Brevet FR2581279A1 — publié le 19861031

La présente invention concerne des circuits téléphoniques pour l'alimentation d'une ligne téléphonique d'abonné, en particulier ceux qu'il est possible d'insérer dans un circuit téléphonique, intégré monolithiquement, d'interface entre ligne téléphonique d'abonné et organes de commande de central. Dans les centraux téléphoniques de type électromécanique qui sont encore en service actuellement et dans lesquels les organes de commande pilotent les dispositifs de ligne au moyen de couplage de type inductif, une ligne téléphonique d'abonné C est généralement alimentée à travers un circuit comprenant deux résistances identiques R. qui en accouple les fils, chacun à travers une résistance, à deux bcrnes d'un générateur de ten- sion constante d'alimentation V.-,a. dAns la majeure partie des réseaux téléphoniques, ce generateur est constitué par une bat- terie de 48 ' Pour cette raison, la tension V, appliquée à la ligne téléphcnique d'abonné, exprimée en fcnction du courant de ligne 1L, lequel est déterminé par la charge de ligne, est: fL = V^^^ - _IL VL VBAT - _C iL O nette relation définit la caractéristique externe courant- tension du circuit d'alimentaticn, au niveau de ses bornes de raccordement à la ligne. La caractéristique du circuit, représentée sous forme cartésienne en prenant en abscisses les valeurs de courant de ligne IL et en ordonnées les vaieurs de la tension V'L appliquée à la ligne, est donc, pour des valeurs positives des abscisses et des ordonnées, un tronçon de la droite ayant comme équation la relation précitée et elle est représentée, sur la fig. 1 des dessins, par un segment tracé en tirets, désigné par le O numéro "1". Pour un courant de ligne nul, la tension V, est égale à la tension de batterie VT. BAT, La pente de la caractéristique "1" par rapport à l'axe des abscisses est déterminée par la valeur totale 2RDc des résistances au moyen desquelles la ligne est raccordée aux bornes du générateur de tension d'alimentation,BAT' Si l'on choisit ou l'on projette une caractéristique courant-tension déterminée pour un circuit téléphonique propre à alimenter une ligne téléphonique d'abonné dont la charge RL augmente en fonction de la longueur, non seulement on peut déterminer 1C l'impédance du circuit considéré à partir de la ligne et garan- tir que le courant de ligne IL aura, en fonction des diffé- rentes longueurs de ligne admises pour l'ensemble du réseau téléphonique, une valeur comprise entre des valeurs prédéfi- nies, mais aussi prédéterminer avec précision les valeurs de la puissance dissipée dans le central en fonction de la lon- gueur de ligne. Non seulement la caractéristique "1" est par- fqitement adaptée aux exigences normales du réseau téléphonique, tout en étant réalisée avec un circuit extrê_ent simple, mais elle est véritablement la caractéristique externe la plus avantageuse pour un circuit téléphonique d'alimentation, car elle permet de mettre pleinement à profit la tension VBAT, fournie nar le générateur de tension d'alimentation, pour les plus grandes longueurs de ligne. Au moment de l'introduction, dans les réseaux téléphoni- ques, de centraux partiellement ou totalement électroniques, dans lesquels il est développé, au moyen de circuits électro- niques insérés dans des circuits d'interface au point de branchement de la ligne d'abonné, en série avec cette ligne, des fonctions qui étaient précédemment développées dans les appareils d'abonné, il s'est toutefois posé le problème d'ali- menter, en plus de la ligne d'abonné, ces circuits électroniques. Zn effet, un circuit électronique exige une tension minimale de fonctionnement dont la valeur, entre autres choses, cro!t avec l'augmentation de l'intensité du courant qui passe dans le circuit luimême: pour cette raison, s'il y a dans le cen- tral des circuits électroniques montés en série avec une ligne téléphonique d'abonné, il faut tenir compte du fait qu'une part VDOP de la tension d'alimentation V_ ne peut pas être attribuée à la ligne, du sfait qu'elle est indispensable pour le fonctionnement de ces circuits. Actuellement, les techniciens projettent, soit les circuits