Brevet FR2788379A1 — publié le 20000713

i La présente invention concerne d'une manière générale des systèmes de communication qui reçoivent des signaux différentiels de la part d'un ordinateur central série, et en particulier un circuit pour délivrer une énergie au dispositif série et former une terminaison pour des signaux différentiels reçus de ce dispositif. Les bus sont largement utilisés pour assumer une communication unidirectionnelle ou bidirectionnelle entre deux ou plus de deux dispositifs électroniques. Par exemple on peut utiliser un bus pour connecter une imprimante, un moniteur et un clavier à une unité centrale CPU (unité de traitement d'ordinateur). Pour communiquer entre les composants, des signaux électriques sont appliqués aux bus par un poste d'émission et sont reçus par un autre poste dans le bus. Pour des communications série à grande vitesse, on a trouvé qu'un type "différentiel" de transmission de signaux est particulièrement avantageux. Un signal différentiel est transmis par l'intermédiaire d'un couple de fils. Les fils transmettent le même signal, avec des polarités différentes. Un signal différentiel fournit un rapport signal/bruit plus élevé et une meilleure performance globale étant donné qu'en partie les dispersions temporelles sont réduites. Cependant il existe un besoin de disposer d'un port formant connecteur qui, tout en assurant la terminaison pour des signaux différentiels, exécute un filtrage RFI, c'est-à-dire un filtrage des hautes fréquences parasites, et une protection du bus vis-à-vis d'une décharge électrostatique. En outre, étant donné que de nombreux types de dispositifs série requièrent que le port formant connecteur délivre une énergie, il est nécessaire de régler la quantité d'énergie délivrée pour empêcher un endommagement de différents dispositifs ou d'un câble en raison d'un défaut qui provoque le tirage d'une quantité inhabituelle de courant. RESUME DE L'INVENTION La présente invention fournit un port formant connecteur comportant un circuit d'interface de données et un circuit d'interface d'alimentation en énergie. L'interface de données est connectée de façon opérationnelle entre un couple de fils différentiels d'entrée et un couple de fils différentiels de sortie de manière à fournir une terminaison du couple de fils d'entrée et réaliser une transmission de signaux dans le couple de fils de sortie. En outre, l'interface d'alimentation en énergie inclut un fusible branché de façon opérationnelle entre une entrée de tension et une sortie de tension pour fournir une protection contre une surintensité. A cet effet, dans une forme de réalisation, il est prévu un porte formant connecteur destiné à être raccordé à un dispositif série fournissant un signal différentiel d'entrée dans un couple de fils. Le port comporte un circuit d'interface de données connecté de façon opérationnelle au dispositif série pour fournir une terminaison pour le signal d'entrée et pour transmettre des signaux de sortie différentiels obtenus en réponse au signal d'entrée, dans un couple de fils de sortie, un circuit d'interface d'alimentation possédant une sortie de tension connectée de façon opérationnelle au dispositif série et un fusible raccordé à la sortie de tension pour réaliser une protection contre une surintensité. Dans une forme de réalisation, le circuit d'interface comporte en outre un système de protection contre une charge électrostatique, qui est connecté de façon opérationnelle au signal différentiel d'entrée du couple de fils. Dans une autre forme de réalisation, le circuit d'interface comporte en outre un filtre connecté de façon opérationnelle au signal différentiel du couple de fils. Dans une forme de réalisation, l'interface d'alimentation comporte en outre un commutateur connecté de façon opérationnelle à la sortie de tension pour essentiellement supprimer l'alimentation du dispositif série. Dans une autre forme de réalisation, l'interface d'alimentation comporte en outre un détecteur de courant connecté de façon opérationnelle au commutateur pour détecter la quantité d'alimentation en énergie reçue par le dispositif