Brevet FR2754414A1 — publié le 19980410

DISCRIMINATEUR DE SIGNAUX DE SONNERIE La présente invention concerne les installations téléphoniques, dans lesquelles une ligne téléphonique achemine vers l'installation des signaux électriques de sonnerie permettant à l'utilisateur de détecter la présence d'un appel extérieur. Certaines installations téléphoniques actuelles sont adaptées pour recevoir plusieurs lignes téléphoniques. Après une sonnerie d'appel générale ou dirigée sélectivement vers un poste central, la conversation est aiguillée manuellement vers d'autres postes secondaires. Dans les installations connectées à une seule ligne téléphonique, on peut trouver plusieurs terminaux téléphoniques, par exemple un poste téléphonique, un répondeur téléphonique et un télécopieur. Le signal de sonnerie est détecté simultanément par les trois terminaux téléphoniques, le télécopieur et/ou le répondeur pouvant prendre la ligne après une temporisation et éventuellement la détection d'un signal de porteuse. Mais-l'appelant n'a pas les moyens de choisir a priori le terminal téléphonique qui prendra la ligne. On peut concevoir que les opérateurs de téléphonie, qui génerent les signaux électriques de sonnerie selon des caractéristiques temporelles bien définies, à savoir la fréquence du signal, la durée du signal, la durée de l'intervalle entre deux signaux, pourront ultérieurement proposer aux abonnés d'avoir plusieurs numéros d'appel sur une seule et même ligne téléphonique physique. Chaque numéro d'appel correspondra à un signal de sonnerie présentant des caractéristiques temporelles spécifiques. Ainsi, à un numéro d'appel donné correspondra un signal de sonnerie particulier, caractérisé par sa fréquence et/ou sa durée et/ou la durée de l'intervalle entre les signaux. Les signaux de sonnerie correspondant aux autres numéros d'appel comporteront au moins une caractéristique temporelle différente, c'est-à-dire une fréquence de signal différente, ou une durée de signal différente, ou une durée d'intervalle différente entre les signaux. Pour cela, l'invention propose de concevoir un dispositif qui, inséré entre une ligne téléphonique et un ou plusieurs terminaux téléphoniques chez l'abonné, permette de reconnaître les signaux de sonnerie et de commander en conséquence des dispositifs de signalisation ou de commutation permettant de gérer plusieurs terminaux téléphoniques connectés à une même ligne, de sorte que l'utilisateur puisse bénéficier des avantages de posséder plusieurs numéros d'appel sans être obligé de remplacer son parc existant de terminaux téléphoniques. De préférence, l'invention vise également à concevoir un tel dispositif discriminateur qui puisse être inséré entre la ligne téléphonique et les terminaux téléphoniques sans nécessiter de connexion à une source extérieure d'énergie. La difficulté vient alors de la faible énergie disponible sur la ligne téléphonique au moment de la présence des signaux de sonnerie. L'énergie qu'il est possible de récupérer sur la ligne téléphonique est en effet limitée par des normes d'agrément. L'invention vise en outre à réaliser la transparence vis à vis du réseau téléphonique et des terminaux téléphoniques, pour ne pas gêner l'usager, notamment pour permettre la prise de ligne volontaire à partir de n'importe quel terminal en cas de nécessité ou d'urgence, et également pour les services de type CLASS exploités pendant les périodes de sonnerie. Egalement, l'invention vise à réaliser un tel dispositif de façon peu onéreuse, de façon que son coût reste très faible et permette au dispositif d'être plus avantageux pour l'utilisateur que le prix de location d'une deuxième ligne téléphonique ou que le prix du remplacement des terminaux téléphoniques appartenant à l'utilisateur. Pour atteindre ces objets ainsi que d'autres, l'invention prévoit un discriminateur de signaux de sonnerie téléphonique comprenant - un pont redresseur dont l'entrée est connectée à la ligne téléphonique par l'intermédiaire d'un condensateur de découplage, - un circuit d'alimentation électrique, - un circuit séquentiel de mesure et de comparaison, alimenté par le circuit d'alimentation électrique, avec une entrée connectée à la sortie du pont redresseur pour recevoir les signaux de sonnerie redressés, et avec une sortie pour délivrer un signal de discrimination, - une mémoire contenant