FR2498389A1

FR2498389A1 - Protection d'un circuit de ligne contre les surtensions

Info

Publication number: FR2498389A1
Application number: FR8200684A
Authority: FR
Inventors: Pieter Bakker
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1981-01-20
Filing date: 1982-01-18
Publication date: 1982-07-23
Also published as: DE3200828A1; CA1175587A; JPS57138256A; SE464327B; GB2091521A; IT1150102B; AU547336B2; AU7957982A; NL8100242A; GB2091521B; US4440980A; SE8200230L; FR2498389B1; BE891818A; IT8219140A0; BR8200234A

Abstract

PROTECTION A DIODES CONTRE UNE SURTENSION D'UN CIRCUIT DE LIGNE EST CONNECTE A UNE LIGNE D'ABONNE 8, 8 A UTILISER DANS DES SYSTEMES DE TELEPHONIE. LES DISPOSITIFS DE PROTECTION COURANTS POUR DES LIGNES D'ABONNES DONNENT UNE SURTENSION RESIDUELLE SUR LES CIRCUITS DE LIGNES QUI SONT CONNECTES A CES LIGNES. CECI EST PARTICULIEREMENT PEU SOUHAITABLE POUR DES CIRCUITS DE LIGNES REALISES SOUS UNE FORME INTEGREE. LA SOLUTION DE CE PROBLEME CONFORMEMENT A L'INVENTION CONSISTE A EMPECHER LE PERCEMENT DE L'ETAGE FINAL, INDEPENDAMMENT DE SA STRUCTURE ET DE LA TECHNOLOGIE D'INTEGRATION UTILISEE, PAR LA MISE EN PLACE DE DIODES DE BLOCAGE DE COURANT 6, 7 ET DE DIODES DE COURT-CIRCUIT 11, 11, 12, 12, 16, 16, 17, 17, 21, 21, 22 ET 22 POUR EVITER L'APPARITION DE LA SURTENSION ET LA MISE EN PLACE D'ELEMENTS LIMITANT LA TENSION 13, 14, 20 AUX ENDROITS OU UNE CHARGE DE SURTENSION DOIT ETRE EVACUEE. L'INVENTION EST TRES UTILE AUX ENDROITS OU DES LIGNES D'ABONNES SONT CONNECTEES A UN APPAREILLAGE DE TELEPHONE DANS DES CENTRAUX TELEPHONIQUES.

Description

"Protection d'un circuit de ligne contre les surtensionse

La présente invention concerne un étage excita-

teur pour un circuit d'abonné destiné à fournir du courant dans deux directions à un des conducteurs d'une ligne d'abonné, comportant une première borne d'alimentation pour la fourniture d'un courant d'alimentation à l'étage

excitateur et une deuxième borne d'alimentation pour l'éva-

cution d'un courant d'alimentation de l'étage excitateur.

Un tel dispositif, qui est utilisé dans des systèmes de téléphonie, est décrit dans la demande de

brevet français publiée sous le NO 2 456 439.

L'étage excitateur comporte deux transistors de sortie qui sont connectés à un conducteur d'une ligne

d'abonné. L'étage excitateur reçoit du courant d'alimenta-

tion d'une source d'alimentation dont une connexion a

une tension positive par rapport à un potentiel de référen-

ce, appelé terre du système, et dont l'autre connexion

a une tension négative par rapport à la terre du système.

Il en résUlte que la tension sur le conducteur en ques-

tion de la ligne d'abonné a, dans des conditions de fonc-

tionnement non perturbées, une valeur qui se situe entre celle de la tension d'alimentation positive et celle de la tension d'alimentation négative. La ligne d'abonné

peut, par une action extérieure, par exemple par des induc-

tions dues à la foudre ou un court-circuit avec le secteur,

être amenée à une surtension, par exemple de 2 000 volts.

L'étage excitateur et l'appareillage qui y est couplé peuvent ainsi être détériorés. Un moyen de protection

connu contre ces détériorations consiste à monter un cir-

cuit de protection, qualifié ici de circuit de protection

primaire, entre chacun des conducteurs de la ligne d'a-

bonné et une terre de protection séparément, ainsi qu'en-

tre les conducteurs de la ligne d'abonné. Cette protec-

tion n'est pas efficace, parce que le courant qui passe par le circuit de protection vers la terre protectrice provoque encore, en combinaison avec l'impédance série du circuit de protection, une surtension résiduelle sur l'étage excitateur. Cette surtension résiduelle peut

endommager l'étage excitateur, en particulier si celui-

ci est réalisé sous une forme intégrée.

