Brevet FR2430698A1 — publié le 19800201

La présente invention concerne une dérivation d'abonné téléphonique destinée a être branchée a une ligne pupinisée, comprenant un filtre de suppression pour la séparation, de l'installation téléphonique, des impulsions de taxation arrivant sur la ligne d'abonné. De telles dérivations d'abonnés, connues dans le service inter-urbain automatique, servent à empêcher les impulsions de taxation arrivant sur la ligne d'abonné durant une conversation d'atteindre la station d'abonné et a diriger ces impulsions vers un circuit de réception associé a un compteur de taxes installé chez l'abonné. Le filtre de suppression doit être constitué de telle sorte que la transmission des fréquences vocales dans la bande té léphonique, qui s'étend d'environ 300 à 3400 Hz, ne soit pas notablement perturbée. De tels filtres de suppression ne présentent pas de grands problèmes pour les deux systèmes de transmission de taxe principalement utilisés aujourd'hui, a savoir la taxation par haute fréquence et la taxation a 50 Hz, car ces fréquences sont suffisamment éloignées de la limite inférieure, respectivement supérieure, de la bande téléphonique. Ces deux systèmes de taxation présentent toutefois des inconvénients. Les impulsions de taxation à haute fréquence, dont la fréquence est par exemple de 12 kHz en Suisse et de 16 kHz en Allemagne Fédérale, subissent un affaiblissement relativement fort sur les lignes téléphoniques habituelles, cet affaiblissement étant d'autant plus fort que l'éloignement est grand entre le central et l'abonné. Il est connu que des lignes pupinisées réduisent sensiblement l'amortissement dans la bande téléphonique, mais cependant pas pour les fréquences 12 ou 16 kHz ; au contraire, les fréquences au-dessus de la bande téléphonique, c'est-à-dire au-dessus d'environ 4000 Hz, sont particulièrement fortement amorties. C'est pourquoi les milieux intéressés sont depuis quelque temps a la recherche d'une autre fréquence de taxation plus adéquate. Le système de taxation a 50 Hz présente de son côté l'inconvénient d'utiliser la terre comme conducteur et sera, pour cette raison, de moins en moins utilisé a l'avenir. On a déjà proposé une fréquence de taxation de 4 kHz qui présente l'avantage d'un amortissement faible sur les lignes pupi nisées, mais qui pose des problèmes ardus en ce qui concerne la réalisation et le dimensionnement d'un filtre de suppression adéquat. Un tel filtre de suppression doit en effet, d'une part, bloquer le plus complètement possible la fréquence de taxation et, d'autre part, assurer la transmission parfaite et le plus possible indépendante de la fréquence, des fréquences vocales dans la bande téléphonique dans les deux sens. Comme la fréquence de 4 kHz à bloquer est très proche de la limite supérieure de la bande téléphonique, il n'a pas été possible jusqu'ici de satisfaire ces exigences par des moyens demandant un investissement raisonnable.Il s'est avéré par exemple que des filtres simples, tels que les filtres rendant de bons services dans la taxation par haute fréquence, ne sont pas utilisables. Il n'a pas davantage été possible de trouver des circuits itératif s symétriques construits relativement simplement, avec des terminaisons réelles, qui remplissent les deux conditions susmentionnées de façon satisfaisante. La présente invention a pour but de réaliser un filtre de suppression de construction aussi simple que possible, pour des fréquences de taxation situées à proximité de la limite supérieure de la bande de fréquences vocales, en particulier pour la taxation à 4 kHz, qui maintienne éloignées les impulsions de taxation de l'installation d'abonné et empêche réciproquement d'éventuels signaux parasites engendrés dans la station d'abonné d'atteindre le circuit de réception des impulsions de taxation, qui permette en outre une transmission au moins approximativement indépendante de la fréquence des fréquences vocales dans