Brevet FR2474798A1 — publié le 19810731

"Matrice de commutation et procédé pour la commande d'interrupteurs de croisement d'une matrice de caoutatmn" La présente invention concerne une matrice de commutation comportant un certain nombre de lignes d'entrée, un certain nombre de lignes de sortie et un certain nombre d'interrupteurs de croise- 5 ment servant à connecter sélectivement une ou plusieurs lignes d'entrée à une ou plusieurs lignes de sortie, un interrupteur, dans une première position, reliant une ligne d'entrée à une ligne de sortie et, dans une seconde position, interrompant cette liaison. Une telle matrice de commutation est connue de façon générale et est utilisée, par exemple, dans des systèmes de téléphonique, de commande d'ordi- nateur, de transmission, etc.. Avec une matrice de commutation, il est possible de relier n'importe quelle(s) ligne(s) d'entrée à n'importe quelle(s) ligne(s) de sortie. Les lignes d'entrée sont souvent associées aux rangées de la matrice et les lignes de sortie aux colonnes de cette matrice. Les interrupteurs sont montés aux croisements des colonnes et des rangées. Lorsqu'une telle matrice de commutation est utilisée pour des systèmes téléphoniques, les lignes d'entrée sont connectées aux lignes d'abonnés et les lignes de sortie aux lignes de départ. On exige des centraux téléphoniques futurs que les lignes d'abonnés soient terminées par l'impédance de ligne nécessaire, même pendant les périodes en boucle ouverte, de tonalité et de pause de tonalité, ceci en rapport avec les exigences concernant le retour d'écho et la diaphonie. Pour satisfaire à ces exigences, il est connu, comme décrit dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique no. 3.713.105, de remplacer les interrupteurs de croisement fermés/ ouverts par des commutateurs qui, dans une première position de l'un d'eux connectent une ligne d'entrée à une ligne de sortie et, dans une seconde position, connectent la ligne d'entrée à une impédance terminale. Une telle matrice de commutation a l'inconvénient que la matrice de commutation à interrupteum fermés/ouverts utilisée doit être remplacée dans sa totalité par des o5 commutateurs. Un autre inconvénient est que chaque interrupteur de croisement doit être équipé d'une impédance terminale. L'invention a pour but de procurer une matrice de commutation du type précité ne présentant pas les inconvénients indiqués. La matrice de commutation conforme à l'invention est caractérisée en ce qu'elle comporte une matrice de commutation supplémentaire qui est pourvue d'un certain nombre de lignes d'entrée, d'au moins une ligne de sortie et d'un certain nombre d'interrupteurs de croisement, les lignes d'entrée de la matrice de commutation supplémentaire sont couplées chacune par l'intermédiaire d'une impédance aux lignes d'entrée de la première matrice de commu- tation, la ligne de sortie de la matrice de commutation supplémentaire est couplée à un point de potential à peu près constant pour la terminaison par ladite impédance des lignes d'entrée de la matrice de commu- tation sélectionnées par les interrupteurs de croise- ment de la matrice de commutation supplémentaire. Il convient de noter ici qu'il est en soi connu d'agrandir une matrice de commutation d'une autre matrice de commutation, comme il ressort de l'article "The ITT unimat PABX range" publié par W. BEDEL et collaborateurs dans IBE Intnl. Conf. on Private Electronic Switching Systems, 1978, pages 39 à 43. Il s'agit cependant ici d'une matrice de commu- tation destinée à la liaison avec des signaux de b tonalité. Un avantage de l'invention est qu'on utilise la première matrice de commutation simple et - 3 - qu'en développant la matrice de commutation au moyen d'une matrice de commutation similaire, on peut connecter les lignes d'entrée à l'impédance exigée. L'invention concerne également un procédé pour la commande d'interrupteurs de croisement d'une matrice de commutation qui comprend en outre un certain nombre de lignes d'entrée et un certain nombre de lignes de sortie, les interrupteurs de croisement montés aux croisements des dites lignes connectant une 1o ligne d'entrée à une ligne de sortie dans une première position, et interrompant cette connexion dans une deuxième position. L'invention a en outre pour but de procurer un procédé permettant, dans le cas de systèmes commandés par processeurs, d'assurer de manière simple la terminaison par l'impédance souhaitée des lignes d'entrée. Le procédé est à cet effet caractérisé en ce que la matrice de commutation