CIRCUIT DE SYNTHESE D'IMPEDANCE
La présente invention se rapporte à un circuit de synthèse d'impédance pour synthétiser des impédances à partir d'impédances reliant .des sorties de moyens amplificateurs distincts à des branches correspondantes d'une boucle de télécommunication, ledit circuit comprenant des moyens de détection de courant couplés aux dites impédances et fournissant un signal de mesure de courant qui est transmis à une entrée des dits moyens amplicateurs.
Un tel circuit est déjà connu, par exemple par le brevet belge 898 052. Dans celui-ci, les moyens de détection de courant sont couplés à deux résistances afin de fournir un signal de mesure fonction du courant de boucle d'un poste d'abonné et qui est transmis comme signal de contre-réaction aux moyens amplificateurs.
Dans ce circuit connu, les courants circulant dans chaque branche de la boucle sont supposés identiques et pour cette raison il ne peut être utilisé dans le cas où des signaux distincts sont transmis dans chaque branche de la boucle.
Un but de la présente invention est de fournir un circuit du type mentionné ci-dessus, mais qui réalise la synthèse d'impédance requise même lorsque différents courants circulent dans chaque branche de la boucle.
Selon l'invention, ce but est atteint grâce au fait que des moyens de détection de courant séparés sont associés à des branches distinctes.et fournissent des signaux de mesure de courant distincts aux dits moyens amplicateurs correspondants.
Puisque des moyens de détection de courant séparés sont utilisés dans chaque branche de la boucle, ils sont uniquement couplés à la résistance correspondante de cette branche et vont donc fournir un signal de mesure de courant derivé du courant circulant dans cette branche particulière. De plus, des moyens amplicateurs séparés étant utilisés et le signal de mesure de courant dérivé d'une branche étant transmis aux moyens amplicateurs associés à cette même branche, la synthèse d'impédance est réalisée pour la branche au lieu d'être réalisée pour la boucle. Une synthèse d'impédance appropriée peut donc être réalisée même lorsque des courants différents circulent dans chaque branche de la boucle ce qui est le cas lorsque des signaux distincts sont transmis sur chaque branche.
Le circuit de synthèse d'impédance mentionné ci-dessus et associé à une seule branche de la boucle peut également être considéré comme une alimentation.de puissance ayant une impédance interne et raccordée à une charge au travers de laquelle un courant circule.
Lorsque la charge est placée à l'extérieur, des signaux non-souhaités peuvent y être appliqués et endommager l'alimentation de puissance.
Un autre but de la présente invention est de protéger l'alimentation de puissance contre des signaux trop importants qui pourraient générer une dissipation de puissance excessive.
Selon l'invention, ce but est atteint grâce au fait que ladite alimentation de puissance comprend des moyens de protection contrôlant ladite impédance interne de façon à ce qu'elle présente une valeur résistive positive prédéterminée lorsque ledit courant a une valeur inférieure à une valeur prédéterminée de courant, et de façon à ce que ladite impédance interne présente une valeur résistive négative lorsque la valeur dudit courant tend à dépasser ladite valeur prédéterminée de courant.
L'impédance interne ayant d'abord une valeur résistive positive, la puissance dissipée dans l'alimentation de puissance est proportionnelle au courant circulant dans la charge et la valeur prédéterminée de courant correspond à la puissance dissipée maximale admissible. Puisque l'impédance interne devient négative lorsque le courant tend à dépasser cette valeur prédéterminée, non seulement ce courant est alors réduit, mais aussi la puissance dissipée dans l'alimentation de puissance.
Les buts et caractéristiques de l'invention décrits ci-dessus ainsi'que d'autres et la manière de les obtenir deviendront plus clairs et l'invention elle-même sera mieux comprise, en se référant à la description suivante d'un exemple de réalisation de l'invention pris en relation avec les dessins qui l'accompagnent et dont:
Fig. 1 montre un circuit d'interface de ligne d'abonné SLIC comprenant un circuit de synthèse d'impédance réalisé selon l'invention; Fig. 2 représente l'amplificateur de ligne LAA de la Fig. 1; Fig. 3 représente le circuit de détection de courant et de tension continus DCA de la Fig. 1; Fig. 4 représente le circuit de détection de courant et de tension alternatifs et additionneur ACCA de la Fig. 1; Fig. 5 représente le circuit de détection d'impulsion de numérotation DPDC de la Fig. 1;
Fig. 6 représente le circuit de détection de courants longitudinaux LCDC de la Fig. 1; Fig. 7 représente le circuit récepteur de parole SPRC de la Fig. 1; Fig. 8 représente le circuit transmetteur de parole SPTC de la Fig. 1; Fig. 9 montre la caractéristique du courant en fonction de la tension pour les signaux en courant continu circulant dans le conducteur A de la Fig. 1.
Le circuit d'interface de ligne d'abonné ou SLIC montré à la Fig. 1 est placé dans un central de télécommunication et raccordé entre d'autres équipments
(non montrés) de ce central et une ligne d'abonné A / B conduisant à un poste d'abonné (non montré). Le SLIC est capable de réaliser les fonctions suivantes :
- transmission de signaux de parole et de mesure;
- détection d'impulsions de numérotation et autre signaux en courant continu, par exemple décrochage du cornet, générés par le poste d'abonné;
- éviter l'effet néfaste des courants longitudinaux induits dans la ligne d'abonné A / B;
- réalisation d'impédances en courant alternatif et en courant continu prédéterminées afin d'assurer une transmission optimale des signaux de courant alternatif et une alimentation adéquate en courant continu du poste d'abonné pour permettre le fonctionnement de celui-ci. Dans ce contexte, on peut noter que suivant des exigeances qui sont conventionnelles dans le domaine des télécommunications chacun des conducteurs de ligne A et B mentionnés ci-dessus devra avoir une impédance en courant alternatif d'environ 300 Ohms pour signaux de parole allant de 300 à 3400 Hertz, et une impédance en courant continu d'environ 220 Ohms.
Le SLIC décrit ci-après est capable de synthétiser une impédance en courant continu et une impédance en courant alternatif à partir des résistances d'alimentation RA et RB couplées aux conducteurs de ligne A et B respectivement. Plus particulièrement, il est capable de synthétiser des impédances en courant continu différentes et des impédances en courant alternatif identiques pour les deux conducteurs de la ligne.
Le SLIC fonctionne avec les tensions suivantes mesurées par rapport à la terre VO :
+V1 = + 5 Volts; -VI = - 5 Volts et -V2 = - 48 Volts fournies par une alimentation principale de puissance; et
+V3 et -V3 d'environ + 2 Volts et - 2 Volts respectivement, fournies par une alimentation auxiliaire de puissance. Les valeurs exactes de ces tensions sont fixées par la puissance dissipée maximale autorisée dans le SLIC comme ce sera expliqué plus loin.
Le SLIC est raccordé à la ligne d'abonné A / B via des résistances à coefficient de température positif PTCA et PTCB incorporées dans les conducteurs respectifs A et B de la ligne pour protéger contre une surchauffe, et des paires de diodes de seuils DAA, DAB et DBA, DBB pour limiter la tension sur chacuns des conducteurs A / B entre -V2 et la terre VO.
Le SLIC lui-même comprend :
- des résistances d'alimentation identiques RA / RB incorporées dans les conducteurs de ligne respectifs A B et ayant des bornes VAA, VBA / VAB, VBB respectivement;
- des amplificateurs de ligne identiques LAA / LAB avec des bornes d'entrée T5A / T5B et des bornes de sortie VBA / VBB respectivement;
- des circuits récepteur et transmetteur de parole SPRC / SPTC avec des bornes d'entrée respectives SPR SA, SB et des bornes de sortie respectives T4A, T4B SPT;
- des circuits de détection de courant et de tension alternatifs et additionneurs identiques ACCA / ACCB avec des bornes d'entrée respectives VAA, VBA, T2A, T4A, T6A, MTA / VAB, VBB, T2B, T4B, T6B, MTB et des bornes de sortie respectives T3A, T5A / T3B, T5B;
- des circuits de détection de courant et de tension continus identiques DCA / DCB avec des bornes d'entrée 1
respectives VAA, VBA / VAB, VBB et des bornes de sortie
<EMI ID=1.1>
- un circuit de détection d'impulsions de numérotation DPDC avec des bornes d'entrée T1A et T1B, et une borne de sortie DP; et
- un circuit de détection de courants longitudinaux LCDC avec des bornes d'entrée T3A et T3B, et des bornes de sortie T2A et T2B.