électroniques qui doivent être montés en série avec une ligne téléphonique d'abonné, soit les circuits d'alimentation pour centraux de type électronique, de telle manière qu'il soit possible de maintenir, pour de tels circuits d'alimentation, une caractéristique encore rectiligne, avec une impédance égale à celle présentée à la ligne par un circuit non électronique pour centraux de type électromécanique, mais en cherchant à réduire le plus possible l'inévitable VDROP. C'est-à-dire qu'on utilise une caractéristique du type indiqué sur la fig. 1 par le numéro "2", parallèle à la carac- téristique "1" et aussi proche que possible de celle-ci. Bien qu'elle entraîne un surcroît de frais de projetage dans l'ensemble, cette caractéristique "2" permet d'obtenir des circuits électroniques d'alimentation qui sont compatibles, du point de vue de la ligne, avec les circuits de type non électroniques. Pour un courant IL de ligne nul, la tension VL appliquée à la ligne est: L= VBAT -P Le but de la présente invention est de réaliser un circuit téléphonique, intégrable monolithiquement, pour l'alimentation d'une ligne téléphonique d'abonné, qui soit susceptible d'etre inséré dans un circuit téléphonique d'interface, intégré mono- lithiquement, entre ligne téléphonique d'abonné et organes de commande de central et qui présente, par rapport aux circuits de type électronique connus, une meilleure compatibilité avec des systèmes téléphoniques de type non électronique. Ce but est atteint avec le circuit téléphonique pour l'alimentation d'une ligne téléphonique d'abonné,qui est reliée par l'intermédiaire de ce circuit à un générateur de tension d'alimentation, circuit qui, d'après l'invention, présente à la ligne une impédance ayant une première valeur prédéfinie jusqu'à une valeur déterminée du courant de ligne, au-delà de laquelle il présente par contre à la ligne une imoédance ayant une seconde valeur supérieure à la première,et qui est en cutre électriquement équivalent à un générateur de tension, identique au générateur de tension d'alimentation, comportant en série des éléments de circuit du seul type résistif. L'invention pourra être bien comprise à l'aide de la description détaillée qui suit, donnée à seul titre d'exemple et, par conséquent, sans caractère limitatif, en référence aux dessins ci-annexés. La fig. I est une représentation cartésienne de la nou- velle caractéristique extérieure courant-tension d'un circuit 1 téléphonique d'alimentation suivant l'invention et des carac- téristiques connues précédemment décrites. La fig. 2 est le schéma d'un circuit téléphonique suivant l'invention, pour l'alimentation d'une ligne téléphonique d'abonné. Sur les figures, les mêmessymboles de référence ont été utilisées pour désigner des éléments correspondants. Sur la fig. 1 est représentée, au moyen d'une ligne conti- nue, la caractêristique e.zterne ccurant-tension d'un circuit télé?ponique d'alimentation suivant l'invention et, au moyen de 2C lignes en tirets, les caractéristiques connues "1" et "2" précédemment décrites. Les trois caractéristiques sont toutes relatives la même tension d'alimentation VAr et aux m'ies exigences de raccordement d'abonné. La caractéristique du circuit suivant l'invention est représentée au moyen de deux segments rectilignes de pentes différentes, dont le premier, de pente plus faible, relie le point de l'axe des ordonnées ayant l'ordonnée VBAT - DC un point ayant une abscisse prédéfinie ITm et une ordofinée égale à celle qui, suivant la caractéristique "1", correspond à cette valeur de courantLe second segment coïncide avec la caractéristique l1" entre ce point d'abscisse ILT jusqu'au point, d'abscisse I,, auquel la caractéristique "1" rencontre l'axe des abscisses. Pour des raisons de clarté, ce second segment est repré- senté au moyen de deux lignes adjacentes, l'une tracée en tirets, l'autre continue, ces lignes devant être considérées en réalité comme confondues. Un circuit téléphonique d'alimentaticn suivant l'invention, ayant une telle caractéristique en ligne brisée, présente à la ligne téléphonique alimentée par lui une imDédance ayant une première valeur prédéfinie