Brevet FR2394942A1 — publié le 19790112

La présente invention concerne un clavier téléphonique décimal d'un type comportant un pont de diodes redresseur du courant de ligne, un ensemble condensateur-diode Zener alimenté par ce pont et alimentant lui-meme un circuit d'horloge ainsi qu'un circuit intégré commandé par un bloc de touches et le circuit d'horloge pour émettre par une première sortie un signal principal de numérotation et par une seconde sortie un signal auxiliaire enveloppe de chaque train d'impulsions de numérotation, afin d'inhiber par l'intermédiaire d'un relais les circuits locaux d'écouteur et de sonnerependant toute la durée de chaque train d'impulsions de numérotation, Comme on le montrera de façon détaillée ci-après, un tel clavier présente l'inconvénient d'une consommation relativement élevée d'énergie électrique du fait de son relais, rendant son emploi quasi-impossible sur des postes d'abonnés à consommation réduite (10 mA) permettant des raccordements plus longs que les postes classiques à consommation plus élevée (30 mA). La présente invention a pour but de palier cette difficulté. A cette fin, un clavier téléphonique décimal du type initialement défini se caractérise suivant l'invention en ce qu'il comporte en outre, interposé entre ladite seconde sortie de circuit intégré et ledit relais,un circuit assurant la remise du relais au repos, au cours de périodes enveloppées par celles d'interruption du courant de ligne lors de la numérotation. Comme on ie montrera aussi de façon détaillée ci-après, un - - - - - - -- au repos - - clavier ainsiȯdifié, du fait qu-ii est ramene/au cours des 2/3 sensiblement du temps de numérotation, voit sa consommation d'étler- gie suffisamment réduite pour qu'il puisse devenir compatible avec les postes d'abonnés à consommation réduite (10 mA). L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit d'une forme préférée de réalisation ainsi qu'à l'examen de dessins annexés correspondants dans lesquels - la fig. 1 est un schéma général d'installation téléphonique d'abonné faisant ressortir les deux fonctions d'un cadran classique d'appel (ou clavier décimal équivalent) - la fig. 2 est un diagramme temporel des signaux émis par un clavier décimal de l'art antérieur - la fig. 3 est un schéma de clavier décimal de l'art antérieur faisant apparattre en trait interrompu comment s'insère dans ce schéma un circuit supplémentaire suivant l'invention ; - la fig. 4 est un diagramme temporel, analogue à celui de la fig. 2, des signaux émis par un clavier décimal modifié suivant 1'in- vention - la fig. 5 est un schéma de l'organisation détaillée d'un exemple de réalisation de circuit supplémentaire suivant l'invention. Dans une liaison téléphonique d'abonné telle qu'elle est schématisée à la fig. 1, un cadran traditionnel d'appel assume deux fonctions - essentiellement produire les signaux de numérotation - accessoirement inhiber certains circuits locaux pendant l'émission des signaux de numérotation. Le cadran remplit ces deux fonctions par deux groupes de contactsrespectivement : - des contacts d'impulsions 11 aux bornes I, II qui coupent le courant continu de la ligne à une cadence définie - des contacts de court-aircuit 12, 12' aux bornes III - IV qui court circuitent en temps opportun d'une part les circuits de transmission du poste d'abonné (donc en particulier l'écouteur), d'autre part la sonnerie locale, pour éviter que les variations de tension à grande amplitude produites par les impulsions de numérotation provoquent d'un caté des claquements désagréables dans l'écouteur, donc dans ltoreille de l'usager, de l'autre des tintements intempestifs de la sonnerie au rythme de ces impulsions. Le cadran d'appel est un organe amovible qui s'insère électriquement dans les circuits du poste d'abonné par les quatre bornes précitées I, II, III, IV. I1 est essentiel de préciser que typiquement, et comme le montre le diagramme temporel de la fig. 2 établi dans le cas de l'émission du nombre 23 à titre d'exemple, les contacts 12, 12' se ferment juste avant la première impulsion du contact ll et s'ouvrent 800 ms après la dernière impulsion de ce même contact. Les progrès de la microélectronique ont permis d'envisager le remplacement du cadran d'appel précédent par un dispositif à touches habituellement appelé "clavier téléphonique décimal" offrant à l'usager l'avantage d'une composition du numéro plus rapide et moins fastidieuse. Des circuits intégrés sont alors apparus sur le marché qui permettent de réaliser les fonctions du cadran précédent par une circuiterie dont le principe d'organisation ressort du schéma de la fig. 3. Un