Brevet FR2578126A1 — publié le 19860829

APPAREIL TELEPHONIQUE A BORNE FIXE ET COMBINE MOBILE La présente invention concerne un appareil téléphonique comprenant une borne fixe reliée à une ligne téléphonique et un combiné téléphonique, la borne fixe comprenant des premiers moyens de modulation pour transmettre des premiers signaux de parole de la ligne téléphonique vers le combiné et des premiers moyens de démodulation pour transmettre des seconds signaux de parole du combiné vers la ligne téléphonique, et le combiné comprenant des seconds moyens de démodulation reliés à un écouteur pour les premiers signaux de parole et des seconds moyens de modulation reliés à un microphone pour les seconds signaux de parole. Un tel appareil téléphonique est utilisé en tant qu'appareil téléphonique public, en vue de remédier aux principaux inconvénients des appareils téléphoniques publics à prépaiement par pièce ou par carte magnétique, holographique ou à mémoire. Les inconvénients sont notamment la possibilité de manipuler des pièces mécaniques susceptibles d'être arrachées, telles que cadran ou clavier de numérotation et combiné téléphonique, la possibilité d'obstruer des orifices d'introduction de pièce ou de carte en vue d'interdire un quelconque prépaiement de communication 2n téléphonique, et la gestion des recettes encaissées nécessitant la présence d'une caissette de monnaie dans l'appareil et un relevage périodique de celle-ci lorsque la communication est payée au moyens de pièces, ou la vente de carte de crédit de prépaiement par des distributeurs détérminés lorsque des communications sont prépayées par carte. Dans un appareil téléphonique public du genre défini ci-dessus, par exemple divulgué par la demande de brevet FR-A-2 538 978, les premiers moyens de modulation et les premiers de démodulation dans la borne fixe sont reliés respectivement aux 3 seconds moyens de démodulation et aux seconds moyens de modulation dans le combiné par une liaison infrarouge bidirectionnelle. Outre l'inconvénient que l'usager doit maintenir son combiné pointé vers deux transducteurs opto-électroniques encastrés dans le plafond d'une cabine téléphonique contenant la borne fixe pendant toute la 2 578126 durée d'une communication téléphonique, la liaison infrarouge peut être perturbée soit par coupure due au passage d'un corps étranger, soit par déplacement du combiné, ce qui interrompt la communication téléphonique en cours. Par ailleurs, le combiné possède une alimentation autonome, telle que piles, et les transducteurs opto-électroniques contribuent à augmenter le coût du combiné et de la borne fixe. La présente invention a pour but de remédier aux inconvénients précédents et notamment de fournir un appareil téléphonique du genre défini dans l'entrée en matière dans lequel la liaison entre la borne fixe et le combiné n'offre pas de risques de perturbation. A cette fin, un appareil téléphonique selon l'invention est caractérisé en ce que les premiers moyens de modulation et les seconds moyens de démodulation sont reliés par des premiers moyens de couplage magnétique, et les seconds moyens de modulation et les premiers moyens de démodulation sont reliés par des seconds moyens de couplage magnétique. De préférence, chacun des moyens de couplage comprend une bobine de couplage disposée derrière une face isolante de la borne fixe et une bobine de couplage disposée dans un bloc d'adaptation relié au combiné par un cordon flexible de fils de liaison et applicable contre la borne fixe. Le maintien du bloc d'adaptation contre la borne fixe, par exemple grâce à un élément magnétique contenu dans le bloc d'adaptation coopérant avec un aimant ou un électro-aimant contenu dans la borne fixe, évite toute perturbation externe dans la transmission des signaux de parole via les moyens de couplage. Selon une autre caractéristique de l'invention, la borne fixe comprend des moyens pour transmetttre une tension d'alimentation continue au combiné à partir d'une source d'alimentation de la borne, le combiné comprend des moyens alimentant les seconds