Brevet FR2556909A1 — publié le 19850621

-1- "DISPOSITIF D'INTERFACE POUR UN POSTE TELEPHONIQUE" L'invention concerne un dispositif électronique d'interface pour un poste téléphonique équipé d'un circuit intégré. Un tel circuit intégré qui remplit la plupart des fonctions de modulation dans le poste est alimenté par la ligne téléphonique. C'est pourquoi il est, en général, situé dans une diagonale d'un pont redresseur à l'autre diagonale duquel est branchée la ligne téléphonique. Ce circuit intégré est pourvu d'au moins deux bornes, respec- tivement de modulation et de référence. Des exemples de tels dispositifs d'interface sont fournis par les schémas d'application publiés avec les spé- cifications des circuits intégrés TEA 1046 ou TEA 1060, sous forme de fascicules spécifiques ou dans le manuel "Components for telephony" édités par la Société PHILIPS Certaines normes concernant le téléphone requièrent cependant que le courant consommé sur la ligne quand le poste est décroché soit limité, et ces normes ne sont pas prises en compte dans les schémas d'application cités ci-dessus. Il est alors fait usage d'un dispositif constitué d'un premier transistor ranché en série avec une résis- tance de mesure de courant entre le circuit intégré et le pont redresseur, et d'un deuxième transistor dont la jonc- tion émetteur-base est branchée en parallèle avec la résis- tance de mesure de courant, le collecteur étant relié à l'électrode de commande du premier transistor. Ce disposi- tif de base ne répond toutefois qu'en partie à ce que demandent les normes. On est donc amené à ajouter une quan- tité de circuits supplémentaires, chacun répondant à une exigence des normes. -2- L'objet de l'invention est de fournir, avec seule- ment quelques aménagements simples du dispositif de base, et sans adjonction de circuits fonctionnels supplémentai- res, un dispositif qui répond a toutes les exigences des normes, qui est utilisable pour des circuits intégrés de toute origine et adaptable de manière simple à toute modi- fication ultérieure des valeurs imposées par la norme. Un montage selon l'invention est ainsi notamment remarquable en ce que le premier transistor étant du type à effet de champ, son électrode de commande, ou grille, et le collecteur du second transistor ensemble sont reliés par deux résistances de charge en série à la borne de modu- lation du circuit intégré, et en ce que le point commun des deux résistances de charge en série est relié à la bor- ne de référence du circuit intégré par un condensateur de liaison. Le circuit intégré étant connecté par sa borne de modulation, il est nécessaire qu'une tension alternative appliquée à ses bornes ne soit pas contrariée par le cir- cuit de régulation de courant. Le circuit selon l'invention permet d'obtenir cet effet avec la plus grande simplicité. Un perfectionnement du dispositif selon l'invention est remarquable en ce que la jonction base-émetteur du second transistor est shuntée par un condensateur de tempo- risation, en ce qu'une résistance est insérée entre la base de ce second transistor et la résistance de mesure de cou- rant, en ce que cette dernière est constituée de deux résistances de mesure en série, et en ce qu'un troisième transistor est présent et a son émetteur, sa base et son collecteur respectivement reliés au pont redresseur, au point commun des deux résistances de mesure en série et au collecteur du deuxième transistor. Ce dispositif diminue encore l'influence du circuit de régulation en courant alternatif tout en permettant d'obtenir de façon très simple que des surtensions transi- toires appliquées sur la ligne ne provoquent pas de cou- rants supérieurs à une valeur prédéterminée. Un autre perfectionnement du dispositif est remarqua- ble en ce que l'anode d'une diode Zener est connectée à la -3- base du second transistor, la cathode étant reliée au point commun des deux résistances de charge en série. Ce dispositif limite la puissance dissipée par le premier transistor en cas de surtension importante et de longue durée, pour un coût additionnel très faible. La description qui va suivre, en regard des figures annexées, le tout donné à titre d'exemple non l!iitatif- permettra de bien comprendre coument 1 'invention peut être réalisée. La figure 1 représente un schéma iélectrique du dis= positif selon l'invention. La figure 2 représente une variante du schéSma de la figure 1. Sur la figure 1, la référence 16 désigne le circuit intégré et les références 4, 10 désignent respectivement les bornes de modulation et de raé-rence. Le circuit intégré 16 est