circuit intégré 21 commandé par les contacts électriques d'un bloc de touches 20, mémorise la suite des chiffres frappés et les réémet sous forme d'impulsions d durée adéquate, grace à un circuit d'horloge 22 (borne de sortie 221), sur une première sortie 211 pour réaliser la fonction essentielle de numérotation. Le circuit 21 émet d'autre part un signal enveloppe (suivant diagramme de la fig. 2) de chaque train d'impulsions de numérotation, sur une seconde sortie 212 pour réaliser la fonction accessoire d'inhibition. Mais ces signaux de sortie du circuit 21 sont à faible niveau et doivent être amplifiés ou relayés pour etre utilisables. En effet le cadran traditionnel, organe purement mécanique, utilise l'énergie du doigt de l'usager qui arme un ressort spiral avant de relâcher le disque du cadran ; son rôle se bornant à couper ou établir des contacts, ce cadran ne consomme aucune énergie électrique. Dans le cas du clavier décimal au contraire, le circuit intégré, tous les autres composants précités, et surtout ceux d'interface avec la ligne exigent une alimentation électrique. La disposition générale communément adoptée est représentée à la fig. 3 où l'on distingue - un pont de diodes 23 destiné à orienter convenablement le courant de ligne dans le montage (le courant de ligne peut en effet s'inverser au cours des diverses phases du fonctionnement);; - un ensemble en parallèle d'un condensateur 24 et d'une diode Zener 25 qui constitue le réservoir d'énergie à tension constante pour l'alimentation de tous les composants du montage (sauf le transistor 11 vu ci-après) - un transistor 11 remplaçant les contacts'd'impulsion du cadran et commandé par la sortie 211 du circuit 21 - l'ensemble en série d'un transistor 26, commandé par la sortie 212 du circuit 21, et d'un relais 27 qui commute les contacts 12, 12' de court-circuit. Ce clavier décimal est lui aussi un organe amovible qui s'insère électriquement dans les circuits du poste d'abonné par les quatres bornes précitées I, II, III, IV. Mais, le remplacement du cadran par un tel clavier s'il permet d'en remplir les fonctions1 présente un inconvénient important du à la consommation d'énergie entratnée par le fonctionnement du clavier. Cette énergie est prélevée sur la ligne téléphonique, en utilisant le courant continu qui y circule. Et ce prélèvement vient en concurrence avec la longueur maximale de ligne au bout de laquelle on peut raccorder un poste d'abonné. I1 faut en effet que le courant circulant dans la ligne ne tombe pas au dessous d'une valeur minimale permettant le fonctionnement correct du microphone du poste. Donc l'énergie U I prise par le clavier doit être compensée par une diminution de la résis U tance de la ligne (donc de sa longueur) de 4 R = I Cet inconvénient qui pouvait encore etre surmonté dans le cas des postes consommant au minimum 30 mA, devient rédhibitoire si, pour des raisons de rentabilité des cabres de distribution, on veut remplacer les postes précédents par des postes à consommation réduite de conception récente, n'exigeant plus que 10 mA au minimum pour leur fonctionnement et permettant des raccordements beaucoup plus longs que ceux des postes précédents. En effet, comme on se propose de le montrer maintenant, un courant de 10 mA (au lieu de 30) devient insuffisant pour faire fonctionner le clavier à la manière définie ci-dessus. Si les circuits électroniques, grace à la technologie dite C - MOS, ne représentent plus qu'une consommation très faible, il n'en est pas de meme du relais 27 assumant la fonction auxiliaire de court-circuit. Même en étudiant un relais à très faible consommation du type à lame souple, il est impossible de descendre à une valeur de consommation permettant son fonctionnement sur une ligne à 10 mA. I1 est essentiel d'observer en effet que le principe de la numérotation par impulsions de coupures de courant prive le clavier d'alimentation pendant ces coupures, soit les 2/3 du temps selon les caractéristiques imposées en France à ces impulsions (une impulsion est constituée comme le rappelle la fig. 2 d'une coupure de courant de 67 ms suivie d'un rétablissement de 33 ms, soit 100 ms pour la durée totale d'une impulsion). Pour que le condensateur 24 ne se décharge pas progressivement pendant la numérotation, il faut donc que l'énergie qui lui est fournie par la ligne pendant les rétablissements de courant (33 ms) soit suffisante pour compenser celle qu'il perd pendant les coupures (de 67 ms). De façon plus précise, si le courant minimal nécessaire au fonctionnement du relais est de 5 mA, une impulsion totale (de 100 ms) entratne en quantité d'électricité une dépense de 