Brevet FR2470498A1 — publié le 19810529

DISPOSITIF DE DETECTION DU BOUCLAGE D'UNE LIGNE D'ABONNE PENDANT LA SONNERIE. L'invention concerne un dispositif de détection du bou- clage d'une ligne téléphonique d'abonné pendant la durée de la sonnerie, cette ligne étant alimentée pendant cette durée par la tension alterna- tive de sonnerie et une tension continue. On sait que dans les installations téléphoniques, il existe dans les circuits d'interface entre le central et les lignes d'abonné des dispositifs chargés de détecter le décrochage du combiné dans les postes téléphoniques connectés à ces lignes d'abonné. Ce dé- crochage produit un bouclage de la ligne d'abonné et ce bouclage peut se détecter en vérifiant qu'une tension continue appliquée à la ligne d'abonné y fait circuler un courant continu lors du bouclage. Le boucla- ge de la ligne d'abonné est relativement aisé à détecter lorsque la li- gne d'abonné ne reçoit qu'une tension continue. Par contre, lorsque la ligne d'abonné reçoit, superposée à cette tension continue, la tension alternative de sonnerie, la détection du courant continu de bouclage po- se quelques problèmes, du fait notamment de la fréquence faible (par exemple 50 Hz) de la tension de sonnerie et du courant relativement éle- vé que cette tension (par exemple 70 V eff.) engendre dans la ligne d'abonné, lors du bouclage. On doit noter également qu'un dispositif de détection de bouclage doit fonctionner correctement, en présence de cou- rants parasites dans la ligne d'abonné, tels que des courants longitudi- naux ou des courants de fuite entre les deux fils de ligne. Les dispositifs de détection de bouclage conventionnels sont construits à partir de relais chargés de détecter le courant conti- nu de bouclage, tout en étant insensibles au courant alternatif de son- nerie. Ces relais sont relativement encombrants, onéreux, difficiles à régler et peu compatibles avec les équipements électroniques modernes. Dans le brevet suisse n0 526 893, il est décrit un dis- positif o sont comparés les intervalles de temps pendant lesquels le courant dans la ligne d'abonné est supérieur et inférieur à un certain seuil. *De cette comparaison, on peut déduire si le courant dans la li- gne d'abonné qui varie à la fréquence de la tension de sonnerie, com- porte ou non un courant continu de bouclage. Ce dispositif relativement compliqué a en outre l'inconvénient d'être assez sensible aux caracté- ristiques de fréquence et d'amplitude du courant de sonnerie et aux di- vers courants parasites dans la ligne d'abonné. La présente invention a pour but de fournir un nouveau dispositif de détection du bouclage d'une ligne d'abonné pendant la son- nerie, en évitant les inconvénients précités. Conformément à l'invention, ce dispositif de détection de bouclage comporte des moyens pour former un signal représentatif de - la valeur absolue du courant dans la ligne d'abonné, un condensateur qui est chargé par ce signal de façon unidirectionnelle et qui est shunté par une impédance déterminant une constante de temps de décharge du con- densateur telle que, lorsque la ligne est bouclée, la tension décrois- sante aux bornes du condensateur n'atteigne qu'une fois sur deux les flancs montants dudit signal de valeur absolue du courant dans la li- gne d'abonné, le signal de bouclage étant déduit de la séquence des im- pulsions de courant de charge du condensateur. Avec ce dispositif, la période des impulsions de courant de charge du condensateur est-égale à T ou T selon que la ligne d'abon- né est bouclée ou non bouclée, de sorte qu'il est très simple de détec- ter le bouclage de laligne d'abonné en mesurant un temps correspondant à l'intervalle entre ces impulsions ou à la période de ces impulsions et en détectant que ce temps dépasse un certain seuil. La description suivante, en regard des dessins annexés, le tout donné à titre d'exemple, fera bien comprendre comment l'inven- tion peut être réalisée. La figure 1 représente un schéma du dispositif de l'in- vention. La figure 2 représente des diagrammes montrant divers signaux dans le dispositif de la figure 1 et destinés à en illustrer le fonctionnement. La figure 3 représente un schéma d'une variante du dis- positif de l'invention. Sur la figure 1, on a représenté le dispositif de l'in- vention associé à un joncteur d'abonné 1 qui est destiné notamment à alimenter un poste d'abonné 2 à travers les deux fils LA et LB d'une li- gne d'abonné. Quand l'abonné est appelé, à partir d'un ordre fourni par le central 3, le joncteur 1 applique entre les deux fils LA et LB des trains de tension