Brevet FR2404354A1 — publié le 19790420

La présente invention concerne un dispositif de mesure des lignes et des postes téléphoniques et, plus particulièrement, un dispositif de mesure permettant d'une part, de comparer à une résistance de référence la résistance d'isolement existant entre les conducteurs de la ligne en essai et entre chaque conducteur et la terre, d'autre part, d'établir dans quelle fourchette se situe la valeur du courant microphonique. Les agents s'occupant de l'installation ou de la mainte nance des postes téléphoniques raccordes au réseau public sont souvent amenés à procéder à des essais ou à vérifier certaines des caractéristiques des lignes et des postes à partir des locaux mêmes des abonnés. C'est ce qui se produit notamment à l'occasion des mises en service de postes téléphoniques chez les abonnés, lors d'interventions faisant suite à des réclamations signalant des dérangements ou à l'occasion du remplacement d'appareils défeetueux. Usuellement, les essais des lignes et des postes sont faits par des équipements de mesure qui sont placés dans le central téléphonique sous la commande d'une opératrice d'une "table d'essai". Or, si l'on tient compte de l'extension actuelle et future du ré- seau téléphonique et du nombre sans cesse croissant d'appareils à installer ou à entretenir, si l'on prend également en considération le fait que la plupart des défauts concernent l'isolement des conducteurs des lignes, le circuit de sonnerie des postes et l'intensité du courant microphonique, il apparat économique non pas d'augmenter en proportion le nombre de tables et d'opératrices d'essais, mais de décharger ces dernières de certains essais qui pourraient être conduits par des dispositifs automatiques, à partir des postes eux-mêmes et sans faire-aucunement intervenir les opératrices des tables d'essais du central téléphonique. Un dispositif automatique de ce type a eété proposé par la société demanderesse et a fait l'objet d'une demande de brevet nO 77 18657 déposée le 17 Juin 1977 sous le titre "Dispositif d'essais rapides des lignes et des postes téléphoniques". Ce dispositif peut être atteint automatiquement en formant un indicatif déterminé à partir du poste à essayer. Il permet d'interpréter les manoeuvres effectuées sur place par l'agent, manoeuvres qui consistent à décrocher et à raccrocher le combiné du poste à essayer dans des laps de temps définis.Ces manoeuvres provoquent des changements de phases dans le fonctionnement du dispositif d'essais rapides, l'une de ces phases assurantlamesure de la résistance d'isolement de la ligne, une autre phase se rapportant à la mesure du courant microphonique. Au. cours de ces deux phases particulières, le dispositif d'essais rapides aiguille les fils de la ligne et du poste en essai vers le dispositif de mesure qui fait l'objet de la présente invention. Du fait que les essais effectués à partir d'un poste sont des essais simplifiés, il est aisé d'indiquer de façon audible à l'agent effectuant les essais le résultat des mesures. L'application sur la ligne d'une tonalité codée -continue ou cadencée à différents rythmes- fournit à l'agent des indications sommaires mais suffisantes pour un essai simplifié qui lui permettent, par exemple, de déduire que la résistance d'isolement de la ligne a une valeur supérieure ou inférieure à une limite donnée ou que l t intensité du courant microphonique a une valeur normale, faible ou forte par rapport à une valeur de référence. L'invention a pour objet un dispositif de mesure capable de mener les comparaisons nécessaires pour établir de tels résultats et de délivrer des signaux électriques en conséquence pouvant être utilisés par le dispositif d'essais rapides associé pour transmettre les codes audibles correspondants. A cette fin, le dispositif de mesure de l'invention comporte des amplificateurs opérationnels dont une entrée est reliée à un circuit fournissant la valeur de référence servant à faire la comparaison et l'autre à un élément fournissant une valeur à mesurer. Dans le cas de la mesure d'isolement de la ligne, l'amplificateur est relié à une diagonale d'un pont de bEeatstone dont une branche comporte les résistances de référence et une autre connecte la ligne à essayer.Dans le cas de la mesure du courant microphoniqile, l'entrée de mesure de chacun