Brevet FR2571911A1 — publié le 19860418

La présente invention concerne un procédé et un circuit additionnel atix calculatrioes du commerce ,dont le fonction annexe est de comptabili ser temporellement les impulsions de taxe téléphonique et d'afficher simultanément le prix montant oroissant aveo la durée de l'appel et oe en fonotion de la taxe de base Il stagit d'associer un dispositif analogique-numérique à une cal culatrice du oommeroe munie d'un bloo d'affichage numérique le dispositif suivant l'invention comprend un circuit de détection utilisant s un capteur magnétique ,un système d'extraction et de traitement des impulsions de taxe délivrées par les services des téldcommuni- cations Actuellement ,les impulsions de taxe téléphonique ,injectées en ligne réseau ,ont une fréquence de 50 Hz ,mais les impératifs d'ordre technologique font appel de plus en plus à.la généralisation des systèmes fonctionnant en 12 Khz La majorité des appareils téléphoniques qui possèdent un trans-for- mateur d'adaptation d'impédance de ligne ou anti-local (type S 63) rayonnent les informations d'origine électrique (signal utile ,bruits parasitaires ,impulsions de taxe téléphonique....) sous la forme d'un ohamp électromagnétique directement exploitable dans le périmètre avoisinant Dans la majorité des oas ,un système de détection par couplage électromagnétique suffit pour rendre possible le captage des impulsions de taxe téléphonique . Le procédé permet en outre de s'affranchir le plus souvent d'un quelconque branchement matériel , se pr8tant ainsi à un minimum de manipulation Le dispositif suivant l'invention comprend diffrents étages con sécutifs . En premier lieu ,le capteur électromagnétique (6) est un circuit résonnant à la fréquence du train d'impulsions dont le coef- ficient de surtension est élevé .La tension résultant du capteur est traitée énergiquement par une channe amplificatrice à grand gain en tension (13) . Catte channe est munie d'une contre réaction en tension, assurant la commande automatique de gain L'entrée de l'amplificateur (13) peut en outre recevoirleu signaux directement de la ligne réseau (8) ,car il comprend un circuit d'adapta- tion d'impédance prévu à oet effet Ayant atteint le niveau suffisant ,le signal et injecté à l'entrée du circuit décodeur de tonalité qui est un circuit à verrouillage de phase, assurant le décodage du signal utile par identification étroite de la fréquence . La validation du décodage par le circuit à verrouillage de phase se traduit par la génération d'une impulsion négative dont la largeur est proportionnelle an temps de décodage du train impulsionnel Le dispositif bloc (12) est un système pourvu d'un monostable à plusieurs entrées de validation . Une ligne de retard à plusieurs prises est oonnectée aux entrées du monostable (10) .L'aotivation à l'état travail du monostable n'est réalisez que dans la mesure où le calibre de l'impulsion répond au gabarit souhaité au préalable .Cet étage permet le triage fin des impulsions d'une largeur donnée à l'exclusion de touteàutres, oomme les bruits logiques et parasitaires dont la période d'échantillonnage est généralement plus courte La sortie 'Q' du monostable (10) génère le crèneau qui commande l'unité arithmétique et logique (2) par l'intermédiaire du bloc (11) oonstituant l'interfaoe . La réalisation du prototype s'effectue au sein d'une calculatrice poscedant un système d'affichage (1) à dix afficheurs dont seulement huit sont utilisés dans le mode indiqué Afin d'assurer la distinction et la cohérence souhaitée des différant contenus affichés, quelques modifications connexes concernant l'affichage unique sont apportées (fig 3) Le procédé suivant l'invention nécéssite en outre la programmation préalable d'un nombre de huit chiffres, soit 0 0 1 0 0 0 0 0,6 5 Celui-ci est entré dans l'unité arithmétique et logique (2) par la méthode classique à l'aide du clavier de commande manuelle (3) En faisant sbstraotion des zéros inutiles, le chiffre significatif de gauche, au 8 bme rang, indique une unité (représentée ici par le chiffre '1') s celui-ci indique le nombre d'impulsions Le nombre de droite représente le prix unitaire de la taxe de base du moment, soit 2 0,65 . Il est bien entendu que tout autre nombre conviendrait et qu'il ne s'agit ioi que d'un exemple .Les zéros inutiles sont effacés sélectivement par un système annexe de commutation à transistors, seulement en mode téléphonique tel l'exemple suivant: 1 . e e O .Or6 5 La progression arithmétique du nombre considéré est facilement realigable (manuellement) par le biais d'une commande à deux fonctions simultanées; réalisant les signes " PLUS, EGAL " A chaque manoeuvre de oette commande, le nombre progresse tout entier, d'une quantité identique à celle programmée initialement, telle que la troisième manoeuvre consécutive indique t . 