Brevet FR2466152A1 — publié le 19810327

La présente invention concerne un ensemble de circuits d'alimentation à partir de la ligne téléphonique des différents composants d'un appareil téléphonique, ces composants comprenant le circuit de transmission téléphonique et des circuits électroniques annexes. A cté du circuit de transmission équipé du réseau différentiel et du réseau d'équilibrage nécessaires à la transmission des signaux de parole de la ligne téléphonique à l'écouteur et du microphone à la ligne, les appareils téléphoniques modernes seront de plus en plus munis de circuits supplémentaires, comme des amplificateurs basse fréquence pour ltécoute par haut-parleur, des générateurs électroniques de fréquences de numérotation ou d'impulsions de cadran commandés par un clavier, des dispositifs d'affichage, des mémoires et des circuits de numérotation automatique permettant l'appel d'un certain nombre d'abonnés par la manoeuvre d'une seule touche ou le rappel automatique de postes occupés. I1 faut donc alimenter ltensemble des circuits annexes de l'appareil sans mise au fonctionnement correct de son circuit de transmission, sachant qu'on ne dispose que d'un courant de boucle minimal d'environ 17 mA dans le cas le plus défavorable d'une ligne d'abonné de longueur maximale et d'une tension de batterie du central téléphonique proche du niveau inférieur de la plage de tolérance normalisée. Des essais ont montré que les capsules microphoniques à amplification, ou émetteurs à transistors, remplaçant le microphone au charbon dans les appareils téléphoniques récents, consomment un courant d'au moins lO mA. En dessous de cette valeur, obtenue sur un échantillon de nombreux fabricants, l'équivalent de référence du circuit de transmission devient beaucoup trop bas, tandis que le facteur de distorsion de la tension de sortie de ltémetteur à transistors s'accroît exagérément. I1 est préférable d'estimer que le courant total consommé par le circuit de transmission est d'au moins 15 mA pour assurer un fonctionnement correct, même si des types d'émetteurs nécessitant la tension d'alimentation la plus élevée sont utilisés.Par conséquent, il ne reste qu'un courant très faible, environ 2 mA dans le pire des cas, pour alimenter les circuits électroniques supplémentaires. La présente invention a pour but la réalisation de circuits d'alimentation capables, comme indiqué ci-dessus, d'assurer le fonctionnement de circuits annexes d'un appareil tSléphonique dans les conditions les plus défavorables, tout en minimisant les pertes de transmission et en interdisant le dépassement de la valeur maximale tolérée pour la tension de ligne quand la résistance de boucle est plus faible. tes circuits d'ali=entation caf ornes à l'invention renplissent ces conditions du fait qu'ils conprenneat un régulateur de courant qui alimente le circuit de transtission par un courant constant prélevé sur la ligne téléphonique et un composant de limitation de la tension de ligne qui est connecte entre les fils de ligne en amont dudit régulateur de courant, commandé par ladite tension de ligne et qui fournit une tension d'alinentation stabilisée aux circuits supplémentaires. Puisque le circuit de transnission de l'appareil téléphonique est alimenté par l'intermédiaire d'un régulateur de courant, il ne reçoit que le courant strictenent nécessaire à son bon fonctionnement. De plus, la ligne est shuntée par le régulateur commande de façon continue par la tension instantanée de la ligne de aanière à dériver une fraction variable du courant de ligne pour cue la bute de tension sur la ligne reste inférieure à la valeur maximale admissible. Ce composant de limitation de la tension de ligne, ou régulateur shunt, utilise le courant dérivé pour alimenter les circuits supplémentaires de l'appareil téléphonique au moyen d'un composant stabilisateur de tension, tel qu'une diode Zener. Le régulateur de courant est rendu indépendant de la polarité des fils de ligne au noyen d'une structure symétrique de deux sources de courant constant nontees en parallèle et en sens inverse entre les fils de ligne et débutant sur une sortie connune. L'invention sera nieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, faite