L'invention a pour but d'éviter efficacement d'une manière simple les détériorations provoquées par la surtension résiduelle. Ce mode de protection convient en particulier pour des étages excitateurs de circuits

d'abonnés qui sont réalisés partiellement ou complète-

ment sous une forme intégrée; ce mode de protection est en outre indépendant de la forme de réalisation des circuits intégrés, tant du point de vue de la structure que de celui de la technologie d'intégration utilisée. L'étage excitateur du type mentionné plus haut est caractérisé suivant l'invention en ce qu'une protection contre les surtensions y est prévue et comporte, connectée entre la première borne d'alimentation et l'étage excitateur, une première diode par l'intermédiaire de laquelle le courant d'alimentation est fourni à l'étage excitateur et, connectée entre la deuxième borne d'alimentation et l'étage excitateur, une deuxième diode par l'intermédiaire de laquelle le courant d'alimentation est évacué, de sorte que les deux diodes conduisent normalement le courant d'alimentation. Cette disposition des diodes assure que,

lors d'une perturbation due à une surtension, aucun cou-

rant ne puisse passer à contm-sens par la jonction base-

collecteur d'un des transistors finals complémentaires de l'amplificateur qui fait partie de l'étage excitateur, au cas o les bases sont interconnectées. Le blocage

de ce trajet de courant a pour résultat que l'autre tran-

sistor final ne peut dans ce cas plus conduire de courant, par le fait que son courant de base est nul. L'avantage de cette disposition des diodes est alors aussi que les

deux transistors finals sont protégés contre des détério-

rations dues tant à une rétroconduction qu'à la présence

d'un courant trop important dans le sens de conduction.

Au cas o les bases ne sont interconnectées, il serait

possible qu'un trajet de courant s'établisse par l'inter-

médiaire d'un des transistors par percement de la jonction émetteur-base et rétroconduction. Il en résulterait que du courant pourrait passer par la source d'alimentation centrale du système de téléphonie dans un sens opposé à celui correspondant aux conditions de fonctionnement normales. Un autre avantage, aussi bien dans le cas de bases connectées que dans celui de bases non connectées,

réside alors aussi dans le fait que lesdites diodes empê-

chent qu'un contre-courant puisse passer par la source d'alimentation centrale du système de téléphonie. Une

augmentation résultante de la tension de borne de la sour-

ce d'alimentation, qui a pour effet de détériorer l'appa-

reillage qui y est connecté, est ainsi également évitée.

Le montage desdites diodes empêche dans le cas d'une surtension, une conduction du courant par les transistors courants à bases connectées. De cette façon, sur ces transistors peut se former une tension qui provoque le percement dans le trajet émetteur-collecteur, ce qui entralne des détériorations. Pour les transistors finals à bases non connectées, il y a aussi risque de percement de base-émetteur dans le cas de surtension. Pour les deux configurations, suivant une autre particularité de l'invention, l'étage excitateur du type mentionné plus haut est caractérisé à cet effet en ce que le dispositif de protection comporte une troisième diode qui est couplée d'un côté au côté de la première diode non connecté à la première borne d'alimentation et de l'autre côté, à la sortie de l'amplificateur, le dispositif de protection comporte une quatrième diode qui est couplée d'un côté au côté de la deuxième diode non connecté à la deuxième borne d'alimentation et de l'autre côté, à la sortie de l'amplificateur, la troisième et la quatrième diode étant

normalement bloquantes. Ces deux diodes limitent la dif-

férence de tension sur les transistors finals au maximum à la tension de percement de diodes, ce qui évite une rétroconduction et/ou un percement base-émetteur ainsi que les dommages qui en résultent. L'étage excitateur du type précité est pourvu d'une résistance de sortie externe et, suivant une autre particularité de l'invention, il est caractérisé en ce que le dispositif de protection comporte un premier élément limitant la tension qui est connecté entre le côté de la troisième diode qui n'est pas connecté à la sortie de l'amplificateur et un point

