borne dite borne repos, l'autre borne étant dite borne travail. La borne repos du premier contact S1 est reliée à une premiere tension continue Vi qui est le pôle positif d'une batterie et la borne repos du deuxième contact S2 est reliee à une deuxième tension continue V2 qui est le pôle négatif de ladite batterie dont la tension aux bornes est par exemple de 48 volts.Les contacts S1 et S2 sont reliés au premier étage 5 qui est également relié à une troisième tension continue Vo, négative de valeur -24 volts par exemple, à une tension continue VA négative de valeur -12 volts par exemple, et à une cinquième tension continue VB, négative de valeur -36 volts par exemple. Le premier étage est relié au deuxième étage 6 par la liaison 7. Le deuxième étage est également relié à la quatrième tension continue VA, à la cinquième tension continue VB à la troisième tension continue Vo, et à une sixième tension continue e, positive de valeur 12 volts par exemple ; le deuxième étage délivre sur une sortie S, isolée galvaniquement du dispositif d'alimextation, un signal de détection de fermeture de la boucle d'abonné. Le dispositif d'alimentation de la figure 1 assure la compensation des ampères tours magnétisants des enrouloients primaires I et 2 en série avec la ligne d'abonné constituée par les fils LI L2, en délivrant à 11 enroulement de compensation 4 un courant continu à partir d'un seuil prédéterminé, ledit courant continu étant proportionnel au courant dans la ligne d'abonné. La figure 2 représente le premier étage 5 du dispositif d'alimentation de la figure 1. Corme dans la figure 1, on retrouve la machine d'appel 9 reliée aux deux bornes d'un premier contact S1 et aux deux bornes d'un deuxième contact S2, la borne repos du premier contact S1 étant également reliée à la première tension continue V1, la borne repos du deuxième contact S2 étant reliée à la deuxième tension continue V2 ; le relais de sonnerie 8 a également un quatrième contact S4 en série avec un condensateur C2 dont la position sera précisée plus loin, le premier étage comporte essentiellement un pont de résistances RI à R6 et un amplificateur A. Une résistance R1 est reliée d'une part à l'enroulement primaire 1 et d'autre part au premier contact S1 du relais de sonnerie 8. Une résistance R3 est reliée d'une part au premier contact S1 et d'autre part à l'entrée positive de l'amplificateur A ; une résistance R5 est reliée d'une part au point commun à la résistance R1 et à l > enroulement primaire 1 et d'autre part à l'entrée négative de l'amplificateur A. Une résistance R2 est reliée d'une part à l'enroulement primaire 2 et d'autre part au deuxième contact S2 du relais de sonnerie 8 ; une résistance R6 est reliée d'une part au deuxième contact S2, et d'autre part à l'entrée négative de l'amplificateur A ; une résistance R4 est reliée d'une part au point commun à la résistance R2 et à l'enroulement primaire 2 et d'autre part à l'entrée positive de l'amplificateur A. Une résistance R7 est reliée d'une part à l'entrée positive de l'amplificateur A et d'autre part à la troisième tension continue Vo. Une résistance R8 est reliée d'une part à l'entrée négative de l'amplificateur A et d'autre part à la sortie dudit amplificateur dont la tension de sortie est Vs.Une résistance R9 est réliée d'une part à la sortie de l'amplificateur A et d'autre part à une borne d'un conden sateur C1 dont l'autre borne est reliée à la troisième tension continue Vo ; en parallèle sur le condensateur Cl on trouve un condensateur C2 en série avec le quatrième contact 54 du relais de sonnerie. Le contact S4 est fermé lorsque le relais de sonnerie 8 est alimenté. La liaison 7 qui relie le premier étage 5 au deuxième étage 6 est reliée au point commun à la resistance R9 et au condensateur C1 ; la tension en sortie du premier etage est V's. L'amplificateur A est également relié aux quatrième et cinquième tensions continues VA, VB qui sont les tensions d'alimentation de l'amplificateur A. Les résistances R1 et R2 ont même valeur Ro, les résistances R3, R4, R5, R6 qui constituent deux bras de ponts ont même valeur R, et les résistances R7 et R8 ont même valeur R/2. Le schéma électrique équivalent du premier étage de la figure 2 est donné figure 4, dans laquelle la tension E1 est égale à V1-Ro-Il +V2/2 et la tension V1 + V2 - Ro . 