des paramètres de référence correspondant à plusieurs types de signaux de sonnerie susceptibles d'être reçus par le discriminateur, - le circuit séquentiel de mesure et de comparaison étant adapté pour calculer les paramètres correspondant au signal de sonnerie en cours de réception1 pour les comparer aux paramètres de référence enregistrés dans la mémoire, et pour en déduire le signal de discrimination spécifique qu'il génère sur sa sortie. Selon un premier mode de réalisation, l'énergie électrique nécessaire au fonctionnement du circuit est une alimentation locale, pouvant être soit une alimentation stabilisée connectée au réseau d'alimentation électrique, soit une pile, un accumulateur ou une cellule photovoltaique. De préférence, l'énergie électrique nécessaire au fonctionnement du circuit est tirée de la ligne téléphonique elle-même. Dans ce cas, le circuit d'alimentation électrique comprend - une alimentation stabilisée à haut rendement dont l'entrée est connectée en sortie du pont redresseur et dont la sortie délivre une tension stabilisée aux bornes d'alimentation du circuit séquentiel de mesure et de comparaison, - un condensateur connecté en parallèle en sortie de l'alimentation stabilisée, - un circuit détecteur de tension d'alimentation, dont l'entrée est connectée à la sortie de l'alimentation stabilisée, et générant sur sa sortie un signal de présence de tension d'alimentation envoyé sur l'entrée de remise à zéro du circuit séquentiel de mesure et de comparaison. Une solution permettant de réduire sensiblement les coûts de production du dispositif est d'utiliser un circuit séquentiel de mesure et de comparaison comprenant un microcontrôleur, associé à une horloge temps réel. Dans une première application, le circuit discriminateur comprend en outre-au moins un circuit générateur de signaux perceptibles par l'utilisateur, dont l'entrée reçoit le signal de discrimination produit par le circuit séquentiel de mesure et de comparaison, et adapté pour produire des signaux perceptibles spécifiques correspondant audit signal de discrimination. L'utilisateur peut ainsi reconnaître le type de signal de sonnerie présent sur la ligne téléphonique, et donc le numéro d'appel correspondant. Dans une seconde application, le circuit discriminateur comprend en outre au moins un circuit de commutation de sortie, susceptible d'être connecté en série entre la ligne téléphonique et un terminal téléphonique, et piloté par le signal de discrimination pour connecter le terminal téléphonique à la ligne téléphonique en présence d'un signal de sonnerie approprié, et pour déconnecter le terminal téléphonique pendant qu'un signal de sonnerie non approprié est reçu, de sorte que les signaux de sonnerie non appropriés sont inhibés. Dans le cas d'utilisation avec un seul terminal téléphonique, le dispositif constitue ainsi un filtre, ne laissant passer que les signaux de sonnerie correspondant à un numéro d'appel spécifique. Dans le cas où plusieurs circuits de commutation sont associés à plusieurs terminaux téléphoniques, on réalise un aiguillage permettant de connecter automatiquement le terminal téléphonique correspondant à un numéro d'appel spécifique. Dans ce cas, le circuit de commutation doit, de préférence, comprendre un relais bistable dont le circuit de puissance est connecté en série avec le terminal téléphonique et dont le circuit de commande est connecté à la sortie du circuit séquentiel de mesure et de comparaison par un circuit d'interface. On réduit ainsi la consommation du dispositif, qui reste compatible avec l'énergie faible que l'on peut tirer de la ligne téléphonique. D'autres objets, caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description suivante de modes de réalisation particuliers, faite en relation avec les figures jointes, parmi lesquelles: - la figure 1 est un schéma général d'un discriminateur de signaux de sonnerie téléphonique selon un mode de réalisation de la présente invention, permettant de tirer l'énergie électrique de la ligne téléphonique elle-même - la figure 2 représente le schéma général d'un discriminateur de signaux de sonnerie téléphonique selon un second mode de réalisation de l'invention, comportant une alimentation locale en énergie électrique - la figure 3 est le schéma général d'un discriminateur selon le premier mode de réalisation, appliqué à la