à potentiel constant et le dispositif de protection compor-

te un deuxième élément limitant la tension qui est connec-

té entre le côté de la quatrième diode qui n'est pas connec-

té à la sortie de l'amplificateur et un autre point à potentiel constant. Cette configuration offre un double avantage. D'une part, la charge électrique qui va de pair avec une surtension, peut être évacuée par un des

éléments limitant la tension. D'autre part, on peut utili-

ser d'une manière profitable la présence de la résistance de sortie externe de l'amplificateur. Ceci est dû au fait que dans le trajet d'évacuation du courant formé par la résistance de sortie externe, la troisième ou la

quatrième diode et le premier ou le deuxième élément limi-

tant la tension, pratiquement la totalité de la surten-

sion résiduelle tombe sur la résistance de sortie externe, de sorte que la sortie de l'étage excitateur est protégée

contre une surtension.

Suivant une autre particularité de l'invention,

l'étage excitateur du type mentionné plus haut est carac-

térisé en ce que la troisième diode est connectée à la première diode, la quatrième diode est connectée à la deuxième diode, le dispositif de protection comporte un premier élément limitant la tension qui est connecté d'un côté à un point de potentiel constant et est couplé de

l'autre côté à la sortie de l'amplificateur par l'intermé-

diaire d'une cinquième diode et le dispositif de protection comporte un deuxième élément limitant la tension qui est connecté d'un côté à un autre point de potentiel constant

et est couplé de l'autre côté à la sortie de l'amplifica-

teur par l'intermédiaire d'une sixième diode, de sorte que

la cinquième et la sixième diode sont normalement bloquan-

tes. La connexion directe de la troisième diode à la première diode et de la quatrième diode à la deuxième diode est préférable si l'étage excitateur est réalisé complètement ou partiellement sous une forme intégrée dans laquelle les composants sont isolés du substrat par l'intermédiaire d'une isolation dite de jonction. La

quatrième diode doit alors, à titre de fonction de protec-

tion supplémentaire, empêcher le passage sur conduction des diodes qui sont formées par les transitions entre

le substrat et les composants y contenus. Cette conduc-

tion peut se produire lors d'une surtension négative.

La quatrième diode doit alors être dimensionnée d'une

manière telle qu'elle passe sur conduction pour une ten-

sion plus basse que les diodes prévues dans le circuit intégré. Dans le cas d'une surtension, la charge qui l'accompagne peut être évacuée par l'intermédiaire de

la cinquième diode et du premier élément limitant la ten-

sion ou par l'intermédiaire de la sixième diode et du deuxième élément limitant la tension. Dans ce cas aussi, une protection supplémentaire de la sortie de l'étage excitateur résulte de la combinaison de la résistance de sortie externe, de la cinquième ou de la sixième diode

et du premier ou du deuxième élément limitant la tension.

Suivant une autre particularité de l'invention,

l'étage excitateur du type mentionné plus haut est caracté-

risé en ce qu'il comporte une septième diode qui est con-

nectée entre l'entrée non inverseuse de signal de l'ampli-

ficateur et le point de jonction du premier élément limi-

tant la tension avec la cinquième diode et une huitième diode qui est connectée entre l'entrée non inverseuse de signal de l'amplificateur et le point de jonction du

deuxième élément limitant la tension avec la sixième dio-

de, cette septième et cette huitième diode étant connectées de manière à être normalement bloquantes. Entre la ligne d'abonné et l'entrée non inverseuse de signal se trouve une résistance de contre-réaction. Une perturbation due à une surtension sur la ligne d'abonné peut endommager par l'intermédiaire de cette résistance de contre-réaction

des semi-conducteurs qui sont couplés à l'entrée non inver-

seuse de signal de l'amplificateur. Au moyen de ladite résistance de contre-réaction, la septième et la huitième diode limitent la tension sur l'entrée non inverseuse de signal à un intervalle de valeurs limité par les valeurs de tension positive et négative. Par le fait qu'une diode

conductrice présente une résistance très faible, pratique-

ment toute la surtension tombe sur ladite résistance de

contre-réaction. L'avantage de la configuration ici uti-

lisée réside dans l'utilisation additive avantageuse dans

ce ôas de la résistance de contre-réaction déjà présente.

