Brevet FR2361025A1 — publié le 19780303

L'invention cencerme un jonoteur pour relier une ligne téléphenique alimentante, provenant d'un central distant fournissant le courant d'appel, à un central local de type électronique. L'expression "ligne alimentante" signifie que la batt-- rie centrale qui alimente cette ligne est située dans le central distant. Dana le cas de la présente invention, ce central distant est considéré comme comportant un système de commutation de type queloenque, par axemple de type électromécanique ou électronique, et comme fournissant une signalisation d'appel par tension alternative. Les Joncteurs utilisés habituellement en pareil cas présentent les invonvénients de comporter des condensateurs de couplage à forte capacité (par exemple 5 miorefarads) pour réduire l'affaiblissement. Ces condensateurs sont très encombrants et coûteux. D'autre part, de tels joncteurs sont généralement équipés de relais ou d'erganes électromécaniques équivalents, côté ligne* et doivent utiliser parfois des résistances de grande pré- cision. Le joncteur sclon l'invention ce présente pas de tels inconvénients, car il a l'avantage de comporter des condensateurs de complage nettement menins encoxbrants, car de capaoité plus falble (50 nan@farads par exemple), la puissance medulante n'étant pl@s tranamise par des condensateurs comme dans les joactours cornus. Ce jonctour a dtautre part l'avantage d'utiliser des résistances de type courant, d'éliminer tout système à relais, cêté ligne, et d'être facile à équilibrer. Le joncteur selon l'invention est caractérisé on ce qu'il comporte : - un circuit d'émission des signaux i fréquence vocale vers le central distant, ledit circuit comprenant un premier amplificatueur différentiel dont le première entrée constitue l'entrée du circuit d'émission dudit joncteur, dont la seconde entre est reliée i la masse par l'intermédiaire d'un interrupteur électre- nique en série avec une source de tension continue, ledit interrupteur tant command de façon à reproduire une numérotation par ouverture de boucle, la sortie de ce premier arplificatour étant connectée à la ligne téléphonique par l'intermédiaire d'un premier coupleur opteélectromique constitué par une première diode à électrelum,inesoence asseciée à un premier phbototransistor dont le circuit émetteur-collecteur est branché en parallèle sur la ligne téléphonique et dont la base est reliée à l'émetteur par l'intermédiaire d'une diode en série avec une première diode Zoner, - un circuit de réception des signaux à fréquence vocale prove- nant du central distant, ledit circuit comprenant un deuxième amplificateur différentiel dont chaque entrée est reliée respec- tivement à l'un des deux fils de la ligne téléphonique par l'intermédiaire d'un condensateur et dont la sortie attaque l'une dos entrées d'un troisième amplificateur différentiel dont l'autre entrée est reliée à l'entrée du circuit d'émission pour éli- miner l'effet local et dont la sortie constitue la sortie du circuit de réception dudit joncteur, - un circuit de stabilisation du gain de l'ensemble d'amplification formé par le premier amplificateur et le premier coupleur opteélectromique, ledit circuit comprenant un quatrième amplifi- cateur différentiel dont les ontrées sont branchées aux bornes du circuit émetteur-collecteur du premier phototransistor prr l'intermédiaire de condensateurs, la sortie de ce quatrième am- plificateur étant reliée à la première entre du premier amplif- cateur, - un circuit. de réaction positive dudit ensemble d'amplification, constitué par une connexion résistive entre la sortie du deuxième amplificateur et la première entrée du premier amplifi- cateur, - un équipement redresseur, avec couplage à double voie, intercalé en série sur la ligne téléphonique, - un circuit de détection du courant d'appel, branché aux bornes de sortie de l'équipement redresseur, - un amplificateur du courant du circuit émetteur-cellecteur du premier phototransistor, ledit amplificateur étant branché en parallèle avec ledit circuit. L'invention