Brevet FR2500975A1 — publié le 19820903

Self électronique L'invention concerne les self électroniques utilisées notamment dans les adaptateurs de signalisation utilisés en télécommunications pour l'interconnexion de systèmes ayant des modes de signalisation différents. Les adaptateurs assurent la transformation d'une signalisation binaire, comme on la trouve dans les systèmes à division du temps et à modulation par impulsions codées, en une signalisation à changements d'états continus et inversement, un adaptateur assurant la transformation des signaux de signalisation de manière bidirectionnelle.Les signalisations à changements d'états continua consistent, d'une facon générale, à présenter sur des fila des polarités à travers des impédances variant selon la séquence, c'est-à-dire selon qu'il s'agit de signaler une disponi bilié, une prise de ligne, une invitation à transmettre, une numérotation, eto. Une liaison entre des lignes multiplex à division du temps et à modulation par impulsions codées et un central électromécanique comporte un équipement terminal et un groupe adaptateur de signal sation. L'équipement terminal assure, dans le sens lignes multiplex-central électromécanique, le décodage des signaux de parole et de la signalisation et dans l'autre sens le codage des signaux de parole et de signalisation. Le groupe adaptateur de signalisation est relié à l'équipement terminal par une ligne basse fréquence bidirectionnelle acheminant dans les deux sens les signaux de parole, par une ligne RON de laquelle il reçoit la signalisation des lignes multiplex après décodage, et par une ligne TRON transmettant à l'équipement terminal la signalisation provenant du central électromécanique.D'autre part le groupe adaptateur de signalisation est relié au central électromécanique par un certain nombre de fils transmettant les signaux de parole et/ou les signaux de signalisation. Les adaptateurs utilisés, dans un groupe adaptateur de signalisation, sur les fils reliant le groupe adaptateur de signalisation à un central électromécanique doivent répondre aux contraintes suivantes - s'ils sont placés sur des fils transmettant des signaux de parole et de signalisation ils doivent avoir un affaiblissement supérieur à 0,3 dB dans la bande de fréquences 300 à 3400 Hz, - ils doivent être protégés contre les surtensions apparaissant à leur entrée. I1 est connu d'utiliser, dans les adaptateurs des impédances constituées par des bobines de relais sur lesquelles les liaisons sont commutées. Dans le cas où l'inductance présentée par ces bobines est trop faible, une inductance additionnelle est placée en série avec les bobines. Le problème avec une telle solution, outre son coût, est de concilier une résection basses fréquences avec l'acceptation de signaux de signalisation brefs tels que les impulsions de numéro tation ; autre inconvénient, l'encombrement d'une ou de plusieurs inductances montées sur une carte de circuit imprimé Une autre solution fait appel à un ou des transistors montés de telle sorte que le courant qui les traverse reste constant, après un certain seuil, quelle que soit la tension ; d'autre part lorsque le transistor fonctionne dans sa plage de régulation il présente une impédance élevée pour les signaux basses fréquences. Un inconvénient de tels dispositifs réside dans le fait que pour assurer une réjection des signaux basses fréquences ils doivent avoir leur point de fonctionnement dans la partie plate de leur caractéristique courant-tension, partie plate qui n' est atteinte qu'au delà d'une certaine tension, d'où un certain seuil de fonctionnement. Autre inconvénient, lorsque deux dispositifs sont utilisés dans une liaison, l'un fonctionnant en générateur et l'autre en absorbeur, ces dispositifs doivent obligatoirement être asservis en courant. De tels dispositifs sont couramment appelés self électronique ; dans oes dispositifs la notion d'impédance présentée est remplacée par la notion de courant. La présente invention a pour but une self électronique ayant une caractéristique statique répondant à la loi d'ohm et une caractéristique dynamique selfique. L'invention a pour objet une self électronique comportant deux bornes de raccordement caractérisée par le fait qu'elle comporte un pont redresseur relié côté alternatif aux deux bornes et ayant une borne positive