Il est possible que des étages excitateurs soient détériorés par une différence de surtension entre les conducteurs d'une ligne d'abonné auxquels les étages

excitateurs sont connectés. Cette différence de surten-

sion peut avoir une grandeur telle que les protections de chacun des étages excitateurs séparés n'y réagissent pas. Pour éliminer les inconvénients qui en résultent, il est prévu un dispositif qui comprend un étage excitateur

suivant une des revendications 3, 4, 5 ou 6 connecté à

chaque conducteur d'une ligne d'abonné et qui est caracté-

risé en ce qu'il comporte au moins un- troisième élément limitant la tension dont un côté est connecté au côté

du premier élément limitant la tension qui n'est pas con-

nectée à un point de potentiel constant et dont l'autre côté est couplé au côté du deuxième élément limitant la tension qui n'est pas connectée à un point de potentiel

constant. L'avantage de cet agencement du troisième élé-

ment limitant la tension est que cet élément fonctionne comme protection contre une différence de surtension entre les deux conducteurs d'une ligne d'abonné, le premier et le deuxième élément limitant la tension étant utilisés

en commun par les deux étages excitateurs.

L'invention et ses avantages seront expliqués

ci-après plus en détail dans les formes d'exécution repré-

sentées aux figures des dessins annexés, les éléments correspondants dans les diverses figures étant désignés

par les mêmes chiffres de référence.

Aux dessins annexés: - la figure 1 illustre une première forme

d'exécution de l'étage excitateur à dispositif de protec-

tion à diodes conforme à l'invention;

- la figure 2 illustre une autre forme d'exé-

cution de l'étage excitateur à dispositif de protection à diodeà conforme à l'invention; - la figure 3 illustre un circuit de ligne comportant deux étages excitateurs conformes à l'invention,

ces étages étant protégés contre une différence de surten-

sion sur les conducteurs de la ligne d'abonné; - la figure 4 illustre un autre circuit de

ligne comportant deux étages excitateurs conformes à l'in-

vention qui sont également protégés contre une différence

de surtension sur les conducteurs de la ligne d'abonné.

La forme d'exécution de l'étage excitateur telle que représentée sur les figures 1 et 2 comporte un amplificateur 1 qui a pour but de fournir du courant à un conducteur 8 d'une ligne d'abonné ou d'en évacuer du courant. L'étage final de cet amplificateur 1 comporte deux transistors complémentaires 4 et 5 qui sont connectés comme des émetteurs suiveurs. Le collecteur du transistor 4 est connecté à la borne d'amenée de courant 1-1, par l'intermédiaire de laquelle du courant d'alimentation

est fourni à l'amplificateur 1; le collecteur du transis-

tor 5 est connecté à la borne d'évacuation de courant

1-2, par l'intermédiaire de laquelle le courant d'alimen-

tation est évacué de l'amplificateur 1. Les émetteurs des transistors 4 et 5 sont connectés l'un à l'autre et

à la sortie 10 de l'amplificateur 1.

Sur la figure 1, les bases des transistors

4 et 5 sont connectées l'une à l'autre ainsi qu'à un cir-

cuit de commande qui n'est pas représenté au dessin.

La tension à laquelle ce circuit de commande peut amener

lesdites bases ne peut pas s'élever au-dessus de la ten-

sion d'alimentation positive ni descendre en dessous de la tension d'alimentation négative. L'amplificateur 1 comporte une entrée inverseuse de signal qui est connectée

à la sortie d'amplificateur 10 et une entrée non inverseu-

se de signal qui est couplée à la ligne d'abonné par l'in-

termédiaire d'une résistance 15 décrite plus en détail ci-après. La ligne d'abonné 8 est couplée à la sortie d'amplificateur 10 par l'intermédiaire de la résistance de sortie externe 9. Il convient de noter ici que par l'expression tension positive ou tension négative, on

entend une tension sur la ligne d'abonné qui est supérieu-

re à la tension d'alimentation positive ou inférieure

à la tension d'alimentation négative. Un circuit de pro-

tection primaire non représenté au dessin est prévu pour réduire autant que possible les surtensions. Par le fait

que ce circuit de protection primaire présente une impédan-

ce série vers la terre dans laquelle passe le courant de surtension, une surtension résiduelle peut encore être présente sur le conducteur 8 de la ligne d'abonné. Dans le cas d'une surtension résiduelle positive qui, à partir