génération de sonneries différenciées - la figure 4 est un exemple d'organigramme d'un logiciel permettant de générer des sonneries différenciées selon le mode de réalisation de la figure 3, la discrimination étant faite sur la durée entre deux trains de sonnerie - la figure 5 est le schéma général du dispositif discriminateur de signaux de sonnerie téléphonique de la figure 1, appliqué à la réalisation d'un filtre de sonnerie - la figure 6 est un exemple d'organigramme d'un programme permettant de réaliser un filtre de sonnerie selon le mode de réalisation de la figure 5, la discrimination étant faite sur la durée entre deux trains de sonnerie - la figure 7 est le schéma général d'un discriminateur de signaux de sonnerie téléphonique selon la figure 1, appliqué à la réalisation d'un aiguilleur de signal de sonnerie ; et -- la figure 8 est un schéma temporel illustrant les possibilités de prise de ligne des terminaux téléphoniques reliés à une même ligne téléphonique par un discriminateur de signaux de sonnerie téléphonique selon l'invention. Comme le représente les figures, un discriminateur de signaux de sonnerie téléphonique selon l'invention comprend un pont redresseur 1 dont l'entrée 2 est connectée à la ligne téléphonique 3 par l'intermédiaire d'un condensateur de découplage 4 qui l'isole de la tension continue de la ligne. Ainsi, le discriminateur ne fonctionne que pendant les périodes de sonnerie, c'est-à-dire pendant la présence de la tension alternative de sonnerie sur la ligne 3. Le signal de sonnerie reçu sur la ligne 3 est redressé par le pont redresseur 1. Le discriminateur comprend en outre un circuit séquentiel de mesure et de comparaison 5, alimenté par un circuit d'alimentation électrique 6, et comportant une entrée 7 connectée à la sortie 8 du pont redresseur 1 pour recevoir les signaux de sonnerie redressés, et comportant une sortie 9 pour délivrer un signal de discrimination. Une mémoire 10, connectée au circuit séquentiel de mesure et de comparaison 5, contient des paramètres de référence correspondant à plusieurs types de signaux de sonnerie susceptibles d'être reçus par le discriminateur sur la ligne téléphonique 3. Le circuit séquentiel de mesure et de comparaison 5 est adapté pour calculer les paramètres temporels correspondant aux signaux de sonnerie en cours de réception sur la ligne téléphonique 3, pour les comparer aux paramètres de référence enregistrés dans la mémoire 10, et pour en déduire le signal de discrimination spécifique envoyé sur sa sortie 9. La discrimination peut ne s'effectuer que sur un seul des paramètres temporels du signal de sonnerie, ou sur plusieurs paramètres. Dans le mode de réalisation de la figure 1, le circuit d'alimentation électrique comprend une alimentation stabilisée à haut rendement 6 telle qu'une alimentation à découpage, dont l'entrée 11 est connectée en sortie 8 du pont redresseur 1 et dont la sortie 12 délivre une tension stabilisée aux bornes d'alimentation 13 du circuit séquentiel de mesure et de comparaison 5. Un condensateur 14 est connecté en parallèle en sortie de l'alimentation stabilisée 6, et constitue un réservoir d'énergie permettant d'alimenter le circuit séquentiel de mesure et de comparaison 5 pendant les intertrains de sonnerie au cours desquels aucune énergie n'est disponible sur la ligne téléphonique 3. En outre, un circuit détecteur de tension d'alimentation 15 comprend une entrée 16 connectée à la sortie 12 de l'alimentation stabilisée 6, et génère sur sa sortie un signal de présence de tension d'alimentation envoyé sur une entrée de remise à zéro 18 du circuit séquentiel de mesure et de comparaison 5. Dans le mode de réalisation particulier de la figure 2, le circuit d'alimentation en énergie électrique est une alimentation locale. Une première variante consiste à utiliser une alimentation stabilisée connectée au réseau d'alimentation électrique. Une seconde variante peut consister à utiliser une pile, un accumulateur ou une cellule photovoltaïque. Les autres organes du dispositif sont les mêmes que ceux du mode de réalisation de la figure 1. Dans les deux modes de réalisation des figures 1 et 2, le circuit séquentiel de mesure et de comparaison 5 peut avantageusement être réalisé par un microcontrôleur, qui est un composant standard relativement. bon marché, de faible consommation et intégrant en un