alternative ayant par exemple une valeur d'environ 70 Veff et une fréquence de 50 Hz, et servant à exciter la sonnerie du poste. Lorsque l'abonné appelé décroche le combiné il se pro- duit un bouclage de la ligne d'abonné et afin de pouvoir détecter ce bouclage pendant les trains de tension de sonnerie, il est classique d'appliquer à la ligne d'abonné, en même temps que la tension de sonne- rie, une tension continue qui ne produit une circulation de courant con- tinu dans la ligne d'abonné que lorsque cette ligne est bouclée par le décrochage du combiné. L'alimentation de la ligne d'abonné par la tension al- ternative de sonnerie à laquelle est superposée une tension continue peut être effectuée de diverses manières connues-en soi: un moyen con- ventionnel est d'utiliser un transformateur dont l'enroulement primaire est alimenté par une tension à la fréquence f = 2 de la tension de sonnerie et dont les deux enroulements secondaires produisant des ten- sions d'amplitude V sont connectés, d'un côté, respectivement aux fils de ligne LA et LB et de l'autre côté à la masse, toutefois à travers une source de tension continue Eo pour l'un de ces enroulements secon- daires. On peut obtenir de cette manière que les tensions VA et VB ap- pliquées sur les deux fils de ligne LA et LB, soient au moment de-la sonnerie VA = Eo + V sin wt (1) { VB = - V sin wt. Il en résulte que la tension US = VA - VB appliquée au moment de la sonnerie entre les deux fils de ligne LA et LB est égale à US = Ea + 2V sin ut. (2) Cette tension comporte une composante continue d'ampli- tude E. égale par exemple à 12 Volts et une composante alternative de sonnerie d'amplitude 2V, égale par exemple à 96 Volts, si V - 48 Volts. On peut obtenir le même résultat, sans utiliser de transformateur, par exemple au moyen du joncteur décrit dans le brevet français no 2 406 357. A titre d'exemple, on suppose par la suite que le joncteur 1 est du genre décrit dans ce brevet. Pendant la sonnerie, il est alors appliqué sur les deux bornes de commande 4 et 5 du joncteur, en provenance du central 3, des signaux numériques AA et AB résultant du codage au moyen de la modulation delta de signaux ayant la même forme que les signaux VA et VB de la formule (1). Ces signaux àA et AB sont convertis en analogique dans les décodeurs 6 et 7, puis appliqués sur les bornes d'entrée 8 et 9 d'un amplificateur symétrique (ou push-pull) formé des transistors T1 à T4 montés comme l'indique la figure. Les bor- nes de sortie 10 et 11 de cet amplificateur symétrique sont reliées aux deux fils LA et LB de la ligne d'abonné. L'alimentation en courant con- tinu de l'amplificateur symétrique est effectuée par l'intermédiaire des bornes d'alimentation 12 et 13 du joncteur, qui sont reliées respec- tivement aux bornes 14 et 15 d'une source d'alimentation continue non représentée. La borne positive 14 de cette source est portée à la ten- sion E0 + V par rapport à la masse et la borne négative 15 est portée à la tension - V par rapport à la masse. Avec un joncteur 1 commandé et alimenté de cette manière on obtient finalement entre les fils LA et LB de la ligne d'abonné la tension U définie par la formule (2). Le dispositif de l'invention qui est chargé de détecter le bouclage de la ligne d'abonné pendant la sonnerie, est basé sur les caractéristiques d'un signal de valeur absolue du courant dans la ligne d'abonné, comme on va le montrer à l'aide des diagrammes 2a et 2b de la figure 2. Sur le diagramme 2a on a représenté en fonction du temps le courant Ie dans la ligne d'abonné pendant la sonnerie, c'est-à- dire pendant que l'on applique à cette ligne la tension U définie à la formule (2). Comme le montre le diagramme 2a, avant l'instant to o se produit le bouclage, le courant Ie a une forme sinusoïdale avec une va- -leur moyenne nulle, puisqu'aucun courant continu ne peut circuler dans la ligne d'abonné.-Après l'instant to, le courant I. a la forme d'une sinusoïde avec une valeur moyenne non nulle à cause du courant continu produit par la tension continue Eo. L'amplitude des composantes sinusoi- dales du courant Ie avant et après le bouclage n'est d'ailleurs pas la même, puisque l'impédance en alternatif de la ligne d'abonné vue du joncteur est différente dans ces deux cas. Le diagramme 2b montre le signal liel représentant la valeur absolue du courant Ie, et qui peut s'en déduire pratiquement par un redressement en double alternance. On voit qu'avant l'instant de bouclage to, les valeurs de crête successives du signal "Iel sont éga- les tandis qu'au contraire, après l'instant de bouclage to, les valeurs