de la ligne d'abonné 8, parvient sur la sortie d'amplifi-

cateur 10 par l'intermédiaire de la résistance de sortie 9, la tension des bases des transistors 4 et 5, lors d'une surtension croissante, sera initialement rendue à peu près égale à la tension d'alimentation positive par le

circuit de commande. Lors d'une surtension encore crois-

sante sur la sortie d'amplificateur 10, le circuit de commande ne peut plus fonctionner comme tel; de plus, il ne prélève et ne fournit pratiquement plus de courant

aux bases. L'émetteur du transistor 5 a alors une ten-

sion plus élevée que la base associée qui a à son tour une tension plus élevée que le collecteur associé, de

sorte que le transistor PNP 5 conduit le courant par l'in-

termédiaire du trajet émetteur-collecteur vers la tension

d'alimentation négative. Une certaine fraction de ce cou-

rant, qui est déterminée par le facteur d'amplification de courant du transistor 5, passe de la base du transistor vers la base du transistor 4. La diode base-collecteur du transistor 4 est conductrice pour cette direction du courant et ladite fraction de courant peut de cette manière s'échapper par l'intermédiaire de la basse résistance

de cette diode conductrice vers la tension d'alimenta-

tion positive. L'émetteur du transistor 4 a, en cas de surtension, une tension plus élevée que la base qui à

son tour a une tension plus élevée que le collecteur asso-

cié, tandis que la diode base-collecteur est conductrice.

La diode base-émetteur devient ainsi conductrice dans

le sens inverse. Les courants de base des deux transis-

tors 4 et 5 sont à peu près égaux, de sorte que leurs

courants de collecteur sont du même ordre de grandeur.

La possibilité d'un trajet de courant de la base du tran-

sistor 5 vers le-côté positif de la source d'alimentation n'est pour diverses raisons pas souhaitable. En premier lieu, le courant qui provient de la base du transistor

5 est déterminant, par l'intermédiaire du facteur d'am-

plification de courant de ce transistor, pour le courant d'émetteur et de collecteur de ce transistor et il en est de même pour le transistor 4. La possibilité d'une évacuation à peu près sans entrave du courant de base

implique la possibilité de courants d'émetteur et de col-

lecteur très importants, ce qui risque de détériorer les transistors 4 et 5. En deuxième lieu, dans le cas présent, le transistor 4 se trouve dans un état conducteur pour

lequel il n'est pas conçu et cette situation accro1t nota-

blement le risque de détérioration du transistor 4. Fi-

nalement, un courant qui pénètre dans la source d'alimen-

tation du côté positif peut provoquer une augmentation de la tension de borne de cette source qui peut endommager

d'autres appareils connectés à la source d'alimentation.

Afin de bloquer ce trajét de courant indésirable, une diode 6 est connectée à la borne d'amenée de courant 1-1 de l'amplificateur, de telle façon que la conduction ne se produise que dans la direction allant de la diode 6 vers la borne d'amenée de courant 1-1. L'avantage de cet agencement est qu'il empêche le passage de courant par la diode basecollecteur du transistor 4; le courant de base du transistor 5 est de ce fait aussi devenu à peut près égal à zéro, de sorte que seul un courant très limité peut encore passer par le trajet émetteur-collecteur du transistor 5. La disposition de la diode 6 offre donc

une protection aux transistors 4 et 5 contre une détério-

ration due à une surtension positive sur la sortie d'am-

plificateur 10 et offre aussi aux autres appareils qui sont connectés à la source d'alimentation c:entrale, une protection contre une surtension par l'intermédiaire de cette source. La diode 7 offre une protection semblable

contre les surtensions négatives. Cette diode 7 est con-

nectée à la borne d'évacuation de courant 1-2 d'une maniè-

re telle que la conduction du courant ne puisse s'effectuer que dans la direction allant de la borne d'évacuation de courant 1-2 vers la diode 7. Par ailleurs, la diode 7 fonctionne par rapport à des surtensions négatives de

la même manière que la diode 6 par rapport à des surten-

sions positives.

Au cas o les bases des transistors 4 et 5 ne sont pas directement connectées l'une à l'autre (comme sur la figure 2), le trajet de courant ne s'établit pas par l'intermédiaire du mécanisme de conduction décrit plus haut. Dans ce cas cependant, pour une surtension positive suffisamment élevée, un percement dans la diode

base-émetteur du transistor 4 se produira, avec pour résul-

tat que du courant pourrait passer au côté positif de la source d'alimentation. Ceci est à présent empêché par la diode 6; la diode 7 remplit dans ce cas aussi

une fonction comparable.