3 .O O O 1,9 5 et ainsi de suite, le total se situant évidemment à t 9 9 9 . . 6 4 9,3 5 soit dans l'interpréta tion suivante t 999 unités pour un montant total de 649,35 francs Dans la mesure où L'on considère les deux nombres de part et d'autre de l'affichage, il est intéressant de noter que le nombre de gauche est une suite numérique de raison '1' telle que (1,2,3....). Le nombre de droite progresse au pas de ' 0,65 ' , tel que : ( 0,65 , 1,30 , 1,95....) de raison 0,65 Le procédé oi-dessus donnant ainsi l'illusion escomptée, à savoir le tarif de base se trouve multiplié (à tout moment) par le total des impulsions se situant sur la partie gauche de l'affichage Les avantages qui résultent des modifications effectuées sont considérables et de plusieurs ordres L'appareil ne nécéssite qu'un seul bloc d'affichage pour visualiser en fin de compte deux données apparammeni differentes, celles-ci apparaissant ainsi sur une seule et même ligne LB progression des contenue affichés est simultanée et immédiate L'unique commande de progression du système est simplifiée, elle est assurée par le biais d'un interface opto-éleotronique,effoctuant la commutation automatique, parallèlement au clavier de commande manuel (3). Ce dernier restant actif à tout moment Le système ne fait appel à auoun étage périphérique supplémentaire, notamment en oe qui concerne la mémorisation temporaire et l'adressage dea données, oelles-oi étant traitées directement par l'unité arithmétique et logique (2) au far et à mesure quelles se présentent Le procédé suivant l'invention n'est pas éloigné des distributeurs de carburant où la clientèle peut à tout moment constater le débit de carburant d'une part et le total à payer en fonction du prix du litre d'autre part. ( L'utilisateur connaît avec précision la quantité et le montant dont il devra s'acquitter à tont instant ) L'application de l'affichage simultané des differenten données fait appel à l'affichage de la virgule Dans l'application du système, les calculatrices du commerce font apparaître un problème difficilement surmontable à cause du flottement de cette même virgule Il oonvient en effet d'observer les faits suivants : Pour un total d'une impulsion on obtient 0,65 , soit deux chiffres significatifs après la virgule, mais par contre pour un total de dix impulsions, on obtient 6,5 , d'où la perte d'un chiffre significatif après la virgule ( le zéro étant implicite ) .Enfin, pour un total de cent impulsions, on obtient 65, soit la perte de deux chiffres signif fixatifs après la virgule . Il en résulte que lton assiste & un décalage incessant de la gauche vers la droite du contenu affiché, étant donné que les zéros non signi fioatifs n1 apparaissent pas derrière la virgule L'effet parasite ainsi engendré a pour effet, dans le cas du total de oent impulsions, d'afficher le contenu réel dans l'unité arithmétique et logique soit s 0 O @ @ 0 o 0 6 5, - - ce qui laisserait penser que l'on a affaire à une impulsion, vu que le nombre d'impulsions a été amputé dans cet exemple de ces deux chiffres signifioatifs .Les deux zéros barrés par une croix ne sont pas en effet visibles par l'observateur, oar une commutation à transistors(l4 et 15) a pour effet de ne pas laisser apparaître les afficheurs ocoupant les 6ème et 7ème positions à partir de la droite dans le but de marquer une séparation dans l'applioation en mode téléphonique . Il a donc été nécéssaire, pour pallier cet inconvénient et afin d'obtenir un affichage fixe, de placer une virgule derrière l'unité qui représente les francs, entre le 2ème et le 3ème rang, en position permanente, par une commutation supplémentaire (t6) entre l'unité arithm6- tique et l'affichage . Ainsi l'affichage est fixe et chaque chiffre significatif occupe désormais le rang respectivement attribué par oons truotion . La présente invention sera mieux comprise à l'aide de la description suivante, d'un mode de réalisation préféré mais non limitatif représente aux dessins annexés sur lesquels s -. La figure 1 est le schéma de blocs de cirouits pour la mise on oeuvé du procédé suivant l'invention - La figure 2 est le synoptique du système analogique-numérique d'extraction et de traitement des impulsions de taxe téléphonique L'amplificateur sélectif (13) comporte un transducteur électro magnétique (6)permettant le captage du signal