Brevet FR2684259A1 — publié le 19930528

SYSTEME DE COMMUTATION DE COMPOSANTS ANALOGIQUES SUR UN DISPOSITIF CENTRAL La présente invention concerne un système de commutation de composants analogiques sur un dispositif central. Tout naturellement, les systèmes de ce type de l'art antérieur sont des systèmes centralisés structurés autour d'un commutateur classique N (quand il y a n composants à commuter) voies vers une, lesdites N voies étant reliées aux N composants par N liaisons distinctes et ladite une voie, au dispositif central, un organe étant prévu, par exemple un processeur, pour la commande du commutateur. L'application, de laquelle est partie la demanderesse pour proposer son invention, est la radiotéléphonie, dans laquelle le dispositif central, analogique, est un radiotéléphone, en l'espèce pour véhicule, et les composants, ou sources, sont, par exemple, une pluralité de microphones, dont des microphones de combiné et un microphone dit "mains libres". L'inconvénient du système à commutateur réside dans sa centralisation et sa rigidité, les liaisons, en nombre égal à celui des sources, devant être prédéterminées à la conception, sans évolution ultérieure possible. La présente demande vise donc à proposer un système de commutation sans cet inconvénient. A cet effet, la présente demande concerne un système de commutation un à un de composants analogiques sur un dispositif central comprenant des moyens de commande de la commutation, système caractérisé par le fait qu'il comporte un bus analogique relié au dispositif central, -2 - chaque composant à commuter est associé à des moyens de liaison agencés pour relier le composant au bus analogique sous l'action des moyens de commande, qui sont des moyens logiques, et par l'intermédiaire d'un bus logique. L'avantage du système de l'invention est évident Grâce aux moyens de liaison, qui ne relient leurs composants associés que sur commande, et par l'intermédiaire desquels est ainsi assurée la commutation, la sortie des composants peut présenter une haute impédance (liaison ouverte) et en tout point du bus analogique et à tout moment peut donc être relié un composant, et un seul. Avantageusement, les moyens de liaison de chaque composant, de préférence un interrupteur relié au composant par un amplificateur, sont contrôlés par un microcontrôleur connecté au bus logique qui est un bus I 2 c Le système I 2 C, bien connu maintenant de l'homme du métier, est constitué de composants reliés entre eux par des bus de données et d'horloge particuliers et entre lesquels les échanges s'effectuent selon un protocole également particulier, les particularités de ces bus et de ce protocole étant celles qui sont clairement définies dans le document EP-A-O 051 332 Le système I 2 C a été inventé et mis au point par la Société N V. Philips'Gloeilampenfabrieken et compte-tenu de la description qui en est donnée dans ce document, on renverra purement et simplement ici le lecteur de la présente demande à ce document. Dans le cas o le bus analogique aurait une grande longueur, plutôt que d'augmenter le gain en puissance des amplificateurs de composant, qui serait une solution -3 - lourde, on préfère disposer sur le bus au moins un amplificateur à commande d'impédance de sortie, c'est-à- dire agencé pour pouvoir présenter une basse ou une haute impédance de sortie, évitant ainsi tout conflit. Dans ce même cas toujours, l'amplificateur de bus est de préférence connecté de façon transparente, isolé du bus logique de commande, c'està-dire sans altération de la connectique et de la logique de commande du système. Ainsi, dans la forme de réalisation préférée du système de l'invention, chaque composant à commuter comprend un générateur BF polarisé sous une tension continue déterminée et l'amplificateur de bus est relié, en sortie, à un interrupteur et, en entrée, à un circuit de détection de la composante de tension continue du bus analogique et de contrôle de l'interrupteur pour, quand tous les composants présentent au bus analogique une haute impédance, laisser l'amplificateur de bus en haute impédance, son interrupteur ouvert et, quand un des composants présente une basse impédance, forcer l'amplificateur de bus dans l'état basse impédance, son interrupteur fermé. Plus généralement, l'amplificateur de bus est associé à un circuit agencé pour transmettre l'état d'impédance présenté au bus analogique par les composants à commuter et c'est dans ce sens que sa connexion est transparente. Plus généralement encore, l'amplificateur de bus est associé à un circuit de commande automatique de son impédance de sortie. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description suivante de plusieurs formes de réalisation 4 - du système de commutation de l'invention, en référence au dessin en annexe, sur lequel: la figure 1 représente schématiquement le système avec un bus analogique "court"; la figure 2 représente une partie du système avec un bus analogique "long" et la figure 3 représente une variante de réalisation de la partie de système de la figure 2. Le système de la figure 1 a pour fonction de commuter un à un des composants 1,2 (il peut naturellement y en avoir plus) à un dispositif central 3, en l'occurrence des microphones 1,2, l'un d'un combiné, l'autre dit "mains libres", aux circuits analogiques 4 d'un appareil radiotéléphone 3 équipant un véhicule automobile La commutation s'effectue par l'intermédiaire d'un bus analogique 5, relativement court, relié aux circuits analogiques 4 de l'appareil 3, d'un bus logique 6, en l'espèce un bus I 2 C, relié à un processeur de commande et de gestion 7 de l'appareil 3 et de circuits 8,9, identiques, respectivement associés aux microphones 1,2. Chaque circuit de microphone comprend un interrupteur , un amplificateur 11, interconnecté entre le microphone et l'interrupteur 10, et un microcontrôleur 12, relié au bus logique 6 et contrôlant l'interrupteur 10 Interrupteur 10 ouvert, un microphone présente donc au bus analogique 5 une haute impédance; interrupteur fermé, il présente une basse impédance Sous réserve qu'aucun autre microphone ne soit connecté au bus analogique 5, tout microphone peut à tout moment et en tout point, à l'initiative de son opérateur et par l'intermédiaire du microcontrôleur associé 12, du bus -5 - logique 6 et du processeur central 7 de l'appareil 3, être relié, quasiment intelligemment, au bus analogique 5. Dans la forme de réalisation de la figure 2, chaque microphone comporte un générateur basse fréquence (BF) 13 polarisé sous une tension continue déterminée V 11 d'une part, et le bus analogique 5 ' est de relativement grande longueur, d'autre part Le bus 5 ' comporte donc une pluralité d'amplificateurs de bus, ou de ligne, 14 à impédance de sortie commandée automatiquement par un circuit 15. Un amplificateur de ligne 14 est branché sur le bus 5 ' en série avec un interrupteur 16 relié à sa sortie Son entrée est reliée à une extrémité d'une résistance 17, de valeur R très grande par rapport à celle r de l'impédance interne de sortie des amplificateurs de ligne 14 et de microphone 11, ainsi qu'à un filtre 18 de détection de la composante de tension continue du bus analogique 5 ' L'autre extrémité de la résistance 17 est soumise à une tension de polarisation continue déterminée V 3 La sortie du filtre 18 est reçue sur une des deux entrées d'un comparateur 19 dont l'autre entrée reçoit une tension de seuil continue déterminée V 2. comprise entre V 1 et V 3 La sortie du comparateur 19 contrôle l'interrupteur 16. L'actionnement de l'interrupteur 16, qui permet au bus 5 ' de conserver son aptitude à recevoir à tout moment et en tout point un composant microphone, est contrôlé de façon automatique, en restant isolé du bus logique 6 et du processeur 7. -6 - -3 Si la tension sur le bus 5 ' est VI, c'est qu'au moins l'un des composants microphones présente une basse impédance et est connecté au bus Comme R >> r, le comparateur 19 reçoit V 1 et V 2 sur ces deux entrées. Comme dans cet état du bus, l'interrupteur 16 doit être fermé, l'inégalité suivante doit être satisfaite V 2 Si aucun des composants microphones n'est connecté au bus, le comparateur 19 reçoit V 3 et V 2 sur ces deux entrées Comme dans cet état, l'interrupteur 16 doit rester ouvert, l'inégalité suivante doit être satisfaite V 3 Les tensions V 1, V 2, V 3 satisfont donc à la double inégalité V 3 Comme valeur préférée de V 3, on considérera la valeur nulle. -3 > V 1 Si la tension sur le bus 5 ' est V 1, le comparateur 19, comme précédemment, reçoit V 1 et V 2 Mais contrairement au cas précédent, l'interrupteur doit rester fermé et l'inégalité suivante doit être satisfaite V 2 > V 1 Si le comparateur 19 reçoit V 3 et V 2, l'interrupteur 16 doit être ouvert et l'inégalité suivante doit être -7- satisfaite V 3 > V 2 Les tensions V 11 V 2, V 3 satisfont donc à la double inégalité. V 3 > V 2 > V 1 Dans les deux cas, le circuit 15 de commande automatique