Brevet FR2735314A1 — publié le 19961213

La présente invention concerne des circuits d'interface pour lignes téléphoniques. Un poste téléphonique connecté à une ligne téléphonique doit, de façon générale, présenter certaines caractéristiques en courant continu et une impédance définie en courant alternatif dans la bande de signaux associée à la ligne téléphonique. Les caractéristiques en courant continu et les spécifications d'impédance en courant alternatif diffèrent d'un système téléphonique à un autre, si bien qu'il existe des exigences différentes dans des pays différents. Les tensions présentes sur une ligne téléphonique peuvent aller jusqu'à 50 V. Ceci est trop élevé pour un circuit intégré du type CMOS, lequel ne peut traiter, de façon générale, qu'une tension maximale de 5 V. Par conséquent, si un circuit intégré du type CMOS doit être utilisé dans un poste téléphonique, il faut des composants externes pour faire fonction d'interface entre le circuit intégré et la ligne téléphonique. De plus, avec les circuits CMOS, dans le cas où un courant relativement élevé doit passer, il faut utiliser un transistor relativement grand, qui utilise une grande quantité de silicium et augmente par conséquent la taille et le coût du circuit intégré. L'invention propose donc un circuit d'interface pour ligne téléphonique destiné à faire fonction d'interface entre une ligne téléphonique et des circuits téléphoniques alimentés par la ligne, comprenant: une première partie destinée à présenter, vis-à-vis de la ligne téléphonique, des caractéristiques prédéterminées d'impédance, de courant et de tension; et une partie régulateur série qui est couplée de façon à recevoir du courant de la ligne et qui possède une borne de sortie servant à fournir une tension de sortie régulée comme tension d'alimentation de la première partie et des circuits téléphoniques alimentés par la ligne, de sorte que le courant tiré de la ligne est partagé entre la première partie et le régulateur série. Le régulateur série comprend de préférence un amplificateur opérationnel qui est couplé de façon à recevoir sur sa première entrée une tension de référence et, sur sa deuxième entrée, une tension dérivée de la tension de sortie régulée, et dont la sortie est couplée à la borne de sortie de la partie régulateur série. De préférence, un diviseur de tension définit la tension appliquée à la deuxième entrée de l'amplificateur opérationnel. De préférence, le diviseur de tension est programmable et produit, sur la deuxième entrée de l'amplificateur opérationnel, une tension pouvant être sélectionnée, afin qu'on puisse sélectionner la tension de sortie régulée en fonction des caractéristiques en courant continu de la ligne. La description suivante, conçue à titre d'illustration de l'invention, vise à permettre une meilleure compréhension de ses caractéristiques et avantages; elle s'appuie sur la figure unique, qui présente un mode de réalisation préféré d'un circuit d'interface pour ligne téléphonique selon l'invention. Sur la figure unique, est présenté un circuit 10 d'interface pour ligne téléphonique, qui comprend un circuit redresseur 15, un circuit d'adaptation 20, un circuit d'alimentation électrique 30 et un circuit de programmation 40, qui vont tous être décrits ci-après. Le circuit redresseur 15 est couplé à des bornes de ligne 11 et 12, servant à recevoir un signal téléphonique en courant alternatif (indiqué par la flèche 13) de la part d'une ligne téléphonique bifilaire d'un réseau téléphonique. Le circuit redresseur 15 produit un signal de sortie redressé (courant continu) respectivement sur des premier et deuxième trajets de signaux 16 et 17. Le premier trajet de signaux 16 est couplé à une première borne de sortie 50 via un circuit diviseur de tension qui comprend des première et deuxième résistances 52 et 53 et un condensateur 54, de sorte que la première borne de sortie 50 est couplée de façon à recevoir un signal divisé en tension de la part du premier trajet de signaux 16. Le circuit diviseur de tension est donc destiné à extraire un signal téléphonique des premier et deuxième trajets de signaux 16 et 17 respectifs. Le deuxième trajet de signaux 17 est directement couplé à une deuxième borne de sortie 51. De cette manière, les première et deuxième bomes de sortie 50 et 51 produisent respectivement une tension de sortie, comme indiqué par la flèche 55. Le circuit d'adaptation 20 comprend un amplificateur de transconductance 21 ayant des première et deuxième bornes d'entrée et une borne de sortie. Un circuit diviseur de tension, composé de résistances 22 et 23 et d'un condensateur 24, est couplé sur les premier et deuxième trajets de signaux 16 et 17 respectifs. La première borne d'entrée de l'amplificateur 21 est couplée à un point de division de tension du circuit diviseur de tension, de façon à recevoir une partie divisée du signal de sortie redressé venant du circuit redresseur 15. La première bome de l'amplificateur 21 est également couplée à une source de courant 25, qui sera décrite plus complètement ci-après. La deuxième borne d'entrée de