CH624517A5

CH624517A5 - Electronic hybrid circuit

Info

Publication number: CH624517A5
Application number: CH992177A
Authority: CH
Inventors: John Francis Regan
Original assignee: Wescom Switching
Priority date: 1976-03-11
Filing date: 1977-08-12
Publication date: 1981-07-31
Also published as: GB1546257A; FR2400280A1; CA1080869A; BE857768A; NL7708938A; AU2751777A; US4064377A; FR2400280B1; AU507626B2; SE407654B; SE7709204L; DE2736142A1

Description

L'invention a pour but de réaliser un circuit hybride électronique selon le préambule de la revendication 1 qui présente un excellent équilibre longitudinal et qui soit capable de supporter des tensions élevées.

A cet effet, le circuit hybride électronique selon l'invention présente les éléments cités dans la partie caractérisante de la revendication 1.

Des formes d'exécution du circuit hybride électronique objet de l'invention seront décrites, à titre d'exemple, en se référant aux dessins sur lesquels :

La fig. 1 est un schéma fonctionnel simplifié qui montre les composants essentiels d'un circuit hybride selon l'invention.

La fig. 2 est un schéma d'une forme d'exécution du circuit hybride selon l'invention, et la fig. 3 est un schéma d'une autre forme d'exécution du circuit hybride selon l'invention.

On se reportera maintenant aux dessins dans lesquels la fig. 1 est un schéma fonctionnel très simplifié qui montre les composants essentiels d'un circuit hybride correspondant à une forme d'exécution de l'invention. Le circuit hybride, désigné globalement par la référence 20, est destiné à coupler des signaux entre une ligne bidirectionnelle à deux fils et une paire de lignes unidirectionnelles appartenant à un circuit à quatre fils. Le circuit hybride comprend un accès à deux fils 21 dont les bornes 22, 23 sont destinées à être connectées à une ligne à deux fils, un accès d'émission 24 dont les bornes 25, 26 sont destinées à être connectées aux circuits d'émission d'un accès à quatre fils, et un accès de réception 27 dont les bornes 28, 29 sont destinées à être connectées aux circuits de réception de l'accès à quatre fils. Les bornes 22, 23 de l'accès à deux fils sont connectées directement à la ligne à deux fils, sans interposition de transformateurs ou d'autres éléments magnétiques.

Conformément à l'invention, deux impédances 30, 31 sont branchées en série entre les bornes 22, 23 de l'accès à deux fils et les circuits internes de l'hybride, de façon que les impédances série 30, 31 fassent fonction d'impédances de terminaison pour la ligne à deux fils. Dans ce but, les circuits de l'hybride qui sont connectés aux impédances de terminaison définissent des points de masse en alternatif pour chaque impédance au niveau des connexions entre ces impédances et l'hybride. Ainsi, pour les fréquences de signal, l'impédance entre l'une quelconque des bornes de l'accès à deux fils et la masse correspond simplement à l'impédance de terminaison associée, tandis que l'impédance que l'on voit entre les deux bornes de l'accès à deux fils correspond à la combinaison série des impédances de terminaison, équilibrées par rapport à la masse. Pour l'une au moins des impédances de terminaison, la masse en alternatif est définie par la sortie d'un amplificateur opérationnel. Dans le mode de réalisation qui est représenté schématiquement sur la fig. 1, deux amplificateurs opérationnels 33, 34 sont connectés aux impédances de terminaison respectives pour attaquer la ligne à deux fils par l'intermédiaire de ces impédances. Les amplificateurs sont montés de façon que leurs tensions de sortie sur les impédances de terminaison soient déterminées uniquement par les signaux qui sont appliqués sur leurs entrées, afin que les tensions de sortie ne soient pas affectées par des modifications survenant dans la ligne à deux fils. Dans ces conditions, les sorties de ces amplificateurs constituent une masse effective en alternatif.

Les impédances de terminaison 30, 31 doivent avoir des valeurs exactement identiques pour assurer l'équilibre longitudinal nécessaire, et ces valeurs sont en outre choisies pour réaliser une adaptation d'impédance avec le matériel associé. Lorsque la ligne à deux fils est une simple ligne d'abonné branchée à un poste téléphonique ordinaire, on choisit des résistances de l'ordre de 300 ohms, et l'impédance que l'on voit lorsqu'on regarde vers l'hybride correspond alors à la combinaison série de ces impédances, soit 600 ohms, ce qui assure l'adaptation avec l'impédance nominale classique de 600 ohms du poste téléphonique standard. On notera qu'on obtient un excellent équilibre longitudinal lorsque les résistances de terminaison sont appariées à 0,1% près, ce qui donne un équilibre longitudinal de l'ordre de 60 dB. On pourrait penser a priori que des tolérances aussi serrées sur les valeurs des résistances augmentent excessivement le coût de l'hybride, mais il n'en est rien du fait que l'hybride se prête à une réalisation en circuit intégré en couches épaisses. Il est relativement peu coûteux d'obtenir des résistances appariées de façon précise lorsqu'on emploie des résistances en couches épaisses, avec ajustage au laser, par exemple. Le coût de ces résistances est encore diminué du fait qu'on peut le plus souvent adopter une tolérance assez large sur la valeur nominale. Par exemple, l'impédance nominale d'un poste téléphonique classique est de 600 ohms, mais on constate en pratique que son impédance s'écarte largement de la valeur nominale. On peut ainsi réaliser le circuit en couches épaisses en donnant la valeur nominale à l'une des résistances, avec une tolérance assez large, et en ajustant ensuite la seconde résistance de terminaison pour que sa valeur corresponde précisément à la valeur de la première.

Dans les applications dans lesquelles on désire alimenter la ligne à deux fils à partir d'une batterie du central, par l'intermédiaire de l'hybride, les amplificateurs qui établissent la masse en alternatif sont polarisés de façon que leurs points de fonctionnement de repos correspondent à des niveaux continus différents, et les amplificateurs fournissent alors eux-mêmes le courant continu de la ligne à deux fils. Dans ce cas, les impédances de terminaison 30, 31 font également fonction de résistances d'alimentation par batterie.