moyens de démodulation et de modulation pour récupérer la tension d'alimentation continue, et les moyens pour transmettre et récupérer ladite tension d'alimentation sont reliés par des troisièmes moyens de couplage magnétique. Le combiné prélève l'énergie d'alimentation à partir de la borne fixe ce qui ne nécessite aucune recharge ou aucun remplacement d'une batterie de pile dans le combiné. En outre, la téléalimentation du combiné par 2578 126 -3- la borne fixe permet de vérifier la présence du combiné plaqué contre la borne fixe, en vue de prendre la ligne téléphonique. Cette vérification est obtenue grâce à une détection d'un signal délivré par les premiers moyens de démodulation faisant suite à l'émission d'une porteuse par les seconds moyens de modulation et donc à une téléalimentation du combiné à travers les troisièmes moyens de couplage. En pratique, la borne fixe offre une face verticale complètement plane derrière laquelle affleurent notamment des bobines de couplage, une touche de prise et de libération de ligne des touches de clavier de numérotation et un afficheur de numéro. La borne fixe ne présente ainsi aucune aspérité et aucun orifice pouvant faire l'objet d'un quelconque vandalisme. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante d'une réalisation préférée de l'invention en référence aux dessins annexés correspondants dans lesquels: - la Fig.1 est un bloc-diagramme d'une borne fixe et d'un combiné d'un appareil téléphonique selon l'invention - la Fig.2 montre en détail des circuits de téléalimentation, de modulation et de démodulation dans la borne fixe; la Fig.3 montre en détail des circuits d'alimentation, de démodulation et de modulation dans le combiné; et - la Fig.4 montre schématiquement le combiné mini d'un bloc d'adaptation plaqué convenablement contre une face verticale de la borne fixe. Un appareil téléphonique public selon l'invention comprend une borne fixe 1 et un combiné téléphonique 2. La borne fixe est d'abord décrite en référence à la Fig.l. La borne 1 est reliée à un central téléphonique de rattachement (non représenté) à travers une ligne téléphonique à deux fils L1 et L2. Dans la borne 1, on retrouve des circuits et composants d'un poste téléphonique classique, tels qu'un circuit d'adaptation de ligne 10 monté en série dans le fil L1, un contact de fermeture ou deux contacts de fermeture il montés respectivement en série dans les fiJs L1 et L2, jouant le rôle de crochet-commutateur, un circuit de couplage 12 couplant la ligne 2578 126 -4- téléphonique L1 L2 à un générateur de signaux de numérotation 13, ou transformateur différentiel 14 partageant la ligne téléphonique en une voie de réception de premiers signaux de parole R à coupler à un écouteur 20 du combiné 2 et une voie de transmission de seconds signaux de parole T à coupler à un microphone 21 du combiné, et un équilibreur de ligne 15 terminant la ligne. Un enroulement primaire 140 du transformateur 14 est relié en série avec l'équilibreur 15. Des entrées de la voie de réception R sont constituées par des bornes d'un enroulement secondaire 141 du transformateur 14. Des sorties de la voie de transmission T sont constituées par un point milieu de l'enroulement primaire 140 et d'une borne de l'équilibreur 15 reliée au fil L2 via le circuit de couplage 12 et l'un des contacts 11. Différentes phases d'une communication téléphonique sont gérées et controlées par une unité centrale de traitement 3 comprenant essentiellement un microprocesseur. La borne fixe 1 est alimentée par une source d'alimentation générale 30 qui fournit une tension continue typiquement de 24 volts à partir du secteur électrique ou d'une batterie d'accumulateur, cette dernière pouvant servir, selon une autre variante, comme batterie tampon de secours en cas d'interruption du secteur. L'unité de traitement 3 est fabriquée en technologie CMOS afin de réduire la consommation électrique de la borne. La borne fixe 1 comprend également un bouton-poussoir à contact 16 qui enfoncé, commande classiquement un décrochage, un relais bistable 17 ayant deux