seul boîtier les quelques ressources de calcul et de périphériques nécessaires à cette application. Le microcontrôleur 5 est associé à une horloge temps réel 19. Par comparaison avec son horloge de fonctionnement 19 en temps réel, le microcontrôleur peut mesurer de façon précise la fréquence et les durées des signaux de sonnerie reçus sur son entrée 7. Un circuit de mise en forme 20 peut avantageusement être inséré entre l'entrée 7 du microcontrôleur 5 et la sortie 8 du pont redresseur 1, pour adapter les niveaux des signaux et réaliser un filtrage approprié. Le détecteur de tension 15 permet d'agir sur l'entrée de remise à zéro 18 du microcontrôleur 5, pour remettre à zéro le microcontrôleur 5 dans le cas où l'énergie deviendrait insuffisante pour assurer un fonctionnement correct. Les paramètres de référence, enregistrés dans la mémoire 10, sont de préférence les paramètres temporels permettant de caractériser un type de signal de sonnerie. Ils peuvent comprendre la fréquence du signal de sonnerie, et/ou la durée du train de sonnerie, et/ou la durée entre deux trains de sonnerie ou durée intertrains. Une même mémoire 10 peut contenir les paramètres de référence d'un grand nombre de types de signaux de sonnerie. On peut ainsi prévoir en outre un circuit de configuration 21, comportant des commutateurs 22 actionnables par l'utilisateur, et connectés à des entrées appropriées 23 du microcontrôleur 5 pour sélectionner les paramètres de référence par rapport auxquels la comparaison doit être faite pour une installation téléphonique donnée. La figure 3 illustre une première application du dispositif, pour génération de signaux perceptibles différents en fonction des types de signaux de sonnerie reçus. On génère ainsi des sonneries différenciées, de façon que l'utilisateur reconnaisse le numéro d'appel composé par l'appelant. On retrouve, dans cette application, tous les éléments du mode de réalisation de la figure 1. Sur la sortie 9 du microcontrôleur 5, on connecte un circuit générateur 24 de signaux perceptibles par l'utilisateur, dont l'entrée reçoit le signal de discrimination produit par le circuit séquentiel de mesure et de comparaison 5, et adapté pour produire par le transducteur électroacoustique 25 des signaux acoustiques spécifiques correspondant au signal de discrimination. En alternative ou en complément, sur la sortie 109 du microcontrôleur 5, on a connecté un circuit générateur 124 de signaux optiques perceptibles par l'utilisateur, dont l'entrée reçoit le signal de discrimination produit par le circuit séquentiel de mesure et de comparaison 5, et adapté pour produire, par des lampes, voyants ou diodes électroluminescentes 125, des signaux optiques perceptibles spécifiques correspondant audit signal de discrimination. Les séquences de fonctionnement du microcontrôleur 5 dans ce mode de réalisation de la figure 3 sont explicités dans l'organigramme de la figure 4. Dans ce cas, la discrimination entre les sonneries se fait sur un seul paramètre temporel du signal de sonnerie, a savoir la durée entre deux trains de sonnerie. La signalisation visuelle peut être lumineuse et/ou électromécanique, la différenciation se faisant sur la couleur et/ou la fréquence et/ou le cadencement des signaux. La signalisation acoustique correspond à des mélodies ou des signaux sonores différenciés par la fréquence et/ou leur cadencement. En percevant des signaux acoustiques et/ou visuels différents en fonction des caractéristiques temporelles du signal de sonnerie, l'appelé sait ainsi, grâce à cette signalisation, quel numéro est appelé. Le microcontrôleur du discriminateur est initialisé dès l'apparition de la tension d'alimentation. En l'absence de sonnerie, le dispositif se met en attente d'un début de sonnerie. Dès l'apparition d'un signal de sonnerie, il initialise la mesure temporelle des signaux. A la fin du premier signal de sonnerie, le dispositif commence la mesure de durée d'intertrain. A l'apparition du second train de sonnerie, le dispositif enregistre la mesure de durée d'intertrain. L'analyse des mesures effectuées permet alors la comparaison avec les valeurs préprogrammées en mémoire de paramètres de signaux de sonnerie, et la génération d'un signal de discrimination qui provoque la génération d'un signal spécifique perçu par l'utilisateur et lui permettant de reconnaître le numéro