comporte une matrice de commutation supplémentaire qui est pourvue d'un certain nombre de lignes d'entrée, d'au moins une ligne de sortie et d'un certain nombre d'interrupteurs de croisement, les lignes d'entrée de la matrice de commutation supplémentaire sont- couplées chacune par l'intermédiaire d'une impédance aux lignes d'entrée de la première matrice de commutation, la ligne de sortie de la matrice de commutation supplémentaire est couplée à un point de potentiel à peu près constant et des interrupteurs de croisement sélec- tionnés de la matrice de commutation supplémentaire sont réglés dans la première position pour assurer la terminaison par la dite impédance des lignes d'entrée de-la matrice de commutation déterminées par les interrupteurs de croisement sélectionnés de la matrice de commutation supplémentaire. Dans certains systèmes téléphoniques, des - 4- signaux de tonalité doivent également être introduits dans le réseau. Une première forme d'exécution préférée de l'invention est caractérisée en ce que l'autre matrice de commutation comporte un générateur de tonalité qui est connecté entre, une ligne de sortie de la matrice de commutation supplémentaire et ledit point de potentiel à peu près constant pour l'amenée de signaux-à fréquence de tonalité aux lignes d'entrée de la première matrice de commutation déterminées par la matrice. de commutation supplémentaire. Dans la pratique, la matrice de commu- tation est commandée par un processeur. Etant donné que la matrice, pour cette adaptation d'impédance et cette injection de signaux de fréquence de tonalité n'est accrue que de deux lignes de sortie supplémen- taires, sa commande n'entraànera pratiquement pas de frais supplémentaires. La première forme d'exécution comporte des lignes du type non équilibré. Suivant l'invention, une deuxième forme d'exécution équilibrée de la matrice de commutation est caractérisée en ce que les lignes d'entrée et de sortie de la première matrice de commutation et de la matrice de commuta- tion supplémentaire sont combinées par paires pour former des lignes se prêtant à une commande équilibrée. L'invention et ses avantages seront décrits plus en détail avec référence aux dessins annexés, dans lesquels: - la fig. 1 illustre une première forme d'exécution de la matrice de commutation conforme à l'invention; et - la fig. 2 illustre une deuxième forme d'exécution équilibrée de la matrice de commutation conforme à l'invention. La matrice de commutation représentée - 5 - sur la Fig. 1 comporte des lignes d'entrée X1, X2... X8 et des l$gnes de sortie Y1,' Y2...' Y4 Bien que 8 lignes d'entrée et 4 lignes de sortie soient représentées aux dessins, l'invention n'est en aucune manière limitée à cette matrice 8 x 4. L'invention peut aussi être utilisée pour une matrice de n'importe quelle autre dimension. Des sources de signaux peuvent être connec- tées aux bornes d'entrée I-1, I-2... I-8 des lignes d'entrée X. Dans l'exemple représenté sur la Fig. 1, la source de signaux est formée par des ponts d'alimen- tation PS1, PS2,...PS8 pour le reste connus, d'un circuit d'abonné. Aux dessins, seul le pont d'alimen- tation PS1 est représenté en détail. Les autres ponts d'alimentation PS2 à PS8 sont conçus de manière corres- pondante. En a, b sont désignées les bornes pour la connexion de la ligne d'abonné au primaire d'un trans- formateur T1 du pont d'alimentation PS1. Le primaire comporte un montage en série d'un premier enroulement 1, d'un condensateur 3 et d'un second enroulement 2. L'alimentation de courant continu est obtenue, par exemple par mise à la terre de la borne de connexion 4 du condensateur 3 et par application d'une tension de -48 V à la borne de connexion 5 du condensateur 3. Le secondaire du transformateur T1 est formé d'un enroulement 6 dont un côté est connecté à la borne d'entrée I-1 de la ligne d'entrée XI et dont l'autre côté est mis à un point de potentiel à peu près constant par exemple la terre. Des interrupteurs de croisement se trouvent sur les croisements des lignes d'entrée Xl, X2... X8 et des lignes de sortie Y1, Y2,... Y4. Les interrupteurs de croisement sont, par exemple, constitués par des interrupteurs à semiconducteurs. Dans la partie cerclée du dessin, un tel interrupteur à semiconducteur est représenté. Un transistor MOSFET 7 est connecté, par son trajet de courant principal, entre une ligne d'entrée, ici Xl, et une ligne de sortie, ici Y3. La borne d'entrée 8 est connectée à la porte du transistor. Le transistor est amené dans l'état conducteur ou non