Brevet FR2652220A1 — publié le 19910322

La présente invention a pour objet un dispositif de numérotation décimale pour appareil raccordé à une ligne téléphonique, comprenant des moyens interrupteurs du cou- rant dans la ligne téléphonique, et des moyens de commande desdits moyens interrupteurs, en réponse au numéro à composer. Un tel dispositif est utilisé notamment dans les téléco- pieurs, mais aussi dans les appareils de télésurveillance, les terminaux télématiques, ainsi que, d'une manière géné- rale, dans tout appareil automatique ou non, raccordé à une ligne téléphonique et qui doit, pour établir une commu- nication, procéder à une numérotation dite "décimale" Dans une numérotation dite décimale, le courant de ligne est modulé en tout ou rien, alors que dans une numérota- tion dite à fréquence vocale, le courant de ligne est modu- lé par un signal dont la fréquence est située dans la gamme 300-3400 H.i Alors que, dans la numérotation à fréquence vocale, on associe une fréquence déterminée à chaque chif- fre du numéro à composer, dans la numérotation décimale on lui associe un nombre déterminé d'impulsions du courant de ligne. Pour un bon fonctionnement de la numérotation décimale, il importe que ces impulsions soient bien calibrées dans le temps, et à fronts nets, c'est-à-dire sans rebonds. Par ailleurs, il est souhaitable que l'appareil qui utilise le dispositif de numérotation soit protégé des surtensions susceptibles de se produire sur la ligne, ne consomme pratiquement aucun courant lorsqu'il est au repos ou lors- qu'il n'est pas alimenté en énergie électrique, et qu'il soit prévu une régulation du courant continu consommé par l'appareil lorsqu'il est en ligne, pour que ce courant conserve une valeur convenable même pour de grandes variations de la tension de ligne résultant des longueurs de ligne très variées rencontrées en pratique. On connaît déjà de tels dispositifs de numérotation décimale, dans lesquels les moyens interrupteurs compren- nent un relais électromagnétique. Toutefois, les qualités requises pour les impulsions et leurs fronts imposent des relais de qualité, donc coûteux. De plus, ces relais sont volumineux et de durée de vie relativement limitée, du fait de l'usure de leurs contacts. On connaît aussi des dispositifs mettant en oeuvre des interrupteurs électroniques qui engendrent des impulsions bien maîtrisées. Cependant, la tension sur la ligne pou- vant atteindre des valeurs de l'ordre de 300 V, par exem- ple en cas de surtension liée à un foudroiement et écrêtée par un dispositif approprié, il est nécessaire de prévoir des montages supportant de telles surtensions. Cette contrainte, ainsi que celles mentionnées ci-dessus, rend ces dispositifs complexes, fragiles et coûteux. La présente invention vise à pallier les inconvénients précédents, en procurant notamment un dispositif de numéro- tation dans lequel le nombre de relais utilisé soit réduit, et qui soit simple, peu coûteux, peu encombrant et robuste, tout en procurant une numérotation de bonne qualité, c'est-à-dire sans mode transitoire et avec des paramètres de numérotation précis. A cet effet, elle a pour objet un dispositif du type dé- fini ci-dessus, caractérisé par le fait que les moyens interrupteurs comprennent un photocoupleur dont l'entrée est reliée auxdits moyens de commande et dont la sortie est reliée à l'électrode de commande d'un transistor inséré dans ladite ligne téléphonique, la tension de claquage dudit transistor étant compatible avec les surtensions susceptibles d'être induites sur ladite ligne téléphonique. Dans le dispositif de l'invention, le photocoupleur procure l'isolement galvanique qui protège les circuits disposés en amont de son entrée, sans avoir à supporter les surten- sions induites sur la ligne, cette fonction étant dévolue au transistor. Le dispositif de l'invention ne nécessite donc qu'un photocoupleur de performances ordinaires, donc d'un prix de revient faible. Avantageusement, ledit transistor est un transistor MOS. Ceci permet de réduire encore le prix de revient du dispo- sitif car il existe des transistors MOS à tension de cla- quage élevée et dont le coat est particulièrement faible. Avantageusement encore, il est prévu des moyens régulateurs de courant continu, insérés en série avec ledit transistor dans ladite ligne téléphonique, et des moyens pour rendre ledit transistor passant lorsqu'une communication télépho- nique est établie. Dans ce cas, il n'est pas nécessaire de