série. Dans une autre forme de réalisation, l'interface série comporte en outre un contrôleur pouvant être connecté de façon opérationnelle entre le détecteur et le commutateur pour déterminer l'instant de suppression de l'alimentation du dispositif série. Dans une forme de réalisation, il est prévu un jack de connecteur destiné à contenir le circuit d'interface de données et le circuit d'interface d'alimentation en énergie. Des avantages et caractéristiques supplémentaires de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui va suivre des formes de réalisation actuellement préférées et des revendications annexées, et en référence aux dessins annexés. BREVE DESCRIPTION DES DESSINS Sur les dessins annexés, qui font partie de la description et sur lesquels les mêmes chiffres de référence sont utilisés pour désigner partout les mêmes éléments: - la figure 1 est un schéma-bloc simplifié d'un noeud pour un bus série comportant une pluralité de ports formant connecteurs conformes à la présente invention; - la figure 2 est un schéma-bloc simplifié d'un seul port formant connecteur représenté sur la figure 1; - la figure 3 est une vue en plan de circuits intégrés configurés conformément au schéma-bloc de la figure 2, et - la figure 4 est une vue en élévation latérale en coupe transversale partielle d'un seul port formant connecteur représenté sur la figure 1 et comportant un élément de support de contact électrique dans lequel est encapsulé le dé de la figure 2. DESCRIPTION DETAILLEE DES FORMES DE REALISATION ACTUELLEMENT PREFEREES Bien que la présente invention puisse être réalisée sous de nombreuses formes de réalisation différentes, on a représenté sur les dessins et on va décrire ci-après de façon détaillée une forme de réalisation préférée de l'invention, étant entendu que la présente description doit être considérée comme un exemple des principes de l'invention et n'est pas censée limiter l'aspect étendu de l'invention aux formes de réalisation représentées. La présente invention fournit un dispositif pour la terminaison de signaux différentiels provenant d'un dispositif série et limiter la quantité d'alimentation en énergie pouvant être prélevée par ce dispositif. En se référant aux figures et notamment à la figure 1, on a représenté un schéma-bloc simplifié d'un noeud 10 pour un bus série 12 comportant une pluralité de ports formant connecteurs 14 conformes à la présente invention. Chaque port 14 dans le noeud 10 reçoit un signal différentiel provenant d'un dispositif série respectif 18 (dont l'un seulement est représenté) et délivre un signal différen- tiel correspondant dans le bus 12. Comme cela est représenté sur la figure 2, chaque port 14 comprend un circuit 15 formant pont ou interface 16 d'une ligne de transmission de données et un pont ou interface 20 d'alimentation en énergie. L'interface de données 16 est branchée de façon opérationnelle entre une entrée de données différentielle 22 d'un couple de fils et une sortie différentielle de données 24 d'un couple de fils. L'interface de données 16 délivre des signaux différentiels à un couple de sortie 24 en réponse à des signaux différentiels reçus au niveau d'un couple de fils d'entrée 22. Dans une forme de réalisation, l'interface de données 16 comprend un bloc 26 branché de façon opérationnelle entre un couple de fils d'entrée 22 et un couple de fils de sortie 24. De préférence le bloc 26 comprend un circuit pour la terminaison du couple de fils d'entrée 22. Le bloc 26 peut également comporter des éléments ou circuits protecteurs servant à empêcher le transfert, au couple de fils de sortie 24, de pointes de tension dommageables résultant d'une décharge électrostatique dans le couple de fils d'entrée 22, comme par exemple des phénomènes transitoires à 15 kV. En outre un circuit de filtrage peut être prévu à l'intérieur du bloc 26 pour améliorer l'interprétation de signaux de données reçus au niveau du couple de fils d'entrée 22. L'interface d'alimentation en énergie 20 comprend de préférence un fusible 30, un détecteur de courant 32, un dispositif de commutation ou commutateur 34, un contrôleur 36 du