Brevet FR2359554A1 — publié le 19780217

La présente invention concerne les procédés et installations de transmission d'alarmes sur lignes téléphoniques d'abonnés, permettant de faire parvenir, en même temps, à un central téléphoni- que des signaux téléphoniques classiques (signaux de paroles notamment) et des informations d'alarme qui peuvent entre fournies par une centrale d'alarme placée dans le local de l'abonné ou à proximité. On connaît des installations d'alarme qui utilisent, au poste d'abonne, un générateur permettant d'émettre sur la ligne deux fréquences différentes F1 et F2 situées hors du domaine de fréquence retenu pour les signaux téléphoniques d'exploitation, par exemple hors du domaine des fréquences vocales transmisese Au cen- tral téléphonique un récepteur détecte la présence ou 11 absence des fréquences F1 et F2. La présence de F2 seule indique par exem- ple un état normal. La présence simultanée de F1 et de F2 indique une alarme. L'absence de F1 et de F2 est considérée comme un état de semi-alarme, indiquant une coupure de la ligne ou un non fonctionnement de l'émetteur de abonné. Ces installations connues présentent des inconvénients et en particulier un risque d'ambiguïtés, dû notamment au risque d'ap- parition, au niveau du récepteur, de résonnances qui font apparat- tre la fréquence F1 alors que seule la fréquence F2 est présente. Il en résulte des alarmes intempestives. Si l'on souhaite les évi- ter, il faut réduire la sensibilité au niveau de la réception'à un point tel que des alarmes réelles peuvent passer inaperçues, L'invention vise à fournir un procédé et une installation de transmission d'alarmes répondant mieux que ceux antérieurement connus aux exigences de la pratique, notamment en ce que l'lncon- vénient ci-dessus est éliminé,'au moins dans une'large mesure. D'ans ce but, l'invention propose notamment un procédé de transmission d'alarmes, caractérisé en ce qu'on envoie sur-ia ligne téléphonique, en fonctionnement, normal, une fréquence Fg modulée à une basse fréquence déterminée ainsi que - de préférence une autre Fréquence F1 (F0, F1 et la fréquence de modulation se situant~-hors-du domaine de fréquences d'exploitation conventionnel), en de qu'on indique l'alarme en coupant la modulation de F0, et en ce qu'on détecte' une alarme de second niveau par la réception -de Fg non modulée, avec corr-e"lativem-ent la présence de F1 si la fréquence F1 est prévue, une alarme de premier niveau étant alors être indiquée par l'absence de Fg et la présence de F1. Les termes présence et "absence" correspondent, dans la réalité, à la présence ou à l'absence d"xn signal dépassant un niveau déterminé, niveau qui peut être choisi à l'aide d'un circuit à seuil La modulation de signal à fréquence F0 peut être de n'importe quel type connu.On peut notamment utiliser une modulation d'amplitude par tout ou rient Il est évidemment possible de prévoir une semi-alarme, ou alarme technique, correspondant à l'absence de F0 et F1, indiquant que la ligne t coupée ou que l'émetteur d'alarme ne fonctionne pas, L'invention permet de vérifier, en supprimant l'arrivée au récepteur de la fréquence F0 modulée provenant du poste d'abonné, l'absence d'oscillations parasites à la fréquence F0. On peut notamment utiliser des fréquences Fo et P1 situées dans la bande allant de 4 KHZ à SKHz et une modulation à une fréquence de 10 Hz à quelques dizaines d'Herz lorsque la transmission normale s'effectue de façon classique dans la bande al- lant de 300 à 3400 Hz. L'invention propose egalement une installation d'alarme permettant de faire parvenir en même temps, à un central téléphonique, des signaux téléphoniaues classiques et des informations d1alar- me à partir d'un poste d'abonné, installaton caractériséeen ce qu'elle comprend, au poste d'abonné, les moyens d'émission sur la ligne d'un signal à fréquence F0 modulée à une basse fréquence déterminée et d'un signal à une autre fréquence F1, F0 et F1 étant situés