Brevet FR2572608A1 — publié le 19860502

La présente invention concerne des circuits pour la trans- mis3ion de signaux de type téléphonique, en particulier des circuits de transmission, intégrés monolithiquement, susceptibles d'être insérés dans les circuits de conversation des appareils téléphoniques d'abonnés. Un appareil téléphonique d'abonné est en général relié au central téléphonique au moyen d'une ligne bifilaire, aux bornes de laquelle est précisément accouplé, en parallèle sur d'autres organes téléphoniques, le circuit de conversation qui sert à 1C la récsptotn et à l'émissicn de signaux téléphoniques sur cette ligne. Le circuit de conversation est alanente J la l, an laquelle passe en effet un courant continu auquel se superpose une composante alternative de signal. Les différents étages du circuit de conversation sont protégés de telle manière que l'absorption de courant sur la ligne pour leur alimentation soit constante, afin qu'elle n'interfère pas avec les signaux eux-mêmes. Un circuit téléphonique de conversation est essentiellement un transducteur de signaux qui permet le couplage à la ligne téléphonique d'abonné, tant du microphone que de la capsule de réception de l'appareil téléphonique d'abonné. En général, le circuit de conversation d'un appareil télé- phonique d'abonné est réalisé au moyen d'une structure ayant la configuration d'un pont de Wheastone. Une "diagonale" du pont constitue le canal de réception du circuit et l'autre le canal d'émission. Les bornes de la ligne téléphonique d'abonné sont reliées à deux noeuds du pont, n'appar- tenant pas à la même diagonale. 0 Ii est essentiel que toute la structure en pont soit équi- librée avec précision pour réduire au minimum l'effet local", c'est-àdire l'effet par lequel celui qui parle perçoit sa propre voix à travers la partie réceptrice de l'appareil télé- phonique. Toutefois, dans les circuits qui sont en partie ou totale- ment intégrés, même un parfait équilibrage peut ne pas être suffisant pour obtenir le contrôle de l'effet local. En effet, les étages d'un circuit électronique intégré monolithiquement exigent, pour pouvoir fonctionner correctement, une tension minimale d'alimentation, dont la valeur est imposée par le schéma de projet et par la technique particulière d'intégration utilisée. La tension maximale utilisable pour l'alimentation des étages d'un circuit téléphonique de conversation est celle qui est présente aux bornes de la ligne à laquelle le circuit est raccordé, égale à la tension de valeur constante de la ligne qui est présente à ces bornes en l'absence de signal, plus une composante variable de tension, due à l'éventuel signal en réception et en transmission et superposée à la tension de valeur constante. Du fait que les signaux en réception arrivent à l'état atténué par la ligne aux bornes de celle-ci, ce sont essentiel- lement les signaux en émission, amplifiés par le circuit de conversation, qui déterminent les variations positives et négatives de la tension présente aux bornes de la ligne. Lorsque la tension continue aux bornes de la ligne est réduite à cause de la longueur de la ligne, au niveau des pics négatifs de la forme d'onde du signal en émission, la tension instantanée aux bornes de la ligne peut être, pour un ou plusieurs étages du circuit de conversation, inférieure à la tension minimale nécessaire pour un fonctionnement correct de celui-ci ou de ceux-ci. Dans ce cas, on observe des effets négatifs sur le fonc- tionnement correct du circuit entier de conversation, surtout si celui-ci est intégré monolithiquement, avec de graves perturbations, tant en émission qu'en réception. L'équilibrage d'ensemble du circuit est évidemment perdu et, en conséquence, le contrôle de l'"effet local" est com- promis. La survenue possible de tels inconvénients pour des lignes d'abonné de longueur élevée a contribué à limiter jusqu'à maintenant l'introduction généralisée des circuits de conversation intégrés monolithiquement dans les appareils téléphoniques d'abonné. Le but de la présente invention est de réaliser un cir- cuit intégré pour la transmission de signaux de type téléphonique, alimenté par la même ligne bifilaire sur laquelle les signaux sont transmis, dans lequel soient évités les effets possibles, nuisibles au fonctionnement correct du circuit et dus, dans des conditions de basse tension de ligne, aux pics négatifs des formes d'onde des signaux transmis. On veut en outre qu'un tel circuit de transmission, suscep- tible d'être inséré dans les circuits de conversation des appa- reils téléphoniques d'abonné, évite également de tels inconvé- nients possibles au circuit de conversation dans lequel il est éventuellement inséré. Ce but est atteint avec le circuit pour la transmission