Dans le cas d'une surtension positive sur la

sortie d'amplificateur 10, la diode base-émetteur du tran-

sistor 4 se trouve dans l'état bloquant. Un percement dans cette diode détruit le transistor 4. Afin.de limiter la tension génératrice de percement sur le transistor 4, une diode 11 est prévue entre l'émetteur du transistor 4 et la borne d'amenée de courant 1-1, comme le montre la figure 2. Un côté de la diode 11 est connecté à la

sortie d'amplificateur 10 et l'autre côté à la borne d'ame-

née de courant 1-1. Le sens passant de la diode 11 va de la sortie d'amplificateur 10 vers la borne d'amenée de courant 1-1. Par le fait que la diode 11 est disposée de la façon décrite plus haut, la tension entre l'émetteur et le collecteur du transistor 4, ne peut pas, dans le cas d'une surtension positive, devenir supérieure à la tension de passage de la diode 11. Dans le cas cité,

la tension de base et la tension de collecteur du transis-

tor 4 sont à peu près égales l'une à l'autre, de sorte que la différence de tension entre la base et l'émetteur du transistor 4 ne dépasse pas la tension de passage de la diode 11, ce qui évite un percement baseémetteur dans

le transistor 4. La diode 12 est prévue à titre de pro-

tection contre des percements, en particulier dans le transistor 5, à la suite d'une surtension négative sur la sortie d'amplificateur 10. Un côté de la diode 1 est connecté à la sortie d'amplificateur 10 et l'autre côté à l'évacuation de courant 1-2. A l'égard de surtensions

négatives sur la sortie 10, la protection contre les per-

cements est assurée par la diode 12 de la même manière que celle assurée par la diode 11 à l'égard de surtensions positives. L'avantage de ce mode de protection contre

les percements réside dans la grande simplicité qui favori-

se en outre la fiabilité en fonctionnement.

Il convient de noter qu'il est possible de placer entre la diode 11 et la borne d'amenée de courant 1-1, en série avec la diode 11, une diode 18 décrite plus en détail ci-après, comme le montre la figure 1. Cette

diode 18, qui est connectée dans le même sens que la dio-

de 11, n'a aucun effet limiteur sur le fonctionnement protecteur de la diode 11. La différence de tension entre la base et l'émetteur du transistor 4 a maintenant comme maximum, la somme des tensions de passage des diodes 11 et 18, ce qui n'est pas gênant. De plus, il est possible

de placer une diode 19 entre la diode 12 et la borne d'éva-

cuation de courant 1-2 en série avec la diode 12. Les considérations mentionnées pour la diode 18 par rapport à la diode 11 et au transistor 4 sont également valables

pour cette diode 19 par rapport à la diode 12 et au tran-

sistor 5.

Pour rendre possible l'évacuation de la charge dans le cas d'une perturbation due à une surtension sur la ligne d'abonné 8, le dispositif de protection de l'étage excitateur est pourvu de deux éléments limitant la tension

13 et 14. Plusieurs possibilités existent pour la réalisa-

tion de ces éléments limiteurs de tension, comme par exemple des résistances dépendant de la tension, appelées VDR, ou des diodes Zener. Sans mettre en cause la possibilité

d'utiliser des diodes Zener, pour la facilité de la descrip-

tion qui suit, on supposera que l'on utilise des résistan-

ces VDR comme éléments limitant la tension.

Sur la figure 1, la résistance VDR 13 est con-

nectée entre un premier point de potentiel constant et le côté de la diode 11 qui n'est pas connecté à la sortie d'amplificateur 10; la résistance VDR 14 est connectée entre un deuxième point de potentiel constant et le côté

de la diode 12 qui n'est pas connecté à la sortie d'ampli-

ficateur 10. Par tension d'enclenchement d'une résistance VDR, on entend ici la tension sur cette résistance pour laquelle la valeur différentielle de la résistance VDR est un nombre fixé de fois plus petit que la valeur de

la résistance de sortie 9. La résistance VDR 13 est choi-

sie telle que sa tension d'enclenchement soit environ égale à la tension d'alimentation positive nominale, et la résistance VDR 14 telle que sa tension d'enclenchement

