Brevet FR2532134A1 — publié le 19840224

La présente invention se rapporte d'une manière généra- le aux stations d'abonnés au téléphone et plus particulière- ment à des dispositifs de téléphone à haut-parleur du type à mains libres. Les téléphones à haut-parleur présentent divers avanta- ges intéressants par rapport aux téléphones de type courant. Par exemple, les mains de l'usager du téléphone à haut- parleur sont libres et peuvent remplir des fonctions autres que celles consistant à soutenir le combiné téléphonique à main En outre, le téléphone à haut-parleur permet à plu- sieurs personnes de participer simultanément et complètement à des conversations téléphoniques sur un seul téléphone à haut-parleur La présente invention a pour objet un télépho- ne à haut-parleur ayant une circuiterie pour empêcher la réaction entre les microphones et les haut-parleurs en dé- terminant la direction des signaux, en supprimant le signal provenant du microphone (signal émis ou sortant) sur son trajet vers le haut-parleur, mais en le conservant intact sur son trajet vers les lignes téléphoniques Le niveau du signal allant au haut-parleur est déterminé et des circuits sont commandés pour dériver automatiquement soit le micro- phone, soit l'amplificateur du haut-parleurs en fonction du niveau du signal déterminé et/ou de la direction du signal (c'est-à-dire sortant ou entrant) La dérivation, en combi- naison avec la suppression, réduit le signal provenant du- haut-parleur à des niveaux minimum, tout en permettant de bons niveaux des circuits de réception l'e-an snce de héri- vation La circuiterie permet une conversation simultanée sans oscillations gênantes ou "écho" résultant de la réac- tion et du microphone. Le fonctionnement et la mise en oeuvre de la présente invention sont plus amplement décrits dans la forme d'exécu- tion suivante choisie à titre d'exemple en référence aux dessins annexés dans lesquels la figure 1 est un schéma simplifié de la circuiterie du téléphone à haut-parleur; la figure 2 est un diagramme des temps des divers cir- cuits montrés dans le schéma de la figure 1 en réponse aux signaux entrants des lignes téléphoniques la figure 3 est un diagramme des temps des divers cir- cuits représentés dans le schéma de la figure 1 en réponse aux signaux de sortie vers les lignes téléphoniques. Le téléphone à haut-parleur représenté généralement sous la forme du schéma de la figure 1 comporte un micro- phone 12 ou tout autre transducteur genérant un signal d'é- mission et un haut-parleur 13 ou tout autre transducteur de réception de signal Des lignes téléphoniques Ll, L 2 sont reliées à la circuiterie du téléphone à haut-parleur par des contacts HS-1, un pont redresseur 14 et un transformateur Tl. Le microphone est représenté relié au transformateur Tl par une voie d'émission qui comporte un amplificateur Al, un filtre passe-bande dans la gamme audible Fl, une résis- tance RI, un amplificateur A 2, un circuit de liaison compor- tant une résistance R 5 et un condensateur C 2 et un conduc- teur 16 à une extrémité de l'enroulement secondaire 17 du transformateur Tl. Une résistance R 6 accouple l'autre extrémité de l'en- roulement 17 au pôle négatif du pont redresseur 14 Des si- gnaux de parole transmis par le transformateur Tl engendrent une tension aux bornes de la résistance R 6. Pour les besoins de la description, le point commun à la résistance R 6 et à l'enroulement 17 est désigné par "noeud NI", tandis quse l'extrémité de l'enroulement 17 de la liaison de l'enroulement J 7 au conducteur 16 est désignée par "noeud N 2 "' Lorsque le signal sur l'enroulement 17 pro- vient du microphone 12 (signaux de parole sortant) les ten- sions aux noeuds NI et N 2 sont en phase. Les lignes téléphoniques sont accouplées au haut-parleur par un circuit qui comporte des contacts HS-1, un pont re- dresseur 14, un