appelé. Ainsi, le premier train de sonnerie initialise la mesure temporelle et donc la discrimination à effectuer. Quelques secondes après le dernier train, le discriminateur de signaux de sonnerie redevient inerte et complètement transparent à la ligne téléphonique. De cette manière, en cas d'appel sortant, par exemple en cas d'urgence, tout terminal a un accès immédiat à la ligne. On admet que le premier train de sonnerie se présentant sur la ligne téléphonique 3 peut avoir une durée trop courte pour emmagasiner l'énergie nécessaire pour effectuer les actions. Dans ce cas, seule la mesure est réalisée, les actions intervenant lors du train de sonnerie suivant. Dans le cas où on veut effectuer la discrimination entre les sonneries par d'autres paramètres tels que la fréquence ou la durée du signal, ces paramètres sont mesurés entre les étapes d'apparition et de disparition du signal. La figure 5 illustre l'application du discriminateur de signaux de sonnerie à la réalisation d'un filtre de sonnerie pour un terminal téléphonique unique. Dans ce cas, le discriminateur de signaux de sonnerie est associé à un circuit de commutation de sortie 26, susceptible d'être connecté en série entre la ligne téléphonique 3 et un terminal téléphonique 27. De préférence, le circuit de commutation 26 comprend un relais bistable 28 dont le circuit de puissance est connecté en série avec le terminal téléphonique 27, et dont le circuit de commande est connecté à la sortie 9 du circuit séquentiel de mesure et de comparaison 5 par un circuit d'interface 29. Ainsi, le circuit de commutation de sortie 26 est piloté par le signal de discrimination pour connecter le terminal téléphonique 27 à la ligne téléphonique 3 en présence d'un signal de sonnerie approprié, et pour déconnecter le terminal téléphonique 27 lorsque le signal de sonnerie n'est pas approprié, de sorte que les signaux de sonnerie non appropriés sont inhibés. La figure 6 illustre l'organigramme du programme pilotant le fonctionnement du microcontrôleur 5 dans cette seconde application. On retrouve sensiblement les mêmes étapes que dans l'organigramme de la figure 4, seule l'action finale étant différente pour connecter le terminal téléphonique 27 et déconnecter les terminaux non concernes. Dans l'application illustrée sur la figure 7, on retrouve les éléments du mode de réalisation de la figure 5, à la différence que le microcontrôleur 5 comporte plusieurs sorties 9, 109, 209 et 309 transmettant des signaux de discrimination pour commander une interface de commande 29 de deux relais bistables 28 et 128 dont les circuits de puissance sont connectés respectivement à un premier terminal téléphonique 27 et à un second terminal téléphonique 127. Le dispositif fonctionne comme deux filtres de sonnerie tels qu'illustrés sur la figure 5, réalisant un aiguilleur de signal de sonnerie : pour un premier type de signal de sonnerie, par exemple, le microcontrôleur 5 va générer un premier signal de discrimination pour connecter le premier terminal téléphonique 27 à la ligne téléphonique 3, pendant les trains de sonnerie, alors que pendant les mêmes trains de sonnerie, le second terminal téléphonique 127 est déconnecté. Inversement, pour un second type de signal de sonnerie, le microcontrôleur 5 peut générer un signal de discrimination provoquant la connexion du second terminal téléphonique 127 à la ligne téléphonique 3, pendant les trains de sonnerie, et la déconnexion du premier terminal téléphonique 27 pendant les mêmes trains de sonnerie. De préférence, pendant les intertrains, les deux terminaux téléphoniques 27 et 127 sont connectés à la ligne téléphonique 3, autorisant la prise de ligne volontaire. Cette situation est illustrée sur la figure 8, dans laquelle la première courbe temporelle A illustre le signal de sonnerie, la seconde courbe temporelle B illustre la connexion intermittente d'un terminal téléphonique non concerné par le type de signal de sonnerie reçu, et la courbe temporelle C illustre la connexion permanente d'un terminal téléphonique concerné par le type de signal de sonnerie reçu. La présente invention n'est pas limitée aux modes de réalisation qui ont été explicitement décrits, mais elle en inclut les diverses variantes et généralisations contenues dans le domaine des revendications ci-après. REVENDICATIONS 1 - Discriminateur de signaux de