Brevet FR2566605A1 — publié le 19851227

-2566605 la présente invention concerne des circuits téléphoniques Générateurs de signaux destinés à indiquer à l'abonné la taxa- tion relative à une éventuelle liaison téléphonique en cours, en particulier des circuits téléphoniques, intégrables monoli- thiquement, générateurs de signaux de commande pour les indi- cateurs de taxation chez l'abonné, susceptibles de constituer, avec le circuit vocal de ligne d'abonné, une interface entre la ligne téléphonique d'abonné et des organes de commande du central. Une ligne téléphonique d'abonné est alimentée avec un géné- iQ rateur de tension continue, en série avec lequel sont montés d'autres Générateurs de signaux en tension, tels que les signaux de conversation en bande phonique, les signaux de sonne- rie et précisément les signaux destinés à indiquer la taxation a l'abonné. 1 + Aux bornes de la ligne sont raccordés, en parallèle entre eux, à la fois le circuit de conversation et le circuit de sonnerie de l'appareil téléphonique d'abonné et éventuellement, intérieurement ou extérieurement à l'appareil lui-même, d'autres dispositifs, par exemple un indicateur du comptage progressif pour la taxation concernant la liaison téléphonique en cours, qui est établie par des organes du central prévus à cet effet, Comme on l'a indiqué, les indicateurs de taxation d'abonné sont pilotés par le central télé1phonique, par l'intermédiaire de la même ligne téléphonique, au moyen de signaux de commande spéciaux, ordinairement appelés '"signaux de taxation". De tels signaux doivent avoir une amplitude élevée par rapport à l'amplitude maximale des signaux de conversation, mais ils ne peuvent pas 6tre réalisés sous forme de signaux ayant une forme d'onde à impulsions, car dans ce cas les fronts de montée et de descente des impulsions détermineraient des harmoniques qui parasiteraient non seulement l'abonné de ) la ligne, mais aussi ies abonnés des lignes voisines. Dans la pratique, on utilise des signaux en tension alternative, ayant une durée limitée dans le temps'(environ 10C ms) et une fré- quence (12 ou 16 kHz) très supérieure à celle des signaux télé- phoniques de conversation (0,3 à 3,4 Hz), avec des temps reia- tivement longs de montée et de descente du niveau de signal. Actuellement, les "signaux de taxation" sont en général formés et envoyés directement dans la ligne au moyen de dispo- sitif s du central de type électromécanique, comprenant un 1C circuit résonnant couplé inductivement, par ivintermédiaire d'un transformateur, à la ligne téléphonique d'abonné et activé par intervalles de temps déterminés. L'allure de la croissance et de la diminution du niveau de signal est de type exponentiel. !a solution qui vient d'être indiquée est relativement coûteuse et elle implique la nécessité d'accorder exactement le cirouit résonnant sur la fréquence voulue. Dans la demande de brevet italien nO 2127C A/84 de la Demanderesse, il a été par contre indiqué une solution plus 2" adaptée aux exigences des systèmes téléphoniques modernes de type électronique, par la description d'un circuit téléphonique générateur de signaux de commande pour les indicateurs de taxa- tion d'abonné, susceptible d'être intégré monolithiquement et de constituer, avec le circuit vocal de ligne d'abonné, une interface entre la ligne téléphonique d'abonné et les organes de commande du central. Ce circuit téléphonique est couplé à un générateur de signal en tension, de type alternatif, ayant une amplitude et une fréquence pré-définies et constantes dans le temps, et il comprend un générateur de signaux en tension, espacés dans le temps, ayant une forme d'onde à impulsions de type trapézoidal. Un circuit multiplicateur effectue le produit des signaux fournis par les deux générateurs, délivrant un signal qui est envoyé au circuit vocal de ligne d'abonné et sommé aux signaux de conversation. Il comprend aussi des éléments de circuit propres à préle- ver un signal image du signal complexe déjà adapté à la ligne, un filtre passe-haut pour en éliminer les composantes de signal de Donversation, un circuit redresseur pour redresser le signal filtré et un comparateur pour confronter le signal redressé à un signal