dispositif de commutation et un capteur de température 40. Le fusible 30 réalise une protection contre une surintensité et est raccordé de façon opérationnelle au dispositif de commutation 34 et à une entrée d'un potentiel de tension 38 possédant une gamme préférée de fonctionnement comprise entre environ 3 V en courant continu et 8 V en courant continu. Le fusible 30 peut comporter par exemple un fil de liaison 40 (figure 2) ou une bande d'un matériau fusible qui fond et coupe le circuit, lorsque le courant traversant le fusible 30 dépasse une intensité particulière. Le fil de liaison peut être constitué par exemple par un fil électriquement conducteur recouvert d'un caoutchouc RTV, c'est-à-dire d'un caoutchouc qui vulcanise à la température ambiante, d'un adhésif céramique ou d'une masse fondue chaude. Le capteur de courant 32 situé dans l'interface d'alimentation en énergie 20 est connecté de façon opérationnelle à une sortie de potentiel de tension 42, au dispositif de commutation 34 et au contrôleur 36 du dispositif de commutation. Le capteur de courant 32 assure la transmission du courant entre le dispositif de commutation 34 et la sortie de tension 42. En outre le capteur de courant 32 mesure l'intensité du courant de sortie Io circulant à partir de la sortie 42 et, en réponse à cela, produit un signal de détection de courant 44 correspondant à l'intensité du flux de courant de sortie. Le dispositif de commutation 34 de l'interface d'alimentation 20 est raccordé de façon opérationnelle au fusible 30, au capteur de courant 32 et au contrôleur 36 du dispositif de commutation. Le dispositif de commutation 34 peut être constitué par exemple par un transistor à effet de champ possédant un état "conducteur" et un état "bloqué" pour la commande d'un flux de courant et du potentiel de tension entre l'entrée de tension 38 et la sortie 42. De préférence, lorsqu'il est placé à l'état conducteur, le dispositif de commutation 34 peut permettre le passage du courant de sortie Io d'une valeur maximale d'environ 1,5 ampère en direction d'une sortie 42 à partir du capteur de courant 32, avec une chute de tension maximale d'environ 50 mV entre l'entrée 38 et la sortie 42. En outre, lorsqu'il est placé à l'état bloqué, le dispositif de commutation 34 peut de préférence augmenter la chute de tension entre le fusible 30 et le détecteur de courant 32 de telle sorte que le potentiel de sortie sur la sortie 42 est inférieur à environ 0,1 V lorsqu'il est mesuré à travers une résistance de charge de 1 kQ. Le contrôleur 36 du dispositif de commutation est connecté de façon opérationnelle au dispositif de commutation 34, au détecteur de courant 32, au capteur de température 40, à une sortie de drapeau 46, à une entrée d'autorisation 50 et à une masse commune 52. Le contrôleur 36 du dispositif de commutation commande l'état du dispositif de commutation 34 en réponse auxdits signaux reçus du détecteur de courant 32, du détecteur de température 40 et de l'entrée d'autorisation 50. De préférence le contrôleur 36 du dispositif de commutation place à l'état bloqué le dispositif de commutation 34 pendant une condition de surintensité. Par exemple, dans une forme de réalisation, le contrôleur 36 du dispositif de commutation place à l'état ouvert le dispositif de commutation 34 si le signal de détection de courant 44 reçu de la part du détecteur de courant 32 indique, pendant plus d'environ 10 ms, un courant de sortie dépassant environ 1,5 ampère. Il est souhaitable que, pour faciliter un démarrage "en douceur" de circuits chargés capacitivement, le contrôleur 36 ne réagisse pas aux phénomènes pour lesquels le courant de sortie dépasse environ 1,5 ampère pendant moins d'environ 10 ms. L'entrée d'autorisation 50 détermine l'autorisation et le blocage du fonctionnement du contrôleur 36 du dispositif de commutation. Lorsqu'il est autorisé, le contrôleur 36 du dispositif de commutation répond à des signaux délivrés par le détecteur de courant 32 et le capteur de température 40 pour déterminer si le dispositif de commutation 34 doit être fermé ou ouvert. Le capteur de température 40 indique au contrôleur 