enroulement 170 et 171 pour commander les contacts 11, un clavier de numérotation à 12 touches 18, et un détecteur d'impulsion de taxe 19 pour détecter des impulsions de taxe modulées à 50 kHz ou 12 kHz susceptibles d'être transmises par le central téléphonique pendant l'établissement d'une communication téléphonique. Une mise en service de la borne fixe 1 est obtenue par un usager en appuyant sur le bouton-poussoir 16 qui déclenche le fonctionnement de l'unité centrale 3 par une borne d'entrée 31. Comme on le verra dans suite, l'unité 3 commande la prise de la ligne téléphonique après avoir vérifié le couplage convenable du combiné téléphonique 2 à la borne 1 grâce à la détection d'un 2 5 78 126 - 5- signal de présence de combiné délivré par la voie de transmission T vers une borne d'entrée 32 de l'unité 3. La prise de ligne est déclenchée par la mise à zéro d'une borne de sortie 33 de l'unité 3 qui excite le premier enroulement 170 du relais 17 pour fermer les contacts 11 et ainsi simuler un décrochage. En réponse à une tonalité d'invitation à numéroter reçvue par l'écouteur 20 du combiné via la voie de réception R, l'usager compose différents numéros sur le clavier 18. Pour une communication taxée, la phase de numérotation comprend successivement: - la composition d'un numéro prédéterminé, tel que "10", sur le clavier 18 pour indiquer au central de rattachement que la communication à établir est taxée; - la transmission d'un numéro de carte de télécommunication possédée par l'usager, ce numéro indiquant un compte d'abonnement de l'usager; - la transmission d'un numéro de code secret identifiant l'usager; et - un numéro d'appel d'un abonné demandé sur le clavier 18. Les différents numéros sont par exemple délivrés sous forme numérique par un codeur du clavier 18 à un bus d'entrée 34 de l'unité 3 qui les mémorisent dans une mémoire vive et les retransmet par un bus de sortie 35 au générateur de signaux de numérotation 13. En particulier, l'unité 3 ne commande pas la prise de ligne lorsque le numéro prédéterminé "10" n'est pas le premier composé. Selon le type du central de rattachement, les signaux de numérotation sont transmis par le générateur 13 sous la forme de trains d'impulsions ou de signaux à multifréquence. Si, suite à la tonalité d'invitation à numéroter, le central de rattachement ne reconnaît pas le numéro prédéterminé 10, le central délivre sur la ligne L1L2 une impulsion de taxe qui est détectée par le détecteur 19. Le détecteur 19 demande à l'unité 3 de libérer la ligne L1L2 via une borne d'entrée 36. Cette libération est obtenue en appliquant un "0" à une borne de sortie 37 de l'unité 3 activant le second enroulement 171 du relais 17 ce qui ouvre les contacts 11 et simule un raccrochage. 2578 126 - 6- Après détection du numéro prédéterminé "10", l'usager communique à une opératrice située au central de rattachement le numéro de compte d'abonnement inscrit sur la carte de télécommunication, puis le numéro de code secret afin que l'opératrice vérifie la concordance du numéro de compte avec le numéro de code et, dans l'affirmative, impute le coit de la communication au débit du compte de l'usager qui sera indiqué sur une facture téléphonique bimestrielle reçue par l'usager. Dans le cas o il n'y a pas concordance, l'opératrice coupe et n'établit pas la communication et le central transmet une impulsion de taxe vers la borne fixe 1 pour libérer la ligne, comme décrit plus haut. Selon une autre variante, le numéro de compte et le numéro de code peuvent 9tre composés sur le clavier 18 et transmis par le générateur 13 à travers la ligne L1L2; le central téléphonique vérifie alors automatiquement la concordance entre le numéro de compte et le numéro de code, et une transmission éventuelle d'une impulsion de taxe peut être effectuée automatiquement par le central téléphonique. Dans tous les cas, en fin de communication, le central téléphonique retransmet vers un ordinateur d'un centre éloigné de gestion de facturation, le numéro de compte de l'usager et le nombre de taxes débitées et/ou le coût de