hors du domaine de fréquence d'exploitation cvnven- tionnel , une centrale d'alarme prévue pour arreter la modulation de F0 pour signaler une alarme, et, au central téléphone que , des moyens pour détecter l'absence de modulation du signal à la fréquence F0 transmis par la ligne en même temps que la présence du signal à fréquence F1. Les circuits destinés à fournir le signal à fréquence Po à le moduler, puis à le détecter, sont avantageusement du type dit ',en sécurité", c'est-à-dire que tous les circuits interposés sur la channe de transmission sont d'un type dont l'impédance augmente en cas de panne. Par contre, le signal à fréquence F1, qui est un simple signal de surveillance d'une ligne, peut être produit et traité par des circuits qui sont, au mdns en partie, de type classique. L'invention sera mieux comprise à la lecture dela description qui suit d'une installation qui en constitue un mode particulier de mise en oeuvre, donné à titre d'exemple non limitatif. La description se réfère aux dessins qui l'accompagent, dans lesquels : - la figure 1 est un schéma simplifié de la partie "démission" de l'installation d'alarme; - la figure 2 est un schéma simplifié montrant le coupleur entre la partie "émission" ou "réception1, et la ligne; - la figure 3 est un schéma simplifié d'un filtre de sécurité utilisable dans l'installation; - la figure 4 est un schéma simplifié de la partie réception de l'installation d'alarme; - la figure 5 estun chronogramme montrant l'allure des signaux transmis sur la ligne en cas de fonctionnement normal et en cas d'alarme de second niveau. L'émetteur d'alarme représenté en figure 1, destiné à être placé au local d'un abonné, comprend des moyens permettant de fournir les fréquences Fg etF1, ainsi que la fréquence de modulation-. Ces moyens comprennent une horloge 10, à 1,1 NHz par exemple, qui attaque plusieurs channes électroniques. Une première chaîne, destinée à fournir la fréquence Fg, comporte un diviseur li par 28, fournissant la fréquence Fg = 4 296, 87 Hz. Un second diviseur 13, monté en cascade avec le premier, fournit la fréquence de modulation Fm La sortie de ce second diviseur est amplifiée par une chaîne comportant un amplificateur 14 qui attaque, par l'intermédiaire d'une impédance 15, un transistor à effet de champ 16 d'adapt?:ion dtimpédance. Le transistor 16 permet de mettre périodiquement à la masse ltentrée d'un amplificateur de puissance 17 qui reçoit également, par l'intermédiaire d'une impédance, la sortie à fréquence Fg de l'amplificateur 12. Entre l'entréeds l'amplificateur 17 et la sortie du transistor 16 est placé un premier contact 18 d'un relais R2 d'alarme de deuxieme niveau. Un second contact 19 de ce même relais R2, également fermé au repos, permet de mettre sous tension, donc en service, l-'amplificateur 14 en dehors des périodes d'alarme. Le signal à fréquence FoS modulé à la fréquence Fm, provenant de l'amplificateur de puissance 17, est envoyé sur l'une des bor nes C1 de la ligne téléphoniue (lignes P et T) par l'intermédiaire d'un premier contact 30, fermé au repos, d'un relais R1 d'alarme de premier niveau. Un second contact 31 de ce même re-lais, également fermé au repos, relie l'amplificateur 17 à la source de tension (à -12 volts par exemple). es enroulements des relais R1 et R2 sont reliés à des boucles d'alarme respectives A1 et A2, qui ferment les circuits d'excitation correspondants pour déclencher les alarmes. Sur ces boucles sont placés des interrupteurs respectifs de réarmement t1 et t2 à commande manuelle. La fréquence Fg modulée doit être appliquée sur la ligne par l'intermédiaire de circuits de sécurité, qui doiven-t éviter qu'une panne ne se traduise par le maintien au même niveau ou à un niveau accru de cette fréquence. Ces circuits comprennen-t un filtre de sécurité 20 conçu de façon que toute panne, quelle qu'elle soit, se traduise par une atténuation supérieure ou égale au coefficient de surtension du filtre, donc par