des amplificateurs devant détecter une plage donnée de la valeur de ce courant est reliée en parallèle avec les autres entrées sur l'extrémité d'un des deux enroulements d'un relais d'alimentation de la ligne en essai ; l'autre entrée de chacun de ces amplificateurs est reliée à un circuit donnant une valeur de référence différente en rapport avec la plage de courant microphonique à détecter. La sortie de chaque amplificateur est associée à un circuit à transistors qui permet la commande d'un relais électromécanique dont l'étant traduit le résultat de la comparaison faite par l'amplificateur, un contact de ce relais fournissant la signalisation électrique correspondante. Pour obtenir un fonctionnement stable du dispositif de mesure dans le cas où les grandeurs à mesurer ont des valeurs limites, on a introduit un circuit d'hystérésis qui consiste à ramener sur l'entrée de référence de l'amplificateur une partie du signal qu'il délivre en sortie. En outre, dans le cas de la mesure d:isolement d'une ligne, on doit tenir compte du temps de charge de la capacité de ligne et du condensateur de sonnerie du -ou des- poste en essai avant de prendre en considération le résultat de cette mesure. A cette fin, on a prévu un circuit de temporisation entre la sortie de l'amplificateur et le circuit à transistors afin de retarder d'une durée adéquate l'action du signal délivré par l'amplificateur sur le relais de signalisation du résultat. Différentes autres caractéristiques de l'invention seront mieux comprises à la lecture de la description qui va suivre, donnée à titre d'exemple non limitatif, en se reportant aux figures annexées qui representent - la figure 1, uné vue schématique des liaisons existant entre le dispositif d'essais rapides et le dispositif de mesure des lignes et des postes téléphoniques fai sant l'objet de l'invention - la figure 2, un schéma simplifié du circuit utilisé pour la mesure de la résistance d'isolement de la ligne;; - la figure 3, un schéma plus détaillé du pont de Mhatstone utilisé dans-le circuit de la figure 2 - la figure 4, un schéma détaillé du circuit de la figure 2 - la figure 5, un schéma détaillé du circuit utilisé pour la mesure du courant microphonique. On va commencer la description en se reportant tout d'abord à la figure 1 qui reprend certains des éléments ayant fait ltobjet de la demande de brevet déjà citée afin d'illustrer les moyens utilisés pour connecter au dispositif de mesure DM faisant l'objet de l'invention les fils de la ligne dont on veut mesurer l'isolement et l'intensité du courant microphonique. De façon connue, la prise du dispositif d'essais rapides DER s'effectue après qu'une sélection-dans le réseau de commutation du centra téléphonique ait permis de faire aboutir aux bornes A et B la ligne du poste en vérification, Le fonctionnement de ce dispositif d'essais rapides DER est séquentiel. Lorsque la phase de fonctionnement concerne la mesure de l'isolement des fils de ligne par rapport à la terre, des relais -non représentés sur la figure- aiguillent ces fils vers le dispositif DM, et plus particulièrement vers un circuit de mesure d'isolement de la ligne MIS. Une terre est ainsi appliquée par le contact m au point el du circuit MIS pendant que le contact n renvoie le fil A sur le point e2 puis, après cette mesure et l'ou- verture du contact n, pendant que le contact 2 renvoie le fil B sur le point e3. Dans une autre phase de fonctionnement du dispositif d'essais rapides DER, on procède à la mesure de l'isolement entre les fils de ligne et, cette fois, ce sont les contacts r 1 et r 2 quisont établis simultandment et renvoient les fils A et B vers les points e 4 et e5 du circuit de mesure MIS. Selon le résultat de chacune de ces mesures, un signal élect,-.que est appliqué --ou nonsur le point de sortie s I selon que le contact k est établi ou reste ouvert.Lorsque le séquen-tiel d'avancement du dispositif dtes sais rapides DER amène celui-ci dans la phase de fonctionnement concernant la mesure de l'intensité du courant microphonique, les relais f et i -non représentés sur la figure sont exatés. Le relaisf ferme les contacts f 1 et f 2 et renvoie la ligne en essai sur le relais a à travers les deux enroulements duquel la ligne est alimentée (potentiel-Va et terre) ; le relais i, par les contacts i 1 et çi 4 