Brièvement, le SLIC fonctionne de la manière suivante :
- un signal de parole appliqué du central entre la borne d'entrée de parole SPR et la terre VO est reçu par le circuit récepteur de parole SPRC et appliqué entre les bornes du SLIC SA / SB via T4A / T4B, ACCA / ACCB, T5A T5B, LAA / LAB, VBA / VBB, RA / RB et VAA / VAB;
- un signal de parole appliqué du poste d'abonné entre les bornes du SLIC SA / SB est reçu par le circuit transmetteur de parole SPTC et appliqué entre la borne de sortie de parole SPT et la terre VO;
- un signal de mesure appliqué différentiellement du central aux entrées de mesure MTA et MTB est transmis aux bornes SA / SB via ACCA / ACCB, T5A / T5B, LAA / LAB,
VBA / VBB, RA / RB et VAA / VAB;
- une impédance en courant continu est synthesizée pour chaque résistance d'alimentation RA / RB dans la boucle en courant continu comprenant cette résistance
RA / RB, DCA / DCB, T6A / T6B, ACCA / AACB, T5A / T5B, LAA / LAB, VBA / VBB et VAA / VAB;
- une impédance en courant alternatif est synthesizée pour chaque résistance d'alimentation RA / RB dans la boucle en courant alternatif comprenant cette résistance RA / RB, ACCA / ACCB, T5A / T5B, LAA / LAB, VBA / VBB et VAA / VAB;
- des ouvertures dans les conducteurs de ligne A / B, c'est-à-dire l'absence ou la présence de courant dans chacune des résistances RA / RB, sont detectées par le circuit de détection d'impulsions de numérotation DPDC via DCA / DCB et T1A / T1B.
- la partie mode commun des signaux de courant alternatif circulant dans les résistances d'alimentation RA / RB est detectée par le circuit LCDC via les circuits ACCA / ACCB et les bornes respectives T3A / T3B, et est alors renvoyée à ACCA / ACCB via les bornes T2A / T2B afin d'y être soustraite des signaux de courant alternatif qui y sont appliqués.
Avant de décrire leur fonctionnement, les circuits mentionnés ci-dessus sont considerés en détail ci-après sauf pour LAB et ACCB qui sont identiques à LAA et ACCA respectivement. Dans la description suivante, la tension à la borne SA du conducteur de ligne A est appelée VL et le courant circulant dans ce conducteur de ligne A et qui est pratiquement égal à celui circulant dans la résistance d'alimentation RA est appelé IL.
Référence est d'abord faite à la Fig. 2 montrant l'amplificateur de ligne LAA qui a une borne d'entrée T5A raccordée à la sortie de ACCA et borne de sortie VBA couplée au conducteur de ligne A via la résistance d'alimentation RA. LAA comprend des transistors à effet
<EMI ID=2.1>
RI à R7, des condensateurs Cl et C2 et des diodes Dl à D3.
La borne d'entrée T5A et la borne de sortie VBA sont constituées par la porte et la source de FI respectivement, ces électrodes étant interconnectées au travers de la résistance de polarisation R4 et la porte de FI est aussi raccordée à la terre via le filtre formé par la résistance R3 et le condensateur Cl en série. +V1 est raccordée à -V2 via la connexion en série de la résistance R2, des diodes D2 et D3, des chemins drain-source des transistors FI et F2 et de la résistance RI. La terre est raccordée au point de jonction de la
<EMI ID=3.1>
seuil Dit et ce drain est aussi raccordé à la porte de F2 via un réseau formé par le condensateur C2 et la résistance R5 en série. +V1 est également raccordée à
-V2 via la connexion en série des résistances R2 et R6, du chemin émetteur-collecteur du transistor Ql et de la résistance R7. La base de Ql est mise à la terre et son collecteur est raccordé à la porte de F2.
Le but du réseau R5, C2 est d'augmenter la vitesse de transition du transistor F2 lors du passage de son état bloqué à son état conducteur en réduisant l'impédance de porte de F2.
Le circuit de détection de courant et de tension continus DCA montré à la Fig. 3 comprend un circuit de détection de courant continu, un circuit de détection de tension continue et un circuit de combinaison en courant continu.
Le circuit de détection de courant continu à des bornes d'entrée VAA et VBA qui sont les extrémités de la résistance d'alimentation RA, et une borne de sortie T1A conduisant au circuit de détection d'impulsions de numérotation DPDC. Il comprend un amplificateur opérationnel 01 et des résistances R8 à R13. Les bornes d'entrée VAA et VBA sont raccordées aux entrées inverseuse et non-inverseuse de 01 via les résistances d'entrée R8 et R9 de même valeur respectivement. De même, la borne +V1 de l'alimentation de puissance est raccordée à ces entrées inverseuse et non-inverseuse de
01 via les résistances de polarisation RIO et Rll de même valeur respectivement.
L'entrée non-inverseuse de 01 est de plus mise à la terre au travers de la résistances de polarisation R12, alors que sa sortie est raccordée à son entrée inverseuse via la résistance de contre-réaction négative R13 ayant la même valeur que R12. Le circuit de détection de courant continu fonctionne donc comme une soustracteur de tension pour les tensions apparaissant à ses bornes d'entrée VBA et VAA, c'est-à-dire la tension aux bornes de la résistance d'alimentation RA, et comme cette tension aux bornes de RA est proportionnelle au courant IL circulant dans le conducteur de ligne A, le signal à la borne de sortie T1A est fonction de ce courant IL. De plus, les valeurs des résistances ont été choisies de telle sorte que le signal à la borne de sortie T1A soit, par exemple, égal à -RA.IL/4 afin d'éviter la saturation de l'amplificateur 01.
Le circuit de détection de tension continue de DCA a une borne d'entrée VAA, qui est à la tension VL, et sa sortie correspond à la sortie d'un amplificateur opérationnel 02 qui y est inclu. Le circuit de détection de tension continue comprend de plus des résistances R14 à R18 et des diodes D4 et.D5. L'amplificateur opérationnel 02 a son entrée non-inverseuse mise à la terre et la borne d'entrée VAA est raccordée à son entrée inverseuse via la résistance d'entrée R14. La sortie de
02 est raccordée à son entrée inverseuse via la résistance de contre-réaction R17 en série avec la diode D5, et l'autre résistance de contre-réaction R15 ayant la même valeur que R17 et en série avec la diode D4 raccorde l'entrée inverseuse de 02 à sa sortie.
Il est à noter que le point de jonction de la diode D5 et de la résistance R17 est mis à la terre au travers de la résistance R18. La borne +V3 de l'alimentation de puissance auxiliaire est également raccordée à l'entrée inverseuse de 02 via la résistance de polarisation R16. Une tension de sortie positive de 02 est donc renvoyée à l'entrée inverseuse de celui-ci via la diode D5 et la résistance R17 alors qu'une tension de sortie négative y est renvoyée via la diode D4 et la résistance R15.
Le circuit de combinaison en courant continu de DCA possède la borne de sortie T6A conduisant au circuit de détection de courant et de tension alternatifs et additionneur ACCA. Le circuit de combinaison en courant continu comprend un amplificateur opérationnel 03, des résistances R19 à R23, des condensateurs C3 et C4 et une diode D6. Une première entrée de ce circuit est la borne de sortie T1A du circuit de détection de courant continu où un signal fonction du courant de ligne IL est fourni. Cette borne d'entrée T1A est raccordée à l'entrée non-inverseuse de 03 via la résistance R22. Cette entrée non-inverseuse de 03 est de plus raccordée à la sortie de
02 via la connexion en série de la résistance d'entrée R20 et de la diode D6.
Une autre entrée de ce circuit de combinaison en courant continu est le point de jonction de la diode D5 et de la résistance R17 qui est raccordé à l'entrée inverseuse de 03 via, la résistance d'entrée R19. La sortie de 03 est également raccordée à son entrée inverseuse via un circuit de filtrage comprenant la résistance de contre-réaction R23 et le condensateur C4 en série. De plus, la borne +V3 de l'alimentation auxiliaire de puissance est raccordée à la terre via la résistance R21 et le condensateur C3, le point de jonction de ceux-ci étant raccordé à l'entrée non-inverseuse de 03. Il est à noter que les résistances R21 et R22 ont la même valeur de telle sorte que la tension à l'entrée non-inverseuse de 03 est une fonction de (+V3 - (RA.IL / 4)) / 2, c'est-à-dire une fonction du courant de ligne IL.
De plus, selon la polarité de la tension à la sortie de 02, une fonction de cette tension est appliquée à l'entrée inverseuse ou à l'entrée non-inverseuse de 03. Le signal fourni à la borne de sortie de DCA est donc une fonction du courant de ligne IL et de la tension de ligne VL.
Il est à noter que le circuit de détection de courant et de tension continus DCB est identique au circuit DCA excepté pour la résistance R21 qui est raccordée à la borne -V3 de l'alimentation auxiliaire de puissance au lieu d'être raccordée à la borne +V3 comme
<EMI ID=4.1>
de façon opposée dans DCB par rapport à leur orientation dans DCA.