les deux sens, et qui constitue en outre un bon transformateur d'impédance adapté à l'impédance moyenne d'un câble d'une ligne téléphonique normale, c'est-à-dire non pupinisée. A cet effet le filtre de suppression selon l'invention est constitué d'un filtre à réactance constitué par un circuit itératif présentant une bande passante dans la bande de fréquences vocales suivie d'un amortissement maximal. Ce filtre présente la structure d'un filtre à impédance symétrique, mais il est toutefois réalisé de telle sorte qu'il présente du côté abonné une terminaison complexe, correspondant à un circuit parallèle de resistances ohmiques et capacitives et, coté central, une termison réelle. I1 s'est avéré, de façon surprenante, qu'il est possible de dimensionner un tel filtre de suppression, apparaissant symétrique quant à sa structure, de telle sorte qu'il présente une large bande passante correspondant pratiquement à la bande téléphonique, suivie immédiatement d'un amortissement maximum pour les impulsions de taxation.Pour obtenir une transmission caractéristique optimale, il est possible de donner simultanément à un tel filtre de suppression les caractéristiques d'un convertisseur d'impedance optimal, de telle sorte que les stations d'abonnés usuelles, adaptées à des lignes téléphoniques normales, peuvent être branchées sans incon vénient à des lignes pupinisées à la suite d'une dérivation selon l'invention. I1 s'est avéré en particulier qu'un filtre de suppression selon l'invention assurait également un bon affaiblissement du signal local. Selon une forme d'exécution, le filtre de suppression, prévu pour une fréquence de taxation d'environ 4 kHz, présente par exemple une terminaison complexe, côté abonné, correspondant à une résistance ohmique de 800 à 1.000jet à une capacité parallèle de 30 à 50 nF et une terminaison réelle côté central correspondant a une résistance ohmique de 1.000 à l.200JL. Le filtre de suppression présente, par exemple, dans sa forme asymétrique par rapport à la terre, un circuit série dans l'un des fils de ligne, ce circuit série étant constitué d'au moins deux circuits résonnants pa rallèles et d'une bobine à l'extrémité côté central, ainsi que de deux condensateurs reliant les deux fils de ligne entre deux circuits résonnants parallèles voisins ainsi qu'à chaque extrémité de la bobine. D'autres formes d'exécution et d'utilisation seront décrites, à titre d'exemple, en relation avec le dessin annexé dans lequel la figure 1 représente un schéma bloc d'une ligne d'abonné et d'une station d'abonné équipée d'une dérivation et d'un compteur de taxes la figure 2 représente un schéma équivalent des terminaisons du filtre de suppression pour le cas ou le central émet la figure 3 représente le schéma équivalent pour le cas où la station d'abonné émet la figure 4 représente une courbe d'amortissement typique susceptible d'être obtenue au moyen d'un filtre selon l'invention ; la figure 5 représente une première forme d'exécution du filtre la figure 6 représente une deuxième forme d'exécution du filtre dans sa version dissymétrique par rapport à la terre ;; les figures 7 et 8 représentent respectivement des versions symétriques par rapport à la terre des filtres selon figures-5 et 6, la figure 9 représente un schéma bloc d'une ligne d'abonné équipée d'une dérivation dans le central et d'une station d'abonné équipée d'une dérivation d'abonné, d'un convertisseur de fréquence et d'un appareil pour la saisie des informations de taxation et, éventuellement de conversation, branché entre la dérivation et la sation d'abonné. A la figure 1 on a représenté schématiquement les deux fils a et b de la ligne d'abonné entre un central 1, dans lequel sont installés un générateur d'impulsions de taxation 3 et une dérivation de central 4, et une station d'abonné 2 reliée aux fils a et b à travers une dérivation d'abonné comprenant un filtre de suppression 5 et un circuit de réception des impulsions