Brevet FR2544938A1 — publié le 19841026

"Circuit de transmission pour appareil téléphonique DTMF". L'invention concerne un circuit de transmission destiné à un appareil téléphonique et muni d'un généra- teur de fréquences pour engendrer deux groupes de tonali- tés de numérotation, la fréquence de toutes les tonalités de numérotation du premier groupe étant inférieure à celle des tonalités de numérotation du deuxième groupe, alors qu'audit générateur est raccordé en permanence un filtre de tonalité passif passe-bas de premier ordre, le- dit circuit de transmission étant muni d'un amplificateur de signal microphonique pour amplifier le signal vocal, d'un filtre passif de signal vocal passe-bas de premier ordre pour limiter l'étendue de la bande de fréquence du signal vocal, ainsi que d'un commutateur pour connecter l'entrée du filtre de signal vocal au choix à la sortie du filtre de tonalité ou à la sortie de l'amplificateur de signal microphonique. Un tel circuit de transmission est connu de la publication "Electronic Components and Applications", pages 89 à 99, parue en février 1982. Un système de sélection de numéro suivant lequel le numéro à sélectionner est représenté par un signal formé par une tonalité du premier groupe et une tonalité du deuxième groupe est connu sous le nom de sys- tème de sélection DTMF (Dual Tone Multi Frequency en langue anglaise) Pour respecter les exigences-CCITT et-SEPT pou sées à l'égard de l'affaiblissement des fréquences harmo- niques qui se produisent lors de l'engendrement des tona- lités de numérotation, les circuits de transmission DTMF doivent être équipés d'un filtre de deuxième ordre ou d'ordre plus élevé, branché en série avec le générateur qui engendre les tonalités de numérotation Pour les cir- cuits de transmission connus, il est usuel de choisir com- me filtre un filtre de Butterworth actif de deuxième ordre, par exemple un filtre "Sallen & Key". Afin que, comme exigé, l'affaiblissement de filtre ait lieu en fonction de la fréquence, il importe qu'à toutes les fréquences, l'amplificateur du filtre actif conserve une faible impédance de sortie Aux fré- quences élevées, cela n'est possible que moyennant une consommation de courant relativement élevée de l'ampli- ficateur, ce qui est particulièrement gênant dans le cas d'un amplificateur dans un circuit intégré En outre, lorsque le circuit de transmission est réalisée sous for- me intégrée, une fiche de connexion supplémentaire sur le circuit intégré est nécessaire pour connecter à cet ampli- ficateur les composants de filtre passifs externes, ce qui signifie également un inconvénient. Le circuit de transmission connu de ladite publi- cation "Electronic Components and Applications" n'est pas muni d'un filtre actif de deuxième ordre, de sorte que ce circuit n'a pas les deux inconvénients cités ci-dessus. Dans ce circuit, le filtrage résulte d'un filtre passif de deuxième ordre qui est formé par le montage en série, utilisé exclusivement lors de la sélection de numéro com- portant un filtre de tonalité passif de premier ordre et un filtre passif de signal vocal de premier ordre utilisé pour filtrer le signal microphonique Par cette façon de filtrer, il n'est pas nécessaire d'utiliser, en plus du filtre de signal vocal, un filtre de tonalité distinct de deuxième ordre Au lieu d'un filtre de tonalité i deuxième ordre, on peut maintenant se contenter du filtre de tona- lité de premier ordre, ce qui est avantageux particuliè- rement lors de l'emploi de circuits intégrés. Lorsque le filtre de tonalité de deuxième ordre est formé par la combinaison des deux filtres de premier ordre, on est confronté avec le problème que la fréquence de coupure du filtre de signal vocal est notablement plus élevée que la fréquence de coupure du filtre de tonalité de deuxième ordre désirée pour l'affaiblissement des fré- quences harmoniques Pour réaliser alors néanmoins cette fréquence de coupure désirée, il faut que la fré- uuence de coupure du filtre de tonali- té de premier ordre soit notablement inférieure à la fré- quence de coupure de deuxième ordre désirée Toutefois, par cette fréquence de coupure relativement basse du fil- tre de tonalité de premier ordre, les tonalités de numé- rotation ne respectent plus les