conducteur par un signal de o5 commande qui est amené à la borne 8, grâce à quoi une connexion est établie ou non entre Xl est Y3. On exige des centraux téléphoniques futurs que les lignes d'abonnés soient terminées par l'impédance de ligne exigée, même pendant des périodes de boucle ouverte, de tonalité et de pause de tonalité. Suivant l'invention, la matrice de commutation est augmentée d'une matrice de commutation supplémentaire comportant un certain nombre de lignes d'entrée Xi V XI 2,... X'i au moins une ligne de sortie, dans la première forme d'exécution représentée deux lignes de sortie Y'1 et Y'2, et un certain nombre d'inter- rupteurs de croisement montés sur les croisements des lignes d'entrée et de sortie. Les entrées II-1, II-2,... II-8 de la matrice de commutation supplémen- taire sont chacune connectées par l'intermédiaire d'une impédance Zx aux lignes d'entrée de la matrice de commutation initiale. Ainsi, la ligne Xl est connectée par l'impédance Zxl à l'entrée II-1, la ligne X2 par l'impédance Zx2, à l'entrée II-2, etc... La ligne de sortie Y' de la matrice de commutation supplémen- taire est mise à la masse. En actionnant maintenant de manière sélective les interrupteurs de croisement qui forment ou non une connexion entre les lignes d'entrée Xl de la matrice de commutation supplémen- taire et la ligne de sortie Y'1, on peut terminer aux moments souhaités les lignes X de la matrice de commutation (en téléphonie, les lignes d'abonnés) par l'impédance Zx. En téléphonie, il est souhaitable de terminer ou d'isoler les lignes d'abonnés, en dehors de la période de conversation, par l'impédance de ligne -7 - exigée. Ceci peut s'effectuer en fermant l'interrupteur de croisement correspondant de la matrice de commu- tation supplémentaire, en dehors de la période de conversation, l'impédance Zx devant se rapprocher aussi étroitement que possible de l'impédance Zo de la ligne d'abonné. Pendant la période de conversation, l'interrupteur de croisement en question est ouvert, à la suite de quoi l'impédance Zx ne forme plus de charge supplémentaire. Dans la pratique, les inter- rupteurs de croisement de la matrice de commutation sont commandés par un processeur. La matrice de commutation supplémentaire ne constitue, en pratique, qu'un développement peu important qui peut aussi être commandé à partir du processeur. Un avantage de cette matrice de commutation est que la matrice existante peut être conservée et que l'on peut satisfaire aux exigences strictes de la terminaison des lignes à l'aide de moyens supplémentaires limités. Outre pour la terminaison des lignes, des signaux de tonalité peuvent être injectés d'une manière simple dans le réseau par adjonction d'une deuxième ligne de sortie Y'. A cet effet, la ligne 2- de sortie Y'I de la matrice de commutation supplémen- taire est connectée à un générateur de signaux de tonalité 9 présentant une faible impédance interne 10. En commutant les croisements sélectionnés de X'/Y', pendant un laps de temps plus court ou plus long, en position d'ouverture ou de fermeture, on peut aussi produire des intervalles de temps variables pour les signaux à la fréquence de tonalité. Pendant la période de conservation, les interrupteurs de croisement en question sont ici aussi ouverts en vue de ne pas provoquer de charge supplémentaire. La forme d'exécution qui est représentée sur la Fig. 1 n'est pas équilibrée. En combinant les _8-_ lignes d'entrée et de sortie de la matrice de commu- tation initiale et de la matrice de-commutation supplémentaire par paires, on forme la matrice de commutation équilibrée qui est représentée sur la o5 Fig. 2. L'enroulement secondaire 6 du transformateur Tl est connecté d'un côté à la borne d'entrée I-1 de la ligne d'entrée Xl et de l'autre côté, à la borne d'entrée I-2 de la ligne d'entrée X2. Les lignes de sortie Y1, Y2 forment une paire sur laquelle le signal provenant du pont d'alimentation PS1 (en téléphonie, le signal d'abonné) est disponible sous une forme équilibrée. La matrice de commutation repré- sentée sur la Fig. 2, dans laquelle exactement comme sur la Fig. 1, 8 lignes d'entrée et 4 lignes de sortie sont choisies, convient pour connecter 4 éléments d'entrée (par exemple des ponts d'alimentation) à 2 éléments de sortie (par exemple des lignes télé- phoniques de départ). Les lignes d'entrée et de sortie de la matrice de commutation supplémentaire sont aussi combinées par paires. Les lignes de sortie Y'1 et Y'2 sont connectées l'une à l'autre ainsi qu'à la masse. En donnant à l'impédance