transformateur T 1 l un conducteur 16, une ré- sistance R 7, un amplificateur A 6, une résistance R 9, un amplificateur A 9 et un condensateur C 7 jusqu'au haut-parleur 13. La voie d'émission (de sortie) et la voie de réception (d'entrée) sont réunies au noeud N 2 qui est également le 3 - point de liaison du condensateur C 2, de la résistance R 7 et du conducteur 16 o Ainsi le microphone et le haut-parleur sont apparamment accouplés électriquement. Des moyens sont prévus pour désaccoupler électriquement le microphone et le haut-parleur Plus particulièrement, un amplificateur d'inversion A 4 est accouplé au noeud NI La sortie de l'amplificateur d'inversion A 4 est désignée par "noeud N 3 " dans la description qui va suivre du fonctionne- ment de la circuiterie Le signal au noeud N 3 est déphasé de 180 par rapport au signal transmis au noeud N 2. Les signaux reçus aux noeuds N 1 et N 2 sont déphasés de environ De cette façon le signal reçu au noeud N 3 est sensiblement en phase avec le signal reçu au noeud N 2. Le signal du noeud N 3 est appliqué par la résistance R 8 au point commun à la résistance R 7 et à l'amplificateur A 6. Un choix approprié des résistances R 7 et R 8 permet de sup- primer la plus grande partie des signaux de sortie apparais- sant à l'entrée de l'amplificateur A 6 Le signal d'entrée est également renforcé à l'entrée de l'amplificateur A 6 o Comme dans tous les circuits de suppression, la sup- pression n'est jamais efficace à 100 % Dans le cas présent, l'impédance de la ligne est l'un des facteurs qui détermine la tension au noeud Ni Ainsi, comme l'impédance de la ligne varie, la suppression ne peut pas être efficace à 100 % o Des moyens sont prévus pour dériver les signaux de mi crophone non désirés qui échappent à la suppression avant qu'ils n'atteignent le haut-parleur 13 o Plus particulière- ment, la sortie de l'amplificateur A 6, qui, ainsi qu'il a été noté précédemment, est reliée par la résistance R 9 à l'entrée de l'amplificateur A 9, est dérivée sélectivement par le commutateur de réception 18 avant qu'elle n'atteigne l'amplificateur A 9 o Le commutateur de réception 18 fait va- rier effectivement le gain de l'amplificateur du haut-parleur et comporte une résistance Rl O réunie au point commun à la résistance R 9 et de l'entrée de l'amplificateur A 9 o L'autre extrémité de la résistance R 1 O est reliée par un condensa- teur C 4 et un transistor à effet de champ Q 2 à une tension négative. Lorsque le transistor à effet de champ Q 2 est mis en oeuvre, le gain de l'amplificateur du haut-parleur est ef- fectivement abaissé et le signal de sortie restant est pra- tiquement complètement éliminé dans le circuit de haut- parleur avant d'atteindre l'amplifiaateur A 9, et par suite n'excite pas le haut-parleur 13. La résistance Rll connectée aux bornes du transistor Q 2 empêche la tension continue de parvenir au condensateur C 4, lorsque le transistor Q 2 est mis hors jeu Une telle tension provoquerait des "clics" lorsque le transistor est commuté. Des moyens sont prévus pour diminuer le gain des moyens amplificateurs du signal de sortie Plus particulièrement, un circuit d'émission 19 est prévu et comporte une résistan- ce R 2 branchée au point commun à la résistance Rl et à l'en- trée de l'amplificateur A 2 L'autre cÈté de la résistance R 2 est relié par le condensateur Ci et le transistor à effet de champ Ql à une tension négative Le signal de sortie est ainsi dérivé vers le pôle négatif lorsque le transistor QI est commuté à l'état passant La résistance R 3 agit comme la résistance Rl dans le circuit de commutation de réception pour éviter des bruits de "clics" en empêchant la création d'une tension sur le condensateur Cl lorsque le transistor Q 2 n'est pas conducteurs Des moyens commutateurs d'émission et de réception font varier la sortie ou le gain des moyens