soit environ égale à la valeur absolue de la tension d'ali-

mentation négative nominale. L'utilité des résistances VDR 13 et 14 réside dans le fait que dans le cas d'une perturbation due à une surtension sur la ligne d'abonné, elles évacuent immédiatement la charge électrique qui

va de pair avec la perturbation. De cette façon, la sur-

tension diminue. Un avantage secondaire du montage des

résistances VDR 13 et 14 est qu'on obtient ainsi une protec-

tion supplémentaire qui s'ajoute à la protection primaire du circuit de ligne. Dans le cas o, pour une surtension positive résiduelle sur la ligne d'abonné 8, la tension

sur la sortie d'amplificateur 10 dépasse la tension d'en-

clenchement de la résistance VDR 13, la valeur de résis-

tance différentielle de la diode 11 et de la résistance

VDR 13 est nettement plus basse que la valeur de la résis-

tance 9. La partie de loin la plus importante de la sur-

tension tombe alors que la résistance 9, grâce à quoi

la sortie d'amplificateur est protégée contre une surten-

sion. La diode 12 et la résistance VDR 14 remplissent à l'égard d'une surtension négative la même fonction que

la diode 11 et la résistance VDR 13 à l'égard d'une sur-

tention positive.

La figure 2 illustre une autre possibilité

pour le montage des deux éléments limitant la tension.

La résistance VDR 13 est connectée d'un côté à un premier point de potentiel constant et est couplée de l'autre côté à la sortie d'amplificateur 10 par l'intermédiaire d'une diode 21; la résistance VDR 14 est connectée d'un côté à un deuxième point de potentiel constant et est couplée de l'autre côté à la sortie d'amplificateur 10 par l'intermédiaire d'une diode 22. L'évacuation de la

charge et la protection supplémentaire contre les surten-

sions sont obtenues, pour cette configuration, de la même

manière que celles décrites pour les résistances VDR cor-

respondantes de la figure 1.

L'entrée non inverseuse de signal de l'amplifi- cateur 1 est couplée à la ligne d'abonné 8 par l'intermé-

diaire d'une résistance de contre-réaction 15. Une sur-

tention sur la ligne d'abonné 8 peut provoquer une surten-

sion sur l'entrée non inverseuse de signal de l'amplifica-

teur 1 par l'intermédiaire de la résistance de contre-

réaction 15. Cette surtension peut endommager des élé-

ments de l'amplificateur 1 qui sont couplés à l'entrée non inverseuse de signal, en particulier les transistors d'entrée de l'amplificateur 1. Une protection contre une surtension sur l'entrée non inverseuse de signal de

l'amplificateur 1 est offerte par les diodes 16 et 17.

* Un côté de la diode 16 est connecté à la résistance VDR 13 et l'autre côté est connecté à l'entrée d'amplificateur non inverseuse de signal; le sens passant de la diode 16 va de l'entrée d'amplificateur non inverseuse de signal vers la résistance VDR 13. Un côté de la diode 17 est connecté à la résistance VDR 14 et l'autre côté à l'entrée d'amplificateur non inverseuse de signal. En présence

d'une surtension sur l'entrée d'amplificateur non inver-

seuse de signal, en fonction de la polarité de la surten-

sion, la combinaison de la diode 16 et de la résistance

VDR 13 ou la combinaison de la diode 17 et de la résis-

tance VDR 14 passera sur conduction. La valeur différen-

tielle des résistances VDR 13 et 14 est, si la tension présente sur ces résistances VDR dépasse leur tension d'enclenchement, faible par rapport à la valeur de la résistance 9. La résistance de contre-réaction 15 a une valeur bien supérieure à celle de la résistance de sortie 9, de sorte que la valeur différentielle des résistances

VDR est faible par rapport à la valeur de la résistance 15.

Les diodes 16 et 17 ont aussi une faible résistance à l'état conducteur. Cela signifie qu'une surtension sur la ligne d'abonné 8 tombe à peu près complètement sur la résistance 15. L'avantage de cette disposition des

diodes 16 et 17 est que, grâce à la résistance de contre-

réaction 15 utilisée comme résistance de protection, il

n'est pas nécessaire de prévoir une résistance de protec-

tion séparée.