de crête successives du signal lIel ont alternativement une valeur éle- vée Iel et une valeur faible Ie2. On peut calculer ces valeurs de crête élevée Iel et fai- ble Ie2. En utilisant les notations de la formule (2) on peut écrire: Iel = 2 V sin wt E ca cc o Zca et Zcc sont les impédances de la ligne d'abonné en courant alter- Ca cc natif et en courant continu. On en déduit aisément: 2V Eo Iel 27--+ Z ca cc 2V Eo Ie2 =Z Z ca cc Avant le bouclage de la ligne, on a Zcc = et donc Iei = Ie2. el -e2' Après le bouclage de la ligne, Zcc a une valeur finie et donc I I 2Eo et donc Iel Ie2 et el - Ie2 = Z cc Selon la présente invention, pour détecter le bouclage de la ligne d'abonné pendant la sonnerie, on utilise un signal représen- tatif de la valeur absolue 'Iel du courant dans la ligne d'abonné et l'on met en évidence par un moyen très simple qu'une différence non nul- le (Iel - Ie2) entre les valeurs crêtes successives de "Ie' existe après le bouclage. Le dispositif de l'invention comprend donc d'abord des moyens pour former un signal représentatif de la valeur absolue du cou- rant circulant dans la ligne d'abonné. Dans le cas du joncteur 1 repré- senté à la figure 1 un tel signal est obtenu presque gratuitement. En effet, pendant que la ligne d'abonné est alimentée par la tension de sonnerie, via l'amplificateur symétrique T1 à T4, il apparaît sur les fils d'alimentation du joncteur joignant les bornes 14-12 et 15-13, un courant unidirectionnel qui est égal au courant dans la ligne d'abonné ayant subi un redressement en double alternance et qui est donc égal à IIej. Pour obtenir un courant kiIel proportionnel à lIeJ on utilise un circuit bien connu 17, appelé miroir de courant, et qui est inséré entre les bornes 12 et 14. Sous la forme simple représentée, ce miroir de cou- rant est constitué par une diode 18 et un transistor 19 connectés, com- me l'indique la figure, à la borne d'alimentation 14, à la borne d'en- trée 20 et à la borne de sortie 21 du miroir de courant. Cette borne 21 est connectée à la masse à travers la résistance 22. En réponse au cou- rant liel qui apparaît sur sa borne d'entrée 20, le miroir de courant 17 produit sur sa borne de sortie 21, un courant il = klIel et aux bornes de la résistance 22 il apparaît une tension ul qui est porportionnelle à lIel. Cette tension u1 aux bornes de R3 a la même forme que le courant de valeur absolue lIel représenté sur le diagramme 2b et possède les mêmes caractéristiques que l'on a expliquées ci-dessus, en ce qui concerne ses valeurs crêtes successives, avant et après le bouclage de la ligne d'abonné. Cette tension u, proportionnelle à lIe! est utilisée dans le circuit 23, comme on va maintenant l'expliquer, pour former un signal logique indiquant le bouclage de la ligne d'abonné. La tension u1 est appliquée dans un premier étage du circuit 23, sur la base du transistor npn 24. Le collecteur de ce tran- sistor est relié à la borne d'alimentation-positive 14 à travers la ré- sistance 25. Son émetteur est relié à la masse à travers le condensateur 26 de capacité C aux bornes duquel est connectée la résistance 27 de va- leur ohmique R. Le fonctionnement de ce premier étage va être expliqué au moyen des diagrammes 2c et 2d. Sur le diagramme 2c on a représenté par la courbe en pointillé la tension ul qui a la même forme que le courant IIe! du dia- gramme 2b. La courbe en trait plein représente la tension u2 aux bornes du condensateur 26. Comme le condensateur 26 est relié à la résistance 22 à travers la diode base-émetteur du transistor 24, la tension u2 à ses bornes suit la tension ul, pendant une partie des flancs montants de ul, jusqu'aux valeurs de crête de ul; Au-delà de ces valeurs de crê- te, sur les flancs descendants de ul, le condensateur 26 ne suit plus la tension u1 et se décharge à travers la résistance 27. Les recharges du condensateur 26 sur les flancs montants de u1 se produisent à partir des instants o la tension u2 décroissante devient égale à la tension ul. Avant l'instant de bouclage to de la ligne d'abonné, les valeurs de crête successives de la tension ul sont égales et il en ré- sulte qu'en régime la durée du cycle de charge et de décharge du conden- sateur 26 est égale à T2 T étant la période de la tension de sonnerie. Sur le diagramme 2d on a représenté le courant de charge i2 du condensa- teur 26, qui est pratiquement égal au courant de collecteur du transis- tor 24. Avant l'instant de bouclage to ce courant de charge est formé T d'impulsions se produisant en régime avec la période T2 Après l'instant de bouclage to, les valeurs de crête