exigences-CCITT et-CEPT en ce qui concerne le niveau de ces tonalités. Or,l'invention a pour but de procurer un cir- cuit de transmission qui appartient au genre précisé dans le préambule et dans lequel le filtre de tonalité de deuxième ordre est formé par le filtre de signal vocal et le filtre de tonalité de premier ordre, ce circuit de transmission produisant des tonalités de numérotation DTMF qui par contre respectent les exigences posées à l'égard de leur niveau. A cet effet, le circuit de transmission confor- me à l'invention est remarquable en ce que dans le but de compenser pratiquement la différence d'amplitude entre les tonalités de numérotation des deux groupes en consé- quence de la variation de l'affaiblissement en fonction de la fréquence pour le montage en-série comportant le filtre de signal vocal et le filtre de tonalité, le géné- rateur de fréquences engendre les tonalités de numérota- tion du deuxième groupe avec une amplitude qui est plus grande que celle des tonalités de numérotation du premier groupe. La description suivante, en regard du dessin annexé, le tout donné à titre d'information, fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée. Sur ce dessin, les éléments qui se correspon- dent sur les différentes figures ont été indiqués-par les mêmes références. La figure 1 montre un circuit de transmission pour un appareil téléphonique opérant par sélection DTMF. La figure 2 est un graphique illustrant la re- lation entre l'affaiblissement de filtre et la fréquence. La figure 3 illustre une réalisation du circuit de transmission muni d'une source supplémentaire de cou- rant de référence. La figure 1 est le schéma d'un circuit de trans- mission destiné à un appareil téléphonique et produisant au choix un signal de sélection de tonalité DTMF ou un signal vocal. Le circuit de transmission comporte un généra- teur 1 de fréquences qui produit un signal formé par là somme de deux tonalités de numérotation dont les fréquen- ces diffèrent. La fréquence de la première tonalité de numéro- tation appartient à un groupe I de fréquences relativement basses, alors que la fréquence de la deuxième tonalité de numérotation appartient à un groupe Il de fréquences re- lativement élevées Toutes les fréquences constituant le groupe I de fréquences relativement basses sont inférieures à celles constituant le-groupe Il de fréquences relative- ment élevées. Le générateur de fréquences 1 comporte un géné- rateur numérique 2, commandé par un clavier 3 Pour la conception et le fonctionnement de ce générateur 2, on est prié de se reporter à la publication déjà citée ainsi qu'au brevet des Etats-Unis d'Amérique Na 3 832 639 Lors de l'enfoncement d'un bouton poussoir sur le clavier 3 le générateur 2 produit des signaux numériques qui ensem- ble représentent les deux tonalités de numérotation Les signaux numériques qui représentent la fréquence la plus basse sont produits par l'intermédiaire de lignes de sor- tie 4, alors que les signaux numériques qui représentent la fréquence la plus élevée sont produits par l'intermé- diaire de lignes de sortie 5 Sous l'action de convertis- seurs numériques-analogiques respectifs 6, 7, les signaux numériques sont convertis en signaux de tonalité analogi- ques qui ensuite sont fournis à la sortie 9 du générateur 1 par l'intermédiaire d'un circuit d'addition 8. Le signal engendré par le générateur 1 doit être filtré par un filtre de deuxième ordre pour respecter les exigences CCITT et CEPT en ce qui concerne les fréquences harmoniques O Ce filtre doit réaliser un af- faiblissement d'au moins 40 d B par décade pour les fré- quences harmoniques des deux tonalités de numérotation au-delà de 4000 Hz. Pour réaliser le filtrage requis de deuxième ordre, on utilise le montage en série de deux filtres de premier ordre 10 et 12 Le filtre 10 est un filtre de tonalit 6 passe-bas de premier ordre dont l entrée est connectée en permanence à la sortie du circuit deaddi- tion 8 La sortie du filtre 10 est connectée à une entrée d'un comiutateur Il dont lautre entr#e est connectée à la sortie d'un amplificateur de signal microphonique 130 La sortie du commutateur Il est connectée A lentrée du fil- tre 12. Le filtre 12 est un filtre de signal vocal pas- se-bas de premier ordre