Brevet FR2497433A1 — publié le 19820702

CIRCUIT DE LIAISON D'UN MICROPHONE ACTIF, EN PARTICULIER A ELECTRET A UN CIRCUIT DE TRANSMISSION TELEPHONIQUE La présente invention se rapporte à un circuit de liaison d'un microphone actif, en particulier à électret à un circuit de transmission téléphonique. Les microphones de combinés téléphoniques utilisés jusqu'à présent sont du type à charbon. Ces microphones sont simples à réaliser et peu coûteux, mais leurs caractéristiques électriques sont médiocres, et on tend à les remplacer par des microphones d'autres types, en particulier des microphones actifs tels que des microphones dits à "effet électret", et appelés plus simplement par la suite: "microphones à électret". Les microphones à électret sont des microphones du type actif parce qu'ils utilisent une énergie extérieure pour pouvoir délivrer un signal électrique correct, cette énergie servant à alimenter non pas le microphone proprement dit, mais le transistor adaptateur d'impédance qui est inclus dans le boîtier du microphone. Le boîtier du microphone peut comporter soit deux, soit trois bornes de raccordement extérieur. Les conducteurs de raccordement du boîtier peuvent être reliés soit en montage asymétrique qui est le plus couramment utilisé dans diverses application, soit en montage symétri- que flottant ou non flottant, c'est-à-àdire relié à un potentiel de référence ou non. Dans le cas de l'application à la téléphonie, le conducteur de raccordement du microphone doit être à deux fils, et en montage symétrique, de préférence non flottant. La présente invention a pour objet un circuit de liaison d'un micro- phone actif, en particulier du type à électret, de combiné téléphonique à un circuit de transmission téléphonique par l'intermédiaire d'un conduc- teur à deux fils non blindés, circuit permettant d'alimenter de façon simple le transistor adaptateur d'impédance contenu dans le boîtier du microphone, et permettant également l'interchangeabilité des micro- phones de provenances différentes. Le circuit de liaison conforme à la présente invention comporte un conducteur de raccordement à deux fils non blindés dont une extrémité est chaque fois reliée à des bornes de raccordement extérieur du boîtier du microphone, et dont l'autre extrémité est à chaque fois reliée d'une part, par l'intermédiaire d'un condensateur, à une entrée d'un circuit à amplificateur différentiel, et d'autre part, par l'intermédiaire d'une résistance, à l'une des bornes d'une source d'alimentation appropriée du transistor adaptateur d'impédance contenu dans le boîtier du microphone, Pune de ces bornes étant de préférence reliée à un potentiel de référence qui est avantageusement la masse. Dans le cas o le boîtier du microphone actif comporte trois bornes de raccordement extérieur, on relie avantageusement deux de ces bornes soit directement entre elles si elles ne sont par reliées entre elles à l'intérieur du boîtier du microphone, soit par l'intermédiaire d'un con- densateur de découplage si ces deux bornes sont reliées entre elles par une résistance, et dans les deux cas, l'une de ces deux bornes et la troisième borne sont reliées audit conducteur de raccordement à deux fils. Pour pouvoir rendre interchangeables les microphones de provenan- ces différents, on branche entre leurs bornes, reliées audit conducteur de raccordement à deux fils, un circuit série à résistance et condensateur, la résistance étant avantageusement réglable. La présente invention sera mieux comprise à l'aide de la des- cription détaillée de plusieurs modes de réalisation, illustrés par le dessin annexé, sur lequel: - la figure 1 est le schéma d'un circuit de raccordement, conforme à l'invention, d'un microphone actif à trois bornes sans liaison à lin- térieur de son boîtier; - la figure 2 est le schéma d'un circuit de raccordement, conforme à l'invention, d'un microphone actif à trois bornes avec résistance de liaison à l'intérieur de son boîtier; - la figure 3 est le schéma d'un circuit de raccordement conforme à l'invention, d'un microphone actif à deux bornes, et - la figure 4 est un schéma équivalent en courant alternatif des circuits des figures 1 à 3. Le microphone actif représenté sur les trois figures du dessin est un microphone du type dit à "effet électret", mais pourrait aussi bien être d'un autre type. Sur les trois figures, on n'a pas représenté le circuit de transmission téléphonique auquel est raccordé le microphone, ce circuit étant celui habituellement utilisé et ne subissant aucune modi- fication. Le microphone I représenté sur la figure 1 comporte trois bornes de raccordement extérieur, respectivement référencées 2, 3 et 4, disposés sur le boîtier 5 de ce microphone. Le boîtier 5 du microphone 1 renferme une capsule 6 à membrane électret et un transistor 7 à effet de champ. Le drain du transistor 7 est relié à la borne 2, sa source est reliée à la borne 3, et sa porte est reliée à une électrode de la capsule 6 dont l'autre électrode est reliée à la borne 4. On relie, extérieurement au boîtier 5, la borne 3 à la borne 4 par un conducteur 8. La borne 2 est reliée, extérieurement au boîtier 5, à la borne 4 par un circuit série comprenant une résistance ajustable 9 et un condensateur de forte valeur 10. L'ensemble des éléments décrits ci-dessus est logé dans un combiné téléphonique (non représenté) à la place du microphone classique à charbon. Les bornes 2 et 4 sont reliées chacune à un fil d'un conducteur de raccordement Il à deux fils respectivement référencés 12, 13. Le conducteur Il fait partie du cordon (non représenté) à quatre fils reliant le combiné téléphonique à son poste téléphonique, les deux autres fils étant ceux correspondant à l'écouteur de ce combiné. Le fil 12 du conducteur Il est relié, dans le poste téléphonique, d'une part à une borne 14 par l'intermédiaire d'une résistance 15, et d'autre part à l'entrée non inverseuse d'un amplificateur différentiel 16 par l'intermédiaire d'un condensateur 17. La borne 14 est reliée à un pôle d'une source d'alimentation appropriée (non représentée) du tran- sistor 7 dont l'autre pôle est relié à la masse. La sortie 18 de l'amplificateur 16 est reliée au circuit habituel de transmission télé- phonique (non représenté). Le fil 13 du conducteur il est relié, dans le poste téléphonique, d'une part à la masse par l'intermédiaire d'une résistance 19, et d'autre part à l'entrée inverseuse de l'amplificateur 16 par l'intermédiaire d'un condensateur 20. De façon avantageuse, les valeurs des résistances 15 et 19 sont égales entre elles, et les valeurs des condensateurs 17 et 20 sont égales entre elles. On a représenté sur la figure 2 le schéma d'un circuit de raccorde- ment pour un microphone 21 à trois bornes dont le boîtier 22 comporte, outre la capsule à électret 6 et le transistor à effet de champ 7, branchés de la même façon que dans le circuit de la figure 1, une résistance 23 branchée entre les bornes 3 et 4. Pour compenser l'atté- nuation du signal produit par la capsule 6, atténuation due à la résistance 23, on branche, à l'extérieur du boîtier 22, entre les bornes 3 et 4, un condensateur 24 compensant pratiquement complétement cette atté- nuation dans la bande de fréquences téléphoniques considérées. Les éléments reliés aux bornes 2 et 4 du microphone 21 sont identiques à ceux reliés aux bornes 2 et 4 du microphone 1 du circuit de la figure 1, et portent les mêmes références numériques, à savoir les éléments 9 à 20. On a représenté sur la figure 3 le schéma d'un circuit de raccorde- ment pour un microphone 25 à deux bornes de raccordement extérieur. Le boîtier 26 du microphone 25 comporte deux bornes de raccordement extérieur 27et 28, et renferme également une capsule à électret 6 et un transistor à effet de champ 7. Le drain du transistor 7 est relié à la borne 27, sa porte est reliée à une électrode de la capsule 6 dont l'autre électrode est reliée à la source du transistor 7 et à la borne 28. Les éléments reliés aux bornes 27 et 28 du microphone 25 sont identiques à ceux reliés aux bornes 2 et 4 du microphone 1 du circuit des figures 1 et 2, et portent les mêmes références numériques, à savoir