sera mieux comprise & l'aide d'un exemple de réalisation et de la figure unique annexée qui représente le schéma électrique d'un tel Joncteur. Une ligne téléphonique alimentante provenant d'un central distant fournissant le courant d'appel est figurée par ses deux bornes d'entre 1 et 2 dans le joncteur selon l'invention, ce qui signifie qu'il y a autant de joncteurs identiques i celui inclus dans le cadre 3 on trait mixte qu'il y a de lignes télé- phoniques en provenance du central distant (non représenté sur le schéma). Le joncteur 3 est relié au central local (non représenté sur le schéma) par les bornes 4 à 9 et par la liaison de commande 10 de l'interrupteur électronique 11, liaison figurée en traits interrompus et qui est raccordée, dans le central local, à un organe de commande 12. Les bornes 4 et 5 sont les bornes de sortie du circuit d'émission du Joncteur Les bornes 6 et 7 sont les bornes d'entrée du circuit de réception du Joncteur. Les bornes 3 et 7 sont reliées à la masse. Les bornes 8 et 9 sont les bornes du circuit de détection du courant d'appel. Les bornes 1 et 2, dont la polarité peut s'inverser pendant les périodes de signalisation, sont raccordées aux entrées d'un équipement redresseur 13, avec couplage à double voie, dont les sorties sont respectivement reliées aux entrées de mEme polarité d'un amplificateur différentiel 14 par l'intermédiaire dtun condensateur (15,16) en série avec une résistance (17,18). La sortie de l'amplificateur 14 est reliée à l'entrée positive d'un amplificateur différentiel 19 par une résistance 20, l'entrée négative de l'amplificateur 19 étant reliée à la borne 6 par une résistance 21, pour annuler effet local. Un amplificateur différentiel 22 a son entre négative reliée par une résistance 23 à la borne 6 et par une résistance 24 à la sortie de l'amplificateur 14. L'entrée positive de 22 est reliée à la masse d'une part par une résistance 25, d'autre part par une autre résistance 26 en série avec l'interrupteur électronique 11 et une source de courant continu 27 dont le pale négatif est à la masse. La sortie de 22 est reliée par une résistance 28 à l'anode d'une diode 29 à électroluminescence dont la cathode est reliée à la masse. Cette diode est associée à un phototransistor 30 de type NPN pour constituer un coupleur optoélectronique. Le collecteur de 30 est relié par deux résistances en série 31 et 32 à la sortie positive de 13. La base de 30 est reliée à la même sortie par l'intermédiaire d'une diode 33 en série avec deux ré- sistances 34 et 35, l'anode de 33 étant reliée à la base de 30. L'émetteur de 30 est relié à la sortie négative de 13 par deux résistances en série 36 et 37 dont la connexion de mise en série 38 reliée à l'anode d'une diode Zener 39 dont la cathode est reliée à la connexion de mise en série des résistances 34 et 35. Le circuit 14-24 constitue un circuit de réaction posi tive de l'ensemble de l'amplification 22-29-300 La connexion 40 de mise en série des résistances 31 et 32 et la connexion 38 sont reliées respectivement aux entres négative et positive d'un amplificateur différentiel 41 par l'intermédiaire d'un condensateur (42,43) en série avec une résistance (44,43). La sortie de 41 est reliée par une résistance 46 à l'entrée négative de 22. Les amplificateurs 14,19,22 et 41 sont munis respectivement de résistances de contre-réaction 47,48,49 et 50.Les entrées positives des amplificateurs 14,19 et 41 sont reliées respectivement à la masse par les résistances 51,32 et 534 Les composants 41 à 46,30,33 constituent un circuit de stabilisation du gain de l'ensemble d'amplification 22-29-30. Le courant du circuit émetteur-collecteur de 30 est am- plifié par un transistor 54 de type NPN monté en générateur à courant constant, c'est-à-dire que son collecteur est relié à la connexion 40, son émetteur à la connexion 38 par une résistance 55 et sa base est relie d'une part à l'émetteur de 30, d'autre part à la connexion 38 par un condensateur électrolytique polarisé 56. Le circuit de détection du courant d'appel, émis par le