Dans le cas de l'application à une ligne d'abonné caractéristique, la borne 22 est connectée au conducteur de pointe, et la borne 23 est connectée au conducteur de sonnerie de la ligne d'abonné. Les lignes d'abonné sont généralement alimentées par une tension de batterie de l'ordre de —48 V par rapport à la masse. Pour alimenter une ligne de ce type à partir de l'hybride représenté, on peut polariser l'amplificateur 33 de façon que sa tension de sortie continue de repos soit de l'ordre de — 5 V, et on peut polariser l'amplificateur 34 de façon que sa tension de sortie continue de repos soit de l'ordre de —48 V. Dans ces conditions, le décalage par rapport à la tension de batterie permet une excur5

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sion de tension de signal suffisante. Il ressortira de la description de la fig. 2 qu'on peut en pratique éliminer l'un des amplificateurs 33 ou 34, dans certains cas. Par exemple, on peut éliminer l'amplificateur 33, et connecter directement la borne gauche de la résistance 30 à la masse. Dans ce cas, on polarise l'amplificateur 34 de façon à lui donner une amplification double de celle considérée précédemment. L'équilibre longitudinal n'est cependant pas perturbé, même dans ce cas, puisque le conducteur de pointe voit la masse du circuit à travers la résistance 30, tandis que le conducteur de sonnerie voit à travers la résistance 31 la masse en alternatif qui est définie par la sortie de l'amplificateur 34.

Comme il est représenté schématiquement sur la fig. 1, l'accès de réception 27 est couplé aux amplificateurs 33, 34 de façon à attaquer la ligne à deux fils en réponse aux signaux qui sont appliqués sur cet accès. On notera que les amplificateurs 33 et 34 doivent être montés de façon à fournir des signaux de sortie en opposition de phase, afin d'assurer une attaque équilibrée de la ligne à deux fils.

Pour transmettre vers l'accès d'émission de la ligne à quatre fils les signaux qui sont reçus par l'accès à deux fils, on emploie un organe qui récupère les signaux d'information appliqués sur l'accès à deux fils, en assurant une réjection des signaux longitudinaux qui ne sont pas porteurs d'information. Dans ce but, les entrées d'un amplificateur 36 sont branchées de façon différentielle aux bornes respectives de l'accès à deux fils 21, et les résistances 37 et 38 sont connectées respectivement aux bornes 22 et 23. Les résistances 37, 38 ont des valeurs qui sont appariées de façon précise, et qui sont supérieures de plusieurs ordres de grandeur aux valeurs des résistances 30, 31. De ce fait, l'impédance du circuit de récupération du signal de sens inverse n'a qu'un effet négligeable sur l'équilibre longitudinal de l'hybride. Du fait que l'amplificateur 36 est branché de façon différentielle à la ligne à deux fils, il n'est pas influencé par les signaux en phase, et assure donc une excellente réjection des signaux longitudinaux. Plus précisément, les courants longitudinaux en phase tendent à accroître ou à diminuer en synchronisme la tension présente sur les bornes 22, 23, et le circuit d'entrée de l'amplificateur 36 permet à cet amplificateur d'ignorer ces variations en phase. Cependant, l'amplificateur 36 répond aux courants de signal qui sont en opposition de phase, et la sortie de cet amplificateur suit les variations des courants de signal. On voit que la sortie de l'amplificateur 36 est branchée à l'une des entrées d'un amplificateur 39 dont la sortie est elle-même connectée à l'accès d'émission 24 de la ligne à quatre fils. De ce fait, les courants de signal qui sont détectés par l'amplificateur 36 sont couplés à l'amplificateur 39, et donc à l'accès d'émission.

Un organe d'annulation empêche le retour vers l'accès d'émission des signaux qui sont appliqués sur l'accès de réception, couplés sur la ligne à deux fils, puis détectés par l'amplificateur 36. Ainsi, la borne 28 de l'accès de réception est branchée à une seconde entrée de l'amplificateur 39, et l'amplification est réglée de façon qu'un signal appliqué sur l'accès de réception annule complètement la réponse de l'amplificateur 36 sous l'effet de ce signal, couplé à la ligne à deux fils. Ainsi, si un signal apparaît sur l'accès à deux fils, sous l'effet d'un signal appliqué à la ligne à deux fils en réponse à un signal reçu sur l'accès 27, et non en réponse à un signal provenant de la ligne à deux fils, l'organe d'annulation fait disparaître la réponse de l'amplificateur 36, ce qui empêche le retour du signal vers l'accès d'émission.

Dans certaines applications du circuit hybride, lorsqu'on désire effectuer une supervision d'une ligne à deux fils associée, l'amplificateur différentiel 36 est couplé en continu à l'accès à deux fils. Cet amplificateur répond alors aux variations du courant continu dans la ligne à deux fils, afin d'accomplir une fonction de supervision. Plus précisément, la sortie de l'amplificateur 36 se trouve à un premier niveau de repos lorsque le poste téléphonique connecté à la ligne à deux fils est accroché, ce qui correspond à un courant de niveau bas. Cependant, en cas de décrochage du poste téléphonique, le courant continu augmente notablement et la sortie de l'amplificateur 36 passe à un second niveau, ce qui indique l'état décroché. On peut ainsi contrôler la sortie de l'amplificateur 36 pour détecter l'état de la ligne.