Le circuit de détection de courant et de tension alternatifs et additionneur ACCA montré à la Fig. 4 comprend un circuit de détection de courant alternatif, un circuit de détection de tension alternative et additionneur, et un circuit de combinaison.
Le circuit de détection de courant alternatif de ACCA possède des bornes d'entrée VAA et VBA et comprend un amplificateur opérationnel 04, des résistances R25 à R28 et des condensateurs C5 et C6. Les bornes d'entrée VAA et VBA sont raccordées aux entées inverseuse et non-inverseuse de 04 via la connexion en série du condensateur C5 et de la résistance d'entrée R25, et via la connexion en série du condensateur C6 et de la résistance d'entrée R26 respectivement. L'entrée non-inverseuse de 04 est mise à la terre au travers de la résistance de polarisation R27 et sa sortie est raccordée à son entrée inverseuse via la résistance de contre-réaction négative R28. De plus, les condensateurs C5 et C6 ont la même valeur et les résistances R25 à R28 ont également la même valeur.
Le circuit de détection de tension alternative et additionneur de ACCA à des bornes d'entrée :
- VBA raccordée à une extrémité de la résistance d'alimentation RA et qui est aussi la borne de sortie de LAA;
- TA2 qui est une borne de sortie du circuit de détection de courants longitudinaux LCDC;
- T4A qui est la borne de sortie du circuit récepteur de parole SPRC; - T6A qui est la borne de sortie du circuit de détection de courant et de tension continus; et
- MTA qui est une borne de signaux de mesures du central.
Ce circuit de détection de tension alternative et additionneur comprend un amplificateur opérationnel 05, des résistances R24 et R31 à R35 et des condensateurs C8 et C9. Les bornes d'entrée VBA, T2A, T4A, T6A et MTA sont toutes raccordées à l'entrée inverseuse de 05 via un circuit de filtrage comprenant le condensateur de blocage de courant continu C9 en série avec la résistance d'entrée R35, la résistance d'entrée R33, la résistance d'entrée R34, la résistance d'entrée R24 et directement respectivement. L'entrée non-inverseuse de 05 est mise à la terre et sa sortie est raccordée à son entrée inverseuse via la résistance de contre-réaction négative R31 en parallèle avec un filtre formé par la résistance de contre-réaction R32 en série avec le condensateur C8.
Il apparait donc que ce circuit est un circuit additionneur pour tous les signaux appliqués à ses bornes d'entrée VBA, T2A, T4A, T6A et MTA.
Le circuit de combinaison de ACCA comprend un transistor PNP Q2, deux résistances R29 et R30 et un condensateur C7. Il possède les bornes de sortie T3A raccordée au circuit de détection de courants longitudinaux LCDC, et T5A qui est la borne de la boucle contre-réaction raccordée à LAA. La sortie de 04 est raccordée à la base de Q2 via la résistance d'entrée R29, alors que la sortie de 05 est directement raccordée à l'émetteur de Q2 dont le collecteur constitue la borne de sortie T5A de ACCA. La base de Q2 constitue la borne de sortie T3A de ACCA et est de plus mise à la terre via un circuit de filtrage formé par la résistance R30 et le condensateur C7 en série.
Le circuit de détection d'impulsion de numérotation DPDC est montré à la Fig. 5 et est raccordé à DCA et à DCB via des bornes d'entrée respectives T1A et T1B alors que sa borne de sortie DP est raccordée au central. DPDC comprend un circuit inverseur formé par un amplificateur opérationnel 06 dont l'entrée non-inverseuse est mise à la terre et qui a sa sortie raccordée à son entrée inverseuse via une résistance de contre-réaction négative R36. La borne d'entrée T1A est raccordée à l'entrée inverseuse de 06 via une résistance d'entrée R37 ayant la même valeur que R36.
La sortie de
06 et la borne d'entrée T1B sont raccordées à l'entrée inverseuse d'un autre amplificateur opérationnel 07 via des résistances d'entrée R38 et R39 ayant une même valeur respectivement et cette entrée inverseuse de 07 est aussi raccordée à la sortie de 07 via un condensateur de contre-réaction C10. L'entrée non-inverseuse de 07 est raccordée au point de jonction des résistances R41 et R40 raccordées en série entre la borne +V1 et la terre. La sortie de 07 est de plus raccordée à la borne de sortie DP via une résistance R42 et cette borne DP est elle-même raccordée à la borne -VI via une résistance R43.
La Fig. 6 montre le circuit de détection de courants longitudinaux LCDC qui à des bornes d'entrée T3A et T3B et des bornes de sortie T2A et T2B raccordées à ACCA et ACCB respectivement, et comprend un amplificateur opérationnel 08 et des résistances R44 à R46. L'amplificateur opérationnel 08 possède la résistance de contre-réaction négative R44 raccordée entre sa sortie et son entrée inverseuse. L'entrée non-inverseuse de 08 est mise à la terre et les bornes d'entrée T3A et T3B sont raccordées à son entrée inverseuse via les résistances R45 et R46 de même valeur respectivement. La sortie de
08 est de plus directement raccordée aux deux bornes de sortie T2A et T2B.
Le circuit récepteur de parole SPRC montré à la Fig. 7 a une borne d'entrée de parole SPR raccordée au central et des bornes de sortie T4A et T4B conduisant à ACCA et ACCB respectivement. SPRC comprend des ampificateurs opérationnels 09 et 010, des résistances R47 à R50 et un condensateur Cil. La borne d'entrée de parole SPR est raccordée à l'entrée inverseuse de 09 via un circuit de filtrage formé par la connexion en série du condensateur de blocage de courant continu Cil et de la résistance d'entrée R48. L'entrée non-inverseuse de 09 est mise à la terre et sa sortie est raccordée à son entrée inverseuse via la résistance de contre-réaction négative R47 et aux bornes T4B et T4A, directement et via un circuit inverseur respectivement.
Ce circuit inverseur comprend l'amplificateur opérationnel 010 dont l'entrée non-inverseuse est mise à la terre et dont la sortie est raccordée à son entrée inverseuse via la résistance de contre-réaction négative R49. La sortie de
09 est raccordée à l'entrée inverseuse de 010 via la résistance d'entrée R50 ayant la même valeur que R49. Il est à noter que la constante de temps du circuit de <EMI ID=5.1>
filtrage C9, R35 de ACCA (Fig. 4) afin de générer une caractéristique de fréquence optimale pour les signaux de parole transmis.
Le circuit transmetteur de parole SPTC est représenté à la Fig. 8 et possède des bornes d'entrée VAA et VAB raccordées à une extrémité des résistances d'alimentation RA et RB respectivement, et une borne de sortie SPT raccordée au central. SPTC comprend un amplificateur opérationnel 011, des résistances R51 à R54 et des condensateurs C12 et C13. La borne d'entrée VAA est raccordée à l'entrée inverseuse de 011 via le condensateur de blocage de courant continu C12 et la résistance d'entrée R52 en série, alors que la borne d'entrée VAB est raccordée à l'entrée non-inverseuse de 011 via le condensateur de blocage de courant continu C13 et la résistance d'entrée R53 en série.
Cette entrée non-inverseuse est mise à la terre au travers de la résistance R54 et la sortie de 011 est raccordée à la borne de sortie SPT directement et à son entrée inverseuse via la résistance de contre-réaction négative R51. Il est à noter que les condensateurs C12 et C13 et les résistances R51 à R54 sont de même valeurs respectivement.
Le but des boucles en courant alternatif et en courant continu associées à chaque conducteur de ligne
A / B est de synthétiser à partir d'une valeur résistive r = 85 Ohms de la résistance d'alimentation RA / RB une impédance en courant alternatif égale à 3r = 255 Ohms et une impédance en courant continu égale à 2r = 170 Ohms, telles que des impédances en courant alternatif et en courant continu totales égales à 300 Ohms et à 215 Ohms respectivement soient obtenues grâce aux résistances PTCA / PTCB qui ont une valeur égale à 45 Ohms chacune. Il est à noter que ces valeurs.des impédances en courant alternatif et en courant continu correspondent aux exigeances conventionelles de télécommunications mentionnées ci-dessus.
Sans signal de contre-réaction à la borne T5A, la stabilisation de l'amplificateur de ligne LAA (Fig. 2) est assurée de la façon suivante. Puisque la tension +V1 apparait à l'émetteur du transistor Ql et que sa base est mise à la terre, ce transistor Ql devient conducteur et un courant d'environ 1 milli-Ampère circule au travers de son chemin émetteur-collecteur. En conséquence, le transistor F2 devient également conducteur et un courant circule non seulement au travers du chemin drain-source de ce transistor F2 mais aussi au travers du chemin drain-source du transistor FI via la résistance R2 et les diodes D2 et D3. La tension au drain de FI tombe alors <EMI ID=6.1>
conséquent, la tension à l'émetteur du transistor Ql est également réduite de même que le courant circulant au travers du chemin émetteur-collecteur de ce transistor Ql. C'est pourquoi, le courant circulant au travers de F2 diminue et l'amplificateur de ligne LAA se stabilisera de lui-même.