pour des valeurs du courant de ligne comprises entre O et ILT et une seconde valeur plus élevée, égale à celle de l'impédance présentée à la ligne par un cir- cuit téléphonique d'alimentation de type non électronique, pour des valeurs du courant de ligne comprises entre iLT et IL. Dans ce cas également, la valeur VDRC? qui, sur la fig. 1, C est égale à celle qui est relative à la caractéristique "2", est choisie de manière à assurer un fonctionnement correct à tous les circuits électroniques qui, dans le central, sont montés en série avec la ligne téléphonique d'abonné, alimentée justement par un circuit suivant l'invention. Mais à égalité de VDRCPÀ la caractéristique ex..erne d'un circuit téléphonique d'alimentation suivant l'invention garantit, par rapport à la caractéristique "2", des valeurs plus élevées de tension Let s e courant une meme ligne tEltDhonique d'abonné. Zela est iport--nt, surtout lorsque la O ligne est longue et, en consécuence, le 2:ur-nt de ligne T est réduit. ôn outre, un circuit d'al nat. s 'an'inventon, dont la caractéristique courant-tension ccIncide en partie avec la caractéristique "1" et, par suite, esz Glus semblable à celle-ci que ne l'est la caractéristique "2", présente, à part des différences négligeables d'impédance, une meilleure compatibilité, par rapport aux circuits az:uels d'alimentation électroniques, avec les sysv$mes téléphoniques qui ne sont pas totalement électroniques. O Un circuit téléphonique d'alimentation suivant l'invention comprend, comme le montre la fig. 2, un circuit de réflexion de courant, indiqué au moyen d'un bloc rectangulaire désigné par M1, ayant une branche d'entrée et une prenière et une seconde branche de sortie. La branche d'entrée est identifiée au moyen d'un petit cercle. Le courant qui passe dans la première branche de sortie est proportionnel, selon un facteur de proportionnalité constant "n", au courant qui passe dans la branche d'entrée, auquel est par contre égal le courant qui passe dans la seconde branche de sortie. Le circuit d'alimentation comprend en outre un amplifica- teur opérationnel A1 et un transistor bipolaire T1 de type NPN, La branche d'entrée du circuit de réflexion de courant I est raccordée au collecteur du transistor T1, dont la base est reliée -à la borne de sortie de l'amplificateur opérationnel A1 et dont l'émetteur est raccordé, en un noeud de circuit A, tant à l'entrée inverseuse "-" de l'amplificateur opérationnel A1 que, par l'inter médiaire d'une résistance R2, à une tension de référence VREF. L'entrée non inverseuse "+" de l'amplificateur opération- nel A1 est raccordée à la tension de référence VR par l'in- termédiaire d'un générateur de tension constante V1. - La première et la seconde branches de sortie du circuit de réflexion de courant 1 sont reliées respectivement à l'en- trée inverseuse "-" de l'amplificateur opérationnel A1 et, par l'internmdiaire d'une résistance Ré, à la tension de référence 2C Le circuit téléphonique d'alimentation suivant l'invention comprend en outre des éléments de circuit pour le raccordement de la litne t1élphonique à alimenter a un générateur de tension d' alimentation (Vl &). Ces éléments de circuit, représentés sur la figure au moyen d'un unique bloc CuM, présentent une première et une seconde borne pour leur raccordement au pôle positif +Vcc et au pale négatif -Vcc respectivement du générateur de tension d'alimentation (lequel produit typiquement une tension VBAT égale à 48 V),et ils présentent une première et une seconde borne pour le raccordement du circuit à la ligne téléphonique d'abonné qui, sur la figure, est représentée symboliquement en tirets au moyen d'une charge RL. Ces éléments de circuit de raccordement CM comprennent un générateur de tension IV, commandé par la tension V0 résultante aux bornes de la résistance R0. En particulier, comme indiqué sur la figure, on pose V = V'.C La résistance RC et le bloc C: sont contenus symboliquement dans une ligne fermée en tirets C qui représente aussi d'éven- tuelles parties de circuit, de type connu dans la technique, non indiquées directement sur la figure. A l'intérieur du bloc -uM, on a tracé, au moyen