On se reportera maintenant à la fig. 2 qui représente les circuits d'une forme d'exécution du circuit selon l'invention. Le circuit hybride est désigné globalement par la référence 20 et comporte un accès à deux fils 21, un accès d'émission 24 et un accès de réception 27, comme sur la fig. 1. Une paire d'impédances de terminaison 30, 31 sont branchées respectivement en série entre la borne de pointe 22 et la borne de sonnerie 23 de l'accès à deux fils 21, d'une part, et des masses en alternatif correspondant aux connexions 30a et 31a, d'autre part. On voit que dans la forme d'exécution de la fig. 2, la résistance 30 est connectée directement à la masse, tandis que la masse en alternatif pour la résistance 31 est définie par la sortie d'un amplificateur qui comprend l'amplificateur opérationnel 50 et le transistor à charge d'émetteur 51 qui est attaqué par l'amplificateur 50. La sortie de l'amplificateur 50 est couplée à la base du transistor 51 par une diode 52. Le collecteur du transistor 51 reçoit la tension d'alimentation —48 V, et son émetteur est branché à la connexion 31a par une résistance de détection de courant 53. La résistance de contre-réaction 54 qui est branchée entre la connexion 31a et l'entrée inverseuse de l'amplificateur 50 assure une contre-réaction pour le circuit amplificateur. Du fait que le circuit de contre-réaction part du point de connexion 31a, ce point constitue la sortie effective de l'amplificateur, et assure donc une masse en alternatif pour l'impédance de terminaison.

L'entrée non inverseuse de l'amplificateur 50 est branchée par le condensateur 56 à la borne 28 de l'accès de réception 27, de façon que les signaux qui sont appliqués sur l'accès de réception soient transmis vers l'accès à deux fils.

Grâce à la présence du transistor à charge d'émetteur 51 dans le circuit de sortie de l'amplificateur 50, et à une polarisation appropriée du circuit, l'hybride assure lui-même l'alimentation continue de la ligne à deux fils. Pour permettre une excursion de signal suffisante, il est préférable que la tension de sortie continue de repos de l'amplificateur, sur la connexion 31a, soit fixée vers — 38 V. On voit que les impédances de terminaison font fonction de résistances d'alimentation par batterie, du fait que l'hybride assure l'alimentation par batterie à partir du central, et du fait que les impédances de terminaison sont intercalées en série entre l'hybride et la ligne à deux fils.

La récupération du signal de sens inverse est assurée par l'amplificateur 60 dont l'entrée inverseuse est branchée au conducteur de pointe 22 par la résistance 61, et dont l'entrée non inverseuse est branchée au conducteur de sonnerie 23 par la résistance 62. Les résistances 61, 62 ont des valeurs supérieures de plusieurs ordres de grandeur à celles des résistances 30, 31, si bien que le circuit de récupération du signal de sens inverse n'a qu'un effet négligeable sur l'équilibre longitudinal de l'hybride. Les résistances 60, 62 ont des valeurs qui sont appariées de façon précise, et qui sont dans un rapport déterminé par rapport aux valeurs des résistances de contre-réaction 63, 64, afin que l'amplificateur 60 soit insensible aux signaux en phase, ce qui assure la réjection des signaux longitudinaux. Plus précisément, l'amplificateur 60 est branché de façon différentielle à la ligne à deux fils 21 par l'intermédiaire de réseaux de polarisation qui sont équilibrés de façon précise afin que les signaux en phase n'aient aucun effet sur la sortie de l'amplificateur 60. Au contraire, l'amplificateur est sensible aux signaux en opposition de phase (c'est-à-dire les signaux qui portent l'information).

On voit en outre que les entrées de l'amplificateur 60 sont couplées en continu à l'accès à deux fils, si bien que l'amplificateur 60 peut assurer une fonction de supervision. Par exemple, lorsqu'une ligne d'abonné classique est branchée à l'accès à deux fils 21, et lorsque le poste téléphonique de cette ligne est accroché, l'inten5

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sité du courant qui circule dans la ligne est minimale, tandis que la tension sur la borne 22 est très proche de la masse, et la tension sur la borne 23 est très proche de — 38 V. Cependant, lorsque le poste téléphonique passe à l'état décroché, l'intensité du courant qui circule dans les résistances d'alimentation par batterie augmente, si bien que la tension sur la borne 22 devient plus négative et la tension sur la borne 23 devient plus positive. Sous l'action de la tension plus négative de la borne 22 qui est branchée à l'entrée inverseuse, et de la tension plus positive de la borne 23 qui est branchée à l'entrée non inverseuse, la sortie de l'amplificateur prend une valeur plus positive par rapport à l'état de repos correspondant à l'état accroché du poste téléphonique. La sortie de l'amplificateur 60 est connectée à la borne 65 et on peut connecter à cette borne un circuit qui détecte le niveau de sortie continu pour indiquer l'état accroché ou décroché du poste téléphonique branché à la ligne.

Pour attaquer l'accès d'émission de la ligne à quatre fils par les signaux qui sont reçus sur l'accès à deux fils, l'entrée inverseuse d'un amplificateur 66 est branchée à la sortie de l'amplificateur 60, destiné à la récupération du signal de sens inverse. Un condensateur 67 est intercalé entre les amplificateurs 60 et 66 pour empêcher que l'amplificateur 66 soit influencé par la composante continue de sortie de l'amplificateur 60. On notera que lorsque la fonction de supervision de la ligne à deux fils n'est pas nécessaire, on peut intercaler des condensateurs entre les lignes de pointe et de sonnerie et les entrées respectives de l'amplificateur 60. Cette configuration a cependant l'inconvénient de nécessiter l'utilisation de condensateurs très bien appariés, pour assurer une réjection appropriée des signaux longitudinaux.

L'organe d'annulation permet de transmettre vers la ligne à deux fils les signaux qui sont appliqués sur l'accès de réception, tout en évitant le retour de ces signaux vers l'accès d'émission.