utile par effet de pro- ximité et comporte en outre une entre directe (8) sur la ligne réseau. Les bloos 10 et 12 assurent le traitement et le filtrage du signal utile ainsi que la validation et la commande de l'unité arithmétique et logique (2) par le biais de l'lnterfaoe (11). - La figure 3 représente le schéma de principe utilisé pour effectuer l'extinction automatique des afficheurs non utilises en mode téléphonique d'une part et d'effectuer le positionnement définitif de la virgule d'autre part - La figure 4 représente le dispositif d'interface et de com mande de transfert des informations logiques conscécutif au circuit analogique-numdrique de la figure 2 - La figure 5 représente le schéma de principe du système de discrimination de largeur des impulsions de taxe téléphonique provenant du décodeur (9) Les informations issues du système analogique numérique du bloc(5) commande l'opérateur PLUS-EGAL par l'intermédiaire de l'interface (4) grâce à une commande auto-séquentielle. Ltinterfaoe (4) est oonnectEeen dérivation sur le clavier de com mande manuelle 3 et permet de réaliser automatiquement la fonction (+,=) par l'emploi d'un opto-coupleur qui assure la commande flottante souhaitée Le bloc (9) du circuit analogique-numérique (fig.2) est constitué d'un circuit à verrouillage de phase décodeur de tonalité, dont la fonction essentielle est d'identifier lee trains d'impuluions de taxe tdle- phonique noyés dans le signal conversationnel et le bruit paritaire dont le spectre est constitué d'une multitude de fréquences La validation du décodage en sortie du bloc (9) uu traduit par la génération d'une impulsion négative dont la largeur est proportionnelle au temps de décodage du train impulsionnel. Dans un premier temps et afin de limiter les risques d'accrochages sur les bruits parasites situés sur sa bande de fréquence, la vitesse de réponse du décodeur est réduite La largeur de bande du décodeur (9) employé étant ronction de la tension d'entrée, l'amplitude de sortie de l'amplificateur selectif est ramené à 25.10 3 volt sur le prototype, améliorant sensiblement la résection vis-a-vis des signaux de fréquences sous-multiples Le bloo (13) constitue l'amplificateur sélectif dont l'entrée est connectée à demeure à un capteur électromagnétique (6) assurant le couplage inductii avec le poste d'usager par effet de proximité . Afin de permettre l'élargissement du ohamp d'application de l'ap- pareil, une entrée à prise extérieure (8) permet le oaptage des signaux par la voie filaire . Cette entre oonstitue, en outre, une prise directe sur la ligne réseau de l'abonné . La chaîne amplificatrice utilise deux amplificateurs opérationnels monté s en filtres actifs . il constituent un filtre du cinquième ordre Le gain de chaque oellule est positif de fagon à obtenir une tension de sortie suffisante . Le gain est tel qu'il y à limitation de l'amplitude totale par la valeur de la tension d'alimentation Le montage de la figure 5 permet d'extraire les signaux logiques utiles à la sortie du circuit décodeur de tonalité (9). Il est constitué d'unechatne d'inverseurs logiques ( 21 à 25 ), apportant chacur un retard de propagation du signal à analyser . Au repos, la sortie du circuit décodeur (9) est à l'état logique haut, proche de la tension d'alimentation . L'identification en fréquenoe du signal se traduit par la génération d'un créneau négatif Les condensateurs intercalés à la sortie des inverseurs intègrent le signal, en augmentant le temps de montée des transitoires .Le seuil de déclenchement des portes logiques est donc retardé en dernière limite et permet d'aooroitre successivement les durées de transfert Les entrées AI , A2 du monostable (10) sont respectivement désenclavées par l'application dtun potentiel preche de celui de la masse, traduisant un niveau logique bas .Lorsque la variante temporisée de cette impulsion arrive à l'entrée B au niveau haut,(état d'activation) le monostable (10) génère une impulsion de commande proportionnelle à la constante de temps définie par le réseau R.C (20) Dans le oas où l'impulsion appliquée à l'entrée est du bruit parasite et de durée inférieure à la constante de propagation, celle-ci ne sera plus disponible aux entrées respectives 5 et A2 .Lorsque la variante temporisée de oette impulsion arrive à l'entrée B du monostable celui-oi n'engendre pas le cyole de commande et constitue de ce fait le rejecteur de signaux non conformes Le montage de la figure 4 constitue le système d'interface . Les niveauxlogiques de commande sont issus du monostable (10) par le biais de la sortie 