de lignes en tirets, la disposition de montage la plus simple que les éléments de circuit de raccordement pourraient prendre théori- quement. En réalité, ils sont réalisés avec des circuits relative- ment complexes, de façon connue des spécialistes, car ils développent de nombreuses fonctions. Les éléments de circuit de raccordement I. sont reliés sur la figure2,en un noeud de circuit B, à la branche d'entrée du circuit de réflexion de courant 1' De cette manière, ils déterminent, au moyen d'éléments de circuit transducteurs de courant de type connu et non représentés sur la figure, un courant de sortie IF = IL/K proportionnel au courant IL fourni la ligne, selon un facteur de proportionnalité 1/K. Cn considèrera maintenant le fonctionnement du circuit représenté sur la i A en désifgnant ar, le courant qui passe à travers le transistcr, par - le courant qui Dasse travers la résistance et par i. le ccurant résultant dans la branche d'entrée du circuit de réflexion de courant M1. _u fait que pendant ie fornctionnemern.t de i'anolificateur opérationnel A1, le potentiel de l'entrée inverseuse est égal à celui de l'entrée non inverseuse, on en tire: 2 1/ 2 Au niveau des noeuds A et B, en observant les sens des courants tels qu'ils sont indiqués sur la figure, on a respecti- vement, d'après la loi de Kirchhioff: vi I + n I 1 (1) R2 IL I1 = I 3 - F = (2) lî 3 3I Des équations 1) et 2), on tire: V1 IL I +n = + L 3 39 2 T1 -L 1+n i-Ln K On peut donc exprimer la valeur de la tension V0 en fonc- tion du courant de ligne IL: C V= R R0 _ _ _ _ R =0 S* I- 1 +n + 1+n)) C -2 1Lni (1 n La tension VC a, pour un courant de ligne IL égal à zéro, la valeur Ro V1 IRP = R ' 1 + n qui peut 9tre prédéfinie à volonté en choisissant opportunément les résistances R0 et R2, la tension V1 et le rapport n d'ampli- fication du circuit de réflexion de courant M1. Toutefois, la relation 3) n'est valable que quand le transistor T1 est en conduction; en effet, quand T1 ne conduit pas, c'est-à-dire pour I1 = O, on a, au noeud B 3 -F = d'o on peut tirer directement -'c Cr = R0 À 13 = (L La valeur ILT du courant de e L pour laquelle le tran- s-stor -1 cesse de conduire est obtenue en résolvant le système fcrmé par les relations 5) et 4). En effet, en combinant les 2C deux équations, on a 0 1 RR Vo1 ? _ ' CL ?2 '1,+n K(1+n) - K. I RC (1+n) - 0 R0 V 1 K (1+n) -L R2 1 + n l-_ IL = Àn LT K V 1 ette valeur LT K est prédéfinie lorsque la valeur VTF est prédéfinie et que le facteur de proportionnalité 1/K entre les courants I, et IL est choisi. La tension 'iL appliquée à la ligne téléphonique d'abonné raccordée aux éléments de circuit de raccordement Ci est égale à la tension d'alimentation A entre les deux pôles +Vcc et -V'a du générateur de tension d'alimentation, moins la tension V = V fournie par le générateur de tension compris dans les éléments de circuit de raccordement CI. La caractéristique courant iL-tension VLest exactement définie comme indiqué sur la fig. 1. Le premier segment de cette caractéristique, de IL = O à IL = IL correspond en effet à un segment de la droite d'équa- tion R VL = VBAT - VDROP K(1+n) IL tirée de la relation 3). Le second segment de la caractéristique correspond par con- tre à un segment de la droite d'équation RC TL Pût K tirée de la relation 4). Les inclinaisons dfrenes des deux segments de la carac- téristique, auxquelles correspondent les deux valeurs différentes de l'impédance présentée la rigne, sont déterminées au moyen du seul facteur de proportionnalité 1. 1 + n Eu égard au fait qu'il n'a été représenté et décrit qu'un seul exemple d'exécution de l'invention, il est évident que de nombreuses variantes sont possibles, sans que l'on s'écarte pour autant du cadre de l'invention. Le transistor T1 pourrait par exemple être de type diffé- rent et, en changeant opportunément les polarités des tensions, tous les sens descourantspourraient être inversés par rapport à ceux qui sont indiqués sur la figure. Les résistances R2 et R0 pourraient être raccordées à des tensions de référence distinctes. Pour équilibrer parfaitement du point de vue électrique la ligne téléphonique d'abonné, on peut en outre