L'impédance en courant alternatif est réalisée au moyen du circuit de détection de courant et de tension alternatifs et additionneur ACCA. Ceci est obtenu par le choix suivant des composants :
R25 = R26 = R27 = R28 = R35 / 2 = 100 kilo-Ohms R29 = 5,1 kilo-Ohms
R30 = 200 Ohms
R31 = 95 kilo-Ohms
R32 = 3,9 kilo-Ohms
C5 = C6 = 2xC9 = 6.040 pico-Farads
C7 = 8.450 pico-Farads
C8 = 430 pico-Farads.
En effet, de cette façon et comme on peut le calculer :
- les fréquences en dehors de la bande des fréquences audibles allant de 300 Hertz à 3400 Hertz sont atténuées;
- pour toutes ces fréquences audibles et lorsqu'aucun autre signal n'est appliqué aux bornes d'entrée T2A, T4A, T6A et MTA, la boucle en courant alternatif est en équilibre pour une impédance en courant alternatif égale à 3r .
Plus en détail, les circuits de filtrage principalement constitués par C5, R25; C6, R26 et C9, R35 sont des filtres passe-haut qui atténuent les fréquences inférieures à 300 Hertz alors que les circuits de filtrage principalement constitués par C8, R32 et C7, R30 sont des filtres passe-bas qui atténuent les fréquences supérieures à 3400 Hertz. De plus, lorsque la boucle en courant alternatif est en équilibre, un signal identique est appliqué à la base et à l'émetteur du transistor Q2 de telle sorte qu'aucun signal de contre-réaction n'est fourni à la borne T5A. L'impédance en courant alternatif réalisée par l'amplificateur de ligne LAA sans signal de contre-réaction est donc égale à 2r.
Dans ce cas, un signal de parole venant via la borne T4A est complètement réinjecté dans cette boucle en courant alternatif de façon à ce qu'un rapport signal/bruit élevé puisse être obtenu.
Le but du circuit de détection de courant et de tension continus DCA est de réaliser l'impédance en courant continu égale à 2r mentionnée ci-dessus. Cependant, cette impédance n'est obtenue que lorsque la tension de ligne VL (à la borne VAA ou SA) varie de -V2 jusqu'à une valeur -VS et lorsque le courant total de ligne correspondant IL varie de -Il jusqu'à une valeur maximale IS, comme indiqué par la caractéristique 1 de la Fig. 9 qui a une pente environ égale à 2r. Au contraire, pour une tension de ligne VL variant de -VS à 0 le courant de ligne correspondant IL varie depuis sa valeur maximale IS à VL = -VS jusqu'à une valeur minimale 12 à VL = 0 suivant la caractéristique 2 de la Fig. 9 qui a une pente négative.
La raison de cette pente négative est de protéger le SLIC contre une dissipation de puissance excessive lorsque le courant de ligne IL devient anormalement élevé, c'est-à-dire lorsqu'il <EMI ID=7.1>
un court-circuit sur la ligne. La façon d'obtenir ces caractéristiques est décrite ci-après.
D'abord, il est à noter que le point de fonctionnement de l'amplificateur de ligne LAA pour
IL = 0 est par exemple à -VM = -45 Volts au lieu d'être à
-V2 = -48 Volts afin d'éviter la saturation de cet amplificateur pour des signaux de courant alternatif. La valeur -Il du courant de ligne est fixée à environ
-20 milli-Ampères correspondant à l'amplitude maximale autorisée du courant alternatif sur la ligne.
La valeur du courant de ligne maximum IS mentionné ci-dessus peut être calculée à partir du maximum de tension applicable à la ligne et de la résistance totale de la ligne qui est égale à 2x2r plus 2xRPTC et la valeur minimum de la résistance de la ligne d'abonné et du poste d'abonné, par exemple 100 Ohms; RPTC étant égal à la valeur de la résistance PTCA ou PTCB. Ce courant maximum IS est d'environ 100 milli-Ampères. Sachant que la pente de la caractéristique 1 (Fig. 9) est égale à 2r, il est possible de calculer la valeur de la tension -VS.
Comme mentionné ci-dessus, le courant IL circulant au travers de la résistance d'alimentation RA est mesuré par le circuit de détection de courant continu de DCA
(Fig. 3) comprenant l'amplificateur opérationnel 01 qui fourni à sa borne de sortie T1A une tension alternative/continue égale à -RA.IL/4 lorsque R8 = R9 = 4xR12 = 4xR13 et RIO = Rll. Ce choix permet d'obtenir un gain pour 01 égal à -1/4 ce qui empêche sa saturation.
Comme également mentionné ci-dessus, la tension de ligne VL est mesurée à la borne VAA de la résistance d'alimentation RA au moyen du circuit de détection de tension continue de DCA (Fig. 3) comprenant l'amplificateur opérationnel 02. Plus particulièrement, ce circuit est conçu de façon à ce que pour la caractéristique 1 seule la diode D5 est conductrice, alors que pour la caractéristique 2 seules les diodes D4 et D6 sont conductrices. Dans le premier cas, la sortie de l'amplificateur 02 est prise au point de jonction de D5 et de R17 et est appliquée à l'entrée inverseuse de l'amplificateur opérationnel 03 au travers de la résistance d'entrée R19, alors que dans le second cas la sortie de 02 est appliquée à l'entrée non-inverseuse de 03 via D6 et R20.
Afin que la tension mesurée par 02 aie des effets différents pour les plages de tensions -VM à -VS et
-VS à 0, comme indiqué à la Fig. 9, le circuit DCA est conçu pour que le signe de la tension de sortie à la borne de sortie T6A de 03 change lorsque IL devient égal à IS. Plus particulièrement, cette tension de sortie à la borne T6A devient égale à zéro lorsque IL=IS. En effet, aussi longtemps que les diodes D4 et D6 sont bloquées, la tension à l'entrée non-inverseuse de 03 est égal à
<EMI ID=8.1>
tension alternative/continue à l'entrée non-inverseuse de
03 devient 0 lorsque le courant de ligne IL est maximum, c'est-à-dire lorsque IL=IS, comme souhaité. Lorsque l'entrée non-inverseuse de 03 est à la tension continue zéro, le même raisonnement est vrai pour l'entrée inverseuse de celui-ci.
De plus, aucun courant continu ne peut circuler au travers du condensateur C4 et, parce que le point de jonction de R14, R16 et R17 est également au potentiel de terre virtuelle, aucun courant ne peut circuler au travers de R17, R18 et R19. Un courant ne peut donc circuler que de la borne +V3 vers la borne VAA au travers de R16 et R14 tel que
<EMI ID=9.1>
A partir de la caractéristique 1 de la Fig. 9 on peut également déduire que pour IL=0 on doit avoir
VL = -VM. Lorsque IL=0 la tension continue à l'entrée non-inverseuse de 03 est égale à V3/2 et est la même que la tension continue à l'entrée inverseuse de 03. Aucun courant continu ne circule au travers de R19 tel que la tension au point de jonction de D5 et R17 est aussi égale à V3/2. Donc, on peut écrire
<EMI ID=10.1>
Avec VM = 45 Volts et VS = 28,55 Volts on a R14 = 16xR17.
Afin de réaliser la caractéristique 2 de la Fig. 9 on considère le point de cette caractéristique pour lequel VL=0 et IL=I2 qui est choisi égal à environ
20 milli-Ampères. Les relations suivantes doivent alors être satisfaites.
La tension au point de jonction de R14, R15, R16 et R17 est zéro et la diode D5 étant bloquée aucun courant ne circule au travers de R17, R18 et R19 tel que les tensions aux entrées inverseuse et non-inverseuse de
03 sont aussi zéro. On peut donc écrire l'équation suivante pour les courants au point de jonction de R20, R21 et R22.
<EMI ID=11.1>
Où V02 est la tension de sortie de 02 et VD6 est la tension aux bornes de la diode D6.
D'autre part, comme le courant fourni par V3 circule au travers de R16, R15 et D4 on a
<EMI ID=12.1>
Où VD4 est la tension aux bornes de la diode D4. Donc, avec VD4=VD6, R21=R22 et en combinant les équations
(1) et (2), on obtient
<EMI ID=13.1>
ce qui conduit à R15 = 0,23xR20.