de taxation 6 associé à un amplificateur d'impulsions de taxation 7 et un compteur de taxe 8. La dérivation 4 du central empêche une transmission des impulsions de taxation engendrées durant une conversation par le générateur d'impulsions 3, sur le reste du circuit du central.Le filtre de suppression 5 de la dérivation d'abonné maintient écartées de la station d'abonné 2 les impulsions de taxation arrivant sur les fils a et b qui sont dirigées, à travers le circuit de réception vers l'amplificateur 7 pour actionner le compteur 8. Le filtre 5 empêche en outre les signaux parasites engendrés dans l'appareil de l'abonné à des fréquences correspondant aux fréquences des impulsions de taxation, d'atteindre le circuit de réception 6 et d'actionner intempestivement le compteur 8. Dans l'exemple considéré, le filtre de suppression 5 est agencé de manière a supprimer les impulsions de taxation d'une fréquence d'environ 4 kHz et de manière à réaliser des terminaisons complexe du côté de l'abonné et réelle du côté du central, selon les figures 2 et 3.Il s'est avéré qu'une termi naison complexe sous la forme d'un circuit parallèle constitué d'une résistance R2 d'environ 860sol Q et d'un condensateur C2 d'envi- ron 40 nF correspondait bien à l'impedance d'entrée que présente en moyenne les câbles téléphoniques et que du côté du central, une terminaison réelle par une résistance Rl d'environ 11004est bien adaptée à l'impédance d'une ligne pupinisée et à l'impédance du central.Lorsque le central émet, c'est-à-dire lorsqu'une transmission de tension a lieu du central vers l'abonné, la tension de source dans le central est U0 et la tension à la sortie du filtre de suppression 5, côté abonné, est U2 (figure 2) ; lorsque l'abonné émet, c'est-à-dire qu'une transmission de tension a lieu de l'abonné en direction du central, la station d'abonné fonctionne alors comme source de tension avec la tension U0, le circuit parallèle R2/C2 étant alors en série avec cette source de tension (figure 3), tandis que la tension à sortie du filtre 5, côté central, est U2, L'état de la technique ne fournit aucun élément valable permettant de réaliser un filtre de suppression présentant de telles terminaisons ainsi que la propriété de transmettre parfaitement les fréquences vocales dans la bande telephonique pratiquement indépendamment de la fréquence, dans les deux sens, car jusqu'ici la synthétisation de filtre n'était connue que pour des terminaisons réelles. On pouvait dès lors s'attendre à ce qu'un filtre présentant des terminaisons différentes, dont l'une en outre est complexe, conduise à un circuit relativement très compliqué. I1 s'est toutefois avéré de manière surprenante que des filtres à réactance construits de manière relativement simple et présentant la structure d'un filtre symétrique à impédance, satisfont très bien ces exigences. La figure 5 montre un premier exemple d'exécution d'un tel filtre à réactance 5 dans sa forme dissymétrique par rapport à la terre. Les données qui suivent sont limitées à cette forme, car celle-ci est plus simple que la version symétrique par rapport à la terre utilisée dans la pratique avec des tensions longitudinales égales. La transformation en version symétrique par rapport à la terre, telle que représentée à la figure 7, peut être exécutée par l'homme de l'art.Dans la version représentée àla figure 5, le-filtre 5 comprend, dans le fil de ligne a, deux circuits résonnants parallèles L3, C3 et L4, C4 en série, ainsi que, du côté du central, une bobine L5, ainsi que des condensateurs C6, C7 et C8 entre les deux fils a et b, entre chaque circuit résonnant et de chaque côté de la bobine L5. Les éléments du circuit présentent avantageusement les valeurs suivantes L3 14,5 mH L5 64,3 mH C3 109,5 nF C6 51 nF L4 43,6 mH C7 41 nF C4 36,3 nF C8 17 nF Ces valeurs peuvent bien entendu varier de quelques pourcents. Avec un tel filtre de suppression 5, on obtient, pour la transmission de la tension