de signaux téléphoniques suivant la présente invention, susceptible d'être utilisé comme transducteur de signaux entre un générateur de signaux et une ligne de transmission bifilaire par l'intermé- diaire de laquelle il est alimenté, comportant au moins une pre- mière borne d'entrée pour son raccordement au générateur de si- gnaux et au moins une première et- une seconde bornes de sortie pour son raccordement à une première et à une seconde bornes de la ligne, caractérisé en ce qu'il comprend un comparateur à seuil comportant une première et une seconde bornes d'entrée pour son raccordement à la première et à la seconde bornes de la ligne res- pectivement et une borne de sortie raccordée à un point du trajet de signaux du circuit lui-même, le seuil du comparateur étant tel que quand la tension entre la première et la seconde bornes de la ligne tombe à une valeur prédéterminée, non inférieure à la valeur minimale de tension nécessaire pour assurer le fonc- tionnement correct du circuit lui-même dans chacune de ses parties, le- comparateur génère en sortie un signal propre à limiter l'ampli- tude des pics négatifs des formes d'onde des signaux transmis. L'invention pourra être mieux comprise à l'aide de la description détaillée qui suit, donnée à simple titre d'exemple et, par conséquent, sans intention limitative, en référence aux dessins ci-annexés. La figure i est le schéma par blocs d'un circuit téléphoni- que de conversation A structure en pont de Wheastone, comprenant un circuit de transmission suivant l'invention. La figure 2 représente une forme de réalisation possible de l'étage final d'un circuit de transmission suivant l'invention, dans laquelle est effectuée directement la limitation d'amplitude des pics négatifs des formes d'onde des signaux transmis. Les mêmes lettres et numéros de référence ont été utilisés sur les deux figures pour désigner les mêmes parties. Le circuit pour la réception et la transmission de signaux téléphoniques qui est représenté sur la figure 1 comprend des éléments de circuit raccordés entre eux suivant un montage en pont de Wheastone, dont les noeuds sont désignés par les lettres A, B, C et D. Les noeuds A et B sont les bornes de sortie du circuit, auxquelles sont raccordées%, éventuellement par l'intermédiaire d'un circuit de contrôle de la polarité, non représenté sur la figure, les bornes d'une ligne téléphonique bifilaire qui est représentée sur la figure, avec son impédance ZL vue de l'appa- reil téléphonique, au moyen de lignes de tirets, de même que toutes les autres parties non comprises dans le circuit lui-même. Les noeuds A et C sont les noeuds de réception du pont, auxquels est raccordé, par l'intermédiaire d'un canal de récep- tion AR comprenant un amplificateur de signaux, un transducteur électro-acoustique d'écoute EARPH, contenu dans l'appareil télé- phonique d'abonné qui n'est pas représenté davantage sur la fi- gure. Les noeuds B et D sont par contre les noeuds de transmis- - sion du pont, auxquels est raccordé un microphone MIC de l'appa- reil téléphonique, au moyen d'un canal de transmission constitué par un circuit de transmission GM réalisé suivant l'invention. Ce circuit de transmission comprend un étage final généra- teur de courant ITX, piloté par les signaux générés par le microphone MIC de l'appareil et faisant partie d'un trajet de signal à l'intérieur du circuit de transmission, schématisé sur la figure par un bloc SGN. Le circuit de transmission GM comprend, d'après l'inven- tion, un comparateur à seuil AL, dont une première et une seconde bornes d'entrée sont raccordées respectivement aux noeuds A et B, et dont une borne de sortie est reliée à un point du trajet de signal SGN. Le seuil de ce comparateur AL est réglé de telle manière que, quand la tension entre les noeuds A et B ou entre les bornes de la ligne bifilaire raccordées à ceux-ci et par lesquelles le circuit est également alimenté tombe à une valeur prédéterminée à cause des pics négatifs de la forme d'onde du signal en trans- mission, le comparateur génère en sortie un signal destiné à li- miter l'amplitude de ces pics. Cette valeur prédéterminée est choisie de telle sorte qu'elle ne soit pas inférieure à la valeur de la plus élevée parmi les tensions minimales nécessaires pour assurer le fonc- tionnement correct des différents étages qui constituent, non seulement le circuit de transmission GM, mais aussi le circuit de conversation entier. De cette manière, on est snr qu'il sera fourni, à chaque étage du circuit de conversation, l'ali- mentation nécessaire, à condition naturellement que la tension continue aux bornes de la ligne elle-même soit suffisante. Ainsi est maintenu le plein contrôle de l'effet local, lorsque la structure entière est