l'amplificateur 21 est couplée à une référence de tension 26, et sa borne de sortie est couplée à la borne de base d'un transistor 27. La borne d'émetteur du transistor 27 est couplée au premier trajet de signaux 16 venant du circuit redresseur 15, et la borne de collecteur du transistor 27 est couplée à un noeud de mise à la masse et, via une résistance de faible valeur 28, au deuxième trajet de signaux 17 venant du circuit redresseur 15. Le circuit d'alimentation électrique 30 comprend un premier transistor31, possédant une borne d'émetteur connectée au premier trajet de signaux 16, une borne de collecteur connectée au noeud de mise à la masse du circuit d'adaptation 20 via un condensateur 32, et une borne de base. Un circuit diviseur de tension formé de résistances 33 et 34 est également connecté à la borne de collecteur du premier transistor31, afin de constituer un point de division de tension. Un amplificateur de transconductance 35 possède une première borne d'entrée couplée au point de division de tension se trouvant entre les résistances 33 et 34, une deuxième borne d'entrée couplée à une référence de tension 36, et une borne de sortie couplée à la borne de base d'un deuxième transistor 37. La borne de collecteur du transistor 37 est connectée à la borne de base du transistor 31 et la borne d'émetteur du transistor 37 est connectée à la masse. Le circuit de programmation 40 comprend un premier amplificateur 41, possédant une borne d'entrée couplée au deuxième trajet de signaux 17 et une borne de sortie. Un deuxième amplificateur 42 possède une première borne d'entrée couplée à la bome de sortie du premier amplificateur 41, une deuxième borne d'entrée et une borne de sortie, qui sont couplées l'une à l'autre de façon à former un trajet de réaction. Dans cette configuration, le deuxième amplifica tueur 42 joue le rôle d'un filtre du premier ordre, présentant une fréquence de coupure de 10 kHz, servant à éliminer les signaux de courant alternatif de fréquence supérieure à 10 kHz. Un convertisseur analogique-numérique (ADC) 43 possède une borne d'entrée couplée à la borne de sortie du deuxième amplificateur 42, une première bome de sortie 45 et une deuxième borne de sortie. Un convertisseur numériqueanalogique (DAC) 44 possède une première bome d'entrée 46, une deuxième borne d'entrée couplée à la deuxième bome de sortie du convertisseur analogiquenumérique 43, et une borne de sortie couplée à la première borne d'entrée de l'amplificateur 21 du circuit d'adaptation via la source de courant 25. En fonctionnement, le circuit 10 d'interface pour ligne téléphonique effectue un certain nombre de fonctions. Une première fonction consiste à présenter, pour la ligne téléphonique, une caractéristique en courant continu programmable, qui est exécutée par le circuit d'impédance 20. La caractéristique en courant continu est la relation entre la tension de ligne en courant continu, soit VL, mesurée entre les bornes de ligne 1 1 et 12 et le courant de ligne, soit IL. Dans le circuit 10 d'interface pour ligne téléphonique, le courant de ligne IL est partagé entre les transistors 27 et 31, puis circule dans la résistance de faible valeur 28, pour revenir au circuit redresseur 15. La caractéristique en courant continu est donnée par: VL = 2VD + VREF1 + Z0.IK + RE1.IL où 2VD est la chute de tension dans le circuit redresseur 15, Zo est l'impédance de la résistance 22, IK est l'intensité de la source de courant 25, et VREF1 est la tension de référence 26. IK est l'intensité de la source de courant programmable produite par le circuit de programmation 40. Le premier amplificateur 41 du circuit de programmation 40 mesure la tension passant dans la résistance de faible valeur 28 et décale celle-ci au-dessus de la tension de la masse afin d'obtenir une tension positive supérieure à la tension de masse (la tension étant négative sous la résistance de faible valeur 28). Le deuxième amplificateur 42 présente une fréquence de coupure valant sensiblement 10 kHz, et sert à filtrer la tension présente sur la sortie de l'amplificateur 41 afin d'éliminer les composantes de hautes fréquences du signal de courant alternatif (les fréquences supérieures à environ 10 kHz). Le convertisseur analogique-numérique 43 convertit la tension présente sur la sortie du deuxième amplificateur 42 en un bloc de données de 5 bits. Lorsque le courant de ligne continu passe dans la résistance de faible valeur 28, la tension présente sur la sortie du deuxième amplificateur 42 est une image du courant de ligne, et les 5 bits de données représentent sous forme numérique la valeur du courant de ligne IL. Cette valeur numérique du courant de ligne IL peut être lue par un microrégisseur, qui peut programmer la caractéristique de courant continu en programmant IK. Cette valeur numérique du courant de ligne IL parvient aussi au convertisseur numérique-analogique 44, qui produit IK: IK = K.IL + IS où K et IS sont des paramètres programmés sous la forme de deux blocs de données de 4 bits venant du microrégisseur via l'entrée 46. Ainsi, le convertisseur numérique-analogique 44 reçoit