5 x 0,1 mA.s = 0,5 x 10 As. et le courant nécessaire pour récupérer cette dépense au cours de la période de rétablissement de courant (de 33ms) est de 0,5 x 10 As A 33 x 10 = s ce qui est impossible. L'inventicn a pour but de réduire la consommation du relais tout en continuant à assurer la fonction d'inhibiiion. En remarquant que les claquements ou tintements à éviter se produisent uniquement aux moments des ouvertures et fermetures du contact de numérotation, on voit qu'il suffit d'alimenter le relais (contacts 12, 12' fermés) à ces moments seulement. Pendant la majeure partie de la durée de l'impulsion d'ouier- turne, le relais remis au repos ne consomme pas d'énergie. I1 suffit de le mettre au travail juste avant l'instant de coupure du courant (2ms suffisent) pour le remettre au repos juste après le meme instant (2 ms suffisent), et avec les mêmes décalages, de le remettre au travail juste avant l'instant de rétablissement du courant pour le remettre au repos juste après l'instant de nouvelle coupure de courant. De façon plus précise, en admettant toujours le même courant minimal de 5 mA pour le relais, la quantité d'électricité dépensée par lui au cours d'une impulsion totale (de 100 ms) tombe à 5 (2 + 36) mA.s = 0,19 x 10 A.s et le courant nécessaire pour récupérer cette dépense au cours de la période de rétablissement de courant (de 33 ms) devient 0,lux 10 3 As -3 = 5,7 mA 33 x 10 s ce qui est maintenant largement acceptable. La réalisation de cette commande modifiée du relais 27 (seconde ligne du diagramme de la fig. 4 au lieu de la seconde ligne du diagramme de la fig. 2) exige l'interposition entre le circuit intégré 21 et le relais 27 d'un circuit d'élaboration du signal complémentaire nécessaire au relais. Ce circuit 30 indiqué en trait interrompu à la fig. 3 peut avoir l'organisation logique indiquée à la fig. 5. Le signal d'horloge 221 est supposé à fréquence de 4000 Hz. Il est transmis à un compteur binaire 31 à neuf étages de sorties Q1 Q1 - Q9, Qg. Ce compteur est maintenu à zéro par le signal 211 au niveau bas. A partir de l'instant où 211 passe au niveau haut (impulsion d'ouverture) le compteur 31 avance d'un pas à chaque impulsion d'horloge de 0,25 ms. Un décodage est effectué à partir des sorties Q, Q des six derniers étages du compteur 31 au moyen des portes ET 32 et OU 33 pour obtenir un signal 331 à l'état bas entre la 8ème et la 256ème impulsion d'horlcge1 c'es-à-dire entre les instants respectivement postérieurs de 2 ms et de 64 ms à celui de passage du signal 211 au niveau haut. Ce signal 331 combiné avec le signal 212 au moyen de la porte ET 34 permit d'obtenir finalement le signal 341 modifié suivant l'invention, destiné au relais 27 par l'intermédiaire du transistor 26. Bien entendu l'invention n'est nullement limitée à l'exemple décrit et représenté car il est susceptible de nombreuses variantes accessibles à l'homme de l'art sans qu'on sorte pour cela de son domaine. Ces variantes concernent en particulier l'organisation logique du circuit supplémentaire 30. REVENDICATIONS 1 - Clavier téléphonique décimal comportant un pont de diodes redresseur du courant de ligne, un ensemble condensateur-diode Zener alimenté par ce pont et alimentant lui-meme un circuit-d'horloge ainsi qu'un circuit intégré commandé par un bloc de touches et le circuit d'horloge pour émettre par une première sortie un signal principal de numérotation et par une seconde sortie un signal auxiliaire enveloppe de chaque train d'impulsions de numérotation, afin d'inhiber par l'intermédiaire d'un relais les circuits locaux d'écouteur et de sonnerie pendant toute la durée de chaque train d'impulsions de numérotation, caractérisé en ce qutil comporte en outre, interposé entre ladite seconde sortie du circuit intégré et ledit relais, un circuit assurant la remise du relais au repos, au cours de périodes enveloppées par celles d'interruption du courant de ligne lors de la numérotation. 2 - Clavier téléphonique décimal, selon la revendication 1 et applicable au cas où les trains d'impulsions de numérotation ont des périodes d'interruption du courant de ligne de 67 ms, caractérisé en ce que ledit circuit interposé est constitué par un compteur binaire commandé par ledit circuit d'horloge et le signal de première sortie de circuit intégré, et suivi par un ensemble de portes logiques délivrant un signal qui, combiné avec le signal de la seconde sortie de circuit intégré, élabore finalement un signal transmis au relais pour que celui-ci revienne au repos entre les instants postérieurs de 2 ms et de 64 ms à chaque instant d'interruption du courant de ligne, en cours de numérotation.