équilibrée. Entre les noeuds B et C est justement montée une impé- dance d'équilibrage ZB. Le montage en pont représenté sur la fig. 1 comprend en outre une première R1 et une seconde R2 résistances, montées respectivement entre les noeuds A et D et les noeuds C et D. Le point du trajet de signal en transmission qui est choisi pour le raccordement à la borne de sortie du comparateur à seuil AL peut être théoriquement un point quelconque de ce trajet; toutefois il y a, dans la réalisation pratique du cir- cuit, des points particulièrement appropriés parce qu'ils évitent, comme on le verra ci-après, la nécessité de dimen- sionner de faGon particulière des éléments de circuit. Il y a lieu de faire observer que,même si un circuit de transmission suivant l'invention est normalement inséré dans un circuit de conversation du type intégrable monolithiquement représenté à titre d'exemple sur la fig. 1, il peut être dans certains cas raccordé isolément à la ligne téléphonique ou il peut être inséré sous forme de composant intégré dans un circuit de conversation, même non totalement électronique, ayant une structure qui n'est pas nécessairement en pont de Wheastone. Dans ces cas, le seuil du compa-ateur9dont les bornes d'entrée sont alors raccordées directemenit aux mzmas bornes de sortie du circuit de transmission, est évidemmert choisi de manière à garantir le fonctionnement correct des étages du circuit de transmission. Sur la fig. 2 est représenté le schéma de circuit d'une forme de réalisation particulièrement appropriée de l'étage final, désigné par ITX sur la fig. 1, d'un circuit de transmis- sion suivant l'invention, à un point duquel est directement raccordée la borne de sortie du comparateur à seuil AL compris dans le circuit de transmission, permettant d'obtenir de manière particulièrement appropriée la limitation d'amplitude des pics négatifs du signal transmis. Cette forme de réalisation peut être utilisée dans un circuit de conversation du type représenté sur la fig. 1. LL'étage final représenté sur la fig. 2 comprend un transis- tor de commande Td et un transistor final TF, tous deux bipo- laires, de type NPN, raccordés entre eux suivant un montage de Darlington. Les bornes de collecteur et d'émetteur du transistor final sont raccordées respectivement, en un noeud A, à une première borne d'une ligne téléphonique bifilaire d'impédance ZDLpar l'intermédiaire d'une première résistance Rl,et en un noeud B, à une seconde borne de la ligne,par l'intermédiaire d'une secon- de résistance Ri. u apiiaerorain L'étage final comprend en outre un amplificateur opération- nel A1 comportant une borne d'entrée non inverseuse "+" qui constitue l'entrée de'signal de l'étage, une borne d'entrée inverseuse "-" qui est raccordée à la borne d'émetteur du tran- sistor final TF, et une borne de sortie qui est raccordée à la borne de base du transistor de commande Td. Cette borne de base du transistor Td est également raccordée, par l'intermédiaire d'un générateur de courant constant IF, au noeud de jonction D entre la résistance R1 et la borne de collecteur du transistor TF. La résistance R1 n'est toutefois pas indispensable. Le comparateur à seuil qui est relié à l'étage final com- prend un transistor bipolaire de type PlPNP, T1, dont la borne de collecteur et la borne d'émetteur sont raccordées respectivement au noeud B et à la borne de base du transistor de commande Td. La borne de base du transistor T1 est raccordée à la fois au noeud A par l'intermédiaire d'une première diode D etadeseconde diodp D2, en série entre elles, et au noeud B par l'intermé- diaire d'un générateur de courant constant I1. Dans l'étage final de la fig. 2, l'amplificateur opéra- tionnel AÀ1, avec la rétro-action entre la borne d'émetteur du transistor final TF et l'entrée inverseuse de cet amplifica- teur, permet de stabiliser, en l'absence de signal, le courant qui passe à travers le montage de Darlington. Pour des niveaux normaux de signal en transmission, la tension aux bornes de la ligne, raccordées au circuit aux noeuds A et B, se maintient suffisamment élevée, pour des lon- gueurs de la ligne convenablement dimensionnées suivant les normes, pour maintenir désactivé le transistor T1. En effet, le potentiel de base de ce transistor est égal au potentiel du noeud A, moins deux fois la tension de jonction d'une diode, tandis que le potentiel d'émetteur est égal au potentiel de base du transistor Td ou égal au potentiel du noeud B, plus deux fois la tension base-émetteur d'un trans- ducteur en conduction et la chute de tension sur la résistance RE, ce qui fait que la jonction base-émetteur du transistor T1, de type PNP, est polarisée en sens inverse, à condition natu- Tellement que la tension aux bornes de la ligne et, par