Lors d'une conversationm le fil tre de signal vocal 12 est connecté à la sortie de l'am- plificateur de signal microphonique 13 A travers le com- mutateur Il pour limiter ainsi la largeur de bande du si- gnal vocal La fr 6 quence de coupure de ce filtre 12 se situe au-delà de 3400 Hs et a par exemple la valeur souelc le de 4000 Hz. Au cours de la production de tonalités de numé- rotation, le commutateur il est maintenu dans 1 sa situa- tion que montre la figure 1, sous la commande du clavier 3 De ce fait, les deux filtres 10, 12 sont branchés en série et forment ainsi un filtre de deuxième ordre e l'ai- de duquel peut avoir lieu le filtrage requis des tonalités de numérotation. La fr 6 quence de coupure désirée du filtre de deuxième ordre est fonction de l'affaiblissement désir& pour les fréquences harmoniques o Pour des fréquences su- périeures a 4000 Hz, la combinaison que forment les deux filtres 10, 12 est l'équivalent d'un filtre de Butter- worth de deuxième ordre ayant une fréquence coupure égale à 2700 Hz, usuelle pour un tel filtre. Si les fréquences de coupure du filtre 12 et du filtre de deuxième ordre forsé par les filtres 10 et 12 sont fixes, la fréquence de coupure du filtre 10 est, elle aussi fixeo A la valeur précitée de 4000 Hz pour la 0,5 fréquence connue du filtre 12, il s'avère que la fréquen- ce de coupure du filtre 10 doit être égale à environ 1800 Hz pour donner au filtre de deuxi:èe ordre une fréquence de coupure égale à 2700 H Sz La figure 2 illustre la relation entre de'une part laffiblissement du montage en série des filtres 10 et 12 et d'autre par la fréquenceo Les lignes droites montrent l'allure des asymptotes de la caractéristique de filtrage; la ligne incurvée illustre l'allure réelle de l'affai-blissement de filtre O Sur la figure 2, on a in- * 15 diqué aussi les fréquences des tonalités de numérotation du premier groupe I et du deumxièe groupe II de la sélec- tion de tonalité D Ti F. Ladite figure 2 montre clairement lmaffaiblis- sement plus prononcé des signaux du deuxième groupe Il 2 ? comparativement à l'affaiblissement des signaux du pre- mier groupe I La figure 2 montre en outre l'affaiblis- sement plus prononcé des deux fréquences élevées II ( 2) du deuxième groupe comparativement a l'affaiblissement des deux fréquences basses II ( 1) du même groupe O Ces différences d'affaiblissement sont indésirables car elles entravent la détection des tonalités de numérotation du c 8 té central de la ligne d'abonnéo Les amplitudes des tonalités de numérotation dans les deux groupes I, II produites par les convertis- seurs numériques-analogiques respectifs 6 et 7, sont dé- finies par l'intensité d'un courant de référence qui est produit par des sources correspondantes de courant de référence respectives 6 ( 1) et 7 ( 1) du convertisseur numérique-analogique correspondant Conformément à l'in- vention, dans le but de compenser les différences d'af- faiblissement entre les tonalités de numérotation des deux groupes I, II, la source de courant 7 ( 1) du conver- 2.544938 tisseur numérique-analogique 7 est réglée sur une inten- sité de courant de référence plus élevée que celle de la source 6 ( 1) du convertisseur numérique-analogique 6 De oe fait, l'amplitude des tonalités de numérotation produites par le comertisseur 7 est plus grande que l'amplitude des tona- lités de numérotation produites par le convertisseur 6. La figure 3 illustre une réalisation préféren- tielle du circuit de transmission conforme à l'invention. Le circuit que montre cette figure 3 est obtenu à partir du circuit selon la figure 1 du fait d'ajouter au conver- tisseur 7 une source de courant de référence supplémen- taire 7 ( 2) Cette source de courant est commandée par le générateur 2 Si celui-ci produit les combinaisons de si- gnaux numériques qui représentent les tonalités du deu- xième sous-groupe II ( 2), la source de courant 7 ( 2) est enclenchée Cette source de courant 7 ( 2) est déclenchée lors de la production de tonalités du premier sous-grou- pe II ( 1) Par cette mesure, l'amplitude des tonalités du deuxième sous-groupe II ( 2) est augmentée comparati- vement à l'amplitude des tonalités du premier sous-groupe II ( 1), de sorte que l'allure de la caractéristique d'af- faiblissement du