Zxl et à l'impé- dance Zx2 une valeur qui correspond à la moitié de la valeur de l'impédance de ligne Zo de la ligne d'abonné, cette ligne est terminée ou isolée sous une forme équilibrée. L'injection de signaux à fréquence de tonalité peut être effectuée dans la forme équilibrée par connexion du générateur de signaux de tonalité 9 à l'impédance interne 10 au )0 primaire 11 d'un transformateur T2. Le secondaire 12 du transformateur, dont la prise médiane est mise à la masse, est connecté d'un côté à la ligne de sortie Y' et de l'autre côté à la ligne de sortie Y'. En 3 4 commendant les interrupteurs de croisement, on isole ou on termine la ligne, comme décrit pour la fig. 1, à l'impédance exigée et on injecte les signaux à fréquence de tonalité souhaités. - 9 - REVENDICATIONS: 1. Matrice de commutation comportant un certain nombre de lignes d'entrée, un certain nombre de lignes de sortie et un certain nombre d'interrup- o5 teurs de croisement servant à connecter sélectivement une ou plusieurs lignes d'entrée ou une ou plusieurs lignes de sortie, un interrupteur, dans une première position, reliant une ligne d'entrée à une ligne de sortie et, dans une seconde position, intaerompant cette liaison, caractérisée en ce qu'elle comporte une matrice de commutation supplémentaire qui est pourvue d'un certain nombre de lignes d'entrée, d'au moins une ligne de sortie et d'un certain nombre d'interrupteurs de croisement, les lignes d'entrée de la matrice de commutation supplémentaire sont couplées chacune par l'intermédiaire d'une impédance aux lignes d'entrée de la première matrice de coimnu- tation, la ligne de sortie de la matrice de commutation supplémentaire est couplée à un point de potentiel à peu près constant pour la terminaison par ladite impédance des lignes d'entrée de la matrice de commu- tation sélectionnées par les interrupteurs de croise- ment de la matrice de commutation supplémentaire. 2. Matrice de commutation suivant la reven- dication 1, caractérisée en ce que la matrice de commutation supplémentaire comporte un générateur de tonalité qui est connecté entre une ligne de sortie de la matrice de commutation supplémentaire et ledit point de potentiel à peu près constant pour l'amenée de signaux à fréquence de tonalité aux lignes d'entrée de la première matrice de commutation déterminées par les interrupteurs de croisement de la matrice de commutation supplémentaire. 3. Matrice de commutation suivant la reven- dication 1 ou 2, caractérisée en ce que les lignes d'entrée et de sortie de la première matrice de commu- tation et de la matrice de commutation supplémentaire sont combinées par paires pour former des lignes se prêtant à une commande équilibrée. 4. Procédé pour la commande d'interrupteurs de croisement d'une matrice de commutation qui-comprend en outre un certain nombre de lignes d'entrée et un certain nombre de lignes de sortie, les interrupteurs de croisement montés aux croisements des dites lignes connectant une ligne d'entrée à une ligne de sortie dans une première position et interrompant cette connexion dans une deuxième position, caractérisé en ce que la matrice de commutation comporte une matrice de commutation supplémentaire qui est pourvue d'un certain nombre de lignes d'entrée, d'au moins une ligne de sortie et d'un certain nombre d'interrupteurs de croisement, les lignes d'entrée de la matrice de commutation supplémentaire sont couplées chacune par l'intermédiaire d'une impédance aux lignes d'entrée de la première matrice de commutation, la ligne de sortie de la matrice de commutation supplémentaire est couplée à un point de potentiel à peu près constant et des interrupteurs de croisement sélectionnés de la matrice de commutation supplémentaire sont réglés dans la première position pour assurer la terminaison par la dite impédance des lignes d'entrée de la matrice de commutation déterminées par les interrupteurs de croisement sélectionnés de la matrice de commutation supplémentaire. 5. Procédé pour la commande d'interrupteurs de croisement d'une matrice de commutation suivant la revendication 4, caractérisé en ce que la matrice de commutation supplémentaire contient un générateur de tonalité qui est connecté à une ligne de sortie de la matrice de commutation supplémentaire et les inter- - il - rupteurs de croisement sélectionnés de la ligne de sortie précitée de la matrice de commutation supplémentaire sont réglés dans la premibre position pendant une durée déterminée au préalable et avec une fréquence de répétition déterminée au préalable.