connecte le dispositif de mesure DM et, plus particulièrement, les entrées e 6 et e 7 du circuit de mesure MIM aux bornes d'un des enroulements du relais d'alimentation a.La mesure du courant microphonique se faisant en comparant le courant traversant cet enroulement par rapport à trois valeurs de référence, le résultat de la mesure se traduit par l'application d'un signal électrique sur l'une des sorties s 2 à s 4 par la fermeture d'un des contacts ct t à ct 3. Après avoir examiné le mode de raccordement des deux circuits MIS et MIM du dispositif de mesure DM au dispositif d'essais rapides DER, on va décrire maintenant ces deux circuits de mesure dont le principe est illustré par la figure 2 en-se référant au cas de la mesure d'isolement entre fils de ligne. La ligne est constituée par les conducteurs 1 1 et 1 2 reliant au central le poste téléphonique à essayer et on a figuré aussi le condensateur C qui correspond à la capacité équivalente du circuit de sonnerie de ce poste et de la ligne téléphonique. Cette ligne est raccordée par des moyens appropriés, en l'occunxnce le dispositif d'essais rapides dont on a déjà parlé, aux entrées ent 1 et ent 2 du circuit de mesure.Elle est alimentée par une branche d'un pont de Wheatstone dont les autres branches sont formées par deux résistances Rm et Rn de valeurs égales et par une résistance de référence Ref. De la sorte, lorsque la résistance d'isolement entre les fils de la ligne reliée aux entrées ent I et 2 est inférieure à la valeur de la ré sistance de référence Ref, le point X est à un potentiel inférieur à celui du point Y. De ce fait, l'amplificateur opérationnel OP, monté en comparateur, délivre sur sa sortie un signal qui-, à tra vers la résistance Rp, polarise la base du transistor T de telle sorte que celui-ci se sature et entrasse l'excitation du relais K. L'information correspondant au résultat de cette mesure, à savoir que la résistance de la ligne est inférieure à la valeur de réfé rence, est ainsi fournie par la fermeture du contact k qui applique une terre sur la sortie st. On notera que les diodes Da et Db sont présentes pour un simple rôle de protection : la diode Da pour -protéger le transistor T lorsque- l'amplificateur OP délivre un si gnal de sortie négatif par rapport à la terre, la diode Db pour écouler les extra-courants de rupture qui apparaissent dans l'enrou lement du relais K quand l'alimentation fournie par le transistor T est coupée. Cependant, le fait qu'unie ligne téléphonique ne soit pas assimilable à une impédance de valeur constante entraîne des modi fications qui vont être expliquées en relation avec les figures 3 et 4. La figure 3 reprend la disposition en pont de Wheatstone des circuits d'alimentation de la ligne et d'entrée du circuit de me sure tel qu'illustré sur la figure 2 ; on retrouve les éléments de cette figure 3 avec les mêmes références sur la figure 4 donnant le détail des circuits. La ligne téléphonique 1 1 - 1 2 à essayer aboutit au dis positif d'essais rapides DER comme on l'a vu sur la figure 1 et les deux conducteurs de- cette ligne sont reliés par des contacts appropriés (m, n, E, r) du dispositif DER aux entrées ent 1 et ent 2 du circuit de mesure, ces entrées correspondant, selon le cas, à deux des points e1 à e5 de la figure 1. La ligne 1 1 - 1 2 pouvant être de type différent -par exemple, ligne aérienne ou ligne sou terraine, ligne courte ou ligne longue- on a prévu de pouvoir sé lectionner la valeur de la résistance de référence Ref (figure 2) de chaque circuit de mesure en ajoutant à la résistance fixe R5 une des résistances R7 à Rîl par la mise en place de la connexion s appropriée.Dans la-branche du pont où est raccordée la ligne, on a disposé les résistances R1 et R2 de façon à limiter le courant dans les circuits de protection placés à l'entrée de llamplificateur CP, circuits constitués (figure 4) par le condensateur C1 destiné à atténuer les tensions alternatives susceptibles d'etre présentes sur la ligne et par les diodes D1 et D2 qui limitent la différence de potentiel entre les entrées - et + à des valeurs sans danger pour l'amplificateur OP. La ligne 11 - 12 peut être terminée par un ou plusieurs postes téléphoniques, le nombre maximal autorisé par l'Administration des PTT étant trois postes. On a représenté la résistance équivalente de la