Plus précisément, l'amplificateur 60 qui est destiné à récupérer le signal de sens inverse est sensible à tout signal différentiel sur la ligne à deux fils, sans discrimination entre les signaux qui sont engendrés à l'extrémité éloignée de la ligne, et les signaux qui sont appliqués à la ligne par l'hybride, en réponse aux signaux reçus sur l'accès de réception de la ligne à quatre fils. Dans le cas où c'est l'hybride qui attaque la ligne à deux fils, il est nécessaire d'empêcher l'application à l'accès d'émission du signal qui est appliqué à la ligne à deux fils par l'hybride et qui est détecté par l'amplificateur de récupération du signal de sens inverse. En effet, si l'on ne prenait pas cette précaution, l'hybride renverrait vers l'accès d'émission tous les signaux qui sont appliqués sur l'accès de réception. Pour éviter ce retour des signaux reçus, les circuits qui attaquent l'accès d'émission sont associés à un organe d'annulation qui est sensible aux signaux appliqués sur l'accès de réception. L'organe d'annulation est équilibré de façon qu'un signal appliqué sur l'accès de réception annule pratiquement l'effet que ce signal produit en sortie de l'amplificateur de récupération du signal de sens inverse, ou du signal de retour. Dans ce but, la borne 28 de l'accès de réception est connectée par une résistance 68 à l'entrée non inverseuse de l'amplificateur 66. L'amplification que l'amplificateur 66 applique aux signaux qui apparaissent en sortie de l'amplificateur 60 est déterminée par le rapport entre la résistance 69 et la résistance de contre-réaction 70. De façon similaire, l'amplification que l'amplificateur 66 exerce sur les signaux qui sont appliqués sur son entrée non inverseuse est déterminée par le rapport entre la résistance 68 et la combinaison parallèle des résistances 71, 72. On choisit les rapports ci-des-sus de façon que tout signal appliqué sur l'accès de réception 27 soit transmis sur l'entrée non inverseuse de l'amplificateur 66 de manière à annuler exactement le signal que l'entrée inverseuse de l'amplificateur 66 reçoit par la sortie de l'amplificateur 60. Ainsi, les signaux qui sont appliqués sur l'accès de réception 27 ne sont pas renvoyés sur l'accès d'émission 24. Un condensateur 73 est intercalé dans le réseau de division qui comprend les résistances 71 et 72, et ce condensateur forme avec la résistance 72 un réseau dit de «compromis» qui présente une impédance variable en fonction de la fréquence pour les signaux qui proviennent de l'accès de réception. Cette impédance constitue une approximation de la caractéristique d'impédance que la ligne présente à l'accès à deux fils, ce qui assure l'annulation sur toute la bande de fréquence.

La structure qui vient d'être décrite permet au circuit hybride d'assurer une transmission du signal d'excellente qualité dans des réseaux téléphoniques réels, et dans des conditions défavorables. Grâce à l'excellent équilibre longitudinal, la qualité du signal est conservée, même en présence de tensions longitudinales élevées. Les tensions longitudinales n'ont en outre aucun effet appréciable sur la récupération du signal de sens inverse, du fait de l'amplificateur de détection équilibré, branché de façon différentielle.

En plus de ces avantages de transmission, le circuit hybride est capable de supporter les conditions, normales ou anormales, que l'on rencontre sur une ligne téléphonique réelle. Les impédances de terminaison branchées en série constituent un élément important dans l'obtention de ce résultat. Ces impédances convertissent toutes les tensions de la ligne en courants, au niveau de connexions de sommation de courant. Cela permet de supporter des tensions longitudinales ayant une amplitude plusieurs fois supérieure à la tension d'alimentation, et l'hybride est polarisée de façon à réduire ces tensions à des niveaux de courant raisonnables. Par exemple, les entrées de l'amplificateur 60 sont connectées à la ligne à deux fils par les résistances 61 et 62 qui ont des valeurs relativement élevées, par exemple de l'ordre de 300 kfi. Dans ces conditions, des pointes de tension de 1000 V sur la ligne ne se manifestent que par des courants de quelques milliampères. Pour empêcher que les entrées de l'amplificateur 60 soient amenées à des tensions extérieures à la dynamique de l'amplificateur (par exemple par un court-circuit dans la ligne à deux fils), le niveau de ces entrées est limité à celui de la ligne d'alimentation —15 V par des diodes 74,75, branchées avec la polarité appropriée.

Pour protéger l'entrée de l'amplificateur 50 et le circuit à charge d'émetteur, des diodes 76, 77 branchées avec la polarité appropriée limitent le niveau de la connexion de masse en alternatif 31a au niveau de la ligne —48 V et de la ligne de masse, respectivement. Ainsi, lorsque la ligne est soumise à la foudre ou à tout autre choc électrique, la diode appropriée 76 ou 77 est polarisée en sens direct, et conduit les courants excessifs vers la ligne d'alimentation ou de masse correspondante, en évitant toute détérioration de l'amplificateur.

La diode 52 est branchée entre la sortie de l'amplificateur 50 et la base du transistor 51 pour maintenir la sortie de cet amplificateur à l'intérieur de sa dynamique (c'est-à-dire entre —15 V et —48 Y comme il est représenté par les alimentations branchées à cet amplificateur). En cas par exemple de court-circuit sur la ligne sous l'effet duquel le conducteur de sonnerie est amené à une tension plus positive, se rapprochant de la masse, la diode 52 est polarisée en sens inverse, ce qui empêche la sortie de l'amplificateur 50 de prendre un niveau plus positif que —15 V.

Les courants dans la ligne à deux fils sont limités à des niveaux de sécurité par un transistor 80 dont le circuit collecteur-émetteur est branché aux bornes du circuit base-émetteur du transistor 51. Une résistance de détection de courant 53 est branchée en série avec le transistor à charge d'émetteur, et dans le circuit de base du transistor 80. Ainsi, lorsque le courant qui part de la ligne d'alimentation —48 V et circule dans le transistor à charge d'émetteur, la résistance de détection de courant, la résistance d'alimentation par batterie, et la ligne à deux fils, fait croître la chute de tension aux bornes de la résistance de détection de courant 53 jusqu'à un niveau suffisant pour débloquer le transistor 80, ce transistor devient conducteur et limite la tension de sortie de l'amplificateur 50, afin de limiter le courant qui circule dans la ligne à deux fils.