amplificateurs d'émis- sion et de réception, respectivement Les moyens commutateurs sont actionnés pour conduire et dériver au moins une partie des signaux d'émission et de réception, respectivement, à une tension négative,par exemple, en réponse au fait que lus signaux au transformateur Tl sont des signaux de sortie ou d'entrée Des moyens sont prévus pour détecter la direction des signaux de parole Plus particulièrement un circuit 21 de détection de direction de parole est prévu et comporte un amplificateur A 3, des amplificateurs d'inversion A 4 et A 5 et une porte Gl "OU exclusif". Dans le mode d'émission lorsque le signal au transfor- mateur Tl est un signal de sortie, le signal de parole au noeud N 2 est appliqué par l'amplificateur A 3 à une entrée de 2532 134 la porte Gi OU exclusif Les signaux de parole au noeud NI sont appliqués par'des amplificateurs d'inversion A 4, A 5 à l'autre entrée de la porte Gl Les amplificateurs transfor- ment les signaux de parole en ondes carrées Etant donné que les signaux au noeud NI et au noeud N 2 sont en phase, les signaux d'entrée aux entrées de la porte Gi sont en phase et la sortie de cette porte est au niveau bas. Dans le mode de réception, lorsque le signal au trans- formateur Tl est entrant, les entrées à la porte Gi sont déphasées et par conséquent on est au niveau haut Ainsi, une sortie basse de la porte Gl indique des signaux de sor- tie et une sortie haute indique des signaux d'entréeo Les lignes téléphoniques provoquent quelques décalages de phase dans les signaux d'entrée à la porte Gi Par suite ces signaux ne sont pas exactement en phase et font apparaî- tre des pics positifs sur la sortie de la porte Gl dans le mode de sortie et des pics négatifs sur la sortie de la-por- te Gi dans le mode d'entrée On se référera notamment au diagramme des temps montrant la sortie de la porte GI aux figures 2 et 3. Des moyens sont prévus pour éliminer ces pics Plus particulièrement la sortie de la porte Gi est reliée par la résistance R 16 à une entrée d'un détecteur de niveau diffé- rentiel A 8 L'autre entrée du détecteur de niveau A 8 est branchée a un circuit de niveau de référence 22 Le circuit de niveau de référence 22 comporte une résistance R 17 pontée par un condensateur C 10 pour appliquerune'tension négative à l'entrée, et une résistance R 18 (sensiblement égale à la résistance R 17) pour appliquer une tension positive à l'en- trée, en vue d'assurer ainsi une entrée à niveau bas. Un condensateur C 9 branché aux bornes des entrées du détecteur de niveau A 8 absorbe les pics en donnant à la sor- tie du détecteur un niveau haut pour la parole d'entrée et un niveau bas pour la parole de sortie (figures 2 et 3). Des moyens sont prévus pour déterminer le niveau du signal dans les moyens amplificateurs du haut-parleur Plus particulièrement un circuit de détection du niveau du signal 24 est prévu, et comporte un amplificateur tampon A 7 dont l'entrée est branchée au point commun à la sortie de l'am- plificateur A 6 et à la résistance R 9 La sortie de ltampli- ficateur A 7 est reliée par une résistance de liaison R 13, un filtre F 2 passe-haut, un filtre F 3 passe-bas, un amplifi- cateur A 10, un circuit redresseur et intégrateur 26 à une entrée d'un détecteur LD 1 de niveau continu L'autre entrée du détecteur LDI de niveau continu est branchée a un circuit de niveau de référence 27 analogue au circuit 22 o Des moyens sont prévus pour dériver le circuit de déter- mination de niveau 24 à une tension positive* Plus particu- lièrement des moyens commutateurs 28 de détermination de ni- veau sont prévus et comportent un transistor à effet de champ Q 3 relié, d'une part, par un condensateur C 8 au point commun au filtre passe-haut F 2 et au filtre passe-bas F 3, et d'autre part, à une tension positive Une résistance R 15 em- pêche la création d'une tension