un niveau de sortie de celui-ci plus faible que le niveau normal, Par ailleurs, le niveau de sortie de l'amplificateur 17 est limité par sa tension d'alimentation (12 volts par exemple) et l'impédance 21 de couplage de l'amplificateur 17 au filtre 20 ne peut voir sa valeur qu'augmenter.En conséquence, aucune panne ne peut se traduire par une augmenLaLion du niveau de sortie du filtre de sécurité 20, quk peut être un filtre passe-bande à trois pâles. La chaîne qui fournit la fréquence F1, qu'on peut considérer comme une fréquence de surveillance de la ligne, comporte des composants similaires à ceux de la première chante, mais sans système de modulation. Elle comporte successivement un diviseur 22 par 234, deux amplificateurs 23 et 24 en cascade et une impédance 25 similaire à l'impédance 22. Cette seconde chaîne comporte également un filtre de sécurité 26. Ainsi, on ne risque pas de résonance faisant apparaStre la fréquence Fo à la sortie du filtre 26 en cas de panne du diviseur 22. Dans l'exemple choisi plus haut, on voit qu'apparaissent, lors du fonctionnement normal, - à la sortie du filtre 20, la fréquence Fo = 4296,87 Hz modulée à 16,78 Hz par tout ou rien. - à la sortie du filtre 26, la fréquence F1 = 4700,85 Hz. Le circuit de la figure 1 est couplé à la ligne téléphonique à deux fils 27 et 28 par un coupleur 29 qui peut être du genre montré schématiquement en figure 2. Le combiné téléphonique 32 èst de son cbté relié aux fils d ligne par un filtre 33 de blocage de bandes, éliminant les fréquences Fg et F1. Le coupeur 29, représenté schématiquement en figure 2, est du type à attaque symétrique parallèle. Pour répondre aux conditions fixées par l'administration française des P & T, ce coupleur doit avoir une impédance d1in- sertion Z' telle que soit respectée une inégalité qui permet de ne pas perturber les signaux de sonnerie. L'impédance Z de la ligne P & T, proche de 600 ohms, répond en principe à la condition L'inégalité à respecter est alors Cette dernière condition doit entre remplie pour ne pas perturber les signaux de sonnerie. Le respect de ces conditions conduit à une impédance d'attaque Z supérieure à 2,2 kQ et une dynamique du signal émis inférieure à 14, 65 db, donc compatible avec les exigences de l'Administration. Ce résultat peut entre atteint avec un coupleur du genre montré en figure 2, comportant deux résistances ajustables 34 et 35 placées en série, de façon à obtenir, pour une ligne de longueur maximum, un niveau de réception de - 50 dbm. Un couplage par voie inductive est assuré par un transformateur 36, muni d'un écran électrostatique 37, dont le secondaire 38 est placé en série avec un réseau RLC comportant une résistance 39 de 22 kQ, une self 40 et deux condensateurs 41 de 2,2 microfarads autorisant la transmission dans la bande allant de 400 à 5.000 Hz. La résistance 21 et le filtre 20 doivent être de sécurité. En ce qui concerne la résistance, cela signifie qutelle est agencée de façon que la seule panne possible soit une coupure, mais en aucun cas une mise en court-circuit. Le filtre 29 doit, de son caté, astre d'un type tel qutaucune panne ne puisse provoquer qu'unie augmentation de l'impédance.Le filtre 20 représenté à titre d'exemple en figure 3 est un filtre passif à trois pales comportant, en cascade : - une première cellule comportant une résistance 43, un condensateur 44 et une inductance 45, - une seconde cellule couplée inductivement à la première et comportant deux inductances 46 et 47 et un condensateur 48, l'inductance 46 étant couplée à l'inductance 45 par un circuit magnétique à entrefer ayant un coefficient de couplage voisin de un, - une troisième cellule comportant des inductances 49 et 50, une résistance 51 et un condensateur 52, l'inductance 49 étant couplée à 17inductance 47 par un circuit à entrefer. En utilisant un tel circuit, on peut arriver à un coefficient de surtension initial élevé (égale ou supérieure à 10) avec des rapports entre inductance