Brevet FR2535558A1 — publié le 19840504

CENERATEUR DE SIGNAL DE SONNERIE L'invention concerne un générateur de signal de son- nerie, alimenté en courant continu et destiné à fournir le signal de sonnerie pour un groupe de lignes d'abonnés téléphoniques. Un tel générateur de signal de sonnerie est utili- \ sable dans un central téléphonique ou dans des stations de raccor- dement de lignes d'abonnés téléphoniques pour l'alimentation en si- gnal de sonnerie d'un certain nombre de lignes téléphoniques, à partir d'une source de courant continu. Ces générateurs doivent être capables de fournir un signal ayant par exemple une fréquence de 25 Hz ou 50 Hz et un niveau d'environ 80 V, avec une puissance suffisante pour alimen- ter simultanément en signal de sonnerie un nombre de lignes télé- phoniques, dépendant du trafic des abonnés D'autre part, il est impératif que lorsqu'un générateur est sollicité pour fournir des trains de signal de sonnerie, ayant par exemple en France une du- rée de 1,7 S et séparés par des intervalles de 3,3 S, ces trains s'établissent très rapidement Les convertisseurs classiques de tension continue en tension alternative peuvent remplir ces exigences, à condition de les laisser fonctionner en permanence dans le même état, de façon. que, lorsqu'une ligne téléphonique est connectée à la sortie de ces convertisseurs, la tension de sonnerie s'y établisse immédia- tement En effet, ces convertisseurs qui sont constitués par exem- ple d'un oscillateur à la fréquence-du signal de sonnerie, suivi d'un étage d'amplification de puissance, ne peuvent passer d'un état de repos à un état de travail sans un temps d'établissement assez long X Mais par ailleurs, ces convertisseurs connus dissi- pent une puissance relativement importante à vide de sorte que les générateurs de signal de sonnerie utilisant de tels convertisseurs fonctionnant en permanence dans le même état, consomment beaucoup d'énergie pendant tout le temps o ils n'ont à fournir aucun si- gnal de sonnerie C'est un inconvénient particulièrement grave pour des générateurs de signaux de sonnerie installés dans des stations de raccordement de lignes d'abonnés à faible trafic, ces stations devant être dans certains cas alimentées par des panneaux solaires L'exemple qui suit permet de donner une mesu- re de cet inconvénient On se place dans le cas d'une station raccordée à 20 lignes d'abonnés ayant un trafic de 0,1 Erlang, qui correspond approximativement à un appel arriv&, par abonné et par heure, 18 heures sur 24 On admet qu'un appel d'abonné aboutit après 5 trains de sonnerie, ce qui correspond sensible- ment à 9 S de sonnerie active En supposant que l'on utilise un convertisseur dissipant à vide une puissance de 1,7 W, l'énergie consommée par jour par le convertisseur se-monte sensiblement à: 24 x 3600 x 1,7 10-3 i W 147 K joules Cette énergie consommée en pure perte est à comparer à l'énergie utile nécessaire pour l'ap- pel des abonnés pendant une journée Si la puissance d'un signal de sonnerie est 1,6 W ( 80 V, 20 m A), cette énergie utile se monte sensiblement à 1,6 10-3 x 9 x 18 x 20 a# 5,2 K joules. La présente invention permet d'éviter cet inconvé- nient en fournissant un générateur de signal de sonnerie suscep- tible d'être mis dans un état de repos à faible dissipation de puissance et d'être établi;dans un état de travail en un temps très court. Conformément à l'invention, un générateur de signal de sonnerie pour un groupe de lignes d'abonnés téléphoniques com- porte en cascade: Un générateur de signal numérique commandable par un signal de commande pour fournir un signal correspondant soit au signal de sonnerie, soit à un signal nul selon qu'un signal de sonne- rie ou aucun signal (n') est à fournir pour le groupe de li- gnes d'abonnés, Un convertisseur numérique-analogique convertissant le signal de sortie dudit générateur de signal numérique, Un amplificateur en classe A, à liaisons capacitives, Un amplificateur de puissance symétrique en classe B, à liaisons continues, fournissant