Généralement les valeurs des résistances sont choisies
R15 = R17 = 50 kilo-Ohms
telles que
R14 = 800 kilo-Ohms
R16 = 57,7 kilo-Ohms
R20 = 218,7 kilo-Ohms
de plus
R18 = 5,1 kilo-Ohms
R19 = 100 kilo-Ohms
R21 = R22 = 200 kilo-Ohms
DCA comprend aussi des circuits de filtrage de courant alternatif principalement composés par la résistance R23 et les condensateurs C4 et C3 et qui sont conçus pour qu'un minimum de composants de courant alternatif soient présents dans le signal à la borne de sortie T6A.
Des impulsions de numérotation générées par un abonné raccordé à ce SLIC sont aussi détectées par les circuits de détection de courant continu DCA (Fig. 3) et DCB et sont transmises au circuit de détection d'impulsion de numérotation DPDC (Fig. 5) via les bornes T1A et T1B respectivement. Les impulsions de numérotation venant de DCA via la borne T1A sont d'abord inversées par le circuit inverseur de DPDC avant d'être appliquées à l'entrée inverseuse de l'amplificateur opérationnel 02, alors que les impulsions de numérotation venant de DCB via la borne T1B sont directement appliquées à cette entrée inverseuse.
De ce fait et comme les signaux disponibles aux bornes T1A et T1B sont proportionnels aux courants dans les conducteurs A et B respectivement, des courants longitudinaux sont automatiquement éliminés de ce circuit et les impulsions de numérotation peuvent être détectées. Une valeur de seuil d'environ 10 milli-Ampères pour les impulsions de numérotation est fixée par les résistances R40 et R41, et ces impulsions de numérotation sont transmises à la borne de sortie DP afin d'être envoyées au central de télécommunication.
Les valeurs des composants du DPDC sont :
R36 = R37 = 20 kilo-Ohms
R38 = R39 = 100 kilo-Ohms
R40 = 51 kilo-Ohms
R41 = 1100 kilo-Ohms
R42 = 3,6 kilo-Ohms
R43 = 5,1 kilo-Ohms
C10 = 470 pico-Farads.
Comme mentionné ci-dessus, des courants longitudinaux, également appelés courants de mode commun, à 50 ou 60 Hertz doivent être éliminés sans affecter les autres signaux de télécommunication. Ceci est obtenu en produisant de très faibles impédances de sortie des amplificateurs de ligne LAA et LAB pour de tels courants. Des courants longitudinaux sont caractérisés par le fait qu'ils ont une même amplitude et qu'ils circulent dans la même direction dans les deux conducteurs A et B.
De tels courants sont détectés par le circuit de détection de courants longitudinaux LCDC (Fig. 6) qui fonctionne comme additionneur de tension pour les signaux appliqués à ses bornes d'entrée T3A et T3B de telle sorte que les signaux fournis à ses bornes de sortie T2A et T2B sont tous deux égaux à zéro pour des signaux d'entrée ayant une même valeur mais de polarité opposée, car les résistances R45 et R46 ont la même valeur. Ceci devrait être normalement le cas lorsqu'aucun courant longitudinal n'est présent sur la ligne d'abonné. Cependant, lorsque des courants longitudinaux sont présents, le signal de sortie du circuit LCDC est injecté comme signal de contre-réaction dans les amplificateurs de ligne LAA et LAB via le circuit additionneur et le circuit de.combinaison de ACCA et de ACCB respectivement.
Les valeurs des composants de LCDC sont
R45 = R46 = 2xR44 = R33 = 100 kilo-Ohms.
Bien que les principes de l'invention aient été décrits ci-dessus en se référant à des exemples particuliers, il est bien entendu que cette description est faite seulement à titre d'exemple et ne constitue aucunement une limitation de la portée de l'invention.
REVENDICATIONS
1. Circuit de synthèse d'impédance (SLIC :Fig. 1) pour synthétiser des impédances à partir d'impédances
(RA, RB) reliant des sorties (VBA, VBB) de moyens amplificateurs distincts (LAA, LAB) à des branches correspondantes (A, B) d'une boucle de télécommunication, ledit circuit comprenant des moyens de détection de courant (01, R8 à R13 :Fig. 3 ; 04, R25 à R28, C5, C6 :Fig. 4) couplés aux dites impédances et fournissant un signal de mesure de courant qui est transmis à une entrée
(T5A, T5B :Fig. 1) des dits moyens amplicateurs, caractérisé en ce que des moyens de détection de courant séparés (01, R8 à R13 :Fig. 3 ; 04, R25 à R28, C5, C6 :Fig. 4) sont associés à des branches distinctes (A, B :Fig.l) et fournissent des signaux de mesure de courant distincts aux dits moyens amplicateurs (LAA, LAB) correspondants.
2. Circuit de synthèse d'impédance selon la
IMPEDANCE SYNTHESIS CIRCUIT
The present invention relates to an impedance synthesis circuit for synthesizing impedances from impedances connecting. Outputs of separate amplifier means to corresponding branches of a telecommunication loop, said circuit comprising current detection means. coupled to said impedances and providing a current measurement signal which is transmitted to an input of said amplifying means.
Such a circuit is already known, for example from Belgian patent 898,052. In this, the current detection means are coupled to two resistors in order to provide a measurement signal which is a function of the loop current of a substation. subscriber and which is transmitted as a feedback signal to the amplifying means.
In this known circuit, the currents flowing in each branch of the loop are assumed to be identical and for this reason it cannot be used in the case where distinct signals are transmitted in each branch of the loop.
An object of the present invention is to provide a circuit of the type mentioned above, but which performs the required impedance synthesis even when different currents flow in each branch of the loop.
According to the invention, this object is achieved thanks to the fact that separate current detection means are associated with separate branches. And supply separate current measurement signals to said corresponding amplifying means.
Since separate current detection means are used in each branch of the loop, they are only coupled to the corresponding resistance of this branch and will therefore provide a current measurement signal derived from the current flowing in this particular branch. In addition, separate amplifier means being used and the current measurement signal derived from a branch being transmitted to the amplifier means associated with this same branch, the impedance synthesis is carried out for the branch instead of being carried out for the loop. An appropriate impedance synthesis can therefore be carried out even when different currents flow in each branch of the loop which is the case when separate signals are transmitted on each branch.
The above-mentioned impedance synthesis circuit and associated with a single branch of the loop can also be considered as a power supply having an internal impedance and connected to a load through which a current flows.
When the load is placed outside, unwanted signals can be applied to it and damage the power supply.
Another object of the present invention is to protect the power supply against excessively large signals which could generate excessive power dissipation.
According to the invention, this object is achieved thanks to the fact that said power supply includes protection means controlling said internal impedance so that it has a predetermined positive resistive value when said current has a value less than a predetermined value current, and so that said internal impedance has a negative resistive value when the value of said current tends to exceed said predetermined current value.
The internal impedance first having a positive resistive value, the power dissipated in the power supply is proportional to the current flowing in the load and the predetermined current value corresponds to the maximum admissible dissipated power. Since the internal impedance becomes negative when the current tends to exceed this predetermined value, not only is this current reduced, but also the power dissipated in the power supply.
The objects and characteristics of the invention described above as well as others and the manner of obtaining them will become clearer and the invention itself will be better understood, with reference to the following description of an example of realization of the invention taken in conjunction with the accompanying drawings and of which:
Fig. 1 shows a subscriber line interface circuit SLIC comprising an impedance synthesis circuit produced according to the invention; Fig. 2 represents the line amplifier LAA of FIG. 1; Fig. 3 shows the DCA DC current and voltage detection circuit of FIG. 1; Fig. 4 represents the circuit for detecting alternating current and voltage and ACCA adder of FIG. 1; Fig. 5 shows the DPDC numbering pulse detection circuit of FIG. 1;
Fig. 6 shows the longitudinal current detection circuit LCDC of FIG. 1; Fig. 7 shows the SPRC speech receiver circuit of FIG. 1; Fig. 8 shows the speech transmitter circuit SPTC of FIG. 1; Fig. 9 shows the characteristic of the current as a function of the voltage for the direct current signals flowing in the conductor A of FIG. 1.
The subscriber line interface circuit or SLIC shown in FIG. 1 is placed in a telecommunications center and connected between other equipment
(not shown) from this exchange and an A / B subscriber line leading to a subscriber station (not shown). The SLIC is capable of performing the following functions:
- transmission of speech and measurement signals;
- detection of numbering pulses and other direct current signals, for example pick-up from the horn, generated by the subscriber station;
- avoid the harmful effect of the longitudinal currents induced in the subscriber line A / B;
- realization of predetermined alternating current and direct current impedances in order to ensure optimal transmission of the alternating current signals and an adequate supply of direct current to the subscriber station to allow its operation. In this context, it can be noted that according to requirements which are conventional in the field of telecommunications, each of the line conductors A and B mentioned above must have an AC impedance of approximately 300 Ohms for speech signals ranging from 300 at 3400 Hertz, and a DC impedance of approximately 220 Ohms.