montage en série que forment les filtres et 12 est compensée davantage. Dans la pratique, la source de courant 7 ( 1) est réglée sur une intensité de courant de référence telle que le niveau des tonalités de numérotation dans le groupe II dépasse d'environ 0,9 d B le niveau des tonalités de numé- rotation dans le groupe I, tandis que la source de courant 7 ( 2) fournit une intensité de courant telle que le niveau des tonalités de numérotation dans le sous-groupe Il ( 2) augmente supplémentairement d'environ 0,7 d B - REVENDICATIONS 1 Circuit de transmission destiné à un appareil téléphonique et muni d'un générateur de fréquences pour engendrer deux groupes de tonalités de numérotation, la fréquence de toutes les tonalités de numérotation du pre- mier groupe étant inférieure à celle des tonalités de numérotation du deuxième groupe, alors qu'audit générateur est raccordé en permanence un filtre de tonalité passif passe-bas de premier ordre, ledit circuit de transmission étant muni d'un amplificateur de signal microphonique pour amplifier le signal vocal, d'un filtre passif-de signal vocal passe-bas de premier ordre pour limiter l'étendue de la bande de fréquence du signal vocal, ainsi que d'un commutateur pour connecter l'entrée du filtre de signal vocal au choix à la sortie du filtre de tonalité ou à la sortie de l'amplificateur de signal microphonique, carac- térisé en ce que dans le but de compenser pratiquement la différence d'amplitude entre les tonalités de numérota- tion des deux groupes en conséquence de la variation de l'affaiblissement en fonction de la fréquence pour le mon- tage en série comportant le filtre de signal vocal et le filtre de tonalité, le générateur de fréquences engendre les tonalités de numérotation du deuxième groupe avec une amplitude qui est plus grande que celle des tonalités de numérotation du premier groupe. 2 Circuit de transmission selon la revendication 1, caractérisé en ce que le deuxième groupe de tonalité de numérotation est divisé en deux sous-groupes, la fréquen- ce de toutes les tonalités de numérotation du premier sous- groupe étant inférieure à celle des tonalités de numéro- tation du deuxième sous-groupe, et que dans le but de compenser davantage la différence d'amplitude entre les tonalités de numérotation des deux scus-gnuq DE en conséquence de la variation de l'affaiblissement en fonction de la fréquence pour le mont age en série comportant le filtre de signal vocal et le filtre de tonalité, le générateur de fréquences engendre les tonalités de numérotation du deu- xième sous-groupe avec une amplitude qui est plus grande que celle des tonalités de numérotation du premier sous- groupe. 3 Circuit de transmission selon la revendication 1 ou 2 caractérisé en ce que le générateur de fréquences est muni d'un premier con- vertisseur numérique-analogique produisant les tonalités de numérotation du premier groupe et d'un deuxième conver- tisseur numérique-analogique produisant les tonalités de numérotation du deuxième groupe, que chaque convertisseur numérique-analogique est réa- lisé avec une source de courant de référence fournissant un courant de référence constant à ce convertisseur 9 ledit courant de référence déterminant l'amplitude des tonalités de numérotation produites par le convertisseur, et que les tonalités de numérotation du deuxième groupe acquièrent une amplitude supérieure à celle des tonalités de numérotation du premier groupe du fait que la source de courant de référence du deuxième convertisseur numé- rique-analogique produit un courant de référence dont l'intensité est plus grande que celle du courant produit par l'autre source de courant de référence O 4 Circuit de transmission selon les revendications 2 et 3 prises ensemble, caractérisé en ce que le deuxième convertisseur numérique-analogique comporte une source de courant de référence supplémentaire pour fournir un courant de référence constant supplémentaire au deuxième convertisseur, et que les tonalités de numérotation du deuxième sous-grou- pe acquièrent une amplitude supérieure à celle des tonali- tés de numérotation du premier sous-groupe du fait que ladite source supplémentaire n'est enclenchée que durant l'engendrement des tonalités de numérotation du deuxième sous-groupe.