ligne et -du ou des poste par la résistance R1, le condensateur Cp figurant la capacité équivalente correspondant à la capacité de la ligne et à la capacité du -ou des- condensateur du circuit de sonnerie selon le nombre de postes en service.Lors de la mesure d'isolement, lorsque les contacts du dispositif DER branchent la ligne li - 12 sur les entrées ent 1 et ent 2 du pont de Wheatstone, un courant s'établit entre les points T et W à travers les résistances R3, R1, Rl,R2. Ce courant charge aussi le condensa- teur Cp initialement déchargé ; la valeur du courant est donc initialement telle qu'elle correspond à une résistance toujqurs inférieure à la résistance Ri. Il peut en résulter une excitation erronée du relais K. il convient donc d'attendre la charge complète du condensateur Cp avant de prendre en considération la mesure d'isolement. La résistance R3 est prévue pour que le temps de charge réponde à une durée déterminée, inférieure par exemple à 700 millisecondes.La résistance R4, placée dans l'autre circuit d'entrée de l'amplificateur, a une valeur identique à celle de la résistance R3. En conséquence, pour éviter de traduire la valeur du courant de charge du condensateur Cp comme correspondant à une valeur faible de la résistance d'isolement de cette ligne, on a introduit un circuit de temporisation entre la sortie de-l'amplificateur OP et le transistor T de commande du relais K (figure 2). Ce circuit de temporisation (figure 4) est constitué par les résistances R14 et R15, le condensateur C2, le transistor T1, les résistances R12 et R13. On masque ainsi les résultats fournis par le circuit d'entrée à chaque début de mesure tant que le courant dans ce circuit ne s'est pas stabilisé. En effet, en début de mesure, lorsque l'amplificateur OP a son entrée - (point X) à un potentiel plus négatif que son entrée + (point Y), l'amplificateur bascule et délivre un potentiel posi tif qui permet la charge du condensateur C2 à travers la résistance R14. Le transistor Ti ne devient conducteur qu'après que la tension aux bornes du condensateur C2 ait atteint le seuil donné par le pont diviseur formé par les résistances R12 et R13. A ce moment, c'est-à-dire après une temporisation d'environ 700 millisecondes, le transistor TI, devenant conducteur, son courant collecteur polarise la base du transistor T2 à travers les résistances R76 et R17, de sorte que ce transistor se sature également.A son tour, le courant collecteur du transistor T2 circulant dans les résistances R18 et R19 entraine une polarisation de la base du transistor T3 qui détermine son déblocage. Le courant collecteur du transistor T3 commande alors à travers la résistance R20 l'excitation du relais K dont le contact k applique une terre de signalisation de défaut sur la sortie st du circuit de mesure d'isolement de la ligne. On notera que la diode D3 permet de protéger le transistor T1 lorsque l'amplificateur OP délivre un signal de sortie de polarité négative, la diode D4 assurant la protection du transistor T3 et écoulant les extra-courants qui s'établissent dans l'enroulement du relais K lorsque l'alimentation de ce dernier est coupée. Pour que la mesure d'isolement de la ligne soit correcte quel que soit le type de ligne, il faut prévoir un circuit qui soit capable de tenir compte des variations de la résistance d'isolement, notamment dans le cas des lignes aériennes, variations qui sont dues aux écarts de température de l'air ambiant, à l'état hygrométrique de l'air, à la force et à la variation d'intensité des vents qui modifient la distance séparant les conducteurs de la ligne. Ces variations sont d'ailleurs d'autant plus g8nantes pour le fonctionnement du circuit de mesure que la résistance d'isolement de la ligne se trouve à la valeur limite de la résistance de référence. En effet, dans ce cas, le point-X du pont de mesure peut se trouver à un potentiel tantôt supérieur ou tant inférieur par rapport à celui du point Y de sorte que, si ces variations dépassent la durée de la temporisation introduite par le condensateur C2, le circuit les prend en compte, ce qui se traduit par des excitations et des retombées du relais E, c'est-à-dire par une information instable fournie par le contact k. Pour pallier cet inconvénient et obtenir un fonctionnement stable de l-;ensemble, on a prévu de ramener