sonnerie téléphonique, caractérisé en ce qu'il comprend - un pont redresseur (1) dont l'entrée (2) est connectée à la ligne téléphonique (3) par l'intermédiaire d'un condensateur de découplage (4), - un circuit d'alimentation électrique (6), - un circuit séquentiel de mesure et de comparaison (5), alimenté par le circuit d'alimentation électrique (6), avec une entrée (7) connectée à la sortie (8) du pont redresseur (1) pour recevoir les signaux de sonnerie redressés, et avec une sortie (9) pour délivrer un signal de discrimination, - une mémoire (10) contenant des paramètres de référence correspondant à plusieurs types de signaux de sonnerie susceptibles d'être reçus par le discriminateur, - le circuit séquentiel de mesure et de comparaison (5) étant adapté pour calculer les paramètres correspondant au signal de sonnerie en cours de réception, pour les comparer aux paramètres de référence enregistrés dans la mémoire (10), et pour en déduire le signal de discrimination spécifique qu'il génère sur sa sortie (9). 2 - Discriminateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le circuit d'alimentation électrique (6) est une alimentation stabilisée connectée au réseau d'alimentation électrique. 3 - Discriminateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le circuit d'alimentation électrique (6) comprend une pile, un accumulateur ou une cellule photovoltaïque. 4 - Discriminateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le circuit d'alimentation électrique comprend - une alimentation stabilisée à haut rendement (6) dont l'entrée (11) est connectée en sortie (8) du pont redresseur (1) et dont la sortie (12) délivre une tension stabilisée aux bornes d'alimentation (13) du circuit séquentiel de mesure et de comparaison (5), - un condensateur (14) connecté en parallèle en sortie (12) de l'alimentation stabilisée (6), - un circuit détecteur de tension d'alimentation (15), dont l'entrée (16) est connectée à la sortie (12) de l'alimentation stabilisée (6), et générant sur sa sortie un signal de présence de tension d'alimentation envoyé sur l'entrée de remise à zéro (18) du circuit séquentiel de mesure et de comparaison (5). 5 - Discriminateur selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le circuit séquentiel de mesure et de comparaison (5) comprend un microcontrôleur, associé à une horloge temps réel (19). 6 - Discriminateur selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il comprend en outre au moins un circuit générateur (24, 124) de signaux perceptibles par l'utilisateur, dont l'entrée reçoit le signal de discrimination produit par le circuit séquentiel de mesure et de comparaison (5), et adapté pour produire des signaux perceptibles spécifiques correspondant audit signal de discrimination. 7 - Discriminateur selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il comprend en outre au moins un circuit de commutation de sortie (26) susceptible d'être connecté en série entre la ligne téléphonique (3) et un terminal téléphonique (27), et piloté par le signal de discrimination pour connecter le terminal téléphonique (27) à la ligne téléphonique (3) en présence d'un signal de sonnerie approprié, et pour déconnecter le terminal téléphonique (27) pendant qu'un signal de sonnerie non approprié est reçu, de sorte que les signaux de sonnerie non appropriés sont inhibés. 8 - Discriminateur selon la revendication 7, caractérisé en ce que le circuit de commutation (26) comprend un relais bistable (28) dont le circuit de puissance est connecté en série avec le terminal téléphonique (27) et dont le circuit de commande est connecté à la sortie (9) du circuit séquentiel de mesure et de comparaison (5) par un circuit d'interface (29). 9 - Discriminateur selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que les paramètres de référence enregistrés dans la mémoire (10) comprennent la fréquence du signal de sonnerie, et/ou la durée du train de sonnerie, et/ou la durée entre deux trains de sonnerie. 10 - Discriminateur selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un circuit de configuration (21) comportant des commutateurs (22) actionnables par l'utilisateur et connectés à des entrées appropriées (23) du microcontrôleur (5) pour sélectionner les paramètres de référence par rapport auxquels la comparaison doit être faite pour une installation téléphonique donnée.