prévoir un relais spécialement destiné à la mise en service des moyens de régulation du courant continu pendant la communication proprement dite, car la chute de tension aux bornes du transistor rendu passant reste faible et n'influence pas de façon notable le bon fonctionnement des moyens régula- teurs du courant continu. Avantageusement encore, il est prévu, entre ladite ligne téléphonique et ledit transistor, un relais pour isoler ladite ligne téléphonique lorsque ledit appareil est au repos et lorsqu'il n'est pas alimenté en énergie électrique. Dans ces situations, aucun courant résiduel ne parcourt la ligne téléphonique. Avantageusement encore, il est prévu des moyens pour augmenter la valeur, en régime alternatif, de l'impédance présentée à ladite ligne téléphonique par ledit transistor, lorsqu'une communication téléphonique est établie. Dans ce cas, le transistor ne provoque aucune atténuation notable du signal alternatif utile pendant la communication. De préférence, lesdits moyens d'augmentation comprennent un condensateur et des moyens pour refermer l'entrée de commande du transistor sur ledit condensateur lorsqu'une communication téléphonique est établie. La présente invention sera mieux comprise à la lecture de la description suivante de la forme de réalisation préférée du dispositif de l'invention, faite en se référant aux dessins annexés, sur lesquels: - la fig. 1 est un schéma simplifié d4un dispositif de numé- rotation selon l'invention, - la fig. 2 est un schéma équivalent au schéma de la fig. 1, valable pendant la prise de ligne et la numérotation, et, la fig. 3 est un schéma équivalent du schéma de la fig.l, valable pendant une communication téléphonique. 3o En se référant à la figure 1, un dispositif de numérotation pour un appareil automatique raccordé à une ligne télépho- nique est maintenant décrit. L'appareil dont il s'agit est par exemple un télécopieur. Dans un souci de simplification, les organes connus du télécopieur, et dont la description n'est pas nécessaire a la compréhension de l'invention n'ont pas été représen- tés sur la figure 1. Comme le montre la figure 1, la ligne téléphonique à la- quelle est raccordé l'appareil, ligne portant la référence 1, est reliée à un circuit 3 de redressement par l'inter- médiaire d'un relais double 2. Le relais double 2 comprend ici deux commutateurs qui relient chacun un des deux conducteurs de la ligne 1 soit au circuit de redressement 3, soit à un poste téléphonique conventionnel 4. La position de repos mécanique du relais double 2 correspond à l'isolation entre la ligne 1 et le circuit de redressement 3-, la ligne i étant alors reliée au poste 4. Le circuit de redressement 3 est du type connu comprenant quatre diodes. La tension de ligne redressée est disponible entre un conducteur 51 et un conducteur 52, le potentiel du conducteur 51 étant toujours supérieur au potentiel du conducteur 52. Le drain d'un transistor a effet de champ 6, de type MOS à canal N, est relié au conducteur 51, tandis que sa source est reliée au conducteur 52 par l'intermédiaire, ici, d'un ensemble comprenant une résistance 71 à coefficient de température positif (CTP), et une résistance conventionnel- le 72. Le transistor MOS 6 est choisi pour avoir une ten- sion de claquage drain-source relativement élevée, compa- tible avec les surtensions susceptibles d'être induites sur la ligne 1. Ici, les crêtes de la tension continue de ligne, entre les conducteurs 51 et 52, atteignent 200 V en présence de sonnerie, et de ltordre de 300 V en cas de surtension écrêtée par un parafoudre non représenté sur la figure 1. Il faut alors que le transistor MOS ait une tension de claquage supérieure à 300 V. La résistance CTP 71 est ici le modèle commercialisé par la société RTC sous la référence TPJ, la résistance 72 ayant une valeur de 750g l À L'électrode de commande, ici la grille, du transistor MOS 6 est polarisée par un pont de deux résistances 61 et 62 disposé entre les conducteurs 51 et 52. La résistance 61, reliée au conducteur 51, vaut ici 560 k Q et la résistance 62, reliée au conducteur 52, vaut 1 MJl. La sortie d'un photocoupleur 8 est reliée à l'entrée de commande grille-source du transistor MOS 6. Le conducteur 51 est relié par l'intermédiaire d'un con- densateur de liaison 91, à une extrémité d'un enroulement primaire d'un transformeteur d'isolement 92. L'autre extré- mité de cet enroulement primaire est reliée d'une part par l'intermédiaire d'un condensateur 