successives de la tension u1 sont différentes et en choisissant une constante de temps de décharge RC du condensateur 26 dans la résistance 27, suffisamment grande, on peut s'arranger, comme le montre clairement le diagramme 2c, pour que la tension u2 décroissante n'atteigne qu'une fois sur deux des flancs montants de la tension u1. Après l'instant de bouclage to, en régime, la durée du cycle de charge et de décharge du condensateur 26 est égale à T et comme le montre le diagramme 2d, les impulsions du courant de charge du condensateur 26, se produisent avec la période T. Le choix de la constante de charge RC n'est ni critique, ni difficile à définir; cette constante de temps doit être suffisamment grande pour que, pendant une durée 2 de décharge du condensateur 26, la baisse de la tension u2 à ses bornes, n'atteigne pas la différence Au1 entre deux valeurs crêtes successives de la tension ul. Cette différence Au1 est proportionnelle à la différence des courants de crête I el- Ie2, qui, comme on l'a montré ci-dessus, est égale à y- et donc indépendan- te de l'amplitude 2V de la tension de sonnerie appliquée à la ligne d'abonné et de l'impédance Zca de cette ligne en courant alternatif. Le dispositif de l'invention détecte le bouclage de la ligne d'abonné en utilisant le changement que produit ce bouclage, dans la période ou dans l'espacement des impulsions du courant de charge i2 du condensateur 26, et il résulte de ce qui précède que ce dispositif n'est, par principe, pas affecté par des variations de ces grandeurs 2V et Zca* Dans le mode de réalisation de la figure 1, les impul- 05. sions du courant de charge i2 sont utilisées de la manière suivante. La résistance 25 qui est traversée par le courant i2 est connectée entre la base et l'émetteur du transistor pnp 28. L'émetteur de ce transistor 28 est relié à la borne positive d'alimentation 14 et son collecteur est relié à la masse à travers la résistance 29. Le transistor 28 amplifie le courant i2 et fournit sur son collecteur un courant i3 qui engendre aux bornes de la résistance 29 une tension u3 qui, à un coefficient de proportionnalité près, a la même forme que le courant de charge i2 mon- tré sur le diagramme 2d. La résistance 29 est connectée entre la base et l'émet- teur du transistor npn 30 qui est commandé pour être bloqué ou saturé par la tension u3. La source de courant 32 formée à partir de la tension continue u., fournit un courant constant qui charge le condensateur 31 constituant un circuit intégrateur. Le condensateur 31 est connecté par ailleurs entre le collecteur et l'émetteur du transistor 30. De cette manière le condensateur 31 peut se charger à courant constant quand le transistor 30 est bloqué, tandis qu'il se décharge brusquement quand ce transistor 30 est saturé. Comme le montre le diagramme 2e, il en résulte que la tension u4 aux bornes du condensateur 31 est nulle pendant la durée des impulsions du courant i2 et croit linéairement dans les intervalles de temps entre ces impulsions. La tension maximale atteinte à la fin de chacun de ces intervalles de temps en constitue une mesure. Comme ces intervalles de temps entre les impulsions du courant i2 sont, en régime, plus grands après le bouclage qu'avant le bouclage, la tension u4 aux bornes du condensateur 31 atteint, après le bouclage, une valeur maxima- le v2, plus élevée que sa valeur maximale v1 avant le bouclage. Pour détecter le bouclage de la ligne d'abonné, la ten- sion u4 est appliquée à l'entrée d'un circuit à seuil 33 qui compare la tension u4 à une tension de référence v comprise entre les tensions v1 et v2. Avant l'instant to de bouclage, la tension u4 reste inférieure à vo, et le circuit à seuil 33 fournit à la sortie 34 du dispositif de dé- tection de bouclage un signal S représenté sur le diagramme 2f et ayant la valeur logique "ar"; après l'instant to de bouclage, au moment o la tension u4 atteint la tension de référence v., le signal S prend l'état logique "1", qui indique le bouclage de la ligne d'abonné. On peut véri- fier que la détection du bouclage s'effectue dans tous les cas, en moins d'une période T après l'instant de bouclage to. L'homme de l'art comprendra aisément qu'au lieu d'un in- tégrateur 31,32 de type analogique pour mesurer les intervalles de temps entre les impulsions du courant i2, on pourrait utiliser un compteur comptant des impulsions d'horloge pendant ces intervalles de temps et remis à zéro pendant les impulsions du courant i2; le bouclage serait alors détecté quand un seuil de comptage est atteint. Au lieu de mesurer l'intervalle entre les impulsions