d'entrée et inductance de sortie également au moins égale à 10. Dans ce cas les consequences des pannes franches se traduisent toujours par une réduction ou une annulation de la tension de sortie, quil s'agisse d'un court-circuit ou d'une mise en circuit ouvert. La partie réception de l'installation peut être du genre schématisé en figure 4. L'organe d'entrée du récepteur est constitué par un coupleur 60 qui peut être du même type que le coupleur 22. Ce coupleur attaque un filtre de sécurité passe-bande 61 centré approximativement sur la fréquence Fg. Ce filtre est par exemple un filtre tchebycheff à quatre paLes, ayant une bande passante de 4.300 Hz i 35 Hz9 Le signal de sortie du filtre 61 est amplifié par une chaîne d'amplification 62 conçue pour que tout accroissement des résistances diminue le gaino On peut notamment utiliser une chaîne d'amplification 62 à trois étages ayant chacun un gain de tordre de 20 dB. La chaîne d'amplifica tion 62 attaque un détecteur de seul 63 qui, dans le cas d'une ligne téléphonique répondant aux critères de l1Administration des P & T et avec les organes amonts définis ci-dessus, pourra avoir un seuil fixé à -50 dBm, avec une tolérance de + 1,5 dBm. Si le signal d'entrée dépasse ce niveau, le circuit 63 fournit sur sa sortie le signal à fréquence F01 modulé en fonctionnement nprmal.Un circuit de détection 64 fournit sur sa sortie un si- gnal de tension - V1 indiquant la présence de la porteuse à fré- quence Fg, I1 est suivi d'un filtre 65 passe bande centré sur la fréquence Fm 2 16,78 Hz, d'un amplificateur 66 et d'un détecteur m 67 à hysterésis. Si le signal appliqué à l'entrée du filtre 65 est moduiLé à fréquence F- , le détecteur 67 fournit sur sa sortie une tension - V2. Si au contraire cette modulation est absente pendant une durée dépassant la constante de temps du détecteur 67 (5 secondes par exemple) le signal de sortie du détecteur 67 passe à zéro. Si la ligne ne courrait aucun risque d'être coupée, la surveillance des signaux de sortie - V1 et - V2 suffirait. Mais tel n'est pas le cas en général. En conséquence, le récepteur comporte également un circuit de détection de la fréquence F1. Ce -cir- cuit comporte, successivement, un filtre passe bande 68, qui n'a pas besoin d'être un filtre de sécurité, suivi d'un amplfica- teur 69, d'un détecteur 70 et d'un comparateur 71 avec un niveau de référence. Les alarmes sont élaborées par un circuit logique 72 qui peut avoir la configuration indiquée en figure 4, qui n'est toutefois nullement exclusive. La logique 72 comprend quatre portes 73, 74, 75, 76 qui indiquent respectivement, lorsqu'elles sont débloquées, l'état normal, l'alarme de premier niveau, l'alarme de second niveau et la semi-alarme ou alarme technique. On voit que cette logique est redondante. Elle peut être suivie d'un circuit 77 de codage et dladaptation en logique TTL pour exploitation ultérieure Ceci étant, l'installation qui vient d'etre décrtcfonc- tionne comme suit. Lorsque le système est dans son état normal, les boucles d'alarme A1 et A2 sont ouvertes. Les contacts 18, 19, 30 et 31 sont fermés. En conséquence des signaux à fréquence Fg, modulé à fréquence Fm et à fréquence F1 sont en permanence envoyés sur la ligne P & T. Dans la partie réception, le détecteur 64, constitué par exemple par une pompe à diode fournit un signal de sortie de tension - V1, auquel se superpose la modulation à fréquence Fm, Le filtre 65 (filtre à un pale en général) isole cette modulation. Le détecteur 67 fournit sur sa sortie une tension - V20 Simultanément, une tension - V3 au parait à la sortie du comparateur 71 : en conséquence, seule la porte 73 est débloquée. Les trois autres portes étant en même temps bloquées, on voit que normal normal est indiqué avec une redondance. Si à l'instant t0 le signal à fréquence F2 cesse d'être modulé, la tension - V1 cesse également d'être modulée. Au bout de du cinq secondes, constante de tempsvdétecteur 67, la tension de