63, d'ici 10 nF, à la grille du transistor NOS 6, et d'autre part par l'inter- médiaire d'un relais 93 au conducteur 52. L'enroulement secondaire du transformateur d'isolement 92 est relié à un modem 10, lui-même relié aux circuits non représentés du télécopieur. Un circuit de commande 11, également relié aux circuits non représentés du télécopieur, est pourvu de trois sorties reliées respectivement à l'entrée de commande du relais 2, à l'entrée de commande du relais 93, et à l'entrée du photocoupleur 8. Le photocoupleur 8 est ici du type courant qui comprend, à l'entrée, une diode électroluminescente 81, qui agit sur un phototransistor de sortie 82. La sortie du photocoupleur 8 est prise entre l'émetteur et le collecteur du photo- transistor 82, qui/ présente une tension de claquage de valeur courante, par exemple, de l'ordre de 50 V. Le dispositif qui vient d'être décrit fonctionne comme suit. Lorsque le télécopieur est au repos, o lorsqu'til nt'est pas alimenté en énergie électrique, le circuit de commande Il ntenvoie aucun signal vers le relais double 2 et celui- ci reste dans sa position de repos mécanique o le télé- copieur se trouve isolé, la ligne l étant reliée ici au poste téléphonique 4, ce qui assure le respect des condi- tions d'isolation imposées lorsque le télécopieur est au repos ou non alimenté en énergie électrique. Lorsque le télécopieur doit prendre la ligne téléphonique 1, le circuit de commande ll commande le relais 2 afin que la ligne 1 se trouve reliée au circuit de redressement 3, le relais 93 afin qu'il soit ouvert, et le photocoupleur 8 afin que le phototransistor 82 se comporte comme un circuit ouvert. La grille du transistor MOS 6 est alors polarisée par le pont de résistances 61 et 62, ce qui rend ce transistor 6 passant. Il en résulte que tout se passe comme si le circuit de redressement 3 était chargé par la résistance CTP 71 en parallèle avec la résistance 72. Le courant continu de ligne s'établit donc et se trouve régulé, de façon connue,par la résistance CTP 71, afin d'avoir une valeur correcte quelle que soit, notamment, la lon- gueur de la ligne 1. En effet, la faible chute de tension entre la source et le drain du transistor MOS 6, de l'ordre de quelques volts, ne perturbe pas de façon notable, le fonctionnement de l'ensemble des résistances 71 et 72 en parallèle, ensemble disposé en série avec le transistor MOS 6. Après la prise de ligne qui vient d'être décrite, il est procédé à la numérotation. Celle-ci, de type décimal comme cela a déjà été mentionné, est commandée par le circuit de commande ll qui maintient le relais 2 dans l'état o la ligne 1 est reliée au circuit de redressement 3 et le O10 relais 93 dans l'état ouvert, et qui commande l'entrée du photocoupleur 8 afin de rendre le phototransistor 82 alter- nativement passant et bloqué. Il en résulte que le tran- sistor MOS 6 est alternativement bloqué et passant, ce qui provoque des interruptiâns du courant de ligne. Le circuit de commande ll est agencé pour que les impulsions résul- tantes du courant aient les caractéristiques requises, notamment en ce qui concerne leurs formes, temps de montée, et temps de descente. Du fait que le relais 93 reste ouvert, les impédances réactives des condensateurs 91 et 63, ainsi que de l'enrou- lement primaire du transformateur d'isolement 92 restent sans influence pendant la phase de numérotation, et ne risquent donc pas de déformer les fronts des impulsions de numérotation. Par ailleurs, en phase numérotation, le photocoupleur 8 n'est soumis à aucune tension élevée. Lors- que le phototransistor 82 est bloqué, le transistor MOS 6 est passant et maintient sa tension grille-source à quelques volts, et lorsque le phototransistor 82 est passant, le transistor MOS 6 est bloqué et supporte l'intégralité des surtensions. De plus, comme pendant la numérotation, les exigences sur le courant résiduel pendant les interruptions de courant sont moins sévères qu'au repos, les résistances de polarisation 61 et 62 ont des valeurs raisonnables. La figure 2 montre un schéma équivalent au dispositif de la figure 1, valable pendant la prise de ligne et pendant la numérotation. Sur la figure 2, le transistor MOS 6 a été remplacé par un interrupteur noté 6', commandé par le circuit de commande 11, par l'intermédiaire du photocou- pleur-8, non représenté sur la figure 2. Lorsque la numérotation a été effectuée et que la commu- nication est établie, le circuit de commande ll maintient le relais 