de l'impédance de sortie de l'amplificateur de bus 14 transmet l'état d'impédance, bas ou haut, de l'ensemble des composants microphones. La forme de réalisation de la figure 3 se distingue de celle de la figure 2 par le fait que le circuit 15 ' de commande d'impédance de sortie de l'amplificateur de bus 14 comporte ici un comparateur 19 ' supplémentaire avec une tension de seuil V'2 correspondant à une tension V'1 de polarisation d'un générateur BF microphone 13 ' différente des autres V 1, pour contrôler un commutateur 20 et commuter la portion aval du bus 5 ', entre l'amplificateur 14 et l'appareil 3, du composant microphone 13 ' polarisé sous V'1 sur un autre composant microphone 21, extérieur à l'ensemble des composants à commuter Il peut ainsi s'agir de substituer, à un microphone "mains libres" d'un radiotéléphone, un microphone de voiture, fixe et de bien meilleure qualité. A titre d'exemple, on peut polariser le microphone de combiné sous 1,5 V et le microphone "mains libres" sous 2 V Dès que la tension 2 V est détectée par le comparateur 19 ' à tension de seuil, par exemple, de 1,7 V, l'interrupteur 20 bascule la portion de bus 'aval sur le microphone 21. -8 - Il peut ainsi être transmis plusieurs nuances de l'état basse impédance, autant qu'il y a de valeurs de tension de polarisation de générateur BF et de comparateurs connectés à la sortie du filtre 18. -9 - REVENDICATIONS 1 Système de commutation un à un de composants analogiques ( 1,2) sur un dispositif central ( 3) comprenant des moyens ( 7) de commande de la commutation, système caractérisé par le fait qu'il comporte un bus analogique ( 5; 5 ')relié au dispositif central ( 3), chaque composant à commuter est associé à des moyens de liaison ( 10) agencés pour relier le composant ( 1,2) au bus analogique ( 5) sous l'action des moyens de commande, qui sont des moyens logiques ( 7), et par l'intermédiaire d'un bus logique ( 6). 2 Système selon la revendication 1, dans lequel les moyens de liaison comprennent un interrupteur ( 10) relié au composant par un amplificateur ( 11). 3 Système selon la revendication 2, dans lequel l'interrupteur ( 10) est contrôlé par un microcontrôleur ( 12) connecté au bus logique ( 6). 4 Système selon l'une des revendications 1 à 3, dans lequel le bus analogique ( 5 ') a une grande longueur et il est prévu au moins un amplificateur de bus ( 14) à commande d'impédance de sortie ( 15). Système selon la revendication 4, dans lequel il est prévu un circuit ( 15) de commande automatique de l'impédance de sortie de l'amplificateur de bus ( 14). 6 Système selon la revendication 5, dans lequel le circuit de commande ( 15) est agencé pour transmettre l'état d'impédance présenté au bus analogique ( 5 ') par les composants à commuter. -10- 7 Système selon l'une des revendications 4 à 6, dans lequel les composants à commuter comprennent un générateur BF ( 13; 13 ') polarisé sous une tension continue déterminée et l'amplificateur de bus ( 14) est relié, en sortie, à un interrupteur ( 16) et, en entrée, à un circuit ( 17-19) de détection de la composante de tension continue du bus analogique ( 5 ') et de contrôle de l'interrupteur ( 16). 8 Système selon la revendication 7, dans lequel le circuit de détection et de contrôle comporte une résistance d'entrée ( 17), polarisée par une tension continue déterminée, et au moins un comparateur ( 19) à tension de seuil comprise entre les tensions de polarisation des générateurs BF ( 13; 13 ')etla tension de polarisation de la résistance d'entrée ( 17). 9 Système selon la revendication 8, dans lequel il est prévu au moins un générateur BF de composant ( 13 ') à commuter qui est polarisé sous une tension continue différente de celle des autres et le circuit de détection et de contrôle comporte au moins un comparateur supplémentaire ( 19 ') à tension de seuil correspondant à ladite tension de polarisation différente, pour contrôler un commutateur ( 20) et commuter la portion du bus ( 5 '), entre l'amplificateur de bus ( 14) et le dispositif central ( 3), du composant ( 13 ') à polarisation différente sur un autre composant ( 21) extérieur à l'ensemble des composants à commuter. Système selon la revendication 9, dans lequel il est prévu un circuit ( 15 ') de commande automatique de l'impédance de sortie de l'amplificateur de bus ( 14) agencé pour transmettre une pluralité de nuances de -11- l'état de basse impédance présenté au bus analogique ( 5 ') par les composants à commuter.