Enfin, un transistor 84 permet de maintenir l'équilibre longitudinal en présence de courants longitudinaux négatifs élevés. On

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notera que les courants longitudinaux positifs élevés sont absorbés par le transistor à charge d'émetteur 51, et sont conduits directement vers la ligne d'alimentation —48 V. Cependant, dans certaines conditions, et en particulier lorsque la ligne à deux fils est dans l'état accroché, ce qui fait circuler un courant de repos très faible, l'intensité des courants longitudinaux négatifs peut dépasser celle du courant de repos. Dans ce cas, la masse en alternatif pour la résistance 31 disparaît, ce qui détruit l'équilibre longitudinal. Pour empêcher ce phénomène, on peut donner au circuit d'attaque de la ligne à deux fils une configuration correspondant à un étage de sortie en classe B, en employant le transistor 84 branché de la manière représentée entre la masse du circuit et la connexion 31a. La base du transistor 84 est polarisée par les résistances 85 et 86, branchées entre la sortie de l'amplificateur 50 et la masse du circuit. L'émetteur du transistor 84 est branché à la connexion 31a par une diode 87 et une résistance 88. Avec ce type de polarisation, on voit que si le conducteur de sonnerie a tendance à prendre une valeur nettement plus négative que celle qui est permise par la sortie de l'amplificateur 50, la jonction base-émetteur du transistor 84 se trouve polarisée en sens direct, ce qui fait circuler un courant entre la masse du circuit et la ligne à deux fils, par l'intermédiaire du transistor 84 et de l'impédance de terminaison 31. Ainsi, si des courants longitudinaux excessifs tendent à être prépondérants par rapport au courant de repos (comme il peut arriver lorsque le poste téléphonique est accroché, ce qui donne une valeur minimale pour le courant de repos), le transistor 84 devient conducteur et augmente le courant qui sort de l'hybride. Ce courant est alors supérieur au courant longitudinal, ce qui maintient la masse en alternatif pour l'impédance de terminaison 31.

On voit en résumé que le circuit assure une protection appropriée pour les conditions normales comme pour les conditions anormales que l'on peut rencontrer sur une ligne téléphonique. De façon caractéristique, les tensions excessives, comme les tensions longitudinales ou les transitoires dus à la foudre, sont converties en courants d'intensité raisonnable, et les courants qui donnent effectivement des tensions élevées sont limités de façon appropriée. En outre, le circuit assure une protection contre les courants excessifs et maintient l'équilibre en alternatif, même dans le cas d'un courant de repos faible en présence de courants longitudinaux excessifs.

Il faut en outre noter que les impédances 30, 31 remplissent plusieurs fonctions dans l'hybride représenté. Ces impédances font tout d'abord fonction d'impédances de terminaison, du fait qu'elles sont connectées à la masse en alternatif, ou par rapport au signal. Le signal alternatif apparaît aux bornes de ces impédances, et lorsqu'on désire effectuer une supervision de la ligne à deux fils, il apparaît aux bornes de ces impédances un signal qui traduit le courant continu qui circule dans la ligne. Lorsque la ligne est alimentée à partir de l'hybride, ces impédances font fonction de résistances d'alimentation par batterie. Enfin, ces impédances protègent le circuit en transformant toutes les tensions qui apparaissent dans la ligne en courants d'intensité raisonnable.

Le circuit hybride qui est représenté sur la fig. 3 et qui est désigné globalement par la référence 130 est similaire à celui de la forme d'exécution de la fig. 2, dans la mesure où il assure l'alimentation par batterie de la ligne à deux fils, mais en diffère dans la mesure où il est conçu pour attaquer la ligne à deux fils de façon équilibrée, ou symétrique. On voit que l'hybride 130 est branché à un accès de ligne à deux fils 131, qui comprend une borne 132 pour un conducteur de ligne et une borne 133 pour un conducteur de sonnerie. Des impédances de terminaison de même valeur 135, 136 sont intercalées en série entre les bornes mentionnées ci-dessus et le circuit qui attaque la ligne à deux fils. Plus précisément, la résistance 135 est branchée en série entre la borne 132 et une connexion 137 qui constitue une masse en alternatif pour cette résistance. De façon similaire, la résistance 136 est intercalée entre la borne 133 et une connexion 138 qui constitue une masse en alternatif pour cette résistance. La masse en alternatif 137 est définie par un circuit d'amplification qui comprend l'amplificateur à contre-réaction 140, et le transistor 141 qui est branché avec une charge d'émetteur entre la ligne d'alimentation +48 V et la borne 137. La résistance 142 établit une contre-réaction entre la borne 137 et l'entrée inverseuse de l'amplificateur. La masse en alternatif qui est définie par la connexion 138 est obtenue par un circuit d'amplification qui comprend l'amplificateur à contre-réaction 144, et le transistor 145 branché avec une charge d'émetteur dans le circuit de sortie de l'amplificateur 144, entre la ligne —48 V et la borne 138. La résistance 147 établit une contre-réaction entre la borne 138 et l'entrée inverseuse de l'amplificateur. La description précédente montre que les connexions 137, 138, qui font fonction de connexions de contre-réaction pour les circuits d'amplification, définissent des points de masse en alternatif, si bien que les impédances de terminaison 135, 136 sont les seules impédances que l'on voit lorsqu'on regarde vers l'hybride à partir de l'accès 131. Ces impédances sont appariées pour réaliser l'équilibre longitudinal, et l'impédance que l'on voit en regardant vers l'hybride à partir de l'accès de la ligne à deux fils correspond à la résistance série équivalente des impédances de terminaison. Dans le mode de réalisation représenté, on peut prendre des valeurs de 450 ohms pour chacune des résistances 135, 136, ce qui donne une impédance de terminaison de 900 ohms qui est adaptée à l'impédance de la ligne à deux fils branchée à l'accès 131.