situé dans une diagonale d'un pont redresseur 21 à l'autre diagonale duquel est branchée une ligne téléphonique 19. Le circuit intagra, ar e:emple du module TEA 1046 construit par la Socifte PHILIPS, reçoit ou émet sur la ligne une modulation entre ses bornes de modulation et de référence 10, et il est également alimenté en courant continu entre ces mêmes bornes. La borne de modulation est donc reliée à un fil de la ligne par la borne 17 du pont redresseur. La borne dite "de référence' pourrait fonction- nellement être reliée à l'autre fil de la ligne. Toutefois, du fait que le circuit intégré est prévu pour créer D ses bornes une tension fixe alors que la ligne présente, selon la norme française, une tension continue variable pour laquelle un courant constant inferieur M 60 mA doit être maintenu, le transistor 1 est ajouté en série dans le mEon- tage pour absorber les écarts de tension et assurer une régulation du courant. Le montage comporte ainsi un dispositiz dinterface constitué d'un premier transistor haute tension a effet de champ à canal N i dont le trajet principal de courant est place en série avec une résistance de -4- mesure de courant (constituée ici de deux résistances 7,8) entre la borne de référence 10 du circuit intégré 16 et la connexion 180 reliée à la sortie négative 18 du pont redresseur 21, et d'un deuxième transistor bipolaire NPN 2 dont la jonction base-émetteur est branchée en parallèle avec la résistance de mesure de courant 7,8 et dont le collecteur est relié à la grille du transistor à effet de champ 4. Ce dispositif classique fonctionne de la manière suivante: lorsque le courant de ligne, qui traverse les résistances 7,8 dépasse une certaine valeur, par exemple mA, la tension aux bornes de la résistance de mesure atteint environ 0,6 volt et le transistor 2 devient con- ducteur, ce qui fait baisser la tension sur la grille du transistor 1 et limite le courant. La grille du transistor 1 et le collecteur du tran- sistor 2 sont reliés ensemble par deux résistances de charge 9,14 en série à la borne de modulation 4 du circuit intégré, et le point commun 20 de ces deux résistances est relié par un condensateur de liaison 12 à la borne de réfé- rence 10 du circuit intégré. En outre, la jonction émet- teur-base du second transistor 2 est shuntée par un conden- sateur 5. Le dispositif fonctionne de la façon suivante: le chemin de courant alternatif constitué par le condensateur 12 ramène, via la résistance 9, sur la grille du transis- tor 1, une tension de contre-réaction en courant alterna- tif seulement. Comme le transistor 2 a sa jonction base- émetteur shuntée par un condensateur, il ne peut délivrer qu'un courant continu et son impédance de sortie de col- lecteur est donc très grande en courant alternatif. La contre-réaction n'est donc pratiquement pas diminuée par la présence du transistor 2 en parallèle sur la grille du transistor 1, et il s'agit donc d'une contreréaction totale. Celle-ci procure donc, en courant alternatif, une impédance dynamique du transistor à effet de chanmp égale à l'inverse de sa pente. Une valeur usuelle de 250 mA/V pour cette dernière conduit ainsi à une résistance dynamique de -5- 4 ohms pour le transistor 1. Une telle résistance en série dans la ligne ne perturbe donc pas la modulation. La norme française prévoit une tension d'alimenta- tion variable pour laquelle un courant inférieur à 60 mA doit être maintenu. Elle prévoit également que le courant puisse atteindre 150 mA crête durant 150 mS, le courant devant revenir à moins de 60 mA en moins de 400 mS. La contre-réaction assurant une impédance dynamique faible pourle transistor 1,t n courant alternatif, une sur- tension transitoire rapide sur la ligne risque d'entraîner un courant transitoire trop important. La résistance de mesure de courant est alors constituée de deux résistances en série 7,8 et un troisième transistor 3 est présent et a son émetteur, sa base et son collecteur respect7ivement reliés à la borne 8 dui pont redresseur, au point ccrnun des deux résistances de mesure 7,8 en série et aui collec- teur du deuxième transistor 2. En regime normal, e tra= sistor 3 est bloqué et n'intervient pas dans la contre- réaction décrite plus haut. La valeur de la résistance 8 est calculée pour que le transistor 3 comience à conduire lorsque le courant de ligne approche de 150.. Ainsie-, une des exigences de la rnorme est respectée. De plus, une résistance 6 est ins6rée entre la base du second transistor 2 et la résistance 7 de mesure de courant et cette résistance, associée au conden- sateur 5 de