Brevet FR2471100A1 — publié le 19810612

La présente invention connerne des cl.rcuit: d'alî! entstion pour des lignes téléphoniques d'abonnés, dans des systèmes o les appa- reils d'abonnés sont alimentés en ccurant continu à partir du central téléphonique pur l'intermédiaire de ieurs lignes. Le te;ls circuits d'alimentatl.on compcrenant des circuits à courant ccnstant ont été proposés pour différentes applications, et on les a utilisés quand il était possible d'alimenter les lignes sur une base de courant constant, et que l'on souhaitait limiter la dissipation en ligne et dans le transformateur d'alimentation, notamment pour pouvoir réduire la taille de ce dernier. L'un des avantages de ce type de circuits dont on a récemment tiré profit, est qu'ils ont une impé- dance très élevée pour les signaux de parole, de telle sorte qu'on peut les cormnnecter directement aux bornes de la ligne sans entraîner de perte du signal de parole. L'un des objets de la présente invention est de développer l'utilité de ce type de circuits. En conséquence, la présente invention fournit un circuit d'alimentation pour une ligne téléphonique d'abonné, ce circuit comprenant un générateur de courant constant connecté aux fils de conversation de la ligne de façon à les alimenter en courant continu, le circuit présentant une impédance élevée aux courants de parole, un circuit de détection également connecté aux fils de conversation de la ligne de manière à détecter la tension continue entre les fils de conversation, ledit circuit de détection présentant lui aussi une impé- dance élevée aux courants de parole, et des moyens de commande associés au circuit de détection et au générateur et conçus de telle sorte que le courant produit par le générateur varie en fonction des variations de la tension de ligne telle qu'elle est relevée par le circuit détecteur. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée qui va suivre, faite à titre d'exemple non-limitatif en se reportant aux figures annexées, qui représentent: - Les figures 1, 2 et 3: des circuits cornus, figurant ici dans un but explicatif; - La figure 4: un schéma de circuit équivalent d'une partie de la fig. 3, figurant également ici dans un but explicatif; - La figure 5: un schéma fonctionnel très simplifié de l'une des réalisationsde l'invention; - La figure 6: une représentation plus détaillée d'une partie d'un circuit confoire au cd'-le de la g. 5; - La figure 7: un exemple de schéma électrique pour le bloc FB de la fig. 6; 2 24711 00 - La figure 8: une autre réalisation de l'invention employant un micro- processeur; - La figure 9: un circuit programmable d'alimentation en courant constant pour un circuit équilibré. Les circuits générateurs de courant constant sont bien connus, comme en témoigent les figs. 1 et 2 qui sont deux exemples de circuits de ce type, dans lesquels le courant continu produit est commandé par les rapports entre la tension de référence VRet la résistance R. La fig. 3 représente avec plus de précision le circuit de la fig. 2 et notamment le montage associé à l'amplificateur A1. Cet amplificateur permet à l'impédance de source du circuit d'être aussi élevée qu'il le faut. Le courant réel produit par le circuit est déterminé par une tension de référence d'entrée VR et la résistance de commande RC, qui est habituellement connectée à l'émetteur d'un transistor de commande. On suppose que le gain G de l'amplificateur est très grand, et que son impédance d'entrée est élevée si bien que son courant d'entrée est faible. D'o il ressort qu'en ce qui concerne l'amplificateur: VS =G (V - Io0 RC) (1) et comme VS Io (RL RC).-........ (2) il s'ensuit que Io (RL + RC) = GVR - GIo RC.............................(3) et que JO G vR............... ................) Io - G VR (4)..DTD: RL + RC (1 + G) puisque R C R0 (1 + G) VR................................................. (5) Pour trouver l'impédance de source Rs, on peut utiliser un 3 circuit équivalent du type représenté par la fig. 4, qui permet d'écr re:- - Pour une charge R I R = (I) Rs. IZA RA (S IN4 ES.................................. (6) - Et pour une charge RB LB R3=(3 -LB)R. ILB RB = (S LB) RS ".....................................