et une borne négative, un circuit principal relié aux bornes positive et négative du pont redresseur et comportant un transistor et une résistance principale en série, un pont diviseur relié aux bornes positive et négative du pont redresseur et constitué par une première et une deuxième résistances, un condensateur connecté en parallèle sur la deuxième résistance du pont diviseur, un premier amplificateur ayant une entrée positive reliée à un point commun aux première et deuxième résistances du pont diviseur et une entrée négative reliée à la sortie, un multiplexeur analogique ayant une entrée signal reliée par une diode à la sortie du premier amplificateur et des sorties reliées chacune par une résistance à un point commun lui-même relié par une résistance de mesure à la polarité négative du pont redresseur, un deuxième ampli fioateur ayant une entrée positive reliée au point commun à la résistance de mesure et aux résistances reliées aux sorties du multiplexeur analogique, une entrée négative reliée à un point commun au transistor et à la résistance principale, et sa sortie reliée par une résistance à la base du transistor, et qu'une alimentation continue alimentant le multiplexeur analogique et les premier et deuxième amplificateurs a une polarité négative reliée à la polarité négative du pont redresseur. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description qui va suivre d'un exemple de réalisation préféré, illustré par la figure annexée. La figure représente une self électronique de l'invention, associée à un détecteur 1 dont l'emploi est facultatif, ce détecteur indiquant si un courant minimum traverse la self électronique. Dans cette figure, 2 et 3 sont les bornes qui permettent d'insérer la self électronique dans une ligne ; la self électronique est donc un dipôle, ayant une tension U entre ses bornes. Ces bornes sont reliées à un pont redresseur P de quatre diodes 4, 5, 6, 7 afin que le fonctionnement de la self électronique soit indifférent au sens du courant de ligne ; le pont redresseur P a donc une borne positive 8 et une borne négative 9. Entre les bornes 8 et 9 du pont redresseur on trouve un circuit principal constitué par un transistor 10 en série avec une résistance 11, le transistor ayant son collecteur relié à la borne positive 8 et son émetteur relié par la résistance 11 à la borne négative 9. Un amplific-ateur 12, a une entrée positive reliée à la borne positive 8 par une résistance 13. Entre l'entrée positive de l'amplificateur 12 et la borne négative 9 sont connectés, en parallèle, une diode zéner 14, un condensateur 15 et une résistance 16, la résistance 16 constituant avec la résistance 13 un pont diviseur. Une entrée négative de l'amplificateur 13 est reliée à la sortie de celui-ci. Un multiplexeur analogique 17, qui est par exemple un circuit intégré du type 4052 et qui joue le rôle commutateur, a deux bornes d'alimentation positive VDD et négative VSS reliées respectivement à une borne positive 18 et une borne négative 19 d'une alimentation continue de tension V. La borne négative 19 est reliée à la borne négative 9 du pont redresseur P. Le multiplexeur analogique 17 a une entrée X reliée à la borne d'alimentation positive VDD et une entrée Y reliée par une diode 20 à la sortiede l'amplificateur 12 alimenté lui même par l'alimentation continue de tension V. Les bornes VEE et E (autorisation) du multiplexeur sont reliées a la borne d'alimentation VSS. Un phototransistor 21 a son collecteur relié à la borne d'alimentation positive 18 et son émetteur relié par une résistance 23 à la borne d'alimentation négative 19. Un phototransistor 22 a son collecteur relié à la borne d'alimentation positive 18 et son émetteur relié par une résistance 24 à la borne d'alimentation négative 19. L'émetteur du phototransistor 21 et-l'émetteur du phototransistor 22 sont reliés, respectivement à des entrées d'adressage A et B du multiplexeur analogique 17. Deux diodes électroluminescentes 25 et 26 sont associées, respectivement aux phototransistors 21, 22, un ensemble diode électroluminescente-photot- ransistor formant un photocoupleur. Un signal de commande El est appliqué à travers une résistance 27 sur l'anode de la diode électroluminescente 25 dont la cathode est à la masse; de même un signal de commande E2 est appliqué à travers une