insérer dans- les éléments de circuit de raccordement Cn, entre la ligne téléphonique et l'alimentation, symétriquement par rapport à celui qui a été déjà décrit, un second générateur de tension V commandé par la tension V0 déterminée aux bornes de la résis- tance R. Dans ce cas évidemment, la tension produite au total par les deux générateurs, identiques entre eux, devrait être encore égale à celle qui est fournie par le générateur de ten- sion unique. Znfin, on pourrait, sans sortir du cadre de l'invention, insérer un limiteur de courant, fonctionnant avec un seuil, propre à déterminer une coupure de la caractéristique avant 1C qu'elle n'atteigne la valeur de courant ILI. 1' REVENDICAT!O.S 1. Circuit téléphonique, intégrable monolithiquement, pour l'alimentation d'une ligne téléphonique d'abonné, comportant une première et une seconde borne pour son raceordement à une pre- mière (+Vcc) et à une seconde (-Vcc) borne respectivement d'un générateur de tension d'alimentation (V'AT),et une première et une seconde borne pour son raccordement respectivement à un premier et un second fil de la ligne, caractérisé en ce qu'il présente à la ligne téléphonique d'abonné, entre lesdites ore- mière et seconde bornes de raccordement, une ir.-édance ayant une première valeur prési"fi-e rcEr des valeurs de courant fourni à la igne (T)inférieures à une valeur prédÉfinie de courant (iLT) et ayant une seconde valeur prédfinie, supérieure à la première, pour au moins a intervalle de valeurs de courant fourni à la -'r. inférieure a L a identique au générateur de tension l'alimentation (VB-3), com- portant en série des élé-ments de circuit du seul type résistif. 2. Circuit téléphonique, intégrable monolithiquement, pour l'alimentation d'une ligne téléphonique d'abonné, caractérisé en ce qu'il comprend un circuit de réflexion de courant (c1) comportant une branche d'entrée et une première et une seconde branche de sortie, un transistor (C1) comportant une première et une seconde borne et une borne de commande, et un amplificateur opérationnel (A1) comportant une première (+) et une seconde (-) borne d'entrée et une borne de sortie, la branche d'entrée du circuit de réflexion de courant (C1) étant raccordéeà la seconde borne du transistor (T), dont la borne de commande est reliée à la borne de sortie de l'ar.plificateur opérationnel (A1) et dont la première borne est raccordée à la seconde borne d'en- trée (-) de l'amplificateur opérationnel (.A1) et, par l'inter- médiaire d'une première résistance (R2), à une tension de -rééfrence (V-Jv), la première berne d'entrée (.s) de l'amplifi- cateur opérationnel (A) étant raccordée à la tension de réfé- rence (VRE) au moyen d'un générateur de tension (V1), la pre- mière et la seconde branche de sortie du circuit de réflexion de courant (1:1) étant raccordées respectivement à la seconde 1 borne d'entrée (-) de l'amplificateur opérationnel (A1) et, par l'intermédiaire d'une seconde resistance (.R), à une ten- sion de référence, et en ce qu'il ccmprend en outre des élé- ments de circuit (CI) pour le raccordement de la ligne télé- phonique d'abonné à un générateur de tension d'alimentation (V3BA), ayant une première et une seconde borne pour leur raccordement à une première (+ C) et une seconde (-V,,) borne respectivement de ce générateur de tension -'alimentation (V) et a--arnt une prei-.ère et une second.e borne ocur leur ractcr- dement un premier et un second fi- respectivement de la 2 iine, ces éldents e circuit de raccorderent (-) comprenant au moins un g nerateur de tension (7), ccm.n'd- par la tension () résulta-te au- -ornes e la Zeccnrde r-- isance (V) et des éléments de circuit transducteurs de courant, insérés entre au moins l'une desdi-es prenière et seconde brrnes zour l'ac- couplement à la ligne téléphonique d'abonné et à la branche d'entrée du circuit de réflexion -'de courant 1). 3. Circuit téléphonique, intgré 'onolithiquedent, d'inter- face entre des organes de cormande de central et une ligne téléphonique d'abonné, caractérisé en ce qu'il comprend un circuit téléphonique pour l'alimentation de la ligne télépho- nique d'abonné selon la revendication 1 ou 2.