sur le condensateur C 8 alors que le transistor Q 3 est à l'état bloquée Le transistor Q 3 est commuté en réponse à la sortie de la porte G 2 qui est reliée à lui par la résistance R 14 La sortie de la porte G 2 passe au niveau haut en réponse à un signal au niveau bas à l'une ou l'autre des entrées et passe au niveau bas en réponse à des signaux au niveau haut à ses deux entrées Etant donné que la sortie du détecteur A 8 est basse lorsque la parole est sortante, la sortie de la porte G 2 est haute lorsque la parole est sortante (figure 3) De cette façon lorsque la parole est sortante, le transistor Q 3 est mis en oeuvre de manière stable, ce qui force la sortie du détecteur de niveau LDI à rester à un niveau bas. Des moyens sont prévus pour commander les moyens commu- tateurs de réception et d'émission en réponse aux sorties du circuit 24 de détection de niveau et/ou la sortie du circuit 21 de détection de direction Plus particulièrement, des moyens de circuit de commande 29 sont prévu 1 S et comportent une porte G 3 qui commande des circuits d'horloge MI, M 2 et M 3 qui, à leur tour, commandent des portes G 4 et G 5, dont les sorties commutent les transistors Q 2 et Q 3 respectivement. La porte G 3 a trois entrées Une entrée est reliée à la sortie de la porte Gl, une autre entrée est reliée à la zor- tie du détecteur LD 1 de niveau continu, tandis qu'une der- nière entrée est reliée à la sortie du circuit d'horloge M 2, une horloge monostable générant un signal bas de 10 milli- secondes La porte G 3 est une porte ET Ainsi si l'un des signaux s'abaisse-à son entrée, sa sortie passe au niveau haut Si toutes-les entrées sont hautes, la sortie reste au niveau bas Lorsque la sortie reste haute, le circuit d'hor- loge M 1 ne peut pas être d 6 clench 6 En 6 tat d'émission, la sortie de LD 1 est basse et à l'état stable La sortie de la porte G 3 est de ce fait au niveau haut 6 Lorsqu'un signal d'entrée est reçu au transformateur T 1, la sortie de la porte G 1 passe au niveau haut de même que les sorties du détecteur LD 1 en réponse au transistor Q 3 com- muté hors service par le signal à niveau bas de la porte G 2 (voir le diagramme des temps de la figure 2) La sortie bas- se de la porte G 3 déclenche un circuit d'horloge M 1 pour créer des signaux de 200 millisecondes à niveau haut et à niveau bas aux bornes Q et Q respectivement Les signaux bas de la borne Q du circuit M 1 déclenchent un signal bas de 10 millisecondes du circuit d'horloge M 3 La borne Q du circuit M 1 provoque également un signal bas de 200 millisecondes à la porte G 5 OU La porte G 5 a par suite une sortie à niveau bas qui agit sur le transistor Q 1 pour rendre muet le cir- cuit du microphone. La borne Q du circuit M 1 forme également un signal haut à la porte G 4 OU La porte G 4 reçoit un signal haut après millisecondes à partir du circuit d'horloge M 30 Par con- séquent, sa sortie devient haute après 10 millisecondes La sortie haute met hors service le transistor Q 2, augmentant le gain de l'amplificateur du haut-parleur Mais l'horloge MI reste commutée pour au moins sa période de 200 millise- condes La sortie de la porte G 5 reste basse du fait du si- gnal à niveau bas qu'elle reçoit du circuit M 1. Après 200 millisecondes s'il n'y a pas un nouveau si- gnal d'entrée, les sorties du circuit M 1 reviennent à la nor- male, c'est-à-dire au niveau bas à la borne Q et haut à la borne Qo Le niveau bas à la borne Q commute l'horloge 12 en service pour créer un signal bas à la sortie pour 10 milli- secondes Ce signal bas maintient la sortie de la porte G 5 au-niveau bas pour 10 millisecondes supplémentaires Ainsi l'horloge 112 fait en sorte que le gain d'émission ne soit pas augmenté pendant environ 10 millisecondes après que le gain de réception a été réduit (période de temps de garde). D'une manière analogue l'horloge M 3 fait en