temporisation, introduit une constante de temps grâce à laquelle le transistor 2 peut entrer en action après une durée de temps prédéterminée pour ramener la limitation du courant à!a valeur prévue en régime perma- nent, plus faible que celle assurée par la résistance 8 associée au troisième transistor 3. Ainsi, encore une autre exigence de la norme est assurée très simplemento Si une tension élevée est appliquée accidentellement sur la ligne pendant une durée assez longue. cWest aux bor- nes du transistor 1 que la tension se trouve appliquée pour la plus grande part- a!g-r la!nitation de courant, ce transistor dissipe alors une puissance éleveo Si, par exemple, le secteur alternatif 220 volts est appliqué accidentellement sur la ligne, avec un courant limité i 35 mIA par exemple, la puissance dissipee par le transistor i -6- est supérieure à cinq watts... Pour éviter d'avoir à introduire un agencement volu- mineux et cher pour évacuer les calories, l'anode d'une diode Zener 13 est connectée à la base du second transis- tor 2, la cathode étant reliée au point commun 20 des deux résistances de charge en série 9,14. Ainsi, lorsque la tension sur la connexion 20 dépasse une tension de seuil, déterminée par le choix du modèle de diode Zener, un cou- rant est amené sur la base du transistor 2 qui passe en saturation et bloque complètement le transistor 1. Afin d'éviter l'emploi d'une diode Zener à tension élevée,etpour limiter la puissance qu'elle dissipe, la cathode de ladite diode Zener est reliée au point commun des deux résistan- ces, non pas directement, mais par l'intermédiaire d'un diviseur de tension constitué par les résistances 11 et 22, la tête du diviseur étant ainsi reliée à la connexion 20, sa prise intermédiaire étant connectée a la cathode de la diode, et son pied à la connexion 180. Une variante possi- ble du circuit 27(incluant les résistances 9,11,22)est représentée en 28. La résistance 9 est divisée en deux parties 90 et 110 et la cathode de la diode Zener est alors reliée directement au point commun des résistances 90 et , lesquelles constituent alors à la fois une résistance de charge pour le transistor 2 et le diviseur pour la diode Zener. Le circuit intégré 16 utilisé dans la figure 1 est un modèle qui assure à lui seul les fonctions de modula- tion et celle de numérotation multifréquences. Dans le cas o l'on désire assurer une numérotation par impulsions, la variante du dispositif représentée par la figure 2 est avantageusement employée. Le circuit intégré référencé 160 est alors par exemple du modèle TEA 1060. Dans ce cas, les bornes de modulation 4 et d'alimentation 15 sont distinc- tes. Un schema d'application du constructeur (PHILIPS) enseigne de réunir ces deux bornes entre elles par une résistance de terminaison de ligne 140 d'environ 600 ohms, et d'installer un condensateur-réservoir 120 entre la borne -7- d'alimentation 15 et la borne de référence 10. Au lieu d'ajouter purement et simplement à ces éléments 140, 120 le dispositif de la figure 1, il est avantageux de combi- ner la résistance 14 de la figure 1 et la résistance 140 en une seule résistance 140, et de combiner le condensa- teur de liaison 12 de la figure 1 et le condensateur- réservoir 120 en un seul condensateur 120. Alorsg la résis- tance 9 de la figure 1, qui porte le même numéro sur la figure 2, est reliée au point commun 20 de la résistance 140 et du condensateur 120. En outre, le chemin de courant principal d'un transistor de commutation PNP 26 est inséré dans la liaison du collecteur du deuxième transistor 2 vers le condensateur de liaison 120, entre la résistance de charge 9 et le point comaun 20. Ce transistor est des- tiné à commander les impulsions de numérotation. Il est lui-même actionné par un circuit intégré spécifique 25, par exemple du type PCD 3325 (du même constructeur) qui engendre des tops de numérotation à partir d'un clavier à touches non représenté. Ce circuit est alimenté en paral- lèle avec le circuit TEA 1050 entre ses bornes 10 et 15. Pour assurer une polarisation convenable du transistor 26, son émetteur est relie au point milieu d'un diviseur fLait de deux résistances 23,24 reliées respectivement à la con- nexion 20 et à la borne 10. Cette disposition entraîneg en régime permanent, un décalage de quelques volts continus de la tension applique en tête de la résistance 9, -qui est sans incidence sur le fonctionnement du dispositif. Lors d'une impulsion de numérotation, le circuit intégré 25 déclenche la coupure du transistor 26. Alors, du fait d'une résistance 29 placée entre la grille du