(7 en retranchant (6) - (7): RA LA R. L RS = _, ILB - IuL -471100 C à partir de (4) G VR LA + 1R (1 + -G) G VR 1LB RB + RC (1 + -G- en remplaçant dans (8) RA. G.VR RA + RC (1 + G) RS = (9) o.................................. (1) RB. G.VR - C+ R (1 + G) B C (1i) G.VR RB + R C (1 + G) RA + RC (1 +,G) à partir de quoi on obtient par simplification: RS = RC (1 + G)........................................... (12) Jusqu'ici quand on a utilisé le principe du courant constant pour obtenir une alimentation à impédance élevée, le circuit a transmis un courant déterminé à la ligne. L'inconvénient de ce qui précède est que, quand l'appareil téléphonique comporte un régulateur qui ajuste le niveau de sortie du signal de parole selon la longueur de la ligne ou la résistance de boucle des fils de ligne, l'effet du régulateur se trouve annulé. Cet inconvénient est surmonté par l'emploi de circuits selon l'invention. La fig. 5 est un schéma fonctionnel très simplifié d'un circuit selon l'invention, qui s'applique à un générateur de courant constant programmable. Il comporte un circuit générateur de courant constant C C F connecté aux bornes des fils de ligne, et un circuit de commande par contre-réaction F B C connecté de la même manière. Chacun de ces circuits présente une impédance élevée aux signaux de parole, afin d'éviter que leur présence n'entraîne une perte de signal de conversation. Le circuit F B C détecte la tension aux bornes de la ligne, et produit une tension de référence VR qui varie en fonction de la tension de ligne. Cette tension VR est appliquée à l'entrée du circuit générateur de courant constant C C F pour déterminer le réglage du courant qu'il applique à la ligne et, Far conséquent, de la tension entre les bornes de la ligne. On va maintenant décrire les principes de réalisation du bloc F B C de la fig. 5 en se référant à la fig. 6. Dans la fig. 6, RL représente la résistance équivalente de la boucle d'abonné, RC la résistance de commande et A2 l'amplificateur à gain élevé G. La fonction 4 24 71100 du circuit de contre-réaction F B est de fournir une relation linéaire entre lt tension de référence VR et la tension aux bornes de la ligne, ce qui permet d'écrire: VR = C - K.Io........................................ (153) C étant une tension de référence interne à la boucle de contreréaction FB et K une constante de proportionnalité (K L 1). En partant de l'équation (4) on obtient: G (C - K.I RL) I - '.--................................. 14) o L.(14) o RL + RC (1 + G) ou sous une autre forme Io [RL + R (1 + G) C G.K.I RL............... 15) par conséquent Io [RL (1 + GK)+Rc(1 + G)] G... .......... (16) en divisant par G..DTD: [RL (1 + K) + RC (G + 1)= C-..-------------- (17) donc si G est très élevé O C0;0 =......................................(18) Io= RC + K.R L'équation (18) montre que le courant de ligne est fixé par la valeur de la résistance de ligne, C, K et RC étant fixes. Par un choix approprié de C et de K, on peut ajuster la relation entre c.urant et résistance de ligne pour satisfaire à toute espèce d'exigence, mais cette relation peut être très proche de l'alimentation en tension cons- tante de telle sorte qu'à partir de l'appareil téléphonique il soit impossible de discerner le type d'alimentation fourni par le central. Ainsi, tout régulateur prévu dans un appareil d'abonné fonctionnera toujours par rapport aux variations de la résistance de la boucle de ligne. Pour que l'on obtienne une impédance élevée pour le signal de parole dans le circuit d'alimentation, l'amplificateur à gain élevé doit avoir une dynamique appropriée dans la gamme des fréquences téléphoniques, et le circuit de contre-réaction doit avoir une constante de temps qui le rende insensible aux fréquences de parole tout en étant sensible à la tension directe aux bornes de-la ligne. Ceci est ral sé dans le circuit de la fig. 7, dans lequel K = 'y R et C ayant des __, -Z eCZaynde Rx valeurs élevées. K tel qu'il est donné ici est la constante utilisée dans les équations (13) et (18) ci-dessus. Avec le circuit de la figure 7 utilisé pour remplir la fonction de contre-réaction FB de la fig. 6, la sensibilité du courant d'alimen- tation aux variations de tension de batterie qui caractérise les circuits classiques d'alimentation disparait si la tension de référence interne VC est maintenue constante. Le courant de ligne est alors uniquement déterminé par la résistance de boucle. Dans le circuit de la fig. 8, la commande programmable du générateur de courant constant PCCC s'effectue par l'intermédiaire d'une boucle de contre-réaction entre le détecteur à impédance élevée HIM et le générateur PCCC. Cette boucle comprend un convertisseur analogique- numérique