La borne 150 appartient à l'accès de réception du circuit hybride 130, et les signaux qui sont appliqués sur cette borne sont transmis à l'entrée des amplificateurs 140, 144. Les signaux appliqués sur la borne 150 sont transmis directement par le condensateur de couplage 151 sur l'entrée non inverseuse de l'amplificateur 144, et sont transmis par l'amplificateur 152 et le condensateur de couplage 153 sur l'entrée non inverseuse de l'amplificateur 140. L'amplificateur 152 fonctionne en inverseur de gain unité, et les amplificateurs 140,144 sont polarisés de façon à fournir des signaux de sortie de même amplitude mais en opposition de phase en réponse aux signaux qui sont appliqués sur l'accès de réception, afin d'attaquer la ligne à deux fils de façon équilibrée, ou symétrique.

Les circuits de protection associés au circuit hybride 130 sont similaires à ceux décrits précédemment en relation avec la fig. 2, et ne seront donc mentionnés que de façon sommaire. Lorsque les points de masse en alternatif ne sont pas connectés directement à la masse, ils sont munis de diodes de limitation ayant la polarité appropriée pour protéger le circuit des tensions excessives, comme par exemple les diodes 155 et 156. De façon similaire, des diodes de limitation sont branchées aux entrées de l'amplificateur de récupération du signal de sens inverse, pour maintenir cet amplificateur à l'intérieur de sa dynamique. Les diodes 158,159 sont branchées dans les circuits de sortie des amplificateurs 140,144, respectivement, de façon à être polarisées en sens inverse en cas de court-circuit sur la ligne, ce qui maintient les amplificateurs associés dans leur dynamique. L'hybride 130 assure une alimentation par batterie de la ligne à deux fils, et les résistances de détection de courant 160,161 sont branchées en série avec les transistors complémentaires à charge d'émetteur 141,145, et dans le circuit de base des transistors de limitation 162, 163, si bien que lorsque le courant qui circule dans les résistances de détection est suffisant pour polariser en sens direct la jonction base-émetteur du transistor associé, ce transistor conduit, ce qui limite la tension de sortie de l'amplificateur d'attaque associé, et donc le courant dans la ligne à deux fils. Les transistors 165, 166 ont des polarités opposées à celles des transistors à charge d'émetteur associés, et remplissent une fonction similaire à celle du transistor 84 de la fig. 2, dans la mesure où ils prennent une polarisation en sens direct lorsque des courants longitudinaux tendent à être prépondérants par rapport au courant de repos qui est fourni par l'hybride, afin de maintenir un courant dans les impédances de terminaison, ce qui conserve l'équilibre longitudinal.

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L'amplificateur 170 assure la récupération du signal de sens inverse et supervise également la ligne à deux fils qui est branchée à l'accès 131, comme il ressort de la description ci-après. L'amplificateur 170 est branché à la ligne à deux fils de façon différentielle par les résistances 171,172, et ces résistances sont appariées de s façon précise pour assurer la réjection des signaux longitudinaux. Le signal de sortie de l'amplificateur 170 est appliqué sur l'entrée inverseuse de l'amplificateur 173, et le signal de sortie de cet amplificateur attaque la borne 175 qui appartient à l'accès d'émission de l'hybride 130. Le signal de sortie de l'amplificateur 170 est m également appliqué sur la borne 190, qui est équivalente à la borne 65 de la fig. 2, destinée à la détection de l'état accroché/décroché de la ligne. La tension de sortie de l'amplificateur 170 est maintenue à une valeur légèrement négative dans l'état accroché, et présente une excursion positive au moment où on décroche le is poste téléphonique, si bien qu'on peut contrôler le niveau de la tension sur la borne 190 pour effectuer une supervision de la ligne à deux fils, pour détecter les impulsions de numérotation, etc.

Dans le circuit hybride 130, le réseau de compromis associé à l'organe d'annulation est supprimé et est remplacé par un réseau 20 actif interne qui permet d'effectuer un équilibrage de précision. On réalise ainsi de façon plus précise l'annulation, c'est-à-dire la suppression des signaux couplés vers l'accès d'émission sous l'effet des signaux appliqués sur l'accès de réception. Cela augmente l'atténuation à travers l'hybride. L'hybride représenté comporte un 25 réseau d'équilibrage de précision qui est associé à l'organe d'annulation pour adapter les caractéristiques de l'amplificateur 173 (en ce qui concerne les signaux provenant de l'accès de réception 150), par rapport aux caractéristiques de l'impédance réactive de la ligne à deux fils qui est branchée à l'accès 131. En résumé, le 30 réseau d'équilibrage de précision présente un rapport d'impédance par rapport au signal d'annulation (c'est-à-dire le signal qui provient de l'accès de réception) et à la masse qui est pratiquement identique au rapport d'impédance entre la ligne et l'impédance d'entrée de l'hybride, ce qui assure l'annulation sur la totalité de 35 la bande de fréquence de fonctionnement.