de référence. Si l'amplitude du signal redressé est plus grande que l'amplitude du signal de référence, le comparateur produit un signal propre à déterminer l'arrêt de la croissance de niveau des signaux à impulsions de type trapézoïdal, réglant ainsi l'amplitude de ceux-ci. Le générateur de signaux à impulsions de type trapézoïdal est réalisé avec un circuit comprenant un condensateur dont une première armature est reliée à la masse ou a une référence de potentiel équivalente, tandis que la seconde armature est cou- plée à une source d'alimentation, de potentiel positif par rapport à celui de la masse, par l'intermédiaire d'un premier interrupteur commandé et d'un premier générateur de courant constant, en série entre eux. La seconde armature du condensateur est d'autre part couplée à la masse ou a une rééerence de potentiel négative par rapport au potentiel de la masse, par l'intermédiaire d'un second inter- rupteur et d'un second générateur de courant constant, en série entre eux. la fermeture du premier et du second interrupteurs est déterminée par les organes de commande du central, tandis que l'ouverture du premier interrupteur est déterminée par le signal produit par le comparateur. la décharge du condensateur est signalée par des éléments de circuit appropriés qui déterminent l'ouverture du second interrupteur lorsque la tension aux bornes du condensateur est égale à zéro. la tension aux bornes du condensateur peut constituer le signal fourni par le générateur de signaux à impulsions. Le condensateur sert aussi d'élément de mémoire qui main- tient constant le niveau de signal lorsque le premier et le second interrupteurs sont ouverts tous les deux. Le but de la présente invention est de réaliser un circuit téléphonique générateur de signaux de commande pour -les indica- teurs de taxation d'abonné, intégrable monoliihiquement et propre à constituer, avec le circuit vocal de ligne d'abonné, une interface entre la ligne téléphonique d'abonné et les or- ganes de commande du central, circuit générateur qui, par rapport aux dispositifs de l'état connu de la technique, soit économiquement avantageux. Ce but est atteint avec le circuit téléphonique générateur de "signaux de taxation" propre à constituer une interface entre la ligne téléphonique d'abonné (ZL) et les organes de commande du central avec le circuit vocal de ligne d'abonné (VC) comprenant un générateur de signaux de conversation (VF) et couplé à un premier générateur de signaux en tension (TTX), lequel fournit un signal alternatif ayant une amplitude et une fréquence pré- définies et constantes dans le temps, ce circuit téléphonique comprenant un second générateur de signaux en tension (-IG) qui fournit des signaux régulièrement espaces dans le temps, ayant une forme d'onde à impulsions de type trapézoidal, et est couplé aux organes de commande du central qui déterminent les instants de début du front antérieur croissant et du front pos- térieur décroissant de chacun de ces signaux à impulsions, et- un circuit multiplicateur (X) à gain variable linéairement avec le niveau des signaux produits par le second générateur (IG), qui effectue le produit dans le temps des signaux en tension fournis par le premier (TTX) et par le second (IG) générateurs, formant ainsi un signal en tension qui est sommé aux signaux produits par le générateur de signaux de conversation (VF) compris dans le circuit vocal de ligne d'abonné (VC), caractérisé en ce que le second générateur de signaux- en tension (IG) comprend un transducteur de tension-courant (TR) comportant unepremière (A) et une seconde (B) bornes d'entrée et une borne de sortie (U), transducteur qui fournit un courant de sortie (Ic) proportionnel à la tension (VAB) entre la première (A) et la seconde (B) bornes d'entrée pour des valeurs de cette tension comprises entre deux valeurs de seuil prédéfinies (+Vs -Vs), opposées en signe et égales en valeur absolue, audelà desquelles le courant (Ic) fourni par le transducteur (TR) se maintient constant lors- que ladite tension (VAB) varie, la première borne (A) du transducteur (TR) étant raccordée à une référence de potentiel constante (masse) par l'intermédiaire d'un interrupteur comman- dé (S1) et