consé- quent, entre les noeuds A et B soit suffisamment élevée. Toutefois, lorsque l'amplitude des pics négatifs de la forme d'onde du signal transmis, qui s'ajoute à la tension continue de ligne, est suffisante pour abaisser la valeur de la tension entre les noeuds A et B de raccordement aux bornes de la ligne à une valeur égale à trois fois la tension d'une jonction bipolaire polarisée en sens direct, plus la chute de tension sur la résistance RE, la jonction base-émetteur du transistor T1 est polarisée en sens direct et ce-transistor commence à conduire, absorbant du courant du générateur IF et limitant pour cette raison la conduction du transistor final TF. L'amplitude des pics négatifs de la forme d'onde du signal transmis est limitée de ce fait, jusqu'à ce que le rétablisse- ment des conditions normales de transmission ramène à l'inter- diction du transistor T1. La tension minimale résultante aux bornes de la ligne est suffisante pour une alimentation correcte de tous les étages du circuit de transmission ou de tous les étages du circuit de conversation dans lequel ce circuit de transmission est éventuellement inséré, lorsque ceux-ci sont projetés et inté- grés monolithiquement suivant les techniques actuelles connues des spécialistes. D'un autre côté, avec l'utilisation des diodes D1 et D2, le seuil résultant pour la limitation d'amplitude est tel en toute sécurité qu'il ne produise pas de limitations indésirées du niveau du signal transmis. Les diodes D1 et D2 peuvent être toutefois remplacées par une résistance de valeur prédéterminée ou, dans le but d'obtenir un réglage optimal du seuil, par un transistor inséré par ses bornes d'émetteur et de collecteur entre le noeud A et la borne de base du transistor T1 et pola- risé à la base au moyen d'un diviseur de tension, intercalé lui aussi entre le noeud A et la borne de base de T1 la combinaison de l'étage final et du comparateur à seuil raccordé à celui-ci, réalisée de la manière indiquée sur la fig. 2, est particulièrement avantageuse, tant par la simplicité du projetage que par la précision de fonctionnement. En effet, le seul dimensionnement requis pour le compara- teur à seuil est celui qui concerne le transistor T1, lequel doit pouvoir absorber tout le courant qui passe à partir du générateur de courant constant IF lorsque les conditions de réglage l'exigent. Eu égard au fait qu'il a é.té représenté et décrit un seul exemple d'exécution de l'invention, il est évident que de nom- breuses variantes sont possibles, sans que l'on s'écarte pour autant du cadre de l'invention. Par exemple, la limitation d'amplitude des pics négatifs de la forme d'onde du signal transmis peut être effectuée de manière non soudaine, par arrondissement du pic coupé au moyen d'une compression appro- priée, obtenue avec un comparateur à seuil à gain variable ou avec d'autres éléments de circuit connus dans la technique. On peut en outre limiter, de façon symétrique, également l'amplitude des pics positifs de la forme d'onde du signal transmis, afin d'éviter au moins une partie des harmoniques produits inévitablement par une coupure non symétrique des pics de signal. REVENDICATIONS 1. Circuit intégré pour la transmission de signau>, suscep- tible d'être utilisé comme transducteur de signaux entre un générateur de signaux (MIC) et une ligne de transmission bifi- laire par l'intermédiaire de laquelle il est alimenté, compor- tant au moins une première borne d'entrée pour son raccordement au générateur de signaux (MIC) et au moins une première et une seconde bornes de sortie pour son raccordement à une première et à une seconde bornes de la ligne, caractérisé en ce qu'il comprend un comparateur à seuil (AL) comportant une première et une seconde bornes d'entrée pour son raccordement à la pre- mière et à la seconde bornes de la ligne respectivement et une borne de sortie raccordée à un point du trajet de signaux du circuit lui-même (SGN) , le seuil du comparateur (AL) étant tel que quand la tension entre la première et la seconde bornes de la ligne tombe à une valeur prédéterminée, non inférieure à la valeur minimale de tension nécessaire pour assurer le fonc- tionnement correct du circuit lui-même dans chacune de ses parties, le comparateur génère en sortie un signal propre à limiter l'amplitude des pics négatifs des formes d'onde des signaux transmis. 