Brevet FR2477347A1 — publié le 19810904

La présente invention est relative à un générateur de Tonalités, destiné plus particulièremeit aux centraux télépho- niques à division de temps en technique PAM ou MIA (Modulation d'Impulsions en Amplitude). On sait que suivrant cette technique les usagers sont connectés entre eux et au générateur de tona- lités au moyen d'une voie phonique qui est affectée à une con- versation d'une manière périodique pendant de courts intervalles de temps. Au cours de chaque affectation, un couple de circuits d'usager ou bien un circuit d'usager et le générateur de tonali- tés sont connectés à la voie phonique en fermant deux interrup- teurs respectifs et en réalisant ainsi l'échange d'un échantil- lon de signal suivant le principe du transfert résonant. Dans les brevets italiens no 960.824, no 960.825 et n 960.826, on a décrit des voies phoniques à faible niveau-de diaphonie qui utilisent des conducteurs d'épaisseur très réduite (inférieure à la profondeur de pénétration du courant) dans le but de minimiser l'intensité des courants parasites présents dans les voies phoniques de type traditionnel. En effet, comme cela est connu, lesdits courants parasi- tes sont une cause de diaphonie car ils se superposent au cou- rant de transfert résonnant du canal successif en altérant sa valeur. Si l'on adopte une voie phonique avec des conducteurs d'épaisseur très réduite on élimine donc une première cause de diaphonie, mais on en introduit une deuxième, due essentiellement au fait que si l'on réduit l'épaisseur des conducteurs de la voie phonique on en augmente la résistance, d'o il en résulte qu'une partie du courant de transfert résonant se referme à travers le système de distribution de l'alimentation des circuits d'usager et du générateur de tonalité (ce courant présente une- intensité négligeable lorsqu'on utilise des câbles coaxiaux-de type traditionnel). En effet, si on utilise des générateurs de tonalités de type connu, le conducteur "froid" de la voie phoni-- que est connecté rigidement à la masse dudit système de distri- bution de l'alimentation, d'o il en résulte que, si la résis- tance de la voie phonique présente des valeurs non négligeables, une partie non négligeable du courant de transfert résonnant se referme à travers le système de distribution de l'alimentation indiqué ci-dessus. Cette partie de courant constitue une deuxième cause de diaphonie puisqu'elle se superpose au courant de transfert résonant du canal successif d'une manière semblable à celle de ladite première cause de diaphonie. Le but de la présente invention est la réalisation d'un générateur de tonalités muni de moyens aptes à minimiser la va- leur de la partie de courant qui se referme à travers le système de distribution de l'alimentation, dans le but de réduire d'une manière importante la deuxième cause de diaphonie susmentionnée. Le générateur de tonalité comporte un oscillateur apte à produire un signal dont la fréquence coincide avec la valeur de la fréquence à envoyer aux usagers, à la sortie duquel est con- necté un amplificateur opérationnel dont le signal de sortie commande, par la base, un couple de transistors complémentaires. Suivant l'invention les collecteurs des deux transistors sont connectés, respectivement au moyen d'une première et d'une deuxième résistance, respectivement à une source d'alimentation positive et une source d'alimentation négative; les émetteurs des deux transistors sont connectés au conducteur "chaud-' de la voie phonique, tandis qu'entre les collecteurs et le conducteur "froid" sont connectés respectivement un premier et un deuxième condensateur. Le conducteur "froid" de la voie phonique est en outre connecté à la masse au moyen d'une troisième résistance. D'autres caractéristiques de l'invention deviendront plus claires à la lecture de la description suivante relative à un exemple non limitatif de réalisation et donnée en référence aux dessins annexés dans lesquels: t411347 - la figure 1 montre la structure du réseau de con- nexion pour des centraux téléphoniques en technique MIA; - la figure 2 montre le générateur de tonalités GT de la figure 1 réalisé àuivant l'invention; - la figure 3 montre des diagrammes temporels relatifs à la figure 2. Dans la figure 1, on a désigné par HW une voie phonique à laquelle aboutissent des circuits d'usager Ui 1, U2, Unà travers des interrupteurs phoniques I1, I2,...., In, ainsi que le générateur de tonalités GT à travers un interrupteur corres- pondant I.. Dans la figure 1, on a en outre désigné par AL un dispositif d'alimentation qui distribue la tension d'alimenta- tion aux circuits d'usager U et au générateur de tonalités GT. En supposant que dans une phase temporelle générique l'envoi d'un échantillon du signal de tonalité à l'usager U n soit requis, il se produit la fermeture des interrupteurs It et In et, par conséquent, la voie phonique HW est parcourue par un courant it dont la valeur est proportionnelle au niveau que présente le signal de tonalité à l'instant considéré. Si l'on utilise des voies phoniques à faible niveau de diaphonie, on constate en outre la présence d'un courant i a lequel se