la communication en vue d'établir la facture bimestrielle de l'usager. Pour une communication non taxée, correspondant par exemple à un numéro d'appel de service des réclamations ou d'un service urgent, police ou pompiers, le numéro d'appel à deux chiffres est seulement composé sur le clavier 18 après réception de la tonalité d'invitation à numéroter. Dans ce cas, l'unité 3 valide ce numéro d'appel et inhibe toute détection d'impulsion de taxe par le détecteur 19. En se référant maintenant aux Figs.2 et 3, on décrit en détail les voies de réception et de transmission R et T ainsi que le couplage du combiné 2 à la borne fixe 1. Comme montré à la Fig.2, la borne 1 comprend un circuit de téléalimentation 4, un circuit de modulation d'amplitude 5 dans la voie de réception R, et un circuit de démodulation d'amplitude 6 dans la voie de transmission T. Comme montré à la Fig.3, le combiné 2 comprend un circuit d'alimentation 7, un circuit de démodulation 2578 12 6 -7- d'amplitude 8 dans la voie de réception R et un circuit de modulation d'amplitude 9 dans la voie de transmission T. Le circuit 4 (Fig.2) est destiné à téléalimenter le combiné téléphonique 2 au moyen d'une porteuse à une fréquence prédéterminée de 100 kHz. Le circuit 4 comprend un oscillateur du type Hartley 40 alimenté directement par la source d'alimentation 30. La porteuse à 100 kHz est amplifiée par un circuit pseudo push-pull série à transistors bipolaires complémentaires 41 puis transmise au combiné 2 par une bobine de couplage magnétique 42 La porteuse à 100 kHz est captée par une bobine de couplage magnétique et détectée par un circuit de détection classique à diode et condensateur 71 dans le circuit 7 (Fig.3) du combiné. La porteuse à kHz redressée charge un condensateur 72 en sortie du circuit 7, faisant office de réservoir d'énergie. Les bornes du condensateur 72 constituent des bornes d'alimentation de tension continue récupérée 73+ et 73 pour alimenter les circuits 8 et 9 dans le combiné 2. Dans la borne fixe 1 (Figs.1,2), le circuit de modulation 5 est alimenté par la source 30 via un circuit de prérégulation de tension 38 et un circuit de régulation de tension 39, et le circuit de démodulation 6 est alimenté par la source 30 via le circuit de prérégulation de tension 38. Le circuit 38 fournit une puissance plus élevée pour transmettre convenablement les signaux de parole vers la ligne téléphonique L1L2. Il comprend classiquement un transistor bipolaire ballast à base reliée à une diode de Zener, et en sortie, un condensateur de filtrage et un condensateur tampon. Le circuit de régulation 39 stabilise la tension d'alimentation à une tension relativement faible grâce à un circuit à diode de Zener et résistance, et comprend en sortie, un condensateur de filtrage 3n et un condensateur de découplage. Selon une autre variante plus simple, mais offrant moins de sécurité contre des fraudes, les circuits 4 et 7 peuvent être supprimés, et le circuit 7 peut être remplacé par une source de tension autonome du combiné, telle que piles ou accumulateurs miniatures. Dans la voie de réception R, les signaux de tonalité transmis par le central de rattachement ainsi que les signaux de parole - 8- transmis par l'abonné demandé modulent une porteuse de réception à kHz. La porteuse de réception est obtenue au moyen d'un oscillateur du type Hartley 50 inclus dans le circuit 5 alimenté par le circuit de régulation 39 (Fig.2). Une entrée de filtrage à basse fréquence 51 du circuit 5 reçoit les signaux de tonalité et de parole à travers l'enroulement secondaire 141 du transformateur différentiel 14. Une sortie du circuit 5 est constituée par une bobine de couplage 52 transmettant la porteuse de réception modulée en amplitude vers le combiné 2. Dans le circuit de démodulation d'amplitude 8 (Fig.3) du combiné 1, une bobine de couplage 80 capte la porteuse de réception modulée qui est démodulée dans un circuit de détection 81. Les signaux à basse fréquence détectés par le circuit 81 sont filtrés par un filtre passe-bas 82, puis amplifiés dans un circuit d'amplification 