12 E2 est égale à . La tension de sortie Vs du comparateur est donc V1 + V2 - Ro. I2 V1 - Ro I1 + V2 Vs = Vo + 2 2 d'où Vs - Vo = Ro (I1 - I2)/ 2 (1) Les courants I1 et I2 sont respectivement les courants dans les résistances R1 et R2, avec les sens arbitraires indiqués figure 2 ; ces courants sont théoriquement égaux mais pratiquement à cause des fuites à la terre le long de la ligne d'abonné, ces courants ne sont pas égaux. On voit donc, d'après la formule (1) que la différence Vs - Vo est propor I1 + I2 tionnelle au courant I1 - I2 et ne dépend ni du courant de mode commun 2 ni de la différence des tensions V1 - V2, ni de la tension de mode commun V1 + V2 . La formule (1) est valable dans la mesure où l'amplificateur A fonctionne VI + V2 dans des conditions normales ; pour cela on aura en pratique Vo = . 2 En effet, lorsque cette condition est réalisée, la tension au repos sur les deux VA + VB entrées est Vo, c'est-à-dire , et il n'y a donc aucune tension de mode 2 commun sur les entrées on obtient alors, V's étant la tension en sortie de la résistance R9, La constante de temps R9 C1 est déterminée de façon à éliminer la résiduelle alternative du courant de conversation,- de fréquence minimale, égale à 300 Hz, sans pour autant augmenter le temps de réponse du deuxième étage qui assure la détection de boucle. Si t max est le temps de réponse maximal on prendra R9 C1 # t max.Pendant les impulsions de sonnerie le quatrième contact S4 du relais de sonnerie est fermé et met le condensateur C2 en parallèle sur le condensateur CI ; la valeur du condensateur C2 est déterminée de manière à filtrer le courant de sonnerie. Le temps de réponse pendant la phase de sonnerie est donc fonction du courant maximal de sonnerie et de la fréquence de ce courant. La figure 3 représente le deuxieme etage 6 du pont d'alimentation de la figure 1. L'entrée positive d'un comparateur B est reliée par la liaison 7 au premier étage 5 ; l'entrée négative du comparateur B est reliée d'une part à une résistance R10 et d'autre part à la cathode d'une diode D1 ; la cathode de la diode D1 est reliée à deux résistances R12 et R13, la résistance R13 etant reliée à la 4ème tension continue VA et la résistance R12 étant reliée à la troisième tension continue Vo, Le comparateur 3 est alimenté par les quatrième et cinquième tensions continues VA et VB.La sortie du comparateur B est reliée à la base d'un transistor TI dont le collecteur est relié à l'enroulement de compensation 4, et l'émetteur est relié à l'anode d'une diode D2 dont la cathode est reliée à la résistance R10 et à une résistance R11 elle même reliée à la troisième tension continue Vo ; V"s désigne la tension à la cathode de la diode D2. La diode D2 est la diode d'un photocoupleur PC dont le transistor T2 a le collecteur relié à la sixième tension continue e et l'émetteur à la masse d'un appareil de signalisation non représenté ; bien entendu, cette masse est différente de celle du dispositif d'alimentation, le photocoupleur réalisant un isolement galvanique avec le dispositif d'alimentation. La sortie S du photocoupleur PC délivre un signal de détection de la fermeture de la boucle d'abonné. Le fonctionnement du deuxième étage est le suivant : le pont de résistances R12 R13 et la diode D1 polarisent entrée négative du comparateur B à une tension de seuil U ; la résistance R10 a une valeur au moins cent fois plus grande que la valeur de la résistance R11. Tant que la tension V's appliquée à l'entrée positive du comparateur B est plus petite que la tension de seuil U le transistor TI est bloqué. Lorsque la tension V's devient supérieure à la tension de seuil U, le comparateur B fonctionne en amplificateur de gain unité ; le transistor T1 devient conducteur et la diode D1 se bloque. Lors du passage de la tension V's, à une valeur supérieure à la tension de seuil U, la tension V"s à la cathode de la diode D2 passe brusquement d'une valeur 0 volt à la tension de seuil U. La figure 5 représente la caractéristique V"s-Vo = f (V's-Vo). On en déduit la courbe du courant de compensation Ic en fonction du courant IL dans la ligne, Ic - f (IL) - f (I1-I2). Le courant de ligne IL étant égal à la somme des valeurs absolues des courants I1 et 12 dans les résistances RI et R2. La figure 6 représente cette courbe, Ic = f(IL), dans laquelle I est le courant dans la ligne lorsque la tension de sortie V's du premier étage est U U U égale à la tension de seuil U ; on a donc I = = = . Le rapport Ic / IL, R1 R2 Ro du courant de compensation au courant de ligne est donné par Ic p R1 + R2 = Ro IL 2 R11 R11- Le courant de compensation Ic qui circule dans l'enroulement du compensation est nul tant que le courant de ligne est inférieur au courant I ; lorsque le courant de ligne a la valeur I, le courant de compensation prend la valeur Io. Sur la figure 6, on a représenté en traits interrompus la courbe réelle Ic = f(IL) ; en effet, le passage de la tension V"s de la valeur 0 à la valeur U n'est pas aussi rapide que celui représenté figure 5, en raison de la carac téristique non idéale de la diode Dl. Le dispositif de la figure 3 permet de s'affranchir de l'imprécision du coefficient de transfert du photocoupleur PC. En effet, pour le coefficient de transfert minimum du photocoupleur, PC la tension à la sortie S du photocoupleur bascule pour un courant ID max dans la diode D2 ; Le basculement aura toujours liett ai l'on a lo " U > ID mnXs lo étant le courant dans la diode 111 D2, donc dans l'enroulement de compensation juste après le basculement. Dans ces conditions, le basculement du photocoupleur a lieu dès que le courant de lignes IL a la valeur I = UR , et ceci quelle que soit la valeur du coefficient Ro de transfert. L'apparition de la tension à la sortie S du photocoupleur lorsque ia fermeture de la boucle d'abonné est détectée dépend du coefficient de transfert du photocoupleur PC. L'imprécision du basculement du photocoupleur du fait de la caractéristique non idéale de la diode Dl reste cependant très faible par rapport à l'imprécision qui serait obtenue avec un montage sans seuil. Dans la description ci-dessus d'un exemple de réalisation il a été mentionné l'emploi d'un photocoupleur PC ; on peut bien entendu utiliser tout autre dispositif permettant d'obtenir un isolement galvanique avec le dispositif d'alimentation, et utiliser par exemple un relais. D'une manière générale, on pourra, sans sortir du cadre de l'invention remplacer tout moyen par un moyen équivalent. REVENDICATIONS I/ Dispositif d'alimentation de poste d'abonné comportant un transformateur et un pont de résistances, le dit transformateur ayant deux enroulements reliés chacun respectivement à un fil d'une ligne d'abonné, et un enroulement de compensation, ledit pont de résistances étant constitué par deux résistances de meme valeur chacune en série avec un fil de ladite ligne d'abonné et reliées l'une à une première tension continue, et 11 autre à une deuxième tension continue et par deux bras de pont constitués chacun par deux résistances en série, un des bras étant relié d'une part à la première tension continue et d'autre part au fil relié à la deuxième tension continue, l'autre bras étant relié d'une part à la deuxième tension continue et d'autre part au fil relié à la première tension continue, caractérisé par le fait que les résistances des deux bras de pont ont même valeur, et qu'il comporte un amplificateur (A) à deux entrées reliées chacune à un point milieu d'un bras de pont différent, un comparateur à seuil (B) ayant une entrée reliée à la sortie dudit amplificateur et une entrée seuil reliée à une tension de seuil continue de valeur prédéterminée, ledit comparateur (B) détectant le courant dans la ligne d'abonné (L1, L2) et alimentant d'une part ledit enroulement de compensation (4) et d'autre part un dispositif d'isolement galvanique (PC) délivrant sur sa sortie (S) un signal lorsque le courant dans la ligne est détecté. 2/ Dispositif d'alimentation de poste d'abonné selon la revendication I, caractérisé par le fait qu'il comporte une cellule de filtrage entre l'amplificateur (A) et le comparateur (B), ladite cellule étant constituée d'une résistance (R9) reliée à la sortie de l'amplificateur et à 11 entrée du comparateur, d'un premier condensateur (C1) relié d'une part à l'entrée du comparateur et d'autre part à une troisième tension continue (Vo), et d'un ensemble constitué par un deuxième condensateur (C2) en série avec un contact (S4) d'un relais de sonnerie, ledit ensemble étant connecté en parallèle sur ledit premier condensateur. 3/ Dispositif d'alimentation de poste d'abonné selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé par le fait que la sortie du comparateur est reliée à la base d'un transistor (Tl) dont le collecteur est relié à travers l'enroulement de compensation (4) du transformateur (T) à la première tension continue (V1), et dont l'émetteur est relié à travers le dispositif d'isolement galvanique (PC) en série avec une résistance (R11), à la troisième tension continue (Vo). 4/ Dispositif d'alimentation de poste d'abonné selon la revendication 3, caractérisé par le fait que l'entrée seuil du comparateur est reliée d'une part à la cathode d'une diode (Dl) et d'autre part à travers une résistance (R10) à un point commun au dispositif d'isolement galvanique et à la résistance (R11), que l'anode de ladite diode (D1) est reliée à un point commun à deux résistances (R12, R13) en série reliées d'une part à la troisième tension continue Vo et d'autre part, à une quatrième tension continue (VA), positive par rapport à ladite troisième tension continue.