2 dans l'état o la ligne 1 est reliée au cir- cuit de redressement 3, et commande la fermeture du relais 93. Par ailleurs, le circuit de commande n'envoie aucune tension à l'entrée du photocoupleur 8, ce qui maintient le transistor MOS 6 à l'état passant. De façon connue, pendant la communication la tension sur la ligne est égale à une tension continue à laquelle est superposée une tension alternative qui porte les informa- tions utiles. En continu, le comportement du dispositif est le même que lors de la prise de ligne, du fait des condensateurs 91 et 63. Il y a donc régulation du courant continu de ligne par la résistance CTP 71 associée à la résistance 72. Par contre, la composante alternative du courant de ligne se referme du conducteur 51 au conducteur 52 en passant par le condensateur 91 et l'enroulement primaire du transfor- mateur d'isolement 92, du fait que le relais 93 est fermé. Ceci permet à la composante utile, dans la gamme 300-3400 H, de passer par le modem 10 vers les circuits de traitement du télécopieur. Du fait que le relais 93 est fermé, l'entrée de commande du transistor MOS 6, c'est-à-dire son circuit source-grille, est refermée sur le condensateur 63. Par effet Miller, la présence de ce condensateur 63 ramène, dans le circuit drain-source une inductance d'une valeur de l'ordre du Henry. Il en résulte une augmentation, à une valeur grande devant celle de l'impédance de la ligne et du modem, ici égale à 600pf-, de l'impédance présentée à la ligne par le transistor MOS 6. Ainsi, le transistor MOS 6 isole, en alternatif, l'ensemble formé par la résistance CTP 71 et la résistance 72, de façon à ce que la totalité du courant alternatif utile passe dans l'enroulement primaire du transformateur d'isolement 92. Tout affaiblissement du signal alternatif utile est donc ainsi évité. La figure 3 représente un schéma équivalent en régime alternatif, pendant la communication proprement dite, du dispositif de l'invention. Sur la figure 3, le transistor MOS 6 est représenté sous forme d'une indictance 6". Naturellement, la présente invention n'est pas limitée à la description qui vient d'être faite. Par exemple, s'il est avantageux d'utiliser un transistor à effet de champ de type MOS, car il existe des composants de ce type d'un coft modeste et ayant une tension de claquage élevée, ceci n'est pas obligatoire, et on pourrait utiliser tout autre type de transistor ayant une tension de claquage compatible avec les surtensions induites sur la ligne. 1l Revendications 1. Dispositif de numérotation décimale pour appareil raccordé à une ligne téléphonique (1) comprenant des moyens interrupteurs (6, 8) du courant dans la ligne télé- phonique (1) et des moyens de commande (11) desdits moyens interrupteurs (6, 8) en réponse au numéro à composer, dispositif caractérisé par le fait que lesdits moyens interrupteurs comprennent un photocoupleur (8) dont l'en- trée est reliée auxdits moyens de commande (11) et dont la sortie est reliée à l'électrode de commande d'un transis- tor (6) inséré dans ladite ligne téléphonique (1), la tension de claquage dudit transistor étant compatible avec les surtensions susceptibles d'Utre induites dans ladite ligne téléphonique (1). 2. Dispositif selon la revendication 1, dans lequel ledit transistor est un transistor MOS. 3. Dispositif selon l'une des revendications 1 ou 2, dans lequel il est prévu des moyens régulateurs de courant continu (71, 72), insérés en série avec ledit transistor (6) dans ladite ligne téléphonique (1), et des moyens (11) pour rendre ledit transistor passant lorsqu'une communi- cation téléphonique est établie. 4. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, dans lequel il est prévu, entre ladite ligne téléphonique (1) et ledit transistor (6), un relais (2) pour isoler ladite ligne téléphonique (1) lorsque ledit appareil est au repos et lorsqu'il n'est pas alimenté en énergie électrique. 5. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 4, dans lequel il est prévu des moyens (il, 63, 93) pour augmenter la valeur, en régime alternatif, de l'impédance présentée a ladite ligne téléphonique (1) par ledit transistor (6), lorsqu'une communication téléphonique est établie. 6. Dispositif selon la revendication 5, dans lequel les- i dits moyens d'augmentation comprennent un condensateur (63) et des moyens (11, 93) pour refermer l'entrée de commande dudit transistor (6) sur ledit condensateur (63) lorsqu'une communication téléphonique est établie.