central éloigné et arrivant par la ligne 1-2, est constitué par un autre coupleur optoélectronique, c'est-à-dire une diode à électroluminescence 57 associée à un phototransistor 58 dont le collecteur est relié diune part à la borne 9, d'autre part au moyen d'une résistance 59 au ple positif d'une source de tension continue, dont l'émetteur est relié d'une part à la borne 8 et d'autre part à la masse et dont la base n'est reliée à rien. La cathode de la diode 57 est reliée à la connexion 38. Son anode est reliée au collecteur de 30 au moyen d'une résistance 60 en série avec une diode Zener 61. La diode 57 est shuntée par une résistance 62 et l'ensemble 57-60 est shunté par une diode Zener 63. L'interrupteur électronique 11 est command par l'or- gane de commande 12 (qui est par exemple incorporé à l'unité centrale de commande du réseau de connexion du central local) de manière à reproduire une fermeture de boucle et des impulsions do numérotation par ouverture et fermeture de boucle. Les fils 64 et 65, qui relient respectivement les sor tics positive et négative de l'équipement redresseur 13 aux condensateurs 15 et 16, sont bouclés par le réseau des composants 30 à 37, 54 à 56. Ce réseau permet d'une part, loraqu'il est commandé par l'amplificateur 22, de fixer à une valeur déterminée constante le courant continu circulant entre les fils 64 et 65, part part d'injecter sur la ligne 1-2 les signaux à fréquence vocale en se comportant comme un générateur à impédance de sortie déterminée. Cette composante suit alors le trajet 6,23,22,28, 29 et le réseau précité. L'ensemble 22,29,30 est équivalent à un amplificateur unique ayant un grand gain dans la bande passante des.signaux à fréquence vocale. L'amplificateur 14 dirige vers la borne 4 via 19 les signaux à fréquence vocale transmis par les filr 64 et 65 et, du fait qu'il participe au circuit de réaction positive de l'ensemble 22-29-30, permet d'ajuster l'impédanse aux bornes des filr 64 et 65. Le fonctionnement du joncteur selon l'invention est le suivant: 1 - Fonctionnement en boucle ouvertes L'interrupteur 11 étant ouvert, la tension est nulle sur l'entrée positive de 22g à l'en trée 6 il n'y a pas de signaux à fréquence vocale. Le coupleur 29-30 est bloqué (pas de courant dans la diode 29) ainsi que le transistor 54 entre les fils 64 et 65, apparait une tension continue dont la valeur maximale est pratiquement celle de la ligne 1-2 en boucle ouverte. Néanmoins, un courant de repos subsiste, de faible valeur, dérivé par la résistance 33 et destiné à polariser la diode Zoner 39 à sa tension nominale. 2 - Fonctionnement en boucle fermée: Une tension continue positi ve de valeur fixe, est appliquée à l'entrée positive de 22. Cette tension est amplifiée par 22, compte tenu du gain déterminé par les résistances 46,49 et 23, et appliquée & la diode 29 à travers la résistance 28. Le phototransistor 30 devient conducteur. Lors de cette conduction, l'excès des porteurs majoritaires apparaissant dans la Jonction émetteur-collecteur s'écoule par la base. De ce fait, le potentiel de base s'élève jusqu'à ce que la diode 33 devienne conductrice à travers la résistance 34, ceci en dépas- sant la référence de tension impose par 39. Le courant dans la base étant trop faible pour entrainer une chute de tension importante dans 34, le potentiel de base de 30 se fixe pratiquement & BR contre-raction de courant* ce qui a pour effet d'imposer un courant constant dans le collecteur de 30, quelle que soit la tension continue appliquée entre 64 et 63. Le courant dans le collecteur étant constant, le courant dans l'émetteur l'est aussi, compte tenu de la faible valeur du courant dans la base.Le transistor 54 reçoit sur la base une tension constante apparaissant aux bornes de 36g la résistance 55 insérée dans l'émetteur de 54 produit également un effet de contre-rEaction de courant, ce qui implique un courant constant dans le collecteur. La résistance 55 détermine la valeur de ce courant. Les résistance ces 32, 37 sont placées en série avec le système 31,29,30,36,54, 55 et par conséquent le courant dérivé entre les fils 64,65 est constant, quelle que soit la tension présente entre ces fils. Ce courant se retrouve directement dans la ligne 1-2. 