referme, pour les raisons indiquées précédemment, à travers le système de distribution de la tension d'alimentation, fournie par le dispositif d'alimentation AL. Le courant- ia en circulant dans la maille constituée par le conducteur "froid" de la voie phonique et par la masse dudit système de distribution de l'alimentation, se superpose au courant it du canal successif, affectant sa valeur et intro- duisant par conséquent de la diaphonie. Dans la figure 2, on a illustré dans le détail le géné- rateur de tonalités GT réalisé suivant l'invention, lequel est pourvu de moyens aptes à minimiser la valeur dudit courant ia dans le but de minimiser la diaphonie. L'unité GT comporte un oscillateur OS à la sortie duquel on obtient un signal sinusoidal, de fréquence f (par exemple 400 Hz) égale à la fréquence prévue pour l'envoi de la tonalité, qui - parvient à l'entrée d'un amplificateur opérationnel AO. Le signal disponible à la sortie de l'amplificateur AO commande, par la base, un couple de transistors complémentaires TS1 et TS2 dont les collecteurs sont connectés respectivement à une source d'alimentation positive +V et à une source négative -V respecti- vement au moyen d!une première résistance R1, et d'une deuxième résistance R2. Les émetteurs sont connectés au conducteur "chaud" de la voie phonique HW à travers une inductance Lt et ledit t interrupteur It, tandis qu'entre le conducteur "froid" et les collecteurs des transistors TS1 et TS2 sont respectivement con- nectés un premier et un deuxième condensateur C1 et C2. Le con- ducteur "froid" de la voie phonique HW est connecté à la masse à travers une troisième résistance R 3. Dans la figure 2, on a aussi illustré quelques éléments d'un circuit d'usager générique Ui, lequel comporte un condensa- teur Cu connecté en parallèle sur les conducteurs de la voie phonique; en série avec le conducteur "chaud" de cette voie phonique, on a prévu une inductance Lu et l'interrupteur phoni- que I Le fonctionnement du circuit que l'on vient de décire est illustré maintenant à l'aide du diagramme temporel repré- sènté dans la figure 3, o f représente le signal qui correspond à la sortie de l'oscillateur OS, lequel est destiné à être échantillonné et envoyé aux usagers U suivant les modalités prévues. Dans la figure, on a en outre indiqué en trait gras les. échantillons de tonalité destinés à être envoyés à un même usager. L'intervalle de temps qui s'écoule entre deux échantil- lons consécutifs est égal à T = 125 p sec.; cet intervalle de temps est subdivisé en n phases temporelles. associées à autant d'usagers. Chaque phase temporelle f présente une durée t et comporte un intervalle de temps to, réservé au transfert résonant indiqué plus haut, avant et après lequel sont prévus des inter- valles de garde t1 et t2 pendant lesquels est effectuée la mise à zéro dela voie phonique HW dans le but dtéliminer l'énergie éventuellement présente une fois que le transfert résonant est terminé. Pendant les intervalles de temps t1 et t2 les interrup- teurs I sont ouverts, d'o il résulte que les transistors TS1 et TS2 sont bloqués et que, en conséquence les condensateurs t477347 C1 et C2 se chargent à travers les résistances R1 et R2 respec- tivement. A la fin de cet intervalle de temps t1 + t2, si au cours de la phase C. on'requiert l'envoi d'une tonalité à un usager générique, l'interrupteur It se ferme et, si la demi-onde posi- tive apparait à cet instant à la sortie de l'amplificateur opé- rationnel AO, le transistor TS1 devient conducteur et est traver- sé par un courant it = i1 + i2. Le courant i1 est proportionnel, t au niveau que présente le signal de tonalité Vt à l'instant considéré, à la valeur que présente la tension d'alimentation' +V, et àla valeur de la résistance R1, tandis que le courant i2 présente une valeur proportionnelle à la charge emmagasinée dans le condensateur C1. Le courant it traverse la voie phonique HW et charge le condensateur Cu, prévu dans le circuit d'usager dont l'interrup- teur Ii est fermé, à un niveau de tension proportionnel au niveau du signal Vt appliqué sur la base des transistors au moment de la fermeture de l'interrupteur It - Une fois que l'intervalle de temps to est terminé, les interrupteurs It et Ii s'ouvrent et le transistor TS1 se bloque et le condensateur C1 se charge. Si, même au cours de la phase i+' on a prévu l'envoi d'un échantillon du signal de tonalité et si le signal f présente encore une valeur positive, au moment de la fermeture de l'inter- rupteur It et de l'interrupteur Ii+1 le transistor TS1 devient conducteur et est traversé par ledit courant it. Par contre, dans les instants o le signal de tonalité présente des valeurs négatives, c'est le transistor TS2 qui devient conducteur, ce qui fait que la résistance R2 est parcou- rue par le courant et que, dans ce cas, le condensateur C2 est intéressé aux opérations de décharge et de charge. Les condensateurs C1 et C2,. les résistances R1 et R2, la tension +V et -V, ainsi que le niveau du signal Vt qui appa- raît à la sortie de l'amplificateur opérationnel AO doivent donc être dimensionnés de façon à fournir aux circuits d'usager l'énergie requise pour le pilotage des organes électro-acousti- ques. Etant donné que pendant ledit intervalle de temps t o une énergie égale à 1 Cu Vt doit être fournie à un circuit d'usager générique, une première partie de cette énergie est proportionnelle audit. courant i1 et présente des valeurs égales K.VtV ( à tVt (t1 + t2) o R représente la résistance du montage en parallèle de la résistance R3 et de la résistance R1 (ou bien R2), K est un nombre entier, tandis qu'une deuxième partie est proportionnelle audit courant i2 et présente la valeur 1/2 AV2.C, o C exprime la valeur de ladite capacité C1 (ou bien C2) et V représente la quantité dont s'est déchargé ce condensateur C (ou bien C2) une fois que ce transfert résonant est.terminé. 