résistance 28 sur l'anode de la diode électroluminescente 26 dont la cathode est à la masse. Les signaux de commande El et E2 peuvent prendre chacun deux valeurs, O et 1, indépendamment l'un de l'autre. Le multiplexeur analogique-17 a quatre sorties Y1, Y2, Y3, Y4 reliées respectivement à un point commun M par des résistances 29, 30, 31, 32, le point commun M étant relié par une résistance 33 à la borne d'alimentation négative 19, et relié directement à une entrée positive d'un amplificateur 34 alimenté par l'alimentation continue de tension V. L'amplificateur 34 a une entrée négative relié à l'émetteur du transistor 10 et sa sortie reliée par une résistance 35 à la base du transistor 10. Le détecteur 1 comporte des résistances 36, 37, 38, 39, reliées à un point commun N et reliées respectivement à des sorties X1, X2, X3, X4, du multiplexeur analogique 17, le point commun N étant relié par une résistance 45 à la borne d'alimentation négative 19. Un amplificateur 40, alimenté sous une tension de 5 volts par exemple, et fonctionnant en comparateur, a une entrée positive reliée au point commun N et une entrée négative reliée au point commue M ; la sortie de l'amplificateur 40 est reliée, à travers une diode électroluminescente 41 et une résistance 42 en série, à la borne d'alimentation positive 18.Un phototransistor 43, associé à la diode électroluminescente 41 à son émetteur à la masse et son collecteur relié par une résistance 44 au potentiel *5 volts ; une borne de sortie S reliée au collecteur permet de prélever un signal de sortie. On va décrire à présent le fonctionnement de la self élebtro- nique. Tout d'abord le fonctionnement du multiplexeur analogique 17 est le suivant : lorsqu'un signal de commande El ou E2 a une valeur nulle, la diode électroluminescente qu'il commande n'émet pas de rayonnement, le phototransistor qui lui est associé n'est pas conducteur, et il n'y a pas de signal sur l'entrée d'adressage, A ou B reliée au phototransistor ; lorsqu'un signal de commande El ou E2 a une valeur 1, la diode électroluminescente qu'il commande émet un rayonnement qui rend conducteur le phototransistor associé et l'entrée d'adressage, A ou B, reliée au phototransistor reçoit un signal.En fonction des signaux sur chacune des entrées d'adressage A et B, l'une des sorties X1 à X4 et l'une des sorties Y1 à Y4 sont adressées. Les signaux sur les entrées d'adressage A et B pouvant prendre les valeurs 0 ou 1, il y a effectivement possibilité d'adresser l'une des quatres sorties X1 à X4 et l'une des quatre sorties Y1 à Y4 ; on notera que ce sont les sorties correspondantes X1 et Y1, X2 et Y2, X3 et Y3, x4 et lJI qui sont adressées simultanément, ce qui signifie qu'une sortie X1 à x4 est reliée à l'entrée X et qu'une sortie Il à Y4 est reliée à l'entrée Y. Lorsque la self électronique est insérée dans une ligne, on supposera tout d'abord qu'une tension continue U est appliquée à ses bornes 2 et 3. Le transistor 10 réalise, avec l'amplificateur 34, une source de courant. La valeur du courant I dans la self électronique est fixée par la résistance 11 et la tension V3 aux bornes de la résistance 33 à une valeur I = V3 R11 en désignant par R11 la valeur de la résistance 11.En désignant par V1 le potentiel de la borne 8 du pont redresseur P par rapport à la borne 9 dudit pont redresseur, par V2 le potentiel en sortie de l'amplificateur 12 par rapport à la borne 9, et par R13 et R16 les valeurs des résistances 13 et 16 on a la relation V2 : Vi R16 R13 + R16 Cette relation est vérifiée jusqu'à ce que la tension V2 atteigne la tension de la diode zéner lii soit par exemple V2 = 6,8 volts pour V1 = 30 volts.En désignant par VD la chute de tension directe dans la diode 20 et par Ry la valeur d'une quelconque des résistances 29, 30, 31, 32 on a la relation V3 = (V2 - VD) R33 R33 + Ry En désignant également par VD la chute de tension directe dans chacune des diodes 4, 5, 6, 7 du pont redresseur P, cette chute de tension ayant pratiquement la même valeur que celle de la diode 20, le courant I dans la self électronique est donnée par l'équation suivante Donc aux chutes de tension directe près dans les diodes, le courant I est proportionnel à la tension U aux bornes de la self électronique jusqu'à ce que la diode zéner 14 devienne conductrice, c'est-à-dire jusqu'à ce que la tension V1 