transistor 1 et la connexion 180, quelque soit l'état du transistor 2, le transistor 1 est bloqua et le courant de ligne est inter- rompu (les circuits intègrés 16 et 25 restent alimentés par le condensateur-réser-voir 120). Les autres éléments de la figure 2 sont identiques à ceux de la figure 1 et portent les mêmes références. -8- La Demanderesse a obtenu des résultats satisfai- sants en employant les éléments suivants: Semiconducteurs: 1: 2 N 3008 ou 2 N 2408 26: BF 423 52 et 3: BC 547 16: TEA 1046 13: BZY 55 C 30 V 160: TEA 1060 : PCD 3325 Résistances: Condensateurs: référence valeur (ohms) référence -valeur fmcro --------à--à farads) 7 10 5 33 8 6,8 12 et 120 100 9 1M 11 1M 14 5600 22 330 K 23 5600 24 5600 29 1 M 90 330 K 1 M 560 Le pont redresseur 21 et l'élément de protection 30 bien connus peuvent être d'un type quelconque adapté aux postes téléphoniques. Bien entendu, les circuits intégrés TEA 1060, TEA 1046 et PCD 3325 doivent être en outre entourés de nombreux éléments discrets non représentés ici pour assurer différentes fonctions telles que filtrage, liaison au microphone et à l'écouteur, etc... Ces éléments sont décrits en détail dans les notices des circuits inté- grés concernés et restent inchangés dans le dispositif selon l'invention. De ce fait, ils n'ont pas besoin d'être décrits ici. Il va de soi que de nombreux équivalents peuvent être substitués aux éléments décrits, par exemple des tran- sistors MOS à la place de certains transistors bipolaires, --9-- un autre type d'élément à seuil à la place de la diode Zener, le positionnement de l'ensemble du dispositif entre la sortie positive du pont redresseur et le circuit integré, etc... sans sortir du cadre de l'invention. -10- - REVENDICATIONS - 1. Dispositif électronique d'interface pour un poste téléphonique équipé d'un circuit intégré situé dans une diagonale d'un pont redresseur à l'autre diagonale duquel est branchée une ligne téléphonique, le circuit intégré étant pourvu d'au moins une borne de modulation et une borne de référence, dispositif constitué d'un pre- mier transistor branché en série avec une résistance de mesure de courant entre le circuit intégré et le pont redresseur, et d'un deuxième transistor dont la jonction émetteur-base est branchée en parallèle avec la résistance de mesure de courant, le collecteur étant relié à l'élec- trode de commande du premier transistor, caractérisé en ce que le premier transistor étant du type à effet de champ, son électrode de commande, ou grille, et le collecteur du second transistor ensemble sont reliés par deux résistan- ces de charge en série à la borne de modulation du circuit intégré, et en ce que le point commun des deux résistances de charge en série est relié à la borne de référence du circuit intégré par un condensateur de liaison. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la jonction base-émetteur du second transistor est shuntée par un condensateur de temporisation, en ce qu'une résistance est insérée entre la base de ce second transistor et la résistance de mesure de courant, en ce que cette dernière est constituée de deux résistances de mesure en série, et en ce qu'un troisième transistor est présent et a son émetteur, sa base et son collecteur res- pectivement reliés au pont -redresseur, au point commun des deux résistances de mesure en série, et au collecteur du deuxième transistor. 3. Dispositif selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que l'anode d'une diode Zener est connec- tée à la base du second transistor, la cathode étant reliée au point commun des deux résistances de charge en série. 5 6 909 -11- 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que la cathode de la diode Zener est reliée audit point commun par l'intermédiaire d'un pont diviseur de tension. 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendica- tions précédentes, dans lequel le circuit intLégré possède en outre une borne C-'aliLentation distincte de la borne de modulation, une résistance de terminaison de ligne étant branchle entre ces bornes, et un condensateur-réservoir i étant branché entre la borne d'alimentation et la borne de réfrence, caractérise en ce que la résistance de ter= minaiscn de ligne constitue une des deux susdites resis= tances de charge en série, et en ce que le condensateur= réser-svoir constitue le susdit condensateur de liaison A. Disposiif selon!a r evendication 5, caractrisé en ce que le chemin de couranr_ principal d'un transistor de commutation est insre dans la liaison du colecteur du deuxième transistor vers le condensateur de liaison.