d'un générateur de tension constante (VREF) en parallèle entre eux, l'ouverture et la fermeture de l'interrup- teur (S1) étant déterminées par les organes de commande du central, et un condensateur (Cl) comportant une première borne 2566605 raccordée à la seconde borne d'entrée (B) et à la borne de sortie (U) du tansducteur (TR) et une seconde borne raccordée à la référence de potentiel constante (masse), la tension entre les deux bornes de ce condensateur (C1) étant propre à consti- tuer le signal fourni par ledit second générateur de signaux (la) L'invention sera mieux comprise à l'aide de là description détaillée qui suit, donnée purement à titre d'exemple et, par onsSqcuent, non.Limitative, en référence aux dessins ci-annexés. La fig, 1 est le scé'ma par blocs d'un circuit téléphonique, intégrable monolithiiuemenrt, comprenant un circuit générateur de "signau, de taxation" suivant l'invention. La fig. 2 est un schéma de circuit connu de transducteur non lin4aire, du type compris dans un circuit téléphonique sui- vanT, i7inzention. Un circuiz téléphonique générateur de "signaux de taxation" suivant l'invention est couplé à un premier générateur de si- gnaux en tension, représenté sur la fig. I par un bloc désigné par TTX, lequel fait partie des organes du central et fournit un signal aiternatif ayant une amplitude et une fréquence prés définies et constantes dans le temps. Ta fréquence de ce signal est choisie avec une valeur égale à celle que lion veut qu'aient les '"signaux de taxation", c'est-à-dire 12 ou 16 k.. Hz Le circuit comprend un second générateur de signaux en tension, représenté sur la fig 1 par un bloc iG, -lequel four- nit des signaux non alternatifs, régulièrement espacés dans le temps, ayant une forme d onde à impulsions de type trapésol- dale.O aCe second générateur de signaux IG est réalisé avec un circuit comprenant, comme le montre schématiquement la figo 1, à l'intérieur du bloc IG, un condensateur C1 et un transducteur non linéaire tension=courant TR, à coté duquel est indiquée la caractéristique relative de changement de tension en courant. Ce transducteur comporte une première et une seconde bornes d'entrée, indiquées respectivement par les lettres A, B, et une borne de sortie indiquée par la lettre U. Il est du type dénommé par les spécialistes par le terme "COTA" (Cperational Transconductance Amplifier = Amplificateur opératisnnel à transconductance) et il fournit un courant de sortie I, proportionnel à la tension V. entre les bornes d'en- trée A et 3 pour des valeurs de cette tension comprises entre deux valeurs de seuil prédéfinies, opposées en signe et égales en valeur absolue, +V et -VS, Au-delà de ces valeurs de seuil, le courant IC fourni par le transducteur se maintient constant lorsque la tension VB varie. Pour des valeurs positives de c. cette tension, le sens du courant I, est sortant par rapport à la borne de sortie U; pour des valeurs lgatives, le sens du courant est par contre rentrant. La première borne d'entrée A du transducteur est reliée à la masse ou à une référence de potentiel équivalente à celle-ci, !5 par l'intermédiaire d'un générateur de tension constante pré- définie '-V Cette norne d'entrée A est également reliée à la masse ou a la référence de potentiel équivalente à celle-ci oar l'intermédiai-re d'un interrupteur commandé S1 qui permet e court-circuiter cette borne à la masse ou à la référence de potentieli e second générateur de signau i- est raccordé aux organes de comma.nde du central, non représentés sur la fig. 1, au moyen d'un circuit logique LO qui, l'arrivée de signaux de synchro- nisme appropriés envoyés par le centrai, commande la fermeture et l'ouverture de l'interrupteur S1 Ce circuit logique est représenté sur la figure par un bloc délimité par des tirets, afin d'indiquer qu'il peut être compris ou non dans le circuit téléphonique en question et qu'il n'est pas essentiel aux fins de la presente invention. éa seconde borne d'entrée B et la borne de sortie U du transducteur TR sont raccordées l'une et l'autre à une première armature ducondensateur C, dont la seconde armature est reliée à la masse ou à la référence de potentiel équivalente. - Cn considèrera maintenant le