The SLIC described below is capable of synthesizing a DC impedance and an AC impedance from the supply resistors RA and RB coupled to the line conductors A and B respectively. More particularly, it is able to synthesize different direct current impedances and identical alternating current impedances for the two conductors of the line.
The SLIC operates with the following voltages measured with respect to the earth VO:
+ V1 = + 5 Volts; -VI = - 5 Volts and -V2 = - 48 Volts supplied by a main power supply; and
+ V3 and -V3 of approximately + 2 Volts and - 2 Volts respectively, supplied by an auxiliary power supply. The exact values of these voltages are fixed by the maximum dissipated power authorized in the SLIC as will be explained later.
The SLIC is connected to the subscriber line A / B via resistors with a positive temperature coefficient PTCA and PTCB incorporated in the respective conductors A and B of the line to protect against overheating, and pairs of DAA threshold diodes, DAB and DBA, DBB to limit the voltage on each of the A / B conductors between -V2 and the earth VO.
The SLIC itself includes:
- identical supply resistors RA / RB incorporated in the respective line conductors A B and having terminals VAA, VBA / VAB, VBB respectively;
- identical LAA / LAB line amplifiers with T5A / T5B input terminals and VBA / VBB output terminals respectively;
- SPRC / SPTC receiver and speech transmitter circuits with respective input terminals SPR SA, SB and respective output terminals T4A, T4B SPT;
- alternating current and voltage detection circuits and identical ACCA / ACCB adders with respective input terminals VAA, VBA, T2A, T4A, T6A, MTA / VAB, VBB, T2B, T4B, T6B, MTB and terminals respective output T3A, T5A / T3B, T5B;
- DCA / DCB identical DC current and voltage detection circuits with input terminals 1
respective VAA, VBA / VAB, VBB and output terminals
<EMI ID = 1.1>
- a DPDC numbering pulse detection circuit with T1A and T1B input terminals, and a DP output terminal; and
- a longitudinal current detection circuit LCDC with input terminals T3A and T3B, and output terminals T2A and T2B.
Briefly, the SLIC works as follows:
- a speech signal applied from the exchange between the speech input terminal SPR and the earth VO is received by the speech receiving circuit SPRC and applied between the terminals of the SLIC SA / SB via T4A / T4B, ACCA / ACCB, T5A T5B, LAA / LAB, VBA / VBB, RA / RB and VAA / VAB;
a speech signal applied from the subscriber station between the terminals of the SLIC SA / SB is received by the speech transmitter circuit SPTC and applied between the speech output terminal SPT and the earth VO;
- a measurement signal applied differently from the central to the MTA and MTB measurement inputs is transmitted to the SA / SB terminals via ACCA / ACCB, T5A / T5B, LAA / LAB,
VBA / VBB, RA / RB and VAA / VAB;
- a DC impedance is synthesized for each supply resistor RA / RB in the DC loop including this resistance
RA / RB, DCA / DCB, T6A / T6B, ACCA / AACB, T5A / T5B, LAA / LAB, VBA / VBB and VAA / VAB;
- an AC impedance is synthesized for each supply resistor RA / RB in the AC loop comprising this resistance RA / RB, ACCA / ACCB, T5A / T5B, LAA / LAB, VBA / VBB and VAA / VAB;
- openings in the A / B line conductors, i.e. the absence or presence of current in each of the RA / RB resistors, are detected by the DPDC numbering pulse detection circuit via DCA / DCB and T1A / T1B.
- the common mode part of the alternating current signals flowing in the supply resistors RA / RB is detected by the circuit LCDC via the circuits ACCA / ACCB and the respective terminals T3A / T3B, and is then returned to ACCA / ACCB via the T2A / T2B terminals in order to be subtracted from the alternating current signals applied to them.
Before describing their operation, the circuits mentioned above are considered in detail below except for LAB and ACCB which are identical to LAA and ACCA respectively. In the following description, the voltage at the terminal SA of the line conductor A is called VL and the current flowing in this line conductor A and which is practically equal to that circulating in the supply resistor RA is called IL.
Reference is first made to FIG. 2 showing the line amplifier LAA which has an input terminal T5A connected to the output of ACCA and output terminal VBA coupled to the line conductor A via the supply resistor RA. LAA includes effect transistors
<EMI ID = 2.1>
RI to R7, capacitors Cl and C2 and diodes Dl to D3.
The input terminal T5A and the output terminal VBA consist of the gate and the IF source respectively, these electrodes being interconnected through the bias resistor R4 and the IF gate is also connected to earth via the filter formed by resistor R3 and capacitor Cl in series. + V1 is connected to -V2 via the series connection of the resistor R2, the diodes D2 and D3, the drain-source paths of the transistors FI and F2 and the resistor RI. Earth is connected to the junction point of the
<EMI ID = 3.1>
Threshold said and this drain is also connected to the gate of F2 via a network formed by the capacitor C2 and the resistor R5 in series. + V1 is also connected to
-V2 via the series connection of resistors R2 and R6, of the emitter-collector path of transistor Ql and of resistor R7. The base of Ql is earthed and its collector is connected to the door of F2.
The purpose of the network R5, C2 is to increase the speed of transition of the transistor F2 during the transition from its blocked state to its conductive state by reducing the gate impedance of F2.
The DCA DC current and voltage detection circuit shown in FIG. 3 comprises a DC detection circuit, a DC voltage detection circuit and a DC combination circuit.
The DC detection circuit at input terminals VAA and VBA which are the ends of the supply resistor RA, and an output terminal T1A leading to the number pulse detection circuit DPDC. It includes an operational amplifier 01 and resistors R8 to R13. The VAA and VBA input terminals are connected to the inverting and non-inverting inputs of 01 via the input resistors R8 and R9 of the same value respectively. Likewise, the + V1 terminal of the power supply is connected to these inverting and non-inverting inputs of
01 via the polarization resistors RIO and Rll of the same value respectively.
The non-inverting input of 01 is further grounded through the bias resistors R12, while its output is connected to its inverting input via the negative feedback resistance R13 having the same value as R12. The DC detection circuit therefore functions as a voltage subtractor for the voltages appearing at its input terminals VBA and VAA, that is to say the voltage across the supply resistor RA, and like this voltage across RA is proportional to the current IL flowing in the line conductor A, the signal at the output terminal T1A is a function of this current IL. In addition, the resistance values have been chosen so that the signal at the output terminal T1A is, for example, equal to -RA.IL/4 in order to avoid saturation of the amplifier 01.
DCA's DC voltage detection circuit has an input terminal VAA, which is at voltage VL, and its output corresponds to the output of an operational amplifier 02 which is included therein. The DC voltage detection circuit further comprises resistors R14 to R18 and diodes D4 and.D5. The operational amplifier 02 has its non-inverting input grounded and the input terminal VAA is connected to its inverting input via the input resistor R14. The exit of
02 is connected to its inverting input via the feedback resistor R17 in series with the diode D5, and the other feedback resistor R15 having the same value as R17 and in series with the diode D4 connects the inverting input from 02 to its release.
It should be noted that the junction point of the diode D5 and of the resistor R17 is earthed through the resistor R18. The + V3 terminal of the auxiliary power supply is also connected to the inverting input of 02 via the bias resistor R16. A positive output voltage of 02 is therefore returned to the inverting input thereof via the diode D5 and the resistor R17 while a negative output voltage is returned there via the diode D4 and the resistor R15.
The DCA combination circuit has DC output terminal T6A leading to the circuit for detecting alternating current and voltage and ACCA adder. The DC combination circuit includes an operational amplifier 03, resistors R19 to R23, capacitors C3 and C4 and a diode D6. A first input of this circuit is the output terminal T1A of the DC detection circuit where a signal depending on the line current IL is supplied. This input terminal T1A is connected to the non-inverting input of 03 via the resistor R22. This non-inverting input of 03 is also connected to the output of
02 via the series connection of input resistance R20 and diode D6.
Another input of this DC combination circuit is the junction point of the diode D5 and the resistor R17 which is connected to the inverting input of 03 via, the input resistor R19. The output of 03 is also connected to its inverting input via a filtering circuit comprising the feedback resistance R23 and the capacitor C4 in series. In addition, the + V3 terminal of the auxiliary power supply is connected to earth via the resistor R21 and the capacitor C3, the junction point of these being connected to the non-inverting input of 03. It is note that resistors R21 and R22 have the same value so that the voltage at the non-inverting input of 03 is a function of (+ V3 - (RA.IL / 4)) / 2, that is ie a function of the line current IL.
In addition, depending on the polarity of the voltage at the output of 02, a function of this voltage is applied to the inverting input or to the non-inverting input of 03. The signal supplied to the DCA output terminal is therefore a function of the line current IL and the line voltage VL.