sorte que le gain de réception n'augmente pas pendant environ 10 milli- secondes après que le gain d'émission a été réduit La p 6- riode de garde empêche les accrochages aigus qui pourraient autrement se produire-pendant la commutation. Des moyens sont prévus pour énergiser le circuit du té- léphone à haut-parleur à partir des lignes téléphoniques. En particulier une diode Zener Zl pontée par une capacité de filtre C 3 relie une extrémité de l'enroulement primaire 31 à la borne négative du pont redresseur 14 L'autre extrémité de l'enroulement 31 est branchée à la borne positive du pont redresseur 14 Un conducteur 32 est branché au point commun à la diode Zener Zl et à l'enroulement 31 pour procurer une tension positive Un conducteur 33 est branché à une extré- mité du Zener Zl pour procurer une tension négative. Les liaisons entre les portes G 4, G 5 et les circuits commutateurs 18 et 19, respectivement, sont réalisées par des circuits à constante de temps comportant une résistance R 12 et un condensateur C 6, et une résistance R 4, un conden- sateur C 5, respectivement Les circuits à constante de temps agissent pour empêcher les bruits tels que des clics pendant la commutation. Ainsi le circuit réalise la suppression des signaux émis apparaissant dans le circuit de réception, et augmente et diminue automatiquement les gains des amplificateurs d'entrée et de sortie enréponse à la direction du signal et/ou au niveau. Le circuit réalise également une garde de temps effica- ce et élimine d'une manière pratique les oscillations et l'écho dans les dispositifs de téléphone à haut-parleur. Bien entendu l'invention n'est pas limitée à la forme d'exécution décrite et représentée mais embrasse toutes va- riantes dans le-cadre des revendications. 253 ? 134 9. REVENDICATIONS 1 Dispositif de téléphone à haut-parleur ayant des postes téléphoniques munis de moyens à microphon e pour gén 6- rer des signaux de sortie et des moyens à haut-parleur pour transformer des signaux d'entrée en ondes sonores et compor- tant une circuiterie pour empêcher une réaction non désirée entre les moyens à haut-parleur et les moyens à microphone pendant la réception des signaux des lignes téléphoniques et l'émission de signaux dans les lignes téléphoniques, ca- ractérisé en ce que la circuiterie comporte des 1 premiers moyens Pour faire varier l'amplitude des signaux en prove- nance des moyens à microphone, des seconds moyens pour faire varier l'amplitude des signaux allant au haut-parleur et des moyens pour commander les premiers et seconds moyens enré ponse à la direction des signaux 2 Dispositif de téléphone à haut-parleur suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens pour com- mander les premiers et seconds moyens en réponse à -la direc- tion des signaux comportent des moyens de détermination de direction pour déterminer la direction des signaux e 3 Dispositif de téléphone à hautparleur suivant la revendication 2, caractérisé en ce que les moyens de dater" mination de direction comportent -des moyens de porte OU exclusif, des circuits pour appliquer les signaux de sortie aux lignes téléphoniques de telle sorte que lesdits signaux de sortie soient en phase en deux points séparés desdits circuits tandis que les signaux d'entrée sont déphasés à ces deux points séparés, et des moyens pour relier les deux points séparés audit circuit OU exclusif, de telle sorte que la sortie de ce circuit OU exclusif indique la direction des signaux. 