de l'abonné au central, selon figure 3 un amortissement A tel que représenté à la figure 4 en fonction de la fréquence en Hz. Rappelons que R1 = 1100 Q et et R2 = 86051 dans l'exemple considéré. On constate que l'amortissement a l'intérieur de la bande.té- léphonique, entre 0 est environ 3600 Hz, est très faible, et qu'il augmente brusquement immédiatement au-dessus de cette bande, deux pointes d'amortissement très voisines apparaissant vers 4000 Hz, pointes dues à la présence des deux circuits résonnants parallèles. La courbe correspondante de l'amortissement pour une transmission de la tension du central à l'abonné présente essentiellement la même structure, mais il s'y superpose un amortissement supp lémentaire dépendant de la fréquence, comme ceci est connu. Le filtre de suppression 5 décrit ne constitue pas seulement un filtre de fréquence répondant aux exigences désirées, mais constitue également un convertisseur ou adaptateur d'impédance optimal en ce sens que l'on atteint une bonne adaptation à 1 'im- pédante moyenne du câble d'une ligne normale, c'est- -dire non pupinisée. Cela signifie que les stations d'abonnés usuelles destinées à des lignes téléphoniques normales peuvent également être sans autre utilisées pour des lignes pupinisées équipées d'une dérivation d'abonné selon l'invention, sans incidence sur la transmission des signaux ou l'amortissement du signal local. Pour la réalisation de la -seconde forme d'exécution du filtre 5 selon la figure 5, on est parti d'une structure de base comprenant deux circuits résonnants parallèles en série du côté central et une seule bobine du côté abonné. Cette forme d'exécution sera à nouveau décrite sous sa forme dissymétrique par rapport à la terre, la version symétrique étant représentée à la figure 8. Lors du calcul d'un tel fitre devant remplir les conditions énoncées plus haut, il s'avère que la dernière capacité, côté central, entre les deux fils de lignes a et b, devient négative et doit par conséquent être remplacée par un circuit équivalent. Ce circuit équivalent consiste, figure 6, en un circuit résonnant pa rallèle L15, C15 branché sur le fil a, dont l'extrémité de la bobine L15 opposée au côté central est reliée à l'autre fil b par une bobine L18 et un condensateur C18 en série, c' est-à-dire un circuit résonnant série. Les bobines L15 et L18 sont couplées et peuvent être constituées en pratique par une seule bobine présentant un branchement intermédiaire relié au fil a, ctest-a-dire au condensateur C15.En série avec le circuit résonnant parallèle L15, C15, sont montés un autre circuit résonnant parallèle L14, C14 et une bobine L13 du côté abonné. Les extrémités de cette bobine L13 sont reliées au fil b par des condensateurs C16 et C17. Les éléments du circuit selon figure 6 ont avantageusement les valeurs suivantes L13 70,5 mH C16 39,4 nF L14 45,3 mH C17 47,4 nF C14 35 nF L18 40,3 nF L15 6,61 nF C18 18,3 nF C15 82,8 nF Ces valeurs peuvent par exemple varier de 5 %. Selon une autre forme d'exécution, non représentée, du filtre de suppression, le circuit résonnant parallèle situé au milieu du circuit selon figure 6 peut être interverti avec la bobine L13, tandis que le circuit équivalent à une partie du circuit iprésentant une capacité négative à l'extrémité du filtre côté central, reste inchangé ; les valeurs de la capacité et de l'in ductivité de chacun des éléments du filtre sont toutefois modifiées. En principe, un filtre de suppression selon l'invention peut également présenter plus de deux circuits résonnants parallèles, ce qui en général a pour effet d'augmenter le nombre de pointes d'amortissement aux environs de 4 kHz. I1 s'est toutefois avéré qu'un filtre de suppression présentant deux circuits résonnants parallèles satisfait pleinement les exigences énoncées plus haut et que pour des raisons économiques il n'est pas nécessaire de prévoir des circuits itératifs présentant davantage d'éléments que dans les exemples