2 _K.V.t2v Si 1/2 Cu.Vt2 = KVt Vt (t1 + t2)-+ 1 V2. C, sur la tR t 1 2 2 base de quelques raisonnables hypothèses simplificatrices on peut en tirer que K = 1 Cu. Etant donné que la valeur de la R 2 t capacité Cu et la durée de l'intervalle de temps t sont connues, on obtient la valeur du rapport K qui satisfait le bilan énergé- R tique indiqué ci-dessus. Si l'on attribue à K une séquence de valeurs on obtient autant de valeurs de R; le choix de la valeur de K doit être effectuée en fonction de la valeur de la tension d'alimentation i V que l'on entend adopter; en effet: Av + V = Vt max + Vce min + K.Vt max + o: Vt max représente la valeur maximale du signal de tona- lité disponible à la sortie de l'amplificateur AO; et Vce min représente la différence de potentiel minimale entre la tension de collecteur et la tension d'émetteur du tran- sistor T51 (ou bien TS2) au-dessous de laquelle le transistor opère dans la zone de saturation. Dans le but diéviter la production d'une valeur particu- lière de tension, il convient d'adopter une valeur de tension (par exemple 12V) disponible dans le central pour d'autres buts et d'obtenir la valeur du nombre K, laquelle impose l'adoption de la valeur correspondante de R. t477347 Si l'on tient compte du fait que R exprime la valeur de la résistance du montage en parallèle de la résistance R3 et de la résistance R1 (ou bien R2), il suffit d'attribuer à'la résistance R3 une-valeur de quelques dizaines d'ohms, et, dans le but de minimiser la deuxième cause de diaphonie, de calculer en conséquence la valeur de R1 et de R2. La valeur de la capacité C des condensateurs C1 et C2 qui satisfait le bilan énergétique indiqué ci-dessus est égale 2 max C = KVt (t1 + t2). * R.AV2 REVENDICATIONS 1. Générateur de tonalités pour centraux téléphoniques à division de temps en technique MIA comprenant une voie phoni- que à laquelle, au cours.de chaque phase temporelle, sont con- nectés un couple de circuits d'usager et le générateur de tonalités, lequel comprend un oscillateur apte à produire un signal de fréquence égale à celle de la tonalité à envoyer aux usagers, qii alimente un amplificateur opérationnel dont le signal de sortie commande, par la base, un couple de transistors complémentaires, -caractérisé en ce que les collecteurs desdits transistors sont connectés, respectivement à travers une premiè- re et une deuxième résistance (R1 et R2), respectivement à une source d'alimentation positive, et à une source d'alimentation négative (+V et -V), tandis que les émetteurs des deux transis- tors (TS1 et TS2) sont connectés au conducteur "chaud" de la voie phonique (HW), en ce qu'entre le collecteur desdits transis- tors (TS et TS2) et le conducteur "froid" de la voie phonique 1 T2) (HW) sont connectés respectivement un premier et un deuxième condensateur (C1 et C2), et en ce que le conducteur "froid" de la voie phonique (HW) est connecté à la masse à travers une troisième résistance (R3). - 2. Générateur suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le rapport entre un coefficient de proportionnalité K et la résistance R du montage parallèle de ladite première résistance (R1) (ou bien la deuxième résistance R2) et ladite troisième résistance (R3) est égal à K = 1 Cu o: Cu représente-la capacité d'un condensateur prévu dans le circuit d'usager et t représente la durée d'une phase. 3. Générateur suivant la revendication 2, caractérisé en ce que lesdites sources d'alimentation ( V) doivent fournir une tension de vaieur + V = Vt max + Vce min + K.Vt max +AV o: Vt max représente la valeur maximale du signal de tonalité disponible à la sortie dudit amplificateur opérationnel (AO); Vce min représente la différence de potentiel minimale entre la tension de collecteur et la tension d'émetteur desdits transistors (TS1 et TS2) au-dessous de laquelle lesdits transis- tors opèrent dans la zone de saturation; et - AV représente la diminution de la tension que l'on constate aux bornes dudit premier et dudit deuxième condensateur (C1 et C2) une fois que de l'énergie a été transférée dans les- dits circuits d'usager. 4. Générateur suivant la revendication 3, caractérisé en ce que la capacité du premier et du deuxième condensateur et c> st égae =K.V 2max (C1 et C2) est égale C = Vtmax (t1 + t2) o t1 + t2 repré- sentent l'intervalle de temps dans lequel, dans chaque phase, on effectue la charge de ce premier et de ce deuxième condensa- teur (C1 et C2).