3 - Fonctionnement en numérotation s Le courant dans la ligne 1-2 est directement tributaire de la présence de la tension continue 27. La numérotation consiste alors i faire varier alternativement de zéro à sa valeur nominale la tension continue appliquée 8 'on- trée positive de 22, avec une fréquence de l'ordre de 10 Hz; le courant dans la ligne 1-2 suit la même variation en passant alternativement de sa valeur en boucle ouverte à sa valeur nominale. La ligne 1-2 ne présentant pas une impédance purement résistive, l'énergie stockée lors du passage du courant, provoque au mement de la coupure de ce courant une surtension entre les fils 64 et 65o Afin de limiter l'effet de la surtension, la diode 29 est mai- tenue à son seuil de conduction par une tension légèrement positive à l'entrée positive de 22. Au moment du transiteire, le courant dans 31 augmente sous l'effet de la contre-raction due à l'ampli- ficateur 41. L'amplitude du transitoire est ainsi limitée. 4 - Fonctionnement en régime dynamique s En régime dynamique, le coupleur 29-30 se comporte comme un amplificateur. Un signal à fréquence vocale appliqué à l'entrée 6 est amplifié par 22 et applique à la diode 29 à travers 28, créant ainsi un courant de basse fréquence oscillant autour de la valeur moyenne imposés par la composante continue appliquée à l'entrée positive de 22. Le condensateur 56 placé aux bornes de 36 s'oppose à toute variation de tension, la variation du courant dans la diode 29 crée une variation des porteurs majoritaires s'écoulant par la base de 30. I1 s'ensuit une variation de courant dans 33 et 34 et par consé- quent une variation de tension entre la cathode de 39 et la base de 30. Le phototransistor 30 ayant un gain en courant, le courant dans le collecteur suit, avec amplification, le courant dans la base, donc le courant dans la diode de 29. Par contre, le courant dans le collecteur de 54 reste fixe à cause du découplage apporté par 56. Ainsi , un signal & fréquence vocale injecté en 6 crée une variation de courant dans 32,37, superposée à la valeur moyenne du courant imposée par l'action de la source 27. La channe 22,29, 30 est assimilable à un amplificateur de grand gain, où une fraction de la tension de sortie est prélevée par les condensateurs 42,43 et est réinjectée, par l'intermédiaire de 41, à l'entrée de 22 et en opposition avec le signal injecté en 6.Cette réin Jection à un effet de contre-réaction et entratne une annulation de l'impédance présentée entre le collecteur de 54 et la connexion 38, ainsi qu'unie stabilisation du gain. L'amplificateur 14 prélè- ve par l'intermédiaire de 17 et 18 la totalité de la tension entre les fils 64 et 65. Une fraction de cette tension est réinjectée à travers 24 avec la même polarité que celle du signal injec té-en 6. Cette réinjection a un effet de réaction positive et contribue par conséquent à augmenter l'impédance de sortie. L'im pédante de sortie est donc fonction du taux de réaction positive appliqué en 22, donc de la valeur de la résistance 24.Une tension à fréquence vocale appliquée en 6 fait apparattre entre 64 et 69 une tension avec une impédance déterminée. Inversement, une tension à fréquence vocale injectée entre 1 et 2, avec lten- trée 6 à zéro , se retrouve à la sortie 4 via l'amplificateur 14 et l'amplificateur 19. Afin d'éviter la réinjection du signal arrivant en 6 sur la sortie 4, l'amplificateur 19. est monté en différentiel et permet d'annuler en 4 le signal à fréquence vocale apparaissant en ligne dû à l'entrée 6. Pour ceci, 19 reçoit directement sur son entrée négative à travers 21, une fraction du signal arrivant en 6 et permet d'annuler, par soustraction, le signal sur la sortie 4. 