selon les figures 5 et 6. Pour pouvoir utiliser, à une station d'abonné, des compteurs de taxes du commerce ou des appareils plus complexes pour la saisie de données de conversations, y compris le comptage de taxes, conçus pour un comptage à haute fréquence usuelle, c'est-à-dire pour des impulsions de taxation de 12 ou 16 kHz, on peut avantageusement prévoir une dérivation d'abonné telle que représentée à la figure 9. Dans cette figure on a a nouveau représenté schématiquement le central 1 dans lequel est installé l'émetteur d'impulsions de taxation 3 et la dérivation de central 4, les deux fils de lignes a et b reliant le central a une station d'abonné 2 à travers un filtre de suppression 5', constitué par exemple par le filtre selon figure 6, respectivement 8, et associé à un circuit de réception des impulsions de taxation 6'.La sortie du circuit de réception 6' est reliée à un convertisseur de fréquence 9 qui convertit les impulsions de taxation à 4 kHz en impulsions à 16 kHz. La sortie de ce convertisseur de fréquence 9 est réintroduite sur la ligne a, b sur le côté du filtre de suppression 5' dirigé vers Is station d'abonné. Ces impulsions commandent un compteur de taxes 8' repré senté par le quadripôle 8' branché sur la ligne a,b. Dans l'exemple considéré, l'introduction des impulsions à 16 kHz sur la ligne est effectuee inductivement au moyen d'une bobine 11 branchée dans le circuit de sortie du convertisseur de fréquence 9 et d'une bobine 10, couplée avec la bobine 11, montée en série avec le condensateur C16 du filtre 5'. I1 est naturellement possible d'utiliser un autre mode d'introduction des impulsions de taxation sur la ligne. Avec une dérivation d'abonné selon la figure 9, il est possible d'utiliser sans autre tous les compteurs de taxes ou appareils pour la saisie des données conçus pour le comptage à haute fréquence, du commerce, qui constituent un quadripôle et sont destinés à être branchés aux deux fils de lignes a et b. Les dérivations d'abonné selon l'invention peuvent bien entendu également comprendre des filtres de suppression conçus pour des fréquences d'impulsions de taxations différents de 4 kHz mais qui sont néanmoins proches de la limite supérieure de la bande de telephonie, par exemple qui sont conçus pour des fréquences de 3,8 kHz ou même 5 kHz. REVENDICATIONS 1. Dérivation d'abonné téléphonique destinée a être branchée à une ligne pupinisée, comprenant un filtre de suppression pour la séparation, de l'installation téléphonique, des impulsions de taxation arrivant sur la ligne d'abonné, caractérisée en ce que le filtre de suppression est agencé de-manière à supprimer les fréquences des impulsions de taxation à proximité de la limite suprieure de la bande de fréquences vocales et qu'il est constitué à cet effet d'un filtre à réactance constitué par un circuit itératif présentant une bande passante dans la bande de fréquences vocales suivie d'un amortissement maximal, et qu'il présente la structure d'un filtre à impédance symétrique, ce filtre étant toutefois réalisé de telle sorte qu'il présente, du côté abonné, une terminaison complexe correspondant à un circuit parallèle de résistances ohmiques et capacitives et, côté central, une terminaison réelle. 2. Dérivation selon la revendication 1, caractérisée en ce que le filtre de suppression (5;5') est agencé pour bloquer une fréquence d'impulsions de taxation d'environ 4 kHz et présente un amortissement maximum à cette fréquence. 3. Dérivation selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que la terminaison complexe, côté abonné, du filtre correspond a une résistance ohmique (R2) de 800 à 1000 R. et à une capacité (C2) de 30 à 50 nF en parallèle à la résistance ohmique et que la terminaison côté central du filtre correspond à une résistance ohmique (R1) de 1000 à 1200 4. Dérivation selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que le filtre de suppression (5), dans sa forme dissymétrique par rapport a la terre, comprend un circuit série branché dans l'un (a) des deux fils de lignes et constitué d'au moins deux circuits résonnants parallèles (L3,C3 ; L4,C4) et d'une bobine (15) disposée à l'extrémité du filtre côté central, et des condensateurs (C6, C7, C8) reliant les deux fils de lignes (a,b) entre les deux circuits résonnants parallèles et de chaque côté de ladite bobine (L5). 