sur l'entrée + de l'amplificateur OP et à travers la résistance R6 une partie du signal délivré par le transistor T2.On détermine ainsi une hystérésis de l'amplificateur OP ; autrement dit, si le poten tiel du point X devient plus négatif que celui du point Y, le basculement de l'amplificateur OP qui en résulte amène l'application de ce signal d'hystérésis à travers la résistance R6 sur l'entrée + de façon à modifier le potentiel du point Y afin d'augmenter l'ex- cursion de potentiel que devra faire le point X pour provoquer le basculement inverse de l'amplificateur OP. On s'affranchit ainsi des variations de potentiel sur le point X qui seraient dues aux conditions d'ambiance extérieure décrites auparavant. On a vu jusqu'à présent le fonctionnement du circuit de mesure d'isolement entre fils de ligne du dispositif de mesure DM raccordé au dispositif d'essais rapides DER (figure 1). On va examiner maintenant les circuits électriques détaillés du circuit de mesure du courant microphonique en se reportant à la figure 5. Comme on l'a vu lors de l'explication se rapportant à la figure 1, le dispositif DER se trouve alors, pour cette mesure, dans une phase de fonctionnement dans laquelle les relais f et i sont au travail. La boucle du poste en essai est donc alimentée à travers les deux enroulements du relais a gracie à l'établissement des contacts f1 et f2 (figure 1) de sorte qu'un courant I (figure 5) circule dans cette boucle et, notamment, dans l'enroulement du relais a relié à la terre. Les contacts i7 et i2 du dispositif DER (figures 1 et 5) pep mettent de relier cet~enroulement aux entrées e6 et e7 du circuit de mesure MIM (figure 1) dont le principe de mesure du courant mi crophonique ,consiste à mesurer la différence de potentiel créée par le passage du courant I d'alimentation (figure 5) aux bornes de l'enroulement du relais a et à la comparer à une tension de référence, tout comme le montage de la figure 2. En examinant la figure 5, on voit que le circuit de mesure MIK est constitué par trois éléments identiques. Chaque élément est connecté en parallèle par la résistance R1, Ri 1 , R21 sur le point d'entrée e6 et comporte un amplificateur opérationnel OP7, OP2, OP3 qui attaque un circuit de sortie comprenant un transistor Ti, T2, T3 commandant un relais ctl, ct2, ct3.'Chaque élément comporte, dans son circuit d'entrée, un condensateur CI, C4, C7 respectivement en parallèle avec la résistance R2, R12, R22, et destiné à absorber les tensions résultant de bruits pouvant etre présent sur la ligne pendant la mesure. Les diodes D1-D2-D6, D7-D8-Dt2, D13-D14-D18 jouent un rôle de protection et deviennent passantes quand la tension à leurs bornes dépasse une valeur qui deviendrait dangereuse pour les entrées de l'amplificateur OP1 à OP3.correspon- dant.Chaque amplificateur comprend un circuit dthysbérésis constitué par la-diode D3 et la résistance R10 pour l'amplificateur OP1, la diode D9 et la résistance R20 pour l'amplificateur OP2, la diode D15 et la résistance R30,pour 1'amplificateur OP3. Ce circuit permet d'éliminer, comme on l'a vu pour la figure 4, les relaxations de l'amplificateur qui pourraient se produire pour des valeurs de courant très proches et fluctuant autour de celle que chaque ensemble doit détecter. En effet, si les divers composants mentionnés jusqu'alors sont de même valeur dans chaque ensembles il nten va pas de m8me- des composants formant les ponts diviseurs de tension. Par exemple, le pont diviseur formé par les résistances R52 R6, R7, R8, et R9 détermine une tension de référence entre les bornes - et + telle qu'elle permet la dét-ection de courants I supérieurs à 33mA, le pont diviseur formé par les résistances R15, R16, R17, R18, R19 la détection de courants I supérieurs à 50mA tandis que le pont diviseur formé par les résistances R25, R26, R27 R28, R29 permet la détection de courants I supérieurs à 70mA.Ainsi, selon la valeur du courant d'alimentation I circulant sur la ligne et dans le poste à vérifier,au moins un amplifieateur OP1 à OP3 bascule et commande, comme on l'a vu pour la figure 4, la saturation du transistor T7 à T3 correspondant à travers la résistance R3, R13, R23. A son tour, ce transistor entrain à travers la résistance R4, R14 ou R24 l'excitation du relais et, ct2 ou ct3 qui, par son contact etil, ct21, ct31 