fonctionnement du circuit qui constitue le générateur de signaux IJo initialement, l'interrupteur S1 est fermé, le condensateur C1 est déchargé et la tension V entre les bornes d'entrée du transducteur TR et le courant de sortie IC sont tous deux nuls. Dès que l'interrupteur S est ouvert, la tension VAB monte à sa valeur maximale, égale à celle de la tension de référence VE, en raison du fait que le potentiel de la borne 3 est encore égal à celui de la masse, le condensateur C1 étant encore déchargé. Le transducteur TR commence alors à fournir un courant de sortie I. dont la valeur correspond au maximum admissible. J Xe courant absorbé à travers la borne d'entrée B du trans- ducteur étant négligeable, le courant iC passe pratiquement en 1C totalité dans le condensateur C1, produisant aux bornes de celui-ci une tension V. =(I,/C) t (C étant la capacité du con- densateur) qui croit linéairement dans le temps tjusqu'à ce que le courant I, reste constant ou tant que la valeur de la tension AB = VF- V, ne tombe pas au-dessous de la valeur trAB de seuil +VS. En effet, dès que la valeur de la tension VAB tombe au-dessous de celle de seuil +Vs, le courant IC fourni par le transducteur commence a décroître, avec une valeur pro- portionnelle à celle de la tension VAB' tant que celle tension PAR n'est pas égale à zéro, la valeur de la tension aux bornes 2^ du condensateur C1 étant alors égale désormais à celle de la tension de référence V?^^^ la tension aux bornes du condensateur C1 a, pendant la charge de celui-ci, une allure croissante, d'abord linéairement, puis exponentiellement, jusqu'à ce qu'elle atteigne sa valeur maximale, égale, comme on l'a vu, à celle de la tension de référence VF. La tension V,, reste ensuite constante pendant tout le temps oh l'interrupteur-S1 reste ouvert; en effet, si le condensateur C1 commençait à se décharger, la tension VAB ne serait plus nulle et, par suite, le transducteur fournirait encore un cou- rant de sortie iC9 propre à rétablir automatiquement le niveau maximal de charge du condensateur C1, prédéfini au moyen du générateur de tension constante VRIF. Dès qu'est ensuite commandée la fermeture de l'interrup- teur S1, qui court-circuite à la masse la première borne A d'entrée du transducteur, il est appliqué instantanément, entre les bornes d'entrée A et B, une tension VAB négative dont la valeur absolue est égale à celle de la tension de référence VR^ O Pour cette raison, ie transducteur TR fournit encore un courant ?, en l'occurrence rentrant, dont la valeur est initialement J la valeur maximale admissible et est constante. Pour cette raison, le condensateur "1 se décharge progres- sivement sur la borne de'sortie du transducteur, avec une allure de la tension VC à ses extrémités qui, dans ce cas, est d'abord décroissante linéairement dans le temps, puis, lorsque la valeur de la tension VB dépasse la valeur de seuil -VS et, par suite, le niveau du courant I, commence à décroître avec une valeur proportionnelle à celle de la tension VAB^ est décroissante exponentiellement dans le temps, jusqu'à la décharge complète du condensateur. Une fois que le condensateur C1 est déchargé, la tension V, à ses extrémités reste égale à. zéro jusqu'à l'ouverture sub- 1, séquente de l'interrupteur S1 En effet, un début de recharge du condensateur rendrait différente de zéro la tension entre les bornes A et B d'entrée du transducteur, la première borne d'en- trée A étant encore court-circuitée à la masse et, en conséquen- ce, le transducteur TR fournirait un courant rentrant I., qui 2C maintiendrait encore déchargé le condensateur C1o En conclusion, il résulte que la tension dans le temps aux extrémités du condensateur C1 a une forme d'onde à impulsions de type trapézoidal, le front antérieur et le front postérieur de chaque impulsion individuelle ayant l'un et l'autre un segment linéaire et un segment exponentiel de raccordement. La tension aux extrémités du condensateur C1 constitue précisément le signal en tension fourni par le générateur de signaux IC. Un circuit téléphonique suivant l'invention comprend en 3C outre un circuit multiplicateur, représenté par le bloc X, qui effectue le produit dans le temps des signaux en tension