atteigne 30 volts dans l'exemple choisi; au delà de 30 volts le courant I devient constant, puisque la tension V2 en sortie de l'amplificateur 12 est constante. Dans l'équation (1) la valeur Ry de la résistance est déterminée en fonction de l'impédance que l'on désire que la self électronique présente entre ses bornes 2 et 3. Ainsi pour une tension U = 20 volts, avec VD = 0,7 volt, R13 = 270000 ohms, R16 = 75000 ohms, R33 = 2200 ohms, R11 = 22 ohms et en désignant par Z l'impédance de la self électronique vue des bornes 2 et 3, la résistance Ry a les valeurs Ryl, Ry2, Ry3, Ry4 suivantes pour différentes valeurs de l'impédance Z Z1 = 400 ohms, I = 50 mA, Ryl = 4700 ohms, Z2 = 2500 ohms, I = 8 mA, Ry2 = 43000 ohms, Z3 = 10000 ohms, I = 2 mA, Ry3 = 180000 ohms, Z4 = 20000 ohms, I = 1 mA, Ry4 = 360000 ohms. Les résistances 29, 30, 31, 32 auront donc, respectivement les valeurs Ryl, Ry2, Ry3, Ry4, le choix de la résistance étant effectué à l'aide des signaux de commande El et E2 en fonction de la valeur désirée pour l'impédance Z, la self électronique étant alimentée en courant continu. Le courant I qui parcourt la self électronique est pratiquement égal à celui qui circule dans le circuit principal, transistor 10 et résistance 11, en négligeant le courant dans le pont diviseur constitué par les résistances 13 et 16, compte tenu du fait que la somme de ces résistances est au moins égale à 10000 fois celle de la résistance11. Le transistor 10 est commandé par un courant de base délivré par l'amplificateur 34, ce courant ayant une valeur donnée lorsque la tension V3 est égale à celle aux bornes de la résistance 11. Cette tension V3 dépend, pour une tension U donnée aux bornes de la self électronique, de la valeur de l'impédance choisie pour la self électronique, donc de la valeur Ry de la résistance entre l'une des sorties Y1, Y2, Y3, yll et le point commun M.En faisant varier l'impédance, donc la résistance en série avec la résistance 33 on fait varier la tension V3, pour une tension U donnée ; à chaque valeur de la tension V3 correspond un courant de base différent qui commande le transistor 10 ; la résistance collecteur émetteur du transistor étant fonction du courant de base, la résistance du circuit principal transistor 10 résistance 1t, et par conséquent le courant dans ce circuit principal, sont fonction du courant-de base donc de la tension V3.Lorsque la tension U varie, pour une valeur Ry donnée de la résistance en série avec la résistance 33, le courant dans le circuit principal varie également mais le rapport U/I reste constant ; en effet la tension V2 en sortie de l'amplificateur 12 est dans un rapport donné avec la tension U, par le pont diviseur constitué par les résistances 13 et 16 ; par conséquent la tension V3 qui est elle même dans un rapport donné avec la tension V2 est dans un rapport donné par rapport à la tension U ; la tension R11.I aux bornes de la résistance 11- étant égale à la tension V3, l'amplificateur 34 commandant le courant de base du transistor 10, il en résulte que le courant I varie comme la tension V3 donc comme la tension U aux bornes 2 et 3 de la self électronique qui présente donc, vue de ses bornes, une impédance uniquement résistive. Le détecteur 1 qui permet de mesurer le courant qui traverse la self électronique, compare la tension V3 aux bornes de la BBsis tance 33 à une tension v4 aux bornes de la résistance 45. Le courant I dans la self électronique étant pratiquement celui qui passe dans la résistance 11 ou a V3 = R11.I ; la tension v4 : V3 : V R45 R45 + RX V étant la tension d'alimentation continue, R45 la valeur de la résistance 45 et RX la valeur d'une des résistances 36, 37, 38, 39. Le basculement de l'amplificateur 45 à lieu quand la tension V3 est au moins égale à la tension V4, donc quand le courant I à la valeur donnée par la relation I = V4 = V . R45 R11 R11 R45 + RX dans laquelle RX a l'une des valeurs RXl, RX2, RX3, RX4 ; lorsque l'amplificateur 40 a basculé, un signal apparait sur la borne de sortie S reliée au collecteur du phototransistor 43. Dans le détecteur, le phototransistor 43 et la diode élec troluminescente 41 associée constituent un photocoupleur qui réalise l'isolement entre la self électronique et la borne de sortie S. De même, dans la self électronique les phototransistors 21, 22 et les diodes