sortie de sortie de ce détecteur passe d'une valeur significative - V2 à 0, ce qui correspond à une alarme de deuxième niveau (instant tl). Si ultérieurement, à l'instant t2, le signal à fréquence F0 cesse également d'être émis on transmis, par exernple par mise hors service du diviseur 11 la partie réception indique immédia- tement une alarme de premier niveau. On voit que le systeme qui vient d'être décrit permet tout à la fois de minimiser le nombre des alarmes intempestives et de donner avec une grande sécurité des alanines réelles. I1 est susceptible dtêtre installé notamment dans les enceintes où de l'argent est manipulé (bureau de poste ou guichet de banque notamment) ou dans les locaux où les risques d'incendie sont importants, sans que ces applications doivent tre considérées comme exclusives. REVENDICATIONS 1. Procédé de transmission d'alarmes sur ligne téléphonique d'abonné, caractérisé en ce qu'on envoie sur la ligne téléphonique, bors des périodes d'alarme, un signal à fréquence Fo modulé à une basse fréquence F et un signal de surveillance de ligne à fréquence F1 (Fo, F1 et Fm étant hors du domaine de fréquence d'exploitation conventionnel), en ce qu'pu indique une alarme de second niveau en coupant la modulation de Fouet en ce qu'on détecte la dite alarme de second niveau par la réception des signaux à fréquence Fo non module et à fréquence Fl, une alarme de premier niveau pouvant être indiquée par l'absence de Fo et la présence de F1. 2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'on module le signal à fréquence Fo en amplitude par tout ou rien. 3. Installation d'alarme permettant de faire parvenir en même temps, à un central téléphonique, des signaux téléphoniques classiques et des informations d'alarme à partir d'un poste d'abonné, installation caractérisée en ce qu'elle comprend, au poste d'abonné, des moyens d'émission sur la ligne d'un signal à fréquence Fg modulée à une basse fréquence déterminée et d'un signal à une autre fréquence F1, Fo et F1 étant situés hors du domaine de fréquence dre-sloitation conventionnel, une centrale d'alarme prévue pour arrêter la modulation de Fg pour signaler une alarme, et, au central téléphonique, des moyens pour détecter l'absence de modulation du signal à la frquence Fg transmis par la ligne en même temps que la présence du signal à fréquence 1' 4. Installation suivant la revendication 3, caractérisée en ce que les circuits destinées à fournir lue signal à fréquence Fo, à le moduler et à le détecter sont du type "en sécurité", dont l'impédance augmente en cas de panne. 5. Installation suivant la revendication 3 ou 4, caractérisée en ce qu'elle comprend une partie réception comportant, à partir d'un coupleur : d'une part une chaîne de traitement de signal à la fréquence E^o ayant un filtre passe bande dtisolement de la fréquence Fo, des moyens d'amplification, un détecteur à seuil fournissant un signal de sortie en cas de présence du signal à fréquence F0 modu lé ou non, un filtre passe-bande centré sur la fréquence Fm et des moyens de détection de la fréquence F,, d'autre part, une chaîne de traitement du signal de surveillance à fréquence F1 ayant un filtre passe bande d'isolement de la fréquence F1, des moyens d'amplification et de détection de la présence de la fréquence F1, fournissant un signal de sortie en cas de présence d'un signal à fréquence F1 supérieur à un seuil, et une logique d'elaboration des alarmes, recevant les sorties des détecteurs de F0, F1 et F m 6e Installation suivant la revendication 5, caractérisée en ce que la logique d'élaboration des alarmes est redondante et comporte quatre portes respectivement débloquées en cas d'état normal de la ligne, d'alarme de premier niveau, alarme de deu- xième niveau et de semi-alarme, cette dernière correspondant à l'absence de Fo et F1. 7. Installation suivant la revendication 5 ou 6, caracté riséeen ce que les détecteurs à seuil de présence de Fm et F1 présentent une hystérésis0