2. Circuit intégré pour la réception et la transmission de signaux téléphoniques, susceptible d'être inséré en tant que circuit de conversation dans un appareil téléphonique d'abonné et d'être raccordé à une ligne téléphonique bifilaire comportant une première et une seconde bornes, caractérisé en ce qu'il comprend un circuit de transmission selon la revendication 1, dont la première et la seconde bornes de sortie sont raccordées respectivement à la première et à la seconde bornes de la ligne, auxquelles sont également raccordées respectivement la la première et la seconde bornes d'entrée du comparateur à seuil (A1) compris dans ce circuit de transmission, le seuil du comparateur (AI) étant tel que celuici ne génère un signal en sortie que quand la tension entre la première et la seconde bornes de la ligne tombe à une valeur prédéterminée, non infé- rieure à la valeur minimale de tension nécessaire pour assurer le fonctionnement correct du circuit de réception et de trans- mission dans chacune de ses parties. 3. Circuit intégré pour la transmission de signaux selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte un étage final (ITX) comprenant un montage de Darlington (Td, T) qui présente une conductivité d'un premier type et comporte une borne de collecteur et une borne d'émetteur au moyen desquelles ce montage de Darlington est inséré entre la première (A, D) et la seconde (B) bornes de sortie du circuit lui-même, ainsi qu'une borne de base qui est raccordée, par l'intermédiaire d'un générateur de courant constant (IF), à la première borne de sortie (A, D) du circuit et est reliée à une borne de sortie d'un amplificateur opérationnel (A1), également compris dans l'étage final et comportant une borne d'entrée non inverseuse ("+") qui constitue l'entrée de signal de l'étage final (ITX) et une borne d'entrée inverseuse ("-") qui est raccordée à la borne d'émetteur du montage de Darlington (Td, TF), et en ce qu'il comprend un comparateur à seuil (AL) comprenant un premier transistor (T1) qui présente une conductivité d'un second type, opposé au.premier, et dont la borne d'émetteur est raccordée. à la borne de base du mofitage de Darlington (Td, TF), la borne de collecteur est raccordée à la seconde borne de sortie (B) du circuit et la borne de base est raccordée à la fois à la première borne de sortie (A, D) du circuit, par l'in- termédiaire d'un élément de circuit (D1, D2) capable d'établir une différence de potentiel prédéterminée, et à la seconde borne de sortie (B) du circuit, par l'intermédiaire d'un géné- rateur de courant constant (I1). 4. Circuit intégré selon la revendication 3, caractérisé en ce que ledit élément de circuit capable d'établir une différen- ce de potentiel comprend au moins une premièrediode (D1) et une seconde diode-(D2) en série entre elles. 5. Circuit intégré selon la revendication 3, caractérisé en ce aue ledit élément de circuit capable d'établir une différen- ce de potentiel est une résistance. 6. Circuit intégré selon la revendication 3, caractérisé en ce que ledit élément de circuit capable d'établir une différen- ce de potentiel comprend un second transistor, inséré par ses bornes d'émetteur et de collecteur entre la oremière borne de sortie du circuit et la borne de base du premier transistor (mi) compris dans le comparateur, un diviseur de tension, auouei est raccordée une borne de base du second transistor pour la "olari- 1 'sation de celui-ci, étant é,galement inséré entre ces bornes de sortie et de base. 7. Circuit pour la réception et la transmission de signaux téléêhoniques, susceptible d'être inséré en tant aue circuit de conversation dans un appareil télé1honique d'abonné et d'être raccordé à une ligne téléphonique bifilaire, caractérisé en ce qu'il comprend un circuit intégré de transmission selon l'une quelconque des revendications 1, 3, 4, 5 ou o. _. Circuit intégré pour la réception et la transmission de signaux Téléphoniques, réalisé dans l'essentiel sous forme de 2C Dont de:'heastone, susceptible d'être inséré en tant aue circuit de conversation dans un appareil téléphonique d'abonné et com- portant une première diagonale délimlitée par deux noeuds (A,), desquels est dérivée la réception, et une seconde diagonale délimitée par deux noeuds (B, D) desquels est dérivée la 2 transmission, un premier noeud (. i) de la première diagonale et un premier noeud (3) d_ la seconde diagonale étanz des bornes de sortie cour le raccordement aux bornes d'une ligne télêpho- niique b-iilaire, caractérisé en ce qu'_i comrprend un circuit de tran:smission selon la revendication 1, inséré au rmyve de sa J- première et de sa seconde bornes de sortie entre ies deux; noeuas (3, D) descuels est dérivée la transmission, la première et la seconde bornes d'entrée du comparateur a seu) com.pris dans ce circuit de trans issio étant racortiées resoectivem.en. au prerier noeud (A) de la première dia.n e au re.e -noeud (3) de la seconce diagonaie. ircuit intéré poU i r.ce.t... et ia transmissionr d sisnaux- tlépLhoni' ues seion la revendication, saraIcrrisé en ce -u'il so.rend un circuit de r.ns.o. sion l'une ue- conque des revendications 3, 4, 5 et 6.