le signal de sortie du générateur de signal de sonnerie. Avec un tel générateur, on a obtenu un temps d'éta- blissement de l'ordre de 10 m S, ce qui permet de mettre ce géné- rateur dans un état de repos lorsqu'il n'a à fournir aucun signal de sonnerie, Pour cet état de repos, la dissipation de puissance est par exemple de 70 m W, ce qui correspond à une consommation d'énergie par jour de 24 x 3600 x 0,070 10 6 K joules, à comparer avec 147 K joules pour un convertisseur classique, selon l'exemple donné ci-dessus. La description suivante, en regard du dessin anne- xé, le tout donné à titre d'exemple, fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée, La figure unique représente un schéma du générateur de signal de sonnerie conforme à l'invention. Le générateur 1 représenté sur cette figure est des- tiné à fournir, à partir d'une source de courant continu non re- présentée, un signal de sonnerie pour un certain nombre de lignes d'abonnés téléphoniques L 1 à LO Les bornes de sortie 2, 3 du gé- nérateur 1 sont connectées à un ensemble 4 de joncteurs d'abonnés, non représentés individuellement Chaque joncteur d'abonné compor- te en particulier un relais de sonnerie pour transmettre le signal de sonnerie fourni par le générateur 1 vers l'une des-lignes d'abonnés L 1 à Lnà Chaque relais de sonnerie peut être commandé au rythme des trains de sonnerie par un signal de commande appa- raissant sur le bus 5 et engendré dans un organe central de com- mande 60 Le générateur de signal de sonnerie conforme à l'invention comporte plusieurs éléments en cascade et tout d'abord un générateur de signal numérique 7 qui est commandé par le signal de commande CA engendré par l'organe central 6, pour fournir sur sa borne de sortie 8 un signal numérique correspon- dant soit au signal de sonnerie, soit à un signal nul, Lorsque au moins un relais de sonnerie des joncteurs de l'ensemble 4 est commandé pour la transmission du signal de sonnerie vers les li- gnes L 1 à Ln, le signal de commande CA est tel qu'il apparait sur la borne 8 un signal numérique correspondant au signal de sonnerie et lorsqu'aucun relais de sonnerie n'est commandé pour la trans- mission du signal de sonnerie, le signal numérique sur la borne 8 correspond à un signal nul. Sous la forme de réalisation représentée sur la figure, le générateur de signal numérique 7 comporte une mémoire 9 dans un emplacement de laquelle sont stockés par exemple 256 échantillons codés en MIC, d'un signal sinusoïdal limité à une période Cette mémoire est lue au moyen des 256 adresses que peut fournir le compteur 10 à 8 bits Ce compteur 10 compte les impulsions four- nies par le diviseur de fréquence 11 et se remet automatiquement à zéro lorsqu'il a atteint sa position finale Le diviseur de fré- quence 11 reçoit les impulsions d'un générateur d'horloge 12 De cette manière on obtient à la sortie 13 de la mémoire 9 la ver- sion numérique codée en MIC d'un signal sinusoïdal dont la fré- quence dépend notamment du facteur de division du diviseur de fréquence 11 Ce facteur de division peut être modifié pour adap- ter le générateur aux différentes fréquences de signal de sonnerie possibles, telles que 50 Hz, 25 Hz ou 16,33 Hz Si, par exemple, la fréquence d'horloge fournie par le générateur 12 est de 2,048 M Hz, et si le facteur de division est de 160, on obtient à la sortie 13. de la mémoire 9, un signal numérique correspondant à un signal si- nusoldal de 50 Hz échantillonné 256 fois par période Le généra- teur 7 comporte d'autre part un circuit d'aiguillage 14 qui est commandé par le signal de commande CA provenant de l'organe cen- tral de commande 6, pour être établi sur la position a ou sur la position b Sur la position a la sortie 13 de la mémoire 9 est reliée à la borne de sortie 8 du générateur 7, ce qui correspond sur cette borne 8 au signal de sonnerie Sur la position b, la sortie du diviseur de fréquence M qui fournit à une fréquence éle- vée une suite de bits 1 et 0 alternés, est reliée à la borne de sortie 8 du