4 Dispositif de téléphone à haut-parleur suivant la revendication 3, c- aractéris 6 en ce que sont prévus des moyens de détection de niveau, avec des moyens pour relier la sor- tie des moyens de circuit de porte OU exclusif aux moyens de détection de niveau pour déterminer la direction des signaux, et des moyens de commande agissant en ré-ponse à la sortie des, moyens de détection de niveau pour commander lesdits premiers et seconds nmoyens O Dispositif de téléphone à haut-parleur suivant la revendication 4, caractérisé en ce que la circuiterie com- porte des moyens amplificateurs de sortie et des moyens am- plificateurs d'entrée pour amplifier les signaux de sortie et d'entrée, respectivement, lesdits premiers et seconds moyens comportant des premiers moyens commutateurs pour dériver les moyens d'amplification de sortie et les seconds moyens pour dériver les moyens amplificateurs d'entrée. 6 Dispositif de téléphone à haut-parleur suivant la revendication 5, caractérisé en ce que les moyens de comman- de comportent des moyens de porte pour créer des signaux pour actionner lesdits moyens commutateurs. 7 Dispositif de téléphone à haut-parleur suivant la revendication 6, caractérisé en ce que lesdits moyens de commande comportent des moyens d'horloge pour faire en sor- te que les premiers et seconds moyens commutateurs soient actionnés à des moments différents. 8 Dispositif de téléphone à haut-parleur suivant la revendication 7, caractérisé en ce que lesdits moyens de commande sont adaptés à créer un décalage entre les moments o les premiers et seconds moyens d'interruption sont mis hors et en service, respectivement. 9 Dispositif de téléphone à haut-parleur suivant la revendication 1, caractérisé en ce que des moyens de sup- pression sont prévus pour supprimer les signaux en provenan- ce des moyens à microphone et allant aux moyens à haut- parleur. Dispositif de téléphone à haut-parleur suivant la revendication 9, caractérisé en ce que lesdits moyens de suppression comportent des moyens d'inversion pour inverser le signal des moyens à microphone et des moyens pour utili- ser ce signal inversé pour supprimer tous signaux allant des moyens à microphone aux moyens à haut-parleur. 11 Dispositif de téléphone à haut-parleur utilisant des téléphones à hautparleur ayant un circuit d'émission et de réception-relié à des lignes téléphoniques pour en- voyer et recevoir des signaux de sortie et d'entrée,-carac- 2532134 1 téris é en ce que la circuiterie comporte des moyens pour supprimer des signaux de sortie avant que ces signaux de sortie ne traversent le circuit de réception tout en main- tenant les circuits d'émission et de réception reliés élec- triquement aux lignes téléphoniques, des moyens pour détec- ter la direction desdits signaux et des moyens fonctionnant en réponse à la détermination de la direction des signaux pour faire varier le gain des signaux d'émission et de ré- ception de telle façon qu'une conversation simultanée puis- se avoir lieu même si le gain est sensiblement réduit. 12 Dispositif de téléphone à haut-parleur suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de suppres- sion et les moyens pour détecter la direction des signaux comportent des éléments communs. 13 Un dispositif pour déterminer la direction de paro- le dans des circuits duplex dans lesquels des signaux se produisent dans une première et une seconde directions, ca- ractérisé en ce qu'il comporte des moyens composants dans lesquels les signaux dans la première direction S 6 nt en pha- se en deux points séparés dudit composant, tandis que les signaux dans la seconde direction sont déphasés auxdits deux points séparés, et des moyens de porte pour fournir des sor- ties à niveau haut en réponse à des signaux déphasés aux entrées des moyens de porte et des sorties à niveau bas en réponse à des signaux en phase aux entrées desdits moyens de porte. 14 Dispositif suivant la revendication 13, caractérisé en ce que lesdits moyens composants de circuit comportent des moyens transformateurs. 15 Dispositif suivant la revendication 14, caractérisé en ce que lesdits moyens de porte comportent des moyens de porte OU exclusif reliés aux deux extrémités du secondaire des moyens transformateurs auxiliaires.