'travail' pendant un temps suffisamment long. Te transistor (19) se comporte en injecteur de courant et attaque le circuit d'entrée de l'opto-coupleur ( 13). Ce dernier assure le transfert des informations par abaissement de l'impédance au sein de la matrice(18) constituant l'entrée des données de l'unité arithmétique et logique (2) La oommande flottante ainsi réalise permet d'éviter les interactions sortie/entrée, en assurant un fonctionnement d'une grands stabilité o La mise en oeuvre de l'appareil en mode téléphonique est assurée manuellement par le biais d'un commutateur permettant d'initialiser le système Le dispositif suivant l'invention comprend une mémoire prépro- grammée oomme suit s 0 0 1 . 0 0 7 Q o la donnée est complétée à volonté par l'utilisateur soit s 65 en centimes Cette dernière est stockée et sauvegardée indéfiniment en mémoiÌu si auoune nouvelle programmation ne survivent volontairement entre temps. Naturellement l'invention n'est pas limitée aux exemples de réali- sation décrits, mais elle concerne également d'autres possibilités dQap- plication qui sont faciles i concevoir pour l'homme de l'art, telle que l'utilisation du procède suivant l'invention concernant plus partiou- lierement les calculatriose imprimantes et les calculatrices programmables permettant ainsi, les conversions directes d'équations, dans les différents système d'unités. Lcinvention couvre également notamment des formes de de réalisation où le dispositif suivant l'invention et l'unité arithmétique et logique seraient intégrés sous la forme d'un circuit monolhitique, telles,que les puces au silicium ou autres substrats, tels, les circuits hybrides. Comme il va de soi et comme il en résulte d'ailleurs déjà de ce qui précède, l'invention ne se limite nullement à oelui de ses modes d'application, non plus qu'à ceux des modes de réalisation de ses diverses parties, ayant été plus particulièrement envisagés; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes REVENDICATIONS 1) Calculateur de taxe téléphonique, caractérisé en ce qu'il comprend un système d'extraction et de traitement (5) des impulsions de taxe, qui fournit ses données à une calculatrice (2), munW d'un affi- chage numérique (1) par un système d'interface (4) . 2) Calculateur de taxe téléphonique, selon la revendication 1 , caractérisé en oe qu'il se compose d'un capteur électromagnétique (6) et d'une extension par une entrée direote (8), toue deux reliés à un circuit décodeur à verrouillage de phase (9) qui valide le signal reçu que dans la mesure où ce dernier est strictement identique au signal de référence interne 3) Caloulateur de taxe téléphonique, selon les revendications 1 et 2 , caractérisé en oe que le système d'interface (4) opère en dérivation au clavier de commande manuel (3) au transfert des informations numériques, du système d'extraction et de traitement des données (5) à la calculatrice (2) . 4) Calculateur de taxe téléphonique, selon les revendications 1, 2 et 3, caractérisé en ce qu'il se oompose d'un système d'initialisation par commande manuelle, permettant l'extinction automatique des afficheurs non utilisés et opérer au transfert de la oonstante programmée dans 1' unité arithmétique et logique (2-) 5) Calculateur de taxe téléphonique, selon les revendications 1, 2,3 et 4, caractérisé en ce que le signal de réference interne peut être ajusté très précisément sur la fréquence utile, par rotation d'un potentiomètre ajustable, accessible sur la face avant de l'appareil. 6) Calculateur de taxe téléphonique, selon les revendications 1, 2,3,4 et 5, caractérisé en ce que la donnée (Constante) qui représente le montant de la taxe de base, est complétée par l'utilisateur; cette dernière est stockée et sauvegardée en mémoire 7) Calculateur de taxe téléphonique, selon les revendications 12 2,3,4,5 et 6, caractérisé en ce qu'il comprend une chaine d'inverseurs logiques ( 21 à 25 ), formant une ligne de retard à plusieurs prises qui valide un monostable à plusieurs entrées (10), l'ensemble constituant le réformeur d'impulsions (Xig 5) . REVENDICATIONS 8) Calculateur de taxe téléphonique, selon les revendications 1, 2,3,4,5,6 et 7, caractérisé en ce qu'il comprend une mémoire enrégis- trant le montant total de toutes les communications effectuées 9) Calculateur de taxe téléphonique, selon les revendications 1, 2,3,4,5,6,7 et 8, caractérisé en ce que le système est associé à une calculatrice imprimante . 10) Calculateur de taze téléphonique, selon toutes les revendit cations précédentes, caractérisé en oe que le système est associé à une calculatrice programmable