générateur 7, de sorte que sur cette borne 8 appa- rait la version numérique d'un signal nul. La borne de sortie 8 du générateur de signal numé- rique 7 est connectée à un convertisseur numérique-analogique 15 qui fournit soit un signal de sonnerie analogique à bas niveau découpé au rythme du signal de commande CA, soit un signal analo- gique de valeur quasiment nulle La sortie du convertisseur 15 répond pratiquement sans retard à la commande déterminée sur le signal de commande CA. Pour élever le niveau du signal de sonnerie, la sortie du convertisseur 15 est connectée à un amplificateur 16 fonctionnant en classe A et muni de condensateurs de liaison Cet amplificateur 16 comporte un amplificateur 17 qui reçoit le si- gnal d'entrée à travers un condensateur de liaison 18 et qui a un gain G suffisant pour amener le signal au niveau requis La sortie de l'amplificateur 17 est reliée d'une part à la borne de sortie 19 via le condensateur de liaison 20 et d'autre part à la borne de sortie 21 via l'amplificateur 22 de gain 1 et le condensa- teur de liaison 23. Sur les deux bornes de sortie 19 et 21 de l'amplifi- cateur 16, on obtient deux tensions en opposition de phase aptes à commander avec'un niveau suffisant un amplificateur de puissan- ce 24 de type push-pull, fonctionnant en classe B Cet amplifica- teur est à liaisons continues et comporte deux amplificateurs 25 et 26 de gain 1, dont les sorties sont reliées aux deux extré- mités de l'enroulement primaire du transformateur 27 L'enroule- ment secondaire-de ce transformateur est connecté aux deux sor- ties du générateur du signal de sonnerie Généralement le trans- formateur utilisé comporte deux enroulements secondaires identi- ques, ce qui permet, par une polarisation adéquate, d'obtenir le signal de sonnerie sous forme de deux tensions symétriques. Les condensateurs de liaisons 18, 20 et 23 ont pour but d'éviter de transmettre vers les entrées de l'amplificateur de puissance 24 des tensions d'offset inévitables qui peuvent appa- raître à la sortie du convertisseur 15 et à la sortie des amplifi- cateurs 17 et 22 De cette manière, l'amplificateur de puissance 24, fonctionnant en classe B, n'a pratiquement aucune consommation d'énergie lorsque le générateur 1 est dans son état de repos, c'est-à-dire n'est pas sollicité pour fournir le signal de sonne- rie L'amplificateur 16 fonctionnant en classe A et le générateur de signal numérique 7 ont une consommation très faible de sorte que l'ensemble du générateur de signal de sonnerie 1 a une con- sommation très faible dans son état de repos. D'autre part les condensateurs de liaisons 18, 20 et 23 et d'autres condensateurs de liaisons qui peuvent être in- clus dans les éléments d'amplification 17 et 22, sont chargés par des tensions de polarisation déterminées par le point de fonction- nement en classe A de ces éléments et ne dépendent donc pas de l'état de repos ou de travail du générateur de signal de sonnerie. Il en résulte que ces condensateurs n'apportent pratiquement aucun retard dans l'établissement des trains de signal de sonnerie à la sortie de l'amplificateur 16 Enfin, il est clair que l'amplifica- teur de puissance 24 à liaisons continues ne retarde pas non plus l'établissement des trains de sonnerie sur les bornes de sortie 2 et 3 du générateur de signal de sonnerie. Grâce à l'ensemble des dispositions décrites plus haut, on obtient finalement un générateur de signal de sonnerie ayant à la fois une faible consommation au repos et un temps ra- pide d'établissement. Avec ce générateur-, on peut en outre éviter facile- ment que des surtensions dangereuses soient engendrées sur les li ê gnes d'abonnéspar la coupure du signal de sonnerie, par les relais de sonnerie Il est avantageux pour cela de munir la mémoire 9 d'une sortie 28 pour un signal SY dit de synchronisation Ce si- gnal de synchronisation SY est formé d'impulsions apparaissant avec un décalage de temps fixe et pouvant être nul, par rapport à l'instant o les échantillons de valeur nulle