four- nis par le premier TTX et le second IG- générateurs Ce circuit multiplicateur fournit ainsi un signal en tension qui est sommé, dans un noeud de circuit S, aux signaux générés par un gSénérateur de signaux de conversation V en réception d'abonné, faisant partie du circuit vocal de ligne d'abonné avec lequel le circuit générateur de "signaux de taxation" constitue l'inter- face entre les organes du central et la ligne téléphonique d'abonne. Le circuit multiplicateur X est du type à gain variable linéairement avec le niveau de l'un des deux signaux dont il effectue le produit, en l'occurrence avec le niveau du signal fourni par le second générateur ia. le signal complexe dans le temps fourni par le circuit multiplicateur est donc une séquence de signaux alternatifs, ayant une durée limitée et une fréquence constante, régulière- merit espacés dans le temps, dont la forme d'onde, tant dans la 1. partie positive que dans la partie négative, a une enveloppe de type trapézoïdal, avec des fronts antérieurs et des fronts postérieurs qui ont tous deux un segment linéaire et un segment exponentiel de raccordement. Une telle forme d'onde est particulièrement adaptée pour les signaux de commarnde des indicateurs de taxation actuels. le circuit vocal de liine d'abonné, représenté sur la figure par un bloc désigné par V, auquel le circuit générateur de "signaux de taxation" est couplé et avec lequel il peut être egalement intégré mon-olithiquement, comprend aussi des éléments 2C de circuit pour adapter à la ligne téléphonique d'abonné, indi- quée par un bloc ZLT les signaux de conversation en réception, fournis par le générateur V>O Ces éléments de circuit, représentés par un bloc ZA3 con- tenu dans le bloc V-, sont équivalents à une impédance, mais ils peuvent être en réalité réalisés, de façcon connue dans la technique, avec des circuits complexes qui appliquent la techni- que de la contre-réactiono Le noeud sommateur S, représenté sur la figure sous une forme distincte du bloc ZAC^ peut également, dans la réalisa- tion pratique du circuit téléphonique, faire partie du circuit complexe qui constitue ce bloc o Il convient de noter que, dans certains systèmes télépho= niques, les conditions d'impédance de ligne peuvent rendre judicieuse l'insertion d'un filtre résonnant à la fréquence des 355 "signaux de taxation", dans le but d'annuler, à cette fréquence, l'impédance de sortie du circuit générateur des "signaux de taxation", considérée à partir de la ligne. Il apparalt manifestement que non seulement un circuit téléphoni.que suivant i'invention est avantageux, par rapport aux dispositifs traditionnels de type é.lectromécaniquel par le fait qu'il est intégrable monolithiouement, mais aussi qu'il esz économicuement intéressant, mrme en comparaison du circuit téléphonique connu, intégrable monolithiquement9 qui a été précédemment décrit. En effet, il permet une éconcm-nie de surface d'intégration, Darce Qu'il est moins complexe au point de vue des circuits et surtout il offre de moindres difficultés de projetage, tant 1C pour le couplage aux organes de cominande du central que pour le couplage au circuit vocal lui=même avec lequel le circuit téléphonique suivant l'invention est intégréo TL'avantage économique d'ensemble dqun circuit téléphonique de taxation suivant 7'inventicnest- el quil rend judicieux, dans certains systèmes téléphoniques, son insertion dans le circuit de ligne d'abonné, alors mme que son utilisation n'est pas certaine au départ. Le schéma de circuit connu d'i9n transducteur non linméairtE utilisable pour la réalisation dun circuit générateur de "si- gnaux de taxation" suivant l'invention, est représenté sur la fig. 2o Son mode de fonctionnement est connu des spécia- listes. ii comprend un circuit différentiel constitué par un pre- mier et un second transistors de type ?1 r T et T2, dont les bases constituent les entrées du circuit différentiel. Les bornes de base de T1 et T2 constituent respectivement la pre- mière A et la seconde 3 bornes d'entrée du transducteur lui-même. les émetteurs des transistors T1 et T2 sont raccordés au pôle positif +Ve, d'un générateur de tension d'alimentation par 3C l'intermédiaire d'un générateur de