On voit que la sortie de l'amplificateur 170 est branchée à l'entrée inverseuse de l'amplificateur 173 qui attaque lui-même l'accès d'émission 175. L'accès de réception 150 est branché par la résistance 176 à l'entrée non in verseuse de l'amplificateur 173. A la 40 place du réseau de «compromis» décrit en relation avec l'hybride précédent, un réseau d'équilibrage de précision qui est désigné

globalement par la référence 174 est branché entre l'entrée non inverseuse de l'amplificateur 173 et la ligne d'alimentation —12 V. Le réseau d'équilibrage de précision comprend un premier réseau d'impédances 177, un second réseau d'impédances 178 et un gyra-teur 179. Le gyrateur 179 comprend les amplificateurs à contre-réaction 180,181, interconnectés de la manière représentée avec un réseau d'impédances 182. On sait qu'un gyrateur est un convertisseur d'impédances qui donne une impédance de sortie liée au réseau d'impédances dans lequel il est branché. Un gyrateur chargé par un condensateur, comme le gyrateur 179, présente une impédance inductive, et fournit donc l'inductance nécessaire au réseau d'équilibrage de précision, sans qu'il faille utiliser une inductance physique. Les impédances combinées du gyrateur 179 et du réseau 178 donnent un réseau dont l'impédance équivalente peut correspondre à l'impédance d'un câble de type spécifié (comme par exemple un câble chargé du type H88 à fils de 0,58 mm de diamètre), pour une longueur donnée jusqu'à la première bobine de charge. Le réseau d'impédances 177 fournit la capacité supplémentaire nécessaire pour augmenter la distance jusqu'à la première bobine de charge, d'une manière classique dans les réseaux d'équilibrage passifs de précision. Si la ligne téléphonique dans laquelle l'hybride est utilisé présente une distance fixe déterminée pour la première bobine de charge, on peut fixer les valeurs des éléments du réseau 177 (de même que les valeurs des éléments des réseaux 178 et 179, si l'on fixe le type de câble), de façon à pouvoir installer l'hybride sans qu'il soit nécessaire d'effectuer un réglage quelconque du réseau d'équilibrage.

La description précédente montre que l'invention permet de disposer d'un hybride électronique qui est capable de supporter les conditions normales comme les conditions anormales que l'on rencontre dans les réseaux téléphoniques réels. Du fait de la multiplicité des fonctions qu'il peut accomplir, on peut considérer que cet hybride constitue un véritable circuit d'interface téléphonique. Outre la fonction fondamentale d'un hybride qui est d'adapter une ligne à deux fils à une ligne à quatre fils, l'hybride de l'invention fournit une impédance de terminaison correctement équilibrée pour la ligne à deux fils, fournit le courant d'alimentation de la ligne à deux fils, en employant les impédances de terminaison comme résistances d'alimentation par batterie, et assure la fonction de supervision, en détectant le courant continu qui circule dans la ligne.

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REVENDICATIONS

1. Circuit hybride électronique comprenant un accès (21) à deux fils destiné à être couplé à une ligne à deux fils, des accès séparés d'émission (24) et de réception (27) destinés à être couplés à une ligne à quatre fils, un organe d'attaque (33, 34) répondant aux signaux appliqués à l'accès de réception (27) et destiné à attaquer l'accès à deux fils (21), des impédances de terminaison (30, 31) destinées à boucler la ligne à deux fils, un premier amplificateur (36; 60) dont l'entrée est couplée à l'accès (21) à deux fils et qui attaque l'accès d'émission (24) en réponse aux signaux qu'il reçoit de l'accès à deux fils (21) et un organe d'annulation (39 ; 66) qui empêche le premier amplificateur (36 ; 60) d'attaquer l'accès d'émission (24) en réponse aux signaux qui sont transmis vers l'accès à deux fils (21) par l'organe d'attaque (33, 34), caractérisé en ce que l'organe d'attaque (33, 34) comprend deux connexions de sortie (30a, 31a) et un dispositif comprenant au moins un amplificateur opérationnel (34; 50) à contre-réaction (54), destiné à maintenir les connexions de sortie (30a, 31a) à des niveaux respectifs en continu mais en alternatif à la masse,

ledit organe d'attaque (33, 34) comprenant de plus un élément qui décale les tensions continues de sortie au repos dudit dispositif l'une par rapport à l'autre, de sorte que cet organe d'attaque (33, 34) impose un potentiel continu entre les deux connexions de sortie (30a, 31a), les impédances de terminaison (30, 31) étant deux résistances identiques montées entre lesdites connexions de sortie (30a, 31a) et les bornes respectives (22, 23) de l'accès à deux fils (21) de sorte que l'organe d'attaque (33, 34) délivre des courants vers l'accès à deux fils (21) par l'intermédiaire des résistances de terminaison (30, 31), et en ce que le premier amplificateur (36; 60) comprend une entrée différentielle connectée par résistances (37, 38; 61, 62) à l'accès à deux fils (21) afin de détecter les courants en opposition de phase circulant à travers l'accès à deux fils (21).
2. Circuit hybride selon la revendication 1, dans lequel l'amplificateur opérationnel (50) comporte une entrée recevant les signaux injectés sur ledit accès de réception (27) et une sortie connectée à l'une (31a) des connexions de sortie (30a, 31a), caractérisé en ce que l'autre connexion de sortie (30a) est reliée à la masse.
3. Circuit hybride selon la revendication 2, dans lequel la boucle de contre-réaction de l'amplificateur opérationnel (50) comprend une résistance de contre-réaction (54), caractérisé en ce que la résistance de contre-réaction est reliée à la connexion de sortie (31a) à laquelle est connectée la sortie de l'amplificateur (50).
4. Circuit hybride selon la revendication 3, caractérisé en ce que la sortie de l'amplificateur opérationnel (50) est connectée à ladite connexion de sortie (31a) au moyen d'un étage de sortie (51) à charge d'émetteur.
5. Circuit hybride selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'à l'amplificateur opérationnel (50) est associé un transistor (84) à polarité opposée à celle de l'étage de sortie (51), le transistor (84) étant monté entre la sortie de l'amplificateur opérationnel (50) et la connexion de sortie (31a).
6. Circuit hybride selon la revendication 1, dans lequel le dispositif de l'organe d'attaque comprend des premier (140) et second (144) amplificateurs opérationnels à contre-réaction dont chacun comprend une entrée qui reçoit les signaux injectés dans l'accès de réception (150) et une sortie connectée à une connexion de sortie respective (137, 138), la boucle de contre-réaction de chaque amplificateur opérationnel (140,144) comprenant une résistance (142,147) de contre-réaction, caractérisé en ce que lesdites résistances (142,147) de contre-réaction sont reliées aux connexions de sortie (137, 138) respectives.
7. Circuit hybride selon la revendication 6, caractérisé en ce que la sortie de chaque amplificateur opérationnel (140, 144) est connectée à la connexion de sortie respective (137,138) au moyen d'un étage de sortie (141,145) à charge d'émetteur.
8. Circuit hybride selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'à chacun des amplificateurs opérationnels (140, 144) est associé un transistor (165, 166) à polarité opposée à celle de l'étage de sortie (51) associé, chaque transistor (165, 166) étant monté entre