apparaissent à la sortie 13 de la mémoire 9 Ce signal de synchronisation SY peut indiquer ainsi de façon précise les instants o s'annule le signal alternatif de sonnerie apparaissant sur les bornes de sortie-2, 3 du générateur Le signal SY est appliqué à l'organe central 6 qui, via le bus 5, transmet le signal de commande des relais de sonne- rie La coupure des relais de sonnerie n'est autorisée qu'au mo- ment des impulsions du signal de synchronisation SY, ce qui évite les surtensions sur les lignes d'abonnés. La conception du générateur 1 de l'invention permet aisément de lui faire remplir un autre rôle que celui d'engendrer des signaux de sonnerie Il peut être utilisé par exemple pour engendrer-des signaux de test basse fréquence dans la bande té- léphonique De tels signaux peuvent être utilisés pour le test de lignes d'abonnés ou le test de joncteurs d'abonné suivant par exemple le système décrit dans la demande de brevet français pu- bliée N O 81 05 408, Pour que le générateur 1 puisse engendrer un signal supplémentaire de test, la mémoire 9 comporte un emplacement supi plémentaire pour stocker des échantillons MIC du signal de test désiré Pour l'émission d'un signal de test, l'organe central de commande 6 fournit un signal de commande CA pour établir le cir- cuit d'aiguillage 14 dans la position a et un signal de commande de test CT décalant les adresses fournies par le compteur 9, afin de lire les échantillons du signal de test dans l'emplacement de la mémoire 9 réservé à ces échantillons Dans certaines applica- tions, il peut être nécessaire de faire agir la commande de test CT de manière à modifier le facteur de division du diviseur de fréquence 11 Le signal de test numérique obtenu sur la borne 8 est appliqué au convertisseur 15 pour être converti en signal- analogique Ce dernier est amplifié dans les amplificateurs 16 et 24 avant d'être appliqué à l'ensemble 4 de joncteurs d'abonné. Pour obtenir avec une bonne précision à la sortie du générateur 1, à la fois le signal de sonnerie à fort niveau et un signal analo- gique de test à bas niveau, il peut être avantageux que les échan- tillons de ces deux signaux stockés dans la mémoire 9 soit codés en MIC comprimé, le convertisseur numérique-analogique 15 étant alors du type convenant à ce codage. REVENDICATIONS l Générateur de signal de sonnerie, alimenté en cou- rant continu et destiné à fournir le signal de sonnerie pour un groupe de lignes d'abonnés téléphoniques, caractérisé en ce qu'il comporte en cascade un générateur de signal numérique commandable par un signal de commande pour fournir un -signal correspondant soit au signal de sonnerie, soit à un signal nul selon qu'un signal de sonnerie ou aucun signal (n') est à fournir pour le groupe de lignes d'abonnés, un convertisseur numérique-analogique convertissant le signal de sortie dudit générateur de signal numérique, - un amplificateur en classe A, à liaisons capacitives, un amplificateur de puissance symétrique en classe B, à liaisons continues, fournissant le signal de sortie du générateur de si- gnal de sonnerie. 2 Générateur de signal de sonnerie selon la revendica- tion 1, caractérisé en ce que le générateur de signal numérique est agencé pour fournir en outre un signal de synchronisation for- mé d'impulsions apparaissant avec un décalage de temps fixe et pouvant être nul, par rapport aux instants o s'annule le signal numérique correspondant au signal de sonnerie, ce signal de syn- chronisation étant utilisable pour n'autoriser la coupure du si- gnal de sonnerie qu'aux instants o le signal de sonnerie est qua- siment nul. 3 Générateur de signal de sonnerie selon l'une des re- vendications 1 ou 2, utilisé de plus pour fournir un signal de test pour ledit groupe de lignes d'abonnés, caractérisé en ce que le gé- nérateur de signal numérique est commandable en outre par un signal de commande supplémentaire pour fournir à la place du signal numé- rique correspondant au signal de sonnerie, un signal numérique cor- respondant à un signal de test.