à titre d'exemple non limitatif en se reportant aux figures annexes qui représentent : : - La figure 1, un schéma fonctionnel d'une partie d'un appareil télephonique comprenant les circuits d'alinentation conformes a l'invention ; - La figure 2, un schéma de circuit électrique du régulateur de courant compris dans l'ensenble de la figure 1 ; - La figure 3, un schena de circuit électrique du régulateur shunt contrôlable utilise figure Le schena de la figure I ne représente que les parties d'un appareil téléphonique qui ont un rapport avec l'invention.Les circuits de sonnerie, de numérotation et de commutation de la bouche de ligne (crochet commutateur) ne sont pas indiqués. Selon l'invention, l'appareil conporte un composant de shunt Q contrôlable par la tension de ligne et un régulateur de courant I qui sont connectés entre les fils de ligne a et b. Le circuit de transmission HS de l'appareil téléphonique est connecte entre la sortie C du régulateur de courant I et le fil b ; il est supposé comporter un circuit différentiel et un réseau d'équilibrage. De manière connue, un récepteur ou écouteur HK et un metteur à transistors ou microphone SK sont reliés à ce circuit de transmission par deux paires de fils respectives.Le composant de shunt Q est relie par une paire de fils d'alimentation p,-m à un circuit supplémentaire Z qui, dans le cas représenté, est un amplificateur de puissance à basse fréquence chargé par- un haut parleur LS. Le signal d'entrée alternatif de l'amplificateur basse fréquence Z est applique par une liaison à deux fils reliés aux conducteurs respectifs de l'écouteur et le gain de l'amplificateur est réglable par un potentiometre de volume P. Le régulateur de courant I maintient le courant d'alimentation du circuit de transmission constant, quel que soit le type d'metteur à transistors monté dans l'appareil, l'intensité de ce courant étant par exemple de 15 mA. La tension directe trop élevée qui apparaîtrait donc aux bormes d'une ligne d'abonne assez courte est limitée en drivant l'excès de courant nécessaire au maFltien de cette tension à un niveau normal, dans le composant de shunt des fils de ligne. Une partie ou la totalité de ce courant est fournie à l'amplificateur Z par les fils d'alimentation p, m. La régulation apportée par le composant Q offre également une protection contre les tensions parasites qu4 se manifestent comme des surtensions aux bornes de la ligne. On va maintenant décrire le régulateur de courant I en se reportant à la figure 2. I1 se compose essentiellement de deux sources de courant constant connectées en parallèle et en sens inverse entre les fils de ligne et protégées chacune par une diode D1, D2 orientée dans le sens correspondant. Le fonctionnement du régulateur est ainsi rendu indépendant de la polarité des fils de ligne, au prix d'une chute de tension supplémentaire minimale d'environ 0,6 V. Une source de courant constant comprend deux transistors p-n-p, T1 et T2, et le premier transistor T1 a son émetteur relié à la diode D1, sa base à l'émetteur du second transistor T2 et son collecteur à la base de T2, d'une part, et, d'autre part, au fil b, via une résistance W1. Le second transistor T2 a son émetteur couplé à la diode D1 par l'intermédiaire d'une résistance W2, et son collecteur au fil de sortie C. L'autre source de courant constant est faite des transistors n-p-n, T3 et T4 montes de la même manière que ceux de la première source.Ce type de sources de courant est bien connu ; elles produisent une chute de tension suffisamment faible pour que la tension d'alimentation nécessaire soit fournie au circuit de transmission, même si un émetteur à transistors à chute de tension élevée est utilisé, et elles ont une consommation réduite. Le régulateur de courant comprend encore un condensateur C1 connecté entre les fils a et c pour court-circuiter les sources de courant en alternatif et réduire ainsi la perte d'insertion apportée par le régulateurj ainsi qu' une résistance w3 en parallèle sur C1 pour permettre l'adaptation de la ligne à un concentrateur. Le composant de shunt Q est décrit maintenant en se reportant à la figure 3. I1 comprend un pont de