AN, un microprocesseurAP et un convertisseur numérique- analogique NA. Le microprocesseur, s'il est spécialement affecté à la ligne, peut être employé à d'autres fins comme par exemple l'établissement des communications concernant cette ligne et les traitements associés à des facultés supplémentaires du poste d'abonné. Le détecteur HIM peut être semblable à celui du brevet britannique no 7927421. Un circuit de ce type comportant un microprocesseur à program- mation appropriée peut commander le courant de ligne de la même manière que la réalisation de l'invention que l'on a décrite plus haut. Dans certains cas, on emploie un circuit d'alimentation équilibré avec une alimentation en courant constant. Si une telle alimentation équilibrée est nécessaire, on peut employer le circuit de la fig. 9. Là, les deux transistors T1, T2 sont des transistors appariés complémentaires à courant constant, le courant fourni à la ligne étant déterminé par le rapport entre la tension de base et la tension de la terre dans le cas de T19 et entre la tension de base et la tension d'alimentation négative dans le cas de T2, divisé par la valeur de la résistance de commande RC. Le circuit de commande indiqué sous forme de bloc est réalisé de la façon déjà décrite, mais la présence d'un transistor T3 supplémentaire est nécessaire, de telle sorte que l'on puisse appliquer simultanément la tension de sortie aux bases de T1 et de T2 avec les polarités appropriées. Il est bien évident que la description qui précède n'a été donnée qu'à titre d'exemple non limitatif et que de nombreuses variantes peuvent être envisagées sans sortir pour autant du cadre de l'invention. 24711 00 REVENDICATITNS I. Circuit d'alimentation pour une ligne téléphonique d'abonné, caractérisé par le fait qu'il comprend un générateur de courant constant connecté aux fils de conversation de la ligne de façon à lui fournir du courant continu, ce générateur présentant une impédance élevée aux courants de parole, un circuit de détection également connecté aux fils de conversa- tion de la ligne de façon à relever la tension continue entre les fils de conversation, ledit circuit de détection présentant également une impédance élevée aux courants de parole, et des moyens de commande associés au circuit de détection et au générateur afin que le courant produit par le générateur varie en fonction des variations de la tension de ligne telle qu'elle est relevée par le circuit de détection. 2. Circuit conforme à la revendication 1, caractérisé par le fait que le circuit de détection comprend un amplificateur opérationnel dont l'une des entrées est connectée à l'un des fils de conversation, l'autre fil de conver- sation étant connecté à la sortie de l'amplificateur et une boucle de contre- réaction connectée entre la ligne d'abonné et l'autre entrée de l'amplifica- teur, cette boucle de contre-réaction fournissant lesdits moyens de commande. 3. Circuit conforme à la revendication 2, caractérisé par le fait que la boucle de contre-réaction comprend un autre amplificateur opérationnel dont les entrées sont connectées respectivement aux deux fils de ligne, cet autre amplificateur opérationnel ayant une résistance de contreréaction connectée entre sa sortie et l'une de ses entrées, un second amplificateur opérationnel dont l'une des entrées est couplée par l'intermédiaire d'une résistance à la sortie de l'autre amplificateur opérationnel et dont l'autre entrée est connectée à une source de tension de référence, une résistance connectée entre la sortie du second amplificateur opérationnel et la première entrée du second amplificateur opérationnel, et un condensateur connecté entre ladite première entrée et la terre. 4. Circuit conforme à la revendication 1, caractérisé par le fait que lesdits moyens de commande comprennent un microprocesseur couplé par l'intermédiaire d'un convertisseur analogique-numérique au circuit de détection et couplé par l'intermédiaire d'un convertisseur numérique- analogique au générateur de courant constant. 5. Circuit conforme à la revendication 1, caractérisé par le fait que l'alimentation de ligne est équilibrée, chacun des deux fils de conversation étant couplé par l'intermédiaire d'un transistor à un pôle de la source d'alimentation en courant continu, et que le courant produit par l'inter- médiaire desdits deux transistors est commandé à partir des moyens de commande par l'intermédiaire d'un troisième transistor.