36 du dispositif de commutation si le dispositif de commutation 34 doit être ouvert étant donné que la température de fonctionnement des circuits intégrés 15 a dépassé une température de fonctionnement maximale présélectionnée comme par exemple 125 C. En outre la sortie de drapeau 50 indique si le contrôleur 36 du dispositif de commutation maintient actuellement le dispositif de commutation 34 dans l'état fermé ou ouvert. En référence aux figures 3 et 4, on y voit représentée une forme de réalisation des circuits intégrés 54 conformément au schéma-bloc de la figure 2. Comme cela est représenté sur la figure 4, chaque port 14 comprend un boîtier de jack 56 auquel est fixé un élément de support de contact 58 électriquement isolant destiné à contenir ou encapsulé le dé 54. De même une pluralité de doigts de contact électriquement conducteur 60 (un doigt seulement est représenté) sont également fixés à l'élément de support 58. De préférence chaque port comporte quatre doigts de contact 60, qui sont connectés, par l'intermédiaire de fils de liaison respectifs 62, au couple 22 de fils d'entrée de données, à la sortie de tension 42 et à la borne commune 52. Les doigts de contact 60 servent à engrener avec un connecteur à fiches comportant des contacts électriques identiques pour la formation de trajets de transmission de données et de transmission d'alimentation entre le port 14 et un dispositif de transmission externe 18. On comprendra que différents changements et modifications apportés aux formes de réalisation préférées décrites ici apparaîtront au spécialiste de la technique. De tels changements et modifications peuvent être réalisés sans sortir du cadre et de l'esprit de la présente invention et sans en réduire les avantages qui y sont associés. C'est pourquoi il est entendu que de tels changements et modifications sont couverts par les revendications annexées. REVENDICATIONS 1. Port formant connecteur destiné à être connecté à un dispositif série, délivrant un signal différentiel d'entrée d'un couple de fils, caractérisé en ce qu'il comprend: un circuit d'interface de données (16) connecté de façon opérationnelle au dispositif série pour établir une terminaison pour le signal d'entrée et délivrer des signaux de sortie différentiels obtenus à titre de réponse, dans un couple de fils de sortie (24); un circuit d'interface d'alimentation (20) comportant une sortie de tension (42) connectée de façon opérationnelle au dispositif série et un fusible (30) fixé à la sortie de tension (42) pour fournir une protection vis-à-vis d'une surintensité. 2. Port formant connecteur selon la revendication 1, dans lequel le circuit d'interface (16,20) comporte en outre un système de protection contre une décharge électrostatique, connecté de façon opérationnelle au signal différentiel d'entrée du couple de fils. 3. Port formant connecteur selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, dans lequel le circuit d'interface (16,20) comporte en outre un filtre connecté de façon opérationnelle au signal différentiel du couple de fils. 4. Port formant connecteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel l'interface d'alimentation (20) comporte en outre un commutateur (34) raccordé de façon opérationnelle à la sortie de tension (42) pour essentiellement supprimer l'alimentation du dispositif série. 5. Port formant connecteur selon la revendication 4, dans lequel l'interface d'alimentation (20) comprend en outre un détecteur de courant (32) raccordé de façon opérationnelle au commutateur (34) pour détecter la quantité d'énergie reçue par le dispositif série. 6. Port formant connecteur selon la revendication , dans lequel l'interface d'alimentation (20) comprend en outre un contrôleur branché de façon opérationnelle entre le détecteur (32) et le commutateur (34) pour déterminer l'instant d'interruption de l'alimentation en énergie du dispositif série. 7. Port formant connecteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, comprenant en outre un jack de connecteur destiné à contenir le circuit d'interface de données et le circuit d'interface d'alimentation en énergie.