courant constant IK- Le collecteur du transistor T1 est raccordé à la base d'un troisième transistor T3 de type NPM et à l'anode d'une pre- mière diode Dil L'émetteur du transistor T3 et la cathode de la diode D sont reliés au pôle négatif -Vc, du générateur de tension d'alimentation. Le collecteur du transistor T2 est raccordé à la base d'un quatrième transistor T4 de type PNI es à l'anode d'une seconde diode Dg. L'émetteur du transistor Ta et la cathode de la diode D2 sont reliés au pole négatif ^O e c^ e.e.ur du transistor T est raccordé à la cathode d'une troisième diode Dg et à la base d'un cinquième transistor T5 de type PNPo L'anode de la diode D et l'émetteur du transistor T- sont raccordés au pole positi' +f=i es -olecteurs des transistors T et sont reliés ensem- 1C ble pour constituer la borne de sortie U du transducteur. Le fonctionnement d'un tel circuit transducteur est déter- miné par le générateur de courant IE qui fixe la valeur absolue maximale, précisément égale à ip, du courant de sortie qui charge ou décharge le condensateur et, par suite, l'allure des fronts de chaque impulsion. de type trap-ézoidal produite. Les autres blocs blocs du schéma de la fig. 1 peuvent être réalisés, en ce qui concerne les circuits, sous les formes habituelles, connues des spécialistes. Eu égard au fait qu'il n'a été représenté et décrit qu'un 2C seul exemple d'exécution de l'invention, il va de soi que de multiples variantes sont possibles, sans que l'on s'écarte pour autant du cadre de l'invention0 RV.. DI CA T ON Circuit téléphonique, intégrable monolithiquement, généra- teur de signaux de commande pour les indicateurs de taxation d'abonné, propre à constituer une interface entre la ligne téléphonique d'abonné (Z) et les organes de commande du central avec le circuit vocal de ligne d'abonné (VC) comprenant un générateur de signaux de conversation (V-) et couplé à un premier générateur de signaux en tension (TTX), lequel fournit un signal alternatif ayant une amplitude et une fréquence prédéfinies et constantes dans le temps, ce circuit téléphonique comprenant un second générateur de signaux en tension (i3) qui fournit des signaux régulièrement espacés dans le temps, ayant une forme d'onde à impulsions de type trapézoïdal, et est couplé aux organes de commande du central qui déterminent les instants de 1 5 début du front antérieur croissant et du front postérieur dé- croissanT de chacun de ces signaux à impulsions, et un circuit multiplicateur (X) à gain variable linéairement avec le niveau des signaux produits par le second générateur (IG), qui effectue le produit dans le temps des-signaux en tension fournis par le premier (TTX) et par le second (IG) générateurs9 formant ainsi un signal en tension qui est sommé aux signaux produits par le générateur de signaux de conversation (VF) compris dans le circuit vocal de ligne d'abonné (VC), caractérisé en ce que le second générateur de signaux en tension (i-a) comprend un trans- ducteur de tension-courant (TR) comportant une première (A) et une seconde (B) bornes d'entrée et une borne de sortie (U), transducteur qui fournit un courant de sortie (I,) proportionnel à la tension (VAB) entre la première (A) et la seconde (B) bornes d'entrée pour des valeurs de cette tension comprises entre deux valeurs de seuil prédéfinies (+Vs, -Vs) , opposées en signe et égales en valeur absolue, au-delà desquelles le courant (I^) fourni par le transducteur (TR) se maintient constant lorsque ladite tension (VAB) varie, la première borne (A) du transducteur (TR) étant raccordée à une référence de potentiel constante (masse) par l'intermédiaire d'un interrupteur comman- dé (S1) et d'un générateur de tension constante (VREF) en parallèle entre eux, l'ouverture et la fermeture de l'interrup- teur (S) étant déterminées par les organes de commande du central, et un condensateur (C1) comportant une première borne raccordée à la seconde borne d'entrée (B) et à la borne de sortie (U) du transducteur (TR) et une seconde borne raccordée à la référence de potentiel constante (masse), la tension entre les deux bornes de ce condensateur (C1) étant propre à consti- tuer le signal fourni par ledit second générateur de signaux (I3).