83 ayant pour charge l'écouteur 20. Dans le circuit de modulation d'amplitude 9 (Fig.3), le microphone 21 délivre des signaux de parole à deux étages d'amplification 90 et 91. Les signaux de parole amplifiés sont appliqués à une entrée de filtrage à basse fréquence 92 d'un circuit accordé comprenant un oscillateur du type Hartley 93 délivrant une porteuse de transmission à 250 kHz. Une bobine de couplage 94 en sortie du circuit 9 émet la porteuse de transmission modulée en amplitude par les signaux de parole microphoniques vers une bobine de couplage 60 en entrée du circuit 6 dans la borne fixe 1. Dans le circuit de démodulation d'amplitude 6 (Fig.2), un circuit de détection classique 61 et un filtre passe-bas 62 restituent les signaux de parole microphoniques. Une sortie du circuit de détection 61 est relié à la borne d'entrée 32 de l'unité centrale 3 afin de signaler un couplage magnétique du combiné 2 à la borne 1, c'est-à-dire une téléalimentation des circuits 8 et 9 du combiné par la source 30 via les circuits 4 et 7; comme déjà dit, cette surveillance de la téléalimentation traduisant la présence d'un combiné contre la borne permet de valider la prise de la ligne L1L2 lorsque le bouton 16 est enfoncé au début de l'établissement d'une communication téléphonique. Dans le circuit de démodulation 6, les signaux microphoniques détectés et filtrés sont amplifiés par un amplificateur-suiveur 63 2578 126 -9- comprenant un amplificateur opérationnel alimenté par le circuit de prérégulation de tension 38 avant d'être transmis dans la ligne L1L2 à travers un transformateur d'isolement 64 de rapport égal à l'unité. Comme montré schématiquement à la Fig.4 selon une réalisation préférée, le combiné 2 est constitué par un petit bottier pliant formé par deux demi-bottiers 22 et 23 rabattables l'un sur l'autre grâce à une charnière plastique 24. Lorsque le bottier est fermé, les demi-bottiers 22 et 23 offrent en regard l'écouteur 20 et le microphone 21 à travers des faces internes ajourées. Le bottier contient tous les composants électroniques des circuits 7, 8 et 9 à l'exception des bobines de couplage magnétique 70, 80 et 94 qui sont inclus dans un bloc d'adaptation 25 raccordé à travers un cordon flexible de fils conducteurs de liaison 26. Le bloc d'adaptation 25 contient également un élément magnétique 27. Par ailleurs, la borne fixe 1 présente une face complètement lisse formant, en pratique, une paroi verticale d'une cabine téléphonique publique ou de façade d'un bâtiment. Sur cette paroi est indiqué un cadre" en matière isolante, telle que matière plastique résistante, ayant un pourtour identique à la section du bloc d'adaptation 25 afin que l'usager applique le bloc 25 contre la borne 1. Le bloc 25 est ainsi maintenu grâce à un aimant inclus dans la paroi verticale derrière le cadre et attirant l'élément magnétique 27. L'aimant peut être remplacé par un électro-aimant activé lorsque le bouton 16 est enfoncé. Dans le cadre précité est également inclus le bouton-poussoir 16 constitué par une touche capacitive. Ainsi, dès que le bloc d'adaptation 25 est appliqué contre la borne fixe 1, les bobines 42 et 70, 52 et 80, 60 et 94 sont couplées magnétiquement, et en particulier, le combiné 2 est 3 téléalimenté. L'unité centrale 3 détecte ainsi la présence du combiné par la borne 32 et une demande de prise de ligne par la borne 31 excitée par la touche capacitive 16 faisant office de crochet-commutateur. Le retrait du bloc d'adaptation 25 de la borne fixe 1 débranche le combiné 2 de la source d'alimentation générale 3 30 et remet à la position de repos la touche 16 ce qui ordonne à l'unité 3 une libération de la ligne L1L2 via l'enroulement 171 du relais 17. 2 5 78126 - 10 - Comme montré également à la Fig.4, des touches capacitives 180 du clavier 18 et, de préférence, un afficheur à cristaux liquides 181 relié à l'unité 3 et destiné à afficher les numéros composés affleurent la paroi précitée de la borne 1. La borne 1 n'offre ainsi aucune aspirité et aucun orifice pouvant susciter une quelconque dégradation de la borne 1. 