It should be noted that the DCB current and voltage detection circuit is identical to the DCA circuit except for the resistor R21 which is connected to the terminal -V3 of the auxiliary power supply instead of being connected to the terminal + V3 like
<EMI ID = 4.1>
opposite in DCB relative to their orientation in DCA.
The circuit for detecting alternating current and voltage and ACCA adder shown in FIG. 4 comprises an alternating current detection circuit, an alternating voltage and adder detection circuit, and a combination circuit.
ACCA's AC detection circuit has VAA and VBA input terminals and includes an operational amplifier 04, resistors R25 to R28 and capacitors C5 and C6. The VAA and VBA input terminals are connected to the inverting and non-inverting inputs of 04 via the series connection of the capacitor C5 and the input resistance R25, and via the series connection of the capacitor C6 and the resistance d 'input R26 respectively. The non-inverting input of 04 is earthed through the bias resistor R27 and its output is connected to its inverting input via the negative feedback resistance R28. In addition, capacitors C5 and C6 have the same value and resistors R25 to R28 also have the same value.
The AC voltage detection circuit and ACCA adder at input terminals:
- VBA connected to one end of the supply resistor RA and which is also the output terminal of LAA;
- TA2 which is an output terminal of the longitudinal current detection circuit LCDC;
- T4A which is the output terminal of the SPRC speech receiver circuit; - T6A which is the output terminal of the DC current and voltage detection circuit; and
- MTA which is a terminal for measurement signals from the exchange.
This AC voltage and adder detection circuit includes an operational amplifier 05, resistors R24 and R31 to R35 and capacitors C8 and C9. The input terminals VBA, T2A, T4A, T6A and MTA are all connected to the inverting input of 05 via a filtering circuit comprising the DC blocking capacitor C9 in series with the input resistance R35, the resistance input R33, input resistance R34, input resistance R24 and directly respectively. The non-inverting input of 05 is earthed and its output is connected to its inverting input via the negative feedback resistor R31 in parallel with a filter formed by the feedback resistor R32 in series with the capacitor C8.
It therefore appears that this circuit is an adder circuit for all the signals applied to its input terminals VBA, T2A, T4A, T6A and MTA.
The ACCA combination circuit includes a PNP transistor Q2, two resistors R29 and R30 and a capacitor C7. It has the output terminals T3A connected to the longitudinal current detection circuit LCDC, and T5A which is the terminal of the feedback loop connected to LAA. The output of 04 is connected to the base of Q2 via the input resistance R29, while the output of 05 is directly connected to the emitter of Q2 whose collector constitutes the output terminal T5A of ACCA. The base of Q2 constitutes the output terminal T3A of ACCA and is further grounded via a filtering circuit formed by the resistor R30 and the capacitor C7 in series.
The DPDC dial pulse detection circuit is shown in Fig. 5 and is connected to DCA and DCB via respective input terminals T1A and T1B while its output terminal DP is connected to the central. DPDC comprises an inverter circuit formed by an operational amplifier 06 whose non-inverting input is earthed and which has its output connected to its inverting input via a negative feedback resistance R36. The input terminal T1A is connected to the inverting input of 06 via an input resistance R37 having the same value as R36.
The exit of
06 and the input terminal T1B are connected to the inverting input of another operational amplifier 07 via input resistors R38 and R39 having the same value respectively and this inverting input of 07 is also connected to the output of 07 via a C10 feedback capacitor. The non-inverting input of 07 is connected to the junction point of resistors R41 and R40 connected in series between terminal + V1 and earth. The output of 07 is also connected to the DP output terminal via a resistor R42 and this DP terminal is itself connected to the -VI terminal via a resistor R43.
Fig. 6 shows the longitudinal current detection circuit LCDC which at input terminals T3A and T3B and output terminals T2A and T2B connected to ACCA and ACCB respectively, and comprises an operational amplifier 08 and resistors R44 to R46. The operational amplifier 08 has the negative feedback resistance R44 connected between its output and its inverting input. The non-inverting input of 08 is earthed and the input terminals T3A and T3B are connected to its inverting input via resistors R45 and R46 of the same value respectively. The exit of
08 is also directly connected to the two output terminals T2A and T2B.
The SPRC speech receiver circuit shown in FIG. 7 has a speech input terminal SPR connected to the central office and output terminals T4A and T4B leading to ACCA and ACCB respectively. SPRC includes operational amplifiers 09 and 010, resistors R47 to R50 and a Cil capacitor. The speech input terminal SPR is connected to the inverting input of 09 via a filtering circuit formed by the series connection of the DC blocking capacitor Cil and the input resistance R48. The non-inverting input of 09 is earthed and its output is connected to its inverting input via the negative feedback resistance R47 and to terminals T4B and T4A, directly and via an inverter circuit respectively.
This inverter circuit comprises the operational amplifier 010, the non-inverting input of which is earthed and the output of which is connected to its inverting input via the negative feedback resistance R49. The exit of
09 is connected to the inverting input of 010 via the input resistance R50 having the same value as R49. It should be noted that the time constant of the <EMI ID = 5.1>
filtering C9, R35 of ACCA (Fig. 4) in order to generate an optimal frequency characteristic for the transmitted speech signals.
The SPTC speech transmitter circuit is shown in FIG. 8 and has input terminals VAA and VAB connected to one end of the supply resistors RA and RB respectively, and an output terminal SPT connected to the central. SPTC includes an operational amplifier 011, resistors R51 to R54 and capacitors C12 and C13. The VAA input terminal is connected to the inverting input of 011 via the DC blocking capacitor C12 and the input resistor R52 in series, while the VAB input terminal is connected to the non-input 011 inverting via the DC blocking capacitor C13 and the input resistance R53 in series.
This non-inverting input is earthed through the resistor R54 and the output of 011 is connected to the output terminal SPT directly and to its inverting input via the negative feedback resistance R51. It should be noted that the capacitors C12 and C13 and the resistors R51 to R54 are of the same values respectively.
The purpose of the alternating current and direct current loops associated with each line conductor
A / B is to synthesize from a resistive value r = 85 Ohms of the supply resistor RA / RB an impedance in alternating current equal to 3r = 255 Ohms and an impedance in direct current equal to 2r = 170 Ohms, such that total alternating current and direct current impedances equal to 300 Ohms and 215 Ohms respectively are obtained by the PTCA / PTCB resistors which have a value equal to 45 Ohms each. It should be noted that these values of the impedances in alternating current and in direct current correspond to the conventional requirements of telecommunications mentioned above.
Without a feedback signal at terminal T5A, stabilization of the LAA line amplifier (Fig. 2) is ensured as follows. Since the voltage + V1 appears at the emitter of the transistor Ql and its base is earthed, this transistor Ql becomes conductive and a current of about 1 milli-Amperes flows through its emitter-collector path. Consequently, the transistor F2 also becomes conductive and a current flows not only through the drain-source path of this transistor F2 but also through the drain-source path of the transistor FI via the resistor R2 and the diodes D2 and D3. The FI drain voltage then drops <EMI ID = 6.1>
Consequently, the voltage at the emitter of transistor Ql is also reduced, as is the current flowing through the emitter-collector path of this transistor Ql. Therefore, the current flowing through F2 decreases and the LAA line amplifier will stabilize by itself.
The impedance in alternating current is achieved by means of the circuit for detecting alternating current and voltage and ACCA adder. This is obtained by the following choice of components:
R25 = R26 = R27 = R28 = R35 / 2 = 100 kilo-Ohms R29 = 5.1 kilo-Ohms
R30 = 200 Ohms
R31 = 95 kilo-Ohms
R32 = 3.9 kilo-Ohms
C5 = C6 = 2xC9 = 6.040 pico-Farads
C7 = 8,450 pico-Farads
C8 = 430 pico-Farads.
Indeed, in this way and as we can calculate it:
- frequencies outside the audible frequency range from 300 Hertz to 3400 Hertz are attenuated;
- for all these audible frequencies and when no other signal is applied to the input terminals T2A, T4A, T6A and MTA, the alternating current loop is in equilibrium for an alternating current impedance equal to 3r.
In more detail, the filter circuits mainly constituted by C5, R25; C6, R26 and C9, R35 are high pass filters which attenuate the frequencies lower than 300 Hertz whereas the filtering circuits mainly constituted by C8, R32 and C7, R30 are low pass filters which attenuate the frequencies higher than 3400 Hertz. In addition, when the alternating current loop is in equilibrium, an identical signal is applied to the base and to the emitter of transistor Q2 so that no feedback signal is supplied to terminal T5A. The AC impedance achieved by the LAA line amplifier without a feedback signal is therefore equal to 2r.