les éléments 9 à 20. On va maintenant examiner le fonctionnement du circuit décrit ci- dessus. Du point de vue du fonctionnement en courant continu, une source de tension d'alimentation branchée entre la borne 14 et la masse alimente le transistor 7 via les résistances 15 et 19 et la ligne 11. Les condensateurs 17 et 20 isolent les entrées de l'amplificateur 16 par rapport à cette source de tension. Dans le circuit de la figure 2, le courant d'alimentation du transistor 7 passe également par la résistance 23 dont il faut tenir compte de la valeur dans le calcul des valeurs des résistances 15 et 19. Du point de vue du fonctionnement en courant alternatif, les circuits des figures 1 à 3 sont pratiquement identiques, étant donné que dans le circuit de la figure 2 l'effet d'atténuation de la résistance 23 est pratiquement compensé par le condensateur 24, comme précisé ci- dessus. On a représenté sur la figure 4 le schéma équivalent, en courant alternatif, du circuit de raccordement de l'invention. Sur ce schéma, le microphone 1,21 ou 25 a été symbolisé par un générateur de courant 29. En effet, le transistor 7, utilisé en adaptateur d'impédance comme dans d'autres types de microphones actifs, constitue un générateur de courant commandé par la tension délivrée par la membrane électret. On appelle v la tension délivée par le microphone 29, et i le courant qu'il produit. Soit R' la résistance équivalente aux résistances 15 et 19. Du point de vue du microphone, les deux résistances 15 et 19 sont en série, et R' représente donc la somme de leurs valeurs. La résistance R' est branchée entre les deux fils 12, 13 du conducteur 11 supposé de résistance négligeable vis à vis de R', ce qui est le cas en pratique. Soit C' le condensateur équivalent aux condensateurs 17 et 20. Vus du microphone, les condensateurs 17 et 20 sont en série. En pratique, on choisit les condensateurs 17 et 20 de valeurs égales, et la valeur de C' est donc alors égale à la moitié de la valeur de l'un des condensateurs 17 ou 20. Soit Re la résistance d'entrée de l'amplificateur 16. Sur le schéma équivalent de la figure 4, C' et Re sont en série et sont branchés en parallèle sur R'. On appelle v1 la tension aux bornes de Re et i1 le courant traversant Re. Pour la première partie de ces explications, on néglige l'action de la résistance 9 et du condensateur 10. Si on appelle Q = j2irf, f étant la fréquence du courant alternatif produit par le microphone, et si on appelle a la pente du transistor 7 (exprimée en milliampères par volt par exemple), on trouve aisément que le transfert en courant il/i du circuit de la figure 4 s'écrit: = 1+ (Re+ R') C'Q avec il = ve et i = a.v et le transfert en tension vl de ce circuit s'écrit: v V1 aReR'C'Q v 1+ (Re+R') C'Q On voit ainsi que l'on peut facilement ajuster l'efficacité du microphone soit en agissant sur la pente a du transistor 7, c'est-à-dire en choisissant un transistor de caractéristiques appropriées, soit, et surtout, en agissant sur la valeur de la résistance Re. En effet, la valeur de R' est déjà déterminée en fonction de la tension de la source d'alimentation reliée à la borne 14, et pour des raisons pratiques et économiques, il est préfé- rable de garder les condensateurs 17 et 20 fixes et de valeur relati- vement élevée. En outre, le circuit de l'invention permet de régler la courbe de réponse en fréquence du microphone en agissant sur les valeurs des éléments du filtre passe-haut constitué par R', C' et Re. Dans un exemple de réalisation, les valeurs des différents éléments du circuit étaient, pour les résistances 15 et 19: 1,5 kilohms environ chacune, pour les condensateurs 17 et 20: 330 nF environ chacun, la résistance d'entrée de Pamplificateur 16 étant de 200 ohms environ, et la source d'alimentation du transistor 7 ayant une tension de 5 volts environ. Pour des raisons de diversification d'approvisionnement en micro- phones, il est intéressant de pouvoir remplacer un microphone d'une certaine provenance par un autre sans modifier le montage. Ceci veut dire que les microphones doivent avoir une