5 la sortie de l'amplificateur opérationnel (140,144) et la connexion de sortie (137, 138) respectives.
9. Circuit hybride selon la revendication 1, caractérisé en ce que le premier amplificateur (36 ; 60) est connecté en continu à l'accès (21) à deux fils afin de délivrer un signal de sortie en io réponse à un courant continu circulant à travers les résistances de terminaison (30, 31).

On utilise des circuits hybrides dans les réseaux de télécommunications lorsqu'il est nécessaire de coupler une ligne bidirectionnelle à deux fils aux deux sections unidirectionnelles distinctes 20 d'une ligne à quatre fils. Ainsi par exemple, en téléphonie, des .signaux bidirectionnels peuvent être acheminés par une ligne à deux fils, par exemple une ligne d'abonné, mais doivent être séparés en signaux unidirectionnels distincts d'émission et de réception au central téléphonique, par exemple. On a mis au point divers 25 types de circuits hybrides pour accomplir cette fonction.

Le circuit hybride le plus couramment utilisé est un élément magnétique appelé transformateur hybride, qui consiste en un transformateur à plusieurs enroulements et qui possède un accès à deux fils, des accès distincts d'émission et de réception et un accès 30 pour un réseau d'équilibrage. Les enroulements sont conçus de façon que les signaux appliqués sur l'accès à deux fils soient transmis vers l'accès d'émission, et de façon que les signaux appliqués sur l'accès de réception soient transmis vers l'accès à deux fils, mais non vers l'accès d'émission. Les transformateurs hybrides 35 sont utilisés depuis de nombreuses années mais ont l'inconvénient d'avoir un encombrement et un prix relativement élevés, et une densité d'implantation limitée. Si l'on implante des transformateurs hybrides à trop faible distance les uns des autres, il apparaît des interactions entre les champs magnétiques qui produisent de 40 la diaphonie entre circuits, ce qui se traduit par une dégradation de la qualité de transmission. Les problèmes de densité d'implantation sont encore accrus par les condensateurs de dérivation en alternatif, de valeur relativement élevée, qui sont généralement associés au transformateur hybride.

45 Différents types de circuits hybrides sans transformateur, ou «circuits hybrides électroniques» ont été proposés pour supprimer ces inconvénients. Beaucoup de ces circuits peuvent apparemment fonctionner en théorie ou en laboratoire, mais ne peuvent pas satisfaire aux contraintes correspondant au fonctionnement dans so un réseau téléphonique réel. L'équilibre longitudinal est l'un des facteurs importants que l'on doit considérer lorsqu'on introduit un circuit hybride dans un réseau téléphonique. Dans une ligne à deux fils, on assure l'équilibre longitudinal en faisant en sorte que les chemins vers la masse soient exactement identiques pour les 55 deux fils de la ligne. Dans ce but, les conducteurs d'une ligne à deux fils sont généralement torsadés ensemble, et sont souvent logés dans un blindage conducteur. Cependant, si les circuits qui sont branchés à la ligne à deux fils ne présentent pas des impédances par rapport à la masse équilibrées de façon précise, l'équi-60 libre longitudinal disparaît.

L'équilibre longitudinal est important du fait des tensions qui sont induites dans la ligne à deux fils, appelées tensions longitudinales, et du fait des courants qui résultent de ces tensions. Les deux fils étant à proximité immédiate l'un de l'autre et générale-65 ment torsadés ensemble, les tensions longitudinales sont en phase. Cependant, si le matériel qui termine la ligne offre des impédances par rapport à la masse différentes pour les deux fils, les courants qui circulent dans les deux fils sous l'effet des tensions longitudi

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nales en phase ont des amplitudes ou des phases différentes. On a mis au point des circuits téléphoniques qui ne sont pas influencés par les courants en phase, ce qui assure une réjection des tensions longitudinales. Cependant, si les tensions longitudinales engendrent des courants déphasés ou des courants d'amplitudes différentes, ces circuits sont incapables de distinguer les courants longitudinaux des courants de signal, ce qui donne une transmission de qualité médiocre. Les circuits hybrides électroniques de l'art antérieur se sont attaqués avec plus ou moins de succès au problème de l'équilibre longitudinal.

Un autre facteur important que l'on doit considérer pour réaliser un circuit hybride électronique capable de fonctionner dans un réseau téléphonique réel consiste dans la capacité à supporter des tensions élevées. Dans certains cas, les tensions longitudinales ont une amplitude suffisante pour endommager les composants à semi-conducteurs. La foudre impose des conditions de fonctionnement encore plus sévères. Enfin, les composants électroniques doivent être capables de supporter des conditions accidentelles, comme des courts-circuits sur la ligne. Il n'est pas nécessaire qu'ils fonctionnent dans ces conditions, et il suffit simplement qu'ils les supportent sans détériorations.

En ce qui concerne la foudre, on ne peut guère installer un circuit hybride dans un réseau téléphonique s'il ne répond pas à certaines conditions minimales. Ces conditions stipulent très souvent que l'hybride doit être capable de supporter une impulsion brève de 1000 V aux bornes de l'accès à deux fils, et entre chaque borne de cet accès et la masse, avec les deux polarités. La titulaire ne connaît aucun circuit hybride sans transformateur de l'art antérieur qui soit capable de satisfaire à cette condition.