In this case, a speech signal coming via the terminal T4A is completely reinjected into this loop in alternating current so that a high signal / noise ratio can be obtained.
The purpose of the DCA DC current and voltage detection circuit is to achieve the DC impedance equal to 2r mentioned above. However, this impedance is only obtained when the line voltage VL (at the terminal VAA or SA) varies from -V2 to a value -VS and when the corresponding total line current IL varies from -Il to a maximum value IS, as indicated by characteristic 1 of FIG. 9 which has a slope approximately equal to 2r. On the contrary, for a line voltage VL varying from -VS to 0 the corresponding line current IL varies from its maximum value IS at VL = -VS to a minimum value 12 at VL = 0 according to characteristic 2 of FIG . 9 which has a negative slope.
The reason for this negative slope is to protect the SLIC against excessive power dissipation when the IL line current becomes abnormally high, i.e. when <EMI ID = 7.1>
a short circuit on the line. How to obtain these characteristics is described below.
First, it should be noted that the operating point of the LAA line amplifier for
IL = 0 is for example at -VM = -45 Volts instead of being at
-V2 = -48 Volts to avoid saturation of this amplifier for alternating current signals. The line current value Il is fixed at approximately
-20 milliamps corresponding to the maximum authorized amplitude of the alternating current on the line.
The value of the maximum line current IS mentioned above can be calculated from the maximum voltage applicable to the line and the total resistance of the line which is equal to 2x2r plus 2xRPTC and the minimum value of the line resistance subscriber and subscriber unit, for example 100 Ohms; RPTC being equal to the value of the PTCA or PTCB resistance. This maximum current IS is approximately 100 milli-amperes. Knowing that the slope of characteristic 1 (Fig. 9) is equal to 2r, it is possible to calculate the value of the voltage -VS.
As mentioned above, the current IL flowing through the supply resistor RA is measured by the DCA detection circuit of DCA
(Fig. 3) including the operational amplifier 01 which supplies its output terminal T1A with an AC / DC voltage equal to -RA.IL/4 when R8 = R9 = 4xR12 = 4xR13 and RIO = Rll. This choice makes it possible to obtain a gain for 01 equal to -1/4 which prevents its saturation.
As also mentioned above, the line voltage VL is measured at the terminal VAA of the supply resistor RA by means of the DC voltage detection circuit of DCA (FIG. 3) comprising the operational amplifier 02. More particularly , this circuit is designed so that for characteristic 1 only the diode D5 is conductive, while for characteristic 2 only the diodes D4 and D6 are conductive. In the first case, the output of the amplifier 02 is taken at the junction point of D5 and R17 and is applied to the inverting input of the operational amplifier 03 through the input resistance R19, while in the second case the output of 02 is applied to the non-inverting input of 03 via D6 and R20.
So that the voltage measured by 02 has different effects for the voltage ranges -VM to -VS and
-VS to 0, as shown in Fig. 9, the DCA circuit is designed so that the sign of the output voltage at the output terminal T6A of 03 changes when IL becomes equal to IS. More particularly, this output voltage at terminal T6A becomes equal to zero when IL = IS. Indeed, as long as the diodes D4 and D6 are blocked, the voltage at the non-inverting input of 03 is equal to
<EMI ID = 8.1>
AC / DC voltage at the non-inverting input of
03 becomes 0 when the line current IL is maximum, that is to say when IL = IS, as desired. When the non-inverting input of 03 is at zero DC voltage, the same reasoning is true for the inverting input of it.
In addition, no direct current can flow through the capacitor C4 and, because the junction point of R14, R16 and R17 is also at the potential of virtual earth, no current can flow through R17, R18 and R19. Current can therefore only flow from terminal + V3 to terminal VAA through R16 and R14 such that
<EMI ID = 9.1>
From characteristic 1 of FIG. 9 we can also deduce that for IL = 0 we must have
VL = -VM. When IL = 0 the DC voltage at the non-inverting input of 03 is equal to V3 / 2 and is the same as the DC voltage at the inverting input of 03. No direct current flows through R19 such that the voltage at the junction point of D5 and R17 is also equal to V3 / 2. So we can write
<EMI ID = 10.1>
With VM = 45 Volts and VS = 28.55 Volts we have R14 = 16xR17.
In order to achieve characteristic 2 of FIG. 9 we consider the point of this characteristic for which VL = 0 and IL = I2 which is chosen equal to approximately
20 milliamps. The following relationships must then be satisfied.
The voltage at the junction point of R14, R15, R16 and R17 is zero and the diode D5 being blocked no current flows through R17, R18 and R19 such as the voltages at the inverting and non-inverting inputs of
03 are also zero. We can therefore write the following equation for the currents at the junction point of R20, R21 and R22.
<EMI ID = 11.1>
Where V02 is the output voltage of 02 and VD6 is the voltage across the diode D6.
On the other hand, as the current supplied by V3 flows through R16, R15 and D4 we have
<EMI ID = 12.1>
Where VD4 is the voltage across the diode D4. So, with VD4 = VD6, R21 = R22 and combining the equations
(1) and (2), we obtain
<EMI ID = 13.1>
which leads to R15 = 0.23xR20.
Generally the resistance values are chosen
R15 = R17 = 50 kilo-Ohms
as
R14 = 800 kilo-Ohms
R16 = 57.7 kilo-Ohms
R20 = 218.7 kilo-Ohms
Furthermore
R18 = 5.1 kilo-Ohms
R19 = 100 kilo-Ohms
R21 = R22 = 200 kilo-Ohms
DCA also includes alternating current filtering circuits mainly composed by the resistor R23 and the capacitors C4 and C3 and which are designed so that a minimum of alternating current components are present in the signal at the output terminal T6A.
Dialing pulses generated by a subscriber connected to this SLIC are also detected by the DC current detection circuits DCA (Fig. 3) and DCB and are transmitted to the dial pulse detection circuit DPDC (Fig. 5) via terminals T1A and T1B respectively. The numbering pulses coming from DCA via terminal T1A are first reversed by the reversing circuit of DPDC before being applied to the inverting input of operational amplifier 02, while the numbering pulses coming from DCB via the T1B terminal are directly applied to this inverting input.
As a result, and since the signals available at terminals T1A and T1B are proportional to the currents in conductors A and B respectively, longitudinal currents are automatically eliminated from this circuit and the numbering pulses can be detected. A threshold value of approximately 10 milliamps for the numbering pulses is set by the resistors R40 and R41, and these numbering pulses are transmitted to the output terminal DP in order to be sent to the telecommunications center.
The values of the DPDC components are:
R36 = R37 = 20 kilo-Ohms
R38 = R39 = 100 kilo-Ohms
R40 = 51 kilo-Ohms
R41 = 1100 kilo-Ohms
R42 = 3.6 kilo-Ohms
R43 = 5.1 kilo-Ohms
C10 = 470 pico-Farads.
As mentioned above, longitudinal currents, also known as common mode currents, at 50 or 60 Hertz must be eliminated without affecting the other telecommunication signals. This is achieved by producing very low output impedances from the LAA and LAB line amplifiers for such currents. Longitudinal currents are characterized by the fact that they have the same amplitude and that they flow in the same direction in the two conductors A and B.
Such currents are detected by the longitudinal current detection circuit LCDC (Fig. 6) which functions as a voltage adder for the signals applied to its input terminals T3A and T3B so that the signals supplied to its output terminals T2A and T2B are both equal to zero for input signals having the same value but of opposite polarity, because the resistors R45 and R46 have the same value. This should normally be the case when no longitudinal current is present on the subscriber line. However, when longitudinal currents are present, the output signal from the LCDC circuit is injected as feedback signal into the line amplifiers LAA and LAB via the adder circuit and the combination circuit of ACCA and ACCB respectively.
The values of the components of LCDC are
R45 = R46 = 2xR44 = R33 = 100 kilo-Ohms.
Although the principles of the invention have been described above with reference to specific examples, it is understood that this description is made only by way of example and does not constitute in any way a limitation of the scope of the invention .
CLAIMS
1. Impedance synthesis circuit (SLIC: Fig. 1) to synthesize impedances from impedances
(RA, RB) connecting outputs (VBA, VBB) of separate amplifier means (LAA, LAB) to corresponding branches (A, B) of a telecommunications loop, said circuit comprising current detection means (01, R8 to R13: Fig. 3; 04, R25 to R28, C5, C6: Fig. 4) coupled to said impedances and providing a current measurement signal which is transmitted to an input
(T5A, T5B: Fig. 1) of said amplifying means, characterized in that separate current detection means (01, R8 to R13: Fig. 3; 04, R25 to R28, C5, C6: Fig. 4) are associated with separate branches (A, B: Fig.l) and supply separate current measurement signals to said corresponding amplifying means (LAA, LAB).
2. Impedance synthesis circuit according to the