efficacité constante quelle que soit leur provenance. A cet effet, on branche la résistance 9 et le condensateur 10 aux bornes des microphones, comme indiqué ci-dessus. Le condensateur 10 est simplement un condensateur d'isolation galva- nique, afin que tout le courant fourni par la source d'alimentation branchée entre la borne 14 et la masse passe par le transistor 7. La valeur du condensateur 10 est donc choisie pour que son impédance, aux fréquences transmises, soit négligeable vis à vis de la valeur de la résistance 9. Du point de vue du microphone, et en courant alternatif, la résistance 9 est en parallèle avec la résistance R'. On peut donc facilement calculer la valeur de la résistance 9 pour obtenir une efficacité donnée du microphone, en utilisant la formule de transfert en tension donnée cidessus. De façon avantageuse, la résistance 9 est ajustable. En conclusion, le circuit de raccordement de l'invention permet d'utiliser dans un combiné téléphonique un microphone de bonne qualité tout en conservant le cordon de raccordement habituel entre le combiné et le poste téléphonique, et d'obtenir le même niveau de signal quelle que soit la provenance du microphone. REVENDICATIONS 1. Circuit de liaison d'un microphone actif, en particulier à électret, à un circuit de transmission téléphonique, au moyen d'un conducteur de raccordement à deux fils non blindés, caractérisé par le fait qu'une extrémité dudit conducteur de raccordement (11) est à chaque fois reliée à des bornes de raccordement extérieur du boîtier du microphone (5, 22, 26), et que son autre extrémité est à chaque fois reliée d'une part, par l'intermédiaire d'un condensateur (17,20), à une entrée d'un circuit à amplificateur différentiel (16), et d'autre part, par l'intermédiaire d'une résistance (15,19), à l'une des bornes d'une source d'alimentation appropriée du transistor adaptateur d'impédance (7) con- tenu dans le boîtier du microphone. 2. Circuit de liaison selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'une des bornes précitées est reliée àa la masse. 3. Circuit de liaison selon l'une quelconque des revendications précédentes, pour un microphone à trois bornes de raccordement ex- térieur non reliées entre elles à 'intérieur du boîtier du microphone, caractérisé par le fait que Pon relie directement entre elles deux de ces bornes (3,4), à l'extérieur du boîtier, 'une de ces deux bornes (4) et la troisième (2) étant reliées audit conducteur de raccordement à deux fils. 4. Circuit de liaison selon Pune quelconque des revendications I ou 2, pour un microphone à trois bornes de raccordement extérieur dont deux sont reliées entre elles par une résistance à Pintérieur du boîtier du microphone, caractérisé par le fait que l'on relie extérieurement au bottier ces deux bornes (3,4) par un condensateur de découplage (24), l'une de ces deux bornes (4) et la troisième (2) étant reliées audit conducteur de raccordement à deux fils. 5. Circuit de liaison selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que l'on branche entre les bornes de raccordement extérieur du boîtier du microphone reliées au conducteur de raccordement un circuit série à résistance et condensateur (9,10). 6. Circuit de liaison selon la revendication 5, caractérisé par le fait que ladite résistance du circuit série est réglable. 7. Circuit de liaison selon la revendication 5 ou 6, caractérisé par ?497433 le fait que l'impédance du condensateur du circuit série, aux fréquences transmises, est négligeable vis à vis de la valeur de la résistance de ce même circuit série. 8. Circuit de liaison selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé par le fait que les résistances reliant le conduc- teur de raccordement aux bornes de la source d'alimentation ont chacune pour valeur 1500 ohms environ, que les condensateurs reliant le con- ducteur de raccordement à l'amplificateur différentiel ont chacun pour valeur 330 nF environ, la résistance d'entrée de l'amplificateur dif- férentiel étant de 200 ohms environ, et la source de tension ayant une tension de 5 volts environ.