Sur la figure 1, la tension d'alimentation

positive est couplée à la résistance VDR 13 par l'intermé-

diaire des diodes 6 et 18 et la tension d'alimentation

négative est couplée à la résistance VDR 14 par l'inter-

médiaire des diodes 7 et 19. Le sens de passage de la dio-

de 18 va de la résistance VDR 13 vers la diode 6; le sens de passage de la diode 9 va des diodes 7 vers la résistance VDR 14. La fonction de la diode 18 est de

bloquer le trajet du courant allant de la tension d'alimen-

tation positive, par l'intermédiaire de la diode 6 et de la résistance VDR 13, vers la terre du système. Ce trajet de courant pourrait s'établir si une fluctuation de la tension d'alimentation l'amenait à un niveau supérieur à celui de la tension d'enclenchement de la résistance VDR 13. La diode 19 remplit une fonction correspondante à l'égard de la tension d'alimentation négative et de la résistance VDR 14. Les diodes 18 et 19 sont utiles

pour protéger les résistances VDR 13 et 14 et pour contra-

rier un courant de fuite indésirable de la source d'alimen-

tation vers la terre du système.

Les figures 3 et 4 illustrent un circuit de ligne dans lequel chacun des deux conducteurs d'une ligne d'abonné est pourvu d'un étage excitateur. Dans ce cas, le circuit de ligne de la figure 3 est pourvu d'étages excitateurs comme celui représenté sur la figure 1; le

circuit de ligne de la figure 4 est pourvu d'étages exci-

tateurs comme celui représenté sur la figure 2. Parmi les éléments de protection déjà décrits avec référence aux figures 1 et 2, une partie est utilisée en commun par les deux étages excitateurs; quant à l'autre partie, une fraction est associée à un étage excitateur et l'autre

à l'autre étage excitateur. Les éléments qui sont utili-

sés en commun par les deux étages excitateurs sont pourvus sur les figures 3 et 4 d'un numéro de référence sans accent; les éléments qui sont utilisés par l'étage excitateur 1' sont pourvus d'un numéro de référence affecté d'un accent; les éléments correspondants qui sont utilisés par l'étage excitateur 1" sont pourvus du même numéro de référence, mais avec un double accent. Sur les figures 3 et 4, une résistance VDR est prévue et connectée entre les côtés des résistances VDR 13 et 14 qui ne sont pas

connectés à la terre du système. La fonction de la résis-

tance VDR 20 est de protéger les étages excitateurs contre une différence de surtension entre les conducteurs de ligne d'abonné 8' et 8". Il est possible que chacun des conducteurs 8' et 8" porte une tension pour laquelle les résistances VDR 13 et/ou 14 ne s'enclenchent pas, mais dont la différence peut endommager les étages excitateurs 1' et 1". La tension d'enclenchement de la résistance VDR 20 est dès lors inférieure à la somme des tensions d'enclenchement des résistances VDR 13 et 14. Il est

aussi parfaitement possible, en lieu et place de la résis-

tance VDR 20, d'utiliser deux diodes Zener connectées en sens opposé en série, grâce à quoi il devient possible

d'assurer la protection contre une différence de surten-

sion entre les conducteurs 8' et 8" dont la valeur soit différente de celle de la différence de surtension entre

les conducteurs 8" et 8'.

2498389,

Claims

REVENDICATIONS:

1. Etage excitateur pour un circuit d'abonné des-

tiné à fournir du courant dans deux directions à un des

conducteurs (8) d'une ligne d'abonné, comportant une pre-

mière borne (2) d'alimentation pour la fourniture d'un cou-

rant d'alimentation à l'étage excitateur et une deuxième borne (3) d'alimentation pour l'évacuation d'un courant d'alimentation de l'étage excitateur, caractérisé en ce qu'

une protection contre les surtensions y est prévue et com-

porte, connectée entre la première borne (2) d'alimentation

et l'étage excitateur, une première diode (6), par l'inter-

médiaire de laquelle le courant d'alimentation est fourni à l'étage excitateur et, connectée entre la deuxième borne

<3) d'alimentation et l'étage excitateur, une deuxième dio-

de (7), par l'intermédiaire de laquelle le courant d'ali-

mentation est évacué, de sorte que les deux diodes condui-

sent normalement le courant d'alimentation.

2. Etage excitateur suivant la revendication 1 