la valeur numérique du courant de ligne IL, ainsi que deux blocs de données de 4 bits qui programment K et IS, et il produit un signal de sortie correspondant à la valeur analogique de la source de courant IK. La caractéristique de courant continu devient: VL = 2VD + VREF1 + Z0.IS + (RE1 + Z0.K)IL Par conséquent, la caractéristique de courant continu, soit VIL), est complètement programmable par l'intermédiaire de IS et K. Le paramètre IS programme le point de départ relatif à IL = 0, à savoir 2VD + VREF1 + ZO.IS et le paramètre K programme la pente RE1 + Z0.K. L'impédance en courant alternatif est également fixée via le circuit d'adaptation 20 selon la formule: ZAC = RS(1 + ZO/Z1) où RS est la valeur de la résistance 22 et Z1 est l'impédance de la résistance 23 et du condensateur 24. La deuxième fonction du circuit, qui consiste à fournir une alimentation régulée pour le circuit téléphonique alimenté par la ligne, est exécutée par le circuit d'alimentation électrique 30. L'amplificateur de transconductance 35, qui excite les transistors externes 37 et 31 reçoit la tension de la référence de tension 36, appelée VREF2, sur sa première entrée. Sur sa deuxième entrée, l'amplificateur 35 reçoit une partie de la tension de sortie venant du collecteur du premier transistor 31, via le circuit diviseur de tension formé des résistances 33 et 34. La tension régulée présente sur le collecteur du premier transistor 31 est filtrée par le condensateur 32, et sa valeur est donnée par de: VREG = VREF2(R1 + R2)/R2 où R1 et R2 sont respectivement les impédances des résistances 33 et 34. La valeur de R2 peut être programmée à l'aide d'un microrégisseur, si bien que la tension régulée peut aussi être optimisée sur la caractéristique tension/courant (en continu) qui est fixée par le circuit d'adaptation 20. Le courant de ligne se partage entre le circuit d'adaptation 20 et le circuit d'alimentation électrique30, de sorte que le circuit d'alimentation électrique 30 ne prélève que ce qui est nécessaire pour permettre le fonctionnement du poste téléphonique. Le reste du courant de ligne passe dans le circuit d'adaptation 20. Bien entendu, l'homme de l'art sera en mesure d'imaginer, à partir du circuit dont la description vient d'être donné à titre simplement illustratif et nullement limitatif, diverses variantes et modifications ne sortant pas du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Circuit (10) d'interface pour ligne téléphonique, destiné à faire fonction d'interface entre une ligne téléphonique (11, 12) et des circuits téléphoniques alimentés par la ligne, caractérisé en ce qu'il comprend une première partie (20) servant à présenter, vis-à-vis de la ligne téléphonique, des caractéristiques prédéterminées d'impédance, de courant et de tension, et une partie régulateur séric (30) couplée de façon à recevoir du courant de la part de la ligne et possédant une borne de sortie servant à produire une tension de sortie régulée comme tension d'alimentation de la première partie et des circuits téléphoniques alimentés par la ligne, si bien que le courant tiré de la ligne est partagé entre la première partie et la partie régulateur série. 2. Circuit selon la revendication 1, caractérisé en ce que le régulateur série comprend un amplificateur opérationnel couplé de façon à recevoir une tension de référence sur sa première entrée et, sur sa deuxième entrée, une tension dérivée de la tension de sortie régulée, et possédant une sortie qui est couplée à la borne de sortie de la partie régulateur série. 3. Circuit selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'un diviseur de tension définit la tension présente sur la deuxième entrée de l'amplificateur opérationnel. 4. Circuit selon la revendication 3, caractérisé en ce que le diviseur de tension est programmable de façon à produire, sur la deuxième entrée de l'amplificateur opérationnel, une tension pouvant être sélectionnée, afin de permettre de sélectionner la tension de sortie régulée en fonction des caractéristiques de la ligne. 5. Circuit selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, où l'impédance en courant alternatif et la caractéristique tension/courant présentés vis-à-vis de la ligne téléphonique sont programmables afin de pouvoir être adaptés aux caractéristiques des lignes téléphoniques différentes auxquelles le circuit peut être connecté. 6. Circuit selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le courant tiré de la ligne est filtré de façon que soient sensiblement éliminées les hautes fréquences, puis est numérisé par un convertisseur analogiquenumérique de façon à produire une valeur numérique. 7. Circuit selon la revendication 6, caractérisé en ce que la valeur numérique est en mesure d'être lue par un microrégisseur, qui peut ensuite programmer la caractéristique courant/tension en courant continu par l'intermédiaire d'un convertisseur numérique-analogique. 8. Circuit selon la revendication7, caractérisé en ce que le convertisseur numérique-analogique produit une source de courant efficace permettant de fixer la caractéristique en courant continu.