fournit la signalisation en rapport en appliquant une terre sur le point de sortie s2, s3, s4 correspondant.Les diodes D4-D5, D?O-D11, D16-D17 ont, dans chaque ensemble, les rôles identiques de protection des transistors T1 à T3 tels que déjà décrits avec les diodes homologues des figures 2 et 4. En fonction du signal apparaissant sur l'une des sorties s2, s3 ou 54, le dispositif d'essais rapides DER envoie la signalisation adéquate vers le poste en essai. Lorsque le dispositif DER change de phase de fonctionnement, les relais excités retombent et, notamment, les contacts il et i2 s'ouvrent, libérant ainsi le circuit de mesure du courant microphonique de la figure 5. il est bien évident que la description qui précède n1a été donnée qutà titre d'exemple non limitatif et-que de nombreuses variantes peuvent être envisagées sans sortir pour autant du cadre de l'invention. REVENDI(:ATIONS 1 - Dispositif de mesure des lignes et des postes téléphoniques associé à un dispositif d'essais et comprenant plusieurs circuits de mesure auxquels le dispositif d'essais connecte temporairement la ligne, caractérisé par le fait que chaque circuit de mesure comprend des moyens pour produire un potentiel de référence, des moyens pour obtenir un potentiel déterminé par une caractéristique de la ligne, des moyens de comparaison dont chacune des entrées re çoit ltun des dits potentiels, des moyens d'amplification associés à la sortie des moyens de comparaison, des moyens de signalisation reliés à la sortie des moyens d'amplification. 2 - Dispositif de mesure des lignes et des postes téléphoniques conforme à la première revendication, caractérisé par le fait que, dans le cas où ledit dispositif d'essais relie un dispositif de mesure aux conducteurs de la ligne, les moyens de comparaison de ce dispositif sont branchés dans une diagonale d'un pont de mesure dont une branche est associée à ces conducteurs et à l'une des entrées des moyens de comparaison, une autre branche du pont comportant les résistances déterminant la valeur de référence étant associée à l'autre entrée des moyens de comparaison. 3 - Dispositif de mesure des lignes et des postes téléphoniques conforme à la première revendication, caractérisé par le fait que, dans le cas où ledit~di-spositif d'essais relie un dispositif de mesure aux bornes d'un des enroulements d'un relais d'alimenta- tion du poste à essayer, une entrée des moyens de comparaison est connectée audit enroulement, l'autre entrée étant reliée aux résistances d'un diviseur de tension fournissant une valeur de référence particulière à ce dispositif. 4 - Dispositif de mesure des lignes et des postes téléphoniques conforme à la première revendication, caractérisé par le fait que les moyens de comparaison sont constitués par un amplificateur opérationnel. 5 - Dispositif de mesure des lignes et des postes téléphoniques conforme à la première revendication, caractérisé par le fait quton a introduit un circuit de temporisation entre la sortie du moyen de comparaison et le moyen d'amplification de façon à retarder l'action du moyen d'amplification sur le moyen de signalisation pour attendre la stabilisation des courants circulant dans la branche du pont de mesure sur laquelle est raccordée la ligne à essayer. 6 - Dispositif de mesure des lignes et des pcstes téléphoniques conforme à la première revendication,caractérisé par le fait qutune liaison est établie entre la sortie des moyens de comparaison et l'entrée de ces moyens reliée aux résistances déterminant la valeur de référence pour utiliser une partie du signal de sortie à la modification de cette valeur de référence. 7 - Dispositif de mesure des lignes et des postes téléphoniques conforme à la première revendication,caractérisé par le fait que la sortie du ou des étages à transistors du moyen d'amplification est associee à un relais électromécanique dont au moins un contact applique -ou non- une polarité appropriée sur une borne de signalisation dudit dispositif d'essais. 8 - Dispositif de mesure des lignes et des postes téléphoniques conforme à la deuxième revendication, caractérisé par le fait que la branche du pont de mesure déterminant la valeur de référence comporte plusieurs résistances mises en service par des liaisons amovibles en fonction de 12 résistance-type de la catégorie de ligne à essayer.