redressement Z1, Z2, D3, D4, un circuit de temporisation w6, C2, T5, T6, et un régulateur shunt à commande continue w7 à Wll, C3, T7, T8, dont le courant de shunt traverse une diode Zener ZD. Cette dernière produit la tension d'alimentation de l'amplificateur basse fréquence indiqué figure 1. Le pont de redressement se compose de deux diodes Zener Z1, Z2 et de deux diodes D3, D4 pour protéger le régulateur shunt contre l'inversion de polarité de la tension de ligne. Les diodes Zener assurent en outre la protection de l'ensemble des circuits contre les surcharges. L'entrée de ce pont est connectée aux fils a et b et la sortie aux fils d et e. Le circuit de temporisation est constitué par un condensateur C2 et une résistance W6 connectés en série entre les fils d, e, et deux transistors montés en cascade T5, T6. La base de T5 est commandée par le point commun au condensateur C5 et à la résistance hb et le circuit collecteur-émetteur de T6 est connecte entre les fils d et e. La conception de ce circuit est telle que la ligne est court-circuitée par le transistor T6 au décrochage du combine de l'appareil téléphonique et que ce court-circuit est supprimé graduellement pendant l'accrotssement de la tension de charge du condensateur C2. Le régulateur shunt comprend un étage de commande qui est formé du transistor n-p-n T7 commande par un diviseur de tension W7-w8 connecté entre les fils d et e. Un condensateur C3 court-circuite la résistance W8 en alternatif à l'entrez du régulateur. Le circuit émetteur-collecteur d'un transistor p-n-p T8 est monté en série avec la résistance Ell et la diode Zener ZD entre les fils d, e, la base de TS étant reliée au collecteur du transistor T7 et la diode Zener ZD étant shuntée par le condensateur C4. La tension Zener, lisse par le condensateur C4, est transmise aux fils d'alimentation p, m. Si, par exemple, la tension entre les fils a et b s'accroit, il en va de même pour la tension entre les fils d et e de sorte que le courant de base du transistor T7 augmente également. I1 en résulte une diminution des impedances des transistors T7, T8, de sorte qu'un courant plus élevé est dérivé entre les fils a et b par le transistor T8 et que la tension de ligne est ainsi limitée. La perte d'insertion du régulateur shunt est très faible, de l'ordre de quelques dixièmes de décibel, même quand la ligne téléphonique est courte et que le courant de shunt est, en conséquence, élevé. I1 est bien évident que la description précédente n'a été faite qu'à titre d'exemple non limitatif et que d'autres variantes pourraient être envisagées sans sortir pour autant du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Dispositif d'alimentation à partir d'une ligne téléphonique des différents sous-ensembles d'un appareil téléphonique connecte à cette ligne, sous-ensembles constitues par le circuit de transmission de l'appareil et des circuits électroniques supplémentaires, caractérisé par le fait que le circuit de transmission bidirectionnelle des signaux de parole est alimenté à partir de la ligne téléphonique par l'intermédiaire d'un régulateur de courant et que la tension de ligne est limitée en amont dudit régulateur de courant au moyen d'un composant de shunt contrôlable par ladite tension de ligne et fournissant la tension d'alimentation desdits circuits supplémentaires. 2. Dispositif d'alimentation conforme à la revendication 1, caractérisé par le fait que le régulateur de courant comprend deux sources de courant constant montées en parallèle et en sens inverse entre les fils de ligne. 3. Dispositif d'alimentation conforme à la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait que ledit composant de shunt est un régulateur shunt commandé de manière continue par la tension instantanée de la ligne et comprenant une diode Zener pour produire la tension d'alimentation des circuits supplémentaires. 4. Dispositif d'alimentation conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que le régulateur shunt comprend un circuit de temporisation qui court-circuite la ligne au moment du décrochage du combiné de l'appareil téléphonique et qui supprime graduellement ce court-circuit après un temps de garde prédéterminé.