du courant i2, on pourrait bien enten- du mesurer aussi la période de ces impulsions qui, comme on l'a montré, passe de 2avant le bouclage à T après le bouclage. Le dispositif de l'invention peut être utilisé avec un joncteur d'abonné d'un type autre que celui représenté sur la figure 1, qui n'a été indiqué qu'à titre d'exemple. Il suffit qu'avec le joncteur utilisé, la ligne d'abonné soit alimentée pendant la sonnerie par la tension alternative de sonnerie et par une tension continue et que l'on forme à partir du courant dans la ligne d'abonné un signal représentatif de la valeur absolue de ce courant. Pour obtenir un dispositif de détection de bouclage in- sensible aux courants parasites longitudinaux dans la ligne d'abonné, il est avantageux d'utiliser la disposition représentée sur la figure 3. Sur cette figure 3 on utilise un certain nombre d'élé- ments identiques à ceux de la figure 1 et référencés de la même manière. Les deux fils LA et LB de la ligne d'abonné sont respectivement parcou- rus par des courants Iea et 1eb qui peuvent être différents dans le cas de courants longitudinaux créés intempestivement dans la ligne d'abonné. On suppose à titre d'exemple que le joncteur 1 est du même type que ce- lui représenté à la figure 1. Entre la borne 14 de la source d'alimenta- tion et la borne d'alimentation 12 du joncteur il circule alors un cou- rant jIIea résultant du redressement en double alternance du courant Iea et entre la borne 15 de la source d'alimentation et la borne d'alimenta- tion 13 du joncteur il circule un courant IIebi résultant du redresse- ment en double alternance du courant Ieb* Entre les bornes 13 et 15 est inséré un miroir de courant 17' ayant le même rapport k que le miroir 17 et formé par la diode 18' et le transistor 19'. En réponse aux courants IIeai et uIebl appliqués sur les bornes d'entrée 20 et-20' des miroirs de courant 17 et 17', il apparaît sur leurs bornes de sortie 21 et 21' les courants klieal et kiIebi qui sont appliqués au circuit d'addition de courants 35. A la sortie de ce dernier on obtient le courant de somme k IlIeai + lIeb!. Dans ce courant de somme les composantes de courants longitudinaux sont supprimées. On peut donc identifier ce courant de somme au courant il qui, sur la figu- re 1, circule à travers la résistance 22. Sur la figure 3, la résistance 22 reçoit la tension - V. La tension u1 aux bornes de la résistance 22 est appliquée au circuit 23 qui peut être identique et a la même fonc- tion que celui de la figure 1. A sa sortie 34, on obtient un signal lo- gique S indiquant le bouclage de la ligne d'abonné, sans être influencé par les courants longitudinaux dans la ligne d'abonné. REVENDICATIONS I. Dispositif de détection du bouclage d'une ligne télépho- nique d'abonné pendant la durée de la sonnerie, cette ligne étant ali- mentée pendant cette durée par la tension alternative de sonnerie et une tension continue, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens pour for- mer un signal représentatif de la valeur absolue du courant dans la li- gne d'abonné, un condensateur qui est chargé par ce signal de façon uni- directionnelle et qui est shunté par une impédance déterminant une cons- tante de temps de décharge du condensateur telle que, lorsque la ligne est bouclée, la tension décroissante aux bornes du condensateur n'at- teigne qu'une fois sur deux les flancs montants ddit signal de valeur absolue du courant dans la ligne d'abonné, le signal de bouclage étant déduit de la séquence des impulsions de courant de charge du condensa- teur. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte un circuit de combinaison qui combine deux signaux re- présentatifs de la valeur absolue des courants circulant dans les deux fils de la ligne d'abonné de façon à supprimer dans le signal de combi- naison les composantes de courant longitudinal,.ce signal de combinai- son étant le signal utilisé pour charger ledit condensateur de façon unidirectionnelle. 3. Dispositif selon l'une des revendications 1 ou 2, carac- térisé en ce qu'il comporte des moyens pour mesurer le temps dans chaque intervalle entre les impulsions du courant de charge dudit condensateur et un dispositif à seuil pour indiquer le bouclage de la ligne d'abonné quand ce temps dépasse un certain seuil. 4. Dispositif selon l'une des revendications lou 2, carac- térisé en ce qu'il comporte des moyens pour mesurer le temps dans chaque période des impulsions du courant de charge dudit condensateur et un dispositif à seuil pour indiquer le bouclage de la ligne d'abonné quand ce temps dépasse un certain seuil.