électroluminescentes associées, 25, 26, constituent deux photocoupleurs qui permettent d'isoler la self électronique des signaux de commande El et E2. Bien évidemment si un tel isolement n'est pas nécessaire les signaux de commande El et E2 sont appliqués directement aux entrées A et B du multiplexeur analogique 17. Dans la réalisation illustrée par la figure, l'amplificateur 12 permet de séparer le circuit diode 20 résistance 29, ou 30, ou 31, ou 32, et résistance 33 du pont redresseur P de sorte que le courant qui circule dans ces résistances ne provient pas dudit pont redresseur ; cela permet d'utiliser des résistances 13 et 16 de forte valeur pour que le courant qui les traverse soit réellement négligeable devant le courant dans le transistor 10, pour toutes les valeurs de l'impédance de la self électronique. Lorsque la self électronique est reliée à une ligne parcourue par un courant alternatif, ou ce qui est souvent le cas en télécommunications par un courant alternatif superposé à un courant continu, l'impédance qu'elle présente est donnée par l'équation suivante, en négligeant les chutes de tension alternatives dàns les diodes qui sont polarisées Z = R13 + Ze . Rail . (R33 + Ry) (2) Ze R33 avec Ze : R16 1 + j R16 C15 Rîl, R13, R16, R33 étant les valeurs des résistances 11, 13, 16 et 23, C15 étant la capacité du condensateur 15 et Ry étant la valeur de la résistance (29, 30, 31, 32) en série avec la résistance 33. De l'équation 2 on en déduit la valeur de l'impédance Z Cette impédance est fonction de la valeur du condensateur 15, et de la fréquence ; pour une fréquence donnée, l'impédance est fonction de la valeur du condensateur, et aussi de la valeur Ry de la résistance en série avec la résistance 33. C'est donc pour les faible valeurs de Ry, donc les valeurs les plus basses de l'impédance en courant continu qu'il faut satisfaire les conditions d'affaiblissement imposées lors de 11 emploi de la self électronique dans un groupe adaptateur ; les conditions d'affaiblissement sont encore mieux remplies pour les valeurs élevées de Ry, donc pour les fortes impédances en courant continu. REVENDICATIONS 1/ Self électronique comportant deux bornes de raccordement (2, 3) caractérisée par le fait qu'elle comporte un pont redresseur (P) relié côté alternatif aux deux bornes et ayant une borne positive (8) et une borne négative (9), un circuit principal relié aux bornes positive et négative du pont redresseur et comportant un transistor (10) et une résistance principale (11) en série, un pont diviseur relié aux bornes positive et négative du pont redresseur et constitué par une première (13) et une deuxième (16) résistances, un condensateur (15) connecté en parallèle sur la deuxième résistance (16) du pont diviseur, un premier amplificateur (12) ayant une entrée positive reliée à un point commun aux première et deuxième résistances du pont diviseur et une entrée négative reliée à la sortie, un multiplexeur analogique (17) ayant une entrée signal (Y) reliée par une diode (20) à la sortie du premier l'amplificateur et des sorties (Y1, Y2, Y3, Y4) reliées chacune par une résistance (29 à 32) à un point commun (M) lui même relié par une résistance de mesure (33) à la polarité négative (9) du pont redresseur, un deuxième amplificateur (34) ayant une entrée positive reliée au point commun (M) à la résistance de mesure et aux résistances (29 à 32) reliée aux sorties du multiplexeur analogique, une entrée négative reliée à un point commun au transistor (10) et à la résistance principale (11) et sa sortie reliée par une résistance (35) à la base du transistor (10), et qu'une alimentation continue alimentant le multiplexeur analogique (17) et les premier (12) et deuxième (34) amplificateurs a une polarité négative reliée à la polarité négative (9) du pont redresseur (P). 2/ Self électronique selon la revendication 1, caractérisée par le fait qu'une diode zéner (14) est connectée en parallèle sur la deuxième résistance (16) du pont diviseur. 3/ Self électronique selon la revendication 1 ou 2, caractérisée par le fait que le multiplexeur analogique (17) comporte deux entrées de commande (A, B) pour commuter l'entrée signal (Y) sur l'une des sorties, lesdites entrées de commande recevant chacune un signal de commande (El, E2) par l'intermédiaire d'un photocoupleur (21, 25 et 22, 26).