2578 126 - il - R E V E N D I C A T IONS 1 - Appareil téléphonique comprenant une borne fixe (1) reliée à une ligne téléphonique (L1L2) et un combiné téléphonique (2), la borne fixe (1) comprenant des premiers moyens de modulation (5) pour transmettre des premiers signaux de parole de la ligne téléphonique vers le combiné et des premiers moyens de démodulation (6) pour transmettre des seconds signaux de parole du combiné vers la ligne téléphonique, et le combiné (2) comprenant des seconds moyens de démodulation (8) reliés à un écouteur (20) pour les premiers signaux de parole et des seconds moyens de modulation (9) reliés à un microphone (21) pour les seconds signaux de parole, caractérisé en ce que les premiers moyens de modulation (5) et les seconds moyens de démodulation (8) sont reliés par des premiers- moyens de couplage magnétique (52,80), et les seconds moyens de modulation (9) et les premiers moyens de démodulation (6) sont reliés par des seconds moyens de couplage magnétique (94,60). 2 - Appareil téléphonique conforme à. la revendication 1, caractérisé en ce que la borne fixe (1) comprend des moyens (4) pour transmettre une tension d'alimentation continue au combiné (2) à partir d'une source d'alimentation (30) de la borne, et en ce que le combiné (2) comprend des moyens (7) alimentant les seconds moyens de démodulation et de modulation (8,9) pour récupérer ladite tension d'alimentation continue, -et en ce que les moyens pour transmettre et récupérer ladite tension d'alimentation (4,7) sont reliés par des troisièmes moyens de couplage magnétique (42,70). 3 - Appareil téléphonique conforme à la revendication 2, caractérisé en ce que les moyens pour transmettre ladite tension d'alimentation (4) comprennent un oscillateur (40) délivrant une porteuse modulée par ladite tension continue, suivi de préférence par un amplificateur (41), et en ce que les moyens pour récupérer 3 ladite tension d'alimentation (7) comprennent des moyens (71) pour détecter ladite tension continue à partir de la porteuse modulée, suivi par des moyens capacitifs (72). 4 - Appareil téléphonique conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que chacun des moyens de couplage comprend une bobine de couplage (52; 60; 42) disposée derrière une face isolante de la borne fixe (1) et une bobine de 2578 126 - 12 - couplage (80; 94; 70) disposée dans un bloc d'adaptation (25) relié au combiné (2) par un cordon flexible de fils de liaison (26) et applicable contre la borne fixe (1). - Appareil téléphonique conforme à la revendication 4, caractérisé en ce que le bloc d'adaptation (25) est maintenu appliqué contre la borne fixe (1) par un élément magnétique (27) contenu dans le bloc d'adaptation (25) coopérant avec un aimant ou un électro-aimant (160) contenu dans la borne fixe. 6 - Appareil téléphonique conforme à l'une quelconque des 1 revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la borne fixe (1) comprend une touche à contact (16) pour demander sélectivement une prise et une libération de la ligne téléphonique (L1L2) à travers des contacts (11) insérés dans la ligne. 7 - Appareil téléphonique conforme aux revendications 4 et 6, caractérisé en ce que ladite touche (16) est enfoncée lorsque le bloc d'adaptation (25) est appliqué contre la borne fixe (1) en vue de prendre la ligne téléphonique. 8 - Appareil téléphonique conforme à la revendication 2 et à la revendication 6 ou 7, caractérisé en ce que la borne fixe (1) comprend des moyens (3,17) pour commander la prise de la ligne téléphonique (L1L2) en réponse à un enfoncement de ladite touche (16) et à un signal délivré par les premiers moyens de démodulation (9) indiquant une téléalimentation du combiné (2) par la borne fixe (1) à travers les troisièmes moyens de couplage (42,70). 9 - Appareil téléphonique conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que la borne fixe (1) comprend des moyens (19,3,17) pour libérer la ligne téléphonique (L1L2) en réponse à une impulsion de taxe transmise à travers 3 - la ligne téléphonique (L1L2) vers la borne fixe (1).