5. Dérivation selon l'ensemble des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que pour une résistance terminale (R1) côté central d'environ 1100 n et pour une terminaison côté abonné présentant une résistance (R2) d'environ 860A et une capacité (C2) d'environ 40 nF, le filtre de suppression comprend, côté central, une bobine (L5) de 64 mH, un circuit résonnant parallèle, adjacent à cette bobine, comprenant une bobine (L4) de 44 mH et un condensateur (C4) de 36 nF, un second circuit résonnant paral lèle comprenant une bobine (L3) de 14 mH et un condensateur (C3) de 110 nF et en outre des condensateurs (C8, C7, C6) reliant les deux fils de lignes (a, b) présentant des capacités respectives de 17 nF, 41 nF, 51 nF, en partant du côté central, toutes ces valeurs pouvant varier d'environ 5 t. 6. Dérivation selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que le filtre de suppression (5') a, dans sa forme disymétrique par rapport à la terre, à son extrémité côté central, un circuit équivalent à une partie de circuit à capacité négative, ce circuit équivalent étant constitué d'un circuit résonnant parallèle (L15, C15) situé sur l'un des fils de lignes et d'un circuit résonnant série (L18, C18) reliant la bobine (L15) du circuit résonnant parallèle avec l'autre fil de ligne, lesdites bobines (L15, L18) de ces deux circuits résonnants étant couplées, ainsi qu'un circuit série, en série avec ledit circuit résonnant et constitué d'au moins un second circuit résonnant parallèle (L14, C14) et d'une bobine (L13), et en outre des condensateurs (C16, C17) reliant chaque extrémité de la bobine (L13) dudit circuit série avec l'autre fil de ligne. 7. Dérivation selon la revendication 6, caractérisée en ce que les bobines (L15, L18) du circuit résonnant parallèle et du circuit résonnant série dudit circuit équivalent sont constituées d'une bobine commune présentant un branchement intermédiaire relié au fil de ligne contenant le circuit résonnant parallèle. 8. Dérivation selon l'ensemble des revendications 1, 2, 3, 6 et 7, caractérisée en ce que pour une résistance terminale (R1) côté central d'environ 1100 Q et pour une terminaison côté abonné avec une résistance (R2) d'environ 860R et une capacité (C2) d'environ 40 nF, le circuit équivalent comprend un circuit résonnant parallèle constitué d'une bobine (L15) de 6,6 mH et d'un condensateur (C15) de 83 nF, et un circuit résonnant série cons titué d'une bobine (L18) de 40 mH et d'un condensateur (C18) de 18 nF, un autre circuit résonnant parallèle, constitué d'une bobine (L14) de 45 mH et d'un condensateur (C14) de 35 nF, ainsi qu'une bobine (L13) de 71 mH, côté abonné, étant en outre prévus, l'un des condensateurs (C16) reliant les fils de lignes ayant une capacite de 39 nF et l'autre condensateur (C17) une capacité de 47 nF, toutes ces valeurs pouvant varier d'environ 5%. 9. Dérivation selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisée en ce qu'un convertisseur de fréquences (9) est branché au circuit de réception des impulsions de taxation (6'), ce convertisseur de fréquences convertissant la.fréquence des impulsion de taxation arrivant du central en une fréquence correspondant à la fréquence usuelle du comptage à haute fréquence, et en ce que la sortie dudit convertisseur de fréquence est couplée à la ligne d'abonné l'extrémité, côté abonné, du filtre de suppression. 10. Dérivation selon la revendication 9, caractérisée en ce que le couplage du convertisseur defréquences (9) à la ligne d'abonné est assuré par un translateur inductif (10,11).