5 - Détection du courant d'appel : Lorsque le joncteur est en boucle ouverte, sans que l'entrée 6 soit soumise à un signal provenant du central local, une signalisation d'appel entrant peut se manifester sur la ligne 1-2 sous forme de tension alternative superposée à la tension continue d'alimentation. Le seuil de la diode 61 est fixé au-dessous de celui de la tension redresse par 13, dtob la conduction de 61 et le passage d'un courant dans 61,63,60,62 et dans la diode 57. Le coupleur opteélectronique 57-58 devient conducteur et l'information d'appel est recueillie directement sur le collecteur du transistor raccordé à travers 59 au pôle positif d'une source de tension continue. Le diode 63 assure une limitation supérieure du courant dans la diode 57 en dérivant une partie du courant, la résistance 62 assure un seuil minimal de fonctionnement à partir duquel la diode 57 ne conduit plus, ceci pour éviter les effets de tensions parasites. REVENDICATIONS 1.- Joncteur pour relier une ligne téléphonique alimentante, provenant d'un central distant fournissant le courant dtap- pelt i un central électronique local, caractérisé en ce qu'il comporte - un circuit d'émission des signaux à fréquence vocale vers le central distant, ledit circuit comprenant un premier amplificateur différentiel dont la première entrée constitue l'entrée du circuit d'émission dudit Joncteur, dont la seconde entre est reliée à la masse par l'intermédiaire d'un interrupteur électro- nique en série avec une source de tension continue, ledit interrupteur étant commandé de façon & reproduire une numérotation par ouverture de boucle, la sortie de ce premier amplificateur étant connectée à la ligne téléphonique par l'intermédiaire d'un premier coupleur optoélectronique constitué par une première diode à électroluminescence associée à un premier phototransistor dont le circuit émetteur-collecteur est branché en parallèle sur la ligne téléphonique et dont la base est reliée i metteur par l'intermédiaire d'une diode en-série avec une première diode Zener, - un circuit de réception des signaux à fréquence vocale provenant du central distant, ledit circuit comprenant un deuxième amjplificateur différentiel dont chaque entrée est. reliée respectivement à l'un des deux fils de la ligne téléphonique par l'intermédiaire d'un condensateur et dont la sortie attaque l'une des entrées d'un troisième amplificateur différentiel dont l'autre entrée est reliée à l'entrée du circuit d'émission pour éliminer l'effet local et dont la sortie constitue la sortie du circuit de réception dudit joncteur, - un circuit de stabilisation du gain de l'ensemble d'amplification formé par le premier amplificateur et le premier coupleur optoélectronique, ledit circuit comprenant un quatrième amplificateur différentiel dont les entrées sont branchées aux bornes du circuit metteur-collecteur du premier phototransistor par l'in termédiaire de condensateurs, la sortie de ce quatrième amplificateur étant reliée à la première entrée du premier amplificateur, - un circuit de réaction positive dudit ensemble d'amplification, constitué parue connexion résistive entre la sortie du deuxi- me amplificateur et la première entrée du premier amplificateur, - un équipement redresseur, avec couplage à double voie, interca lé en série sur la ligne téléphonique, - un circuit de détection du courant d'appel, branché aux bornes de sortie de l'équipement redresseur, - un amplificateur du courant du circuit émetteur-cellecteur du premier phototransistor, ledit amplificateur étant branché en parallèle avec ledit circuit. 2.- Joncteur selon la revendication précédente, caractéri- sé en ce que le circuit de détection du courant d'appel est constitué par un second coupleur optoélectronique comprenant une seconde diode à électroluminescence branchée aux bornes de sortie de l'équipement redresseur, en série avec une seconde diede Zener et un second phototransistor dont le circuit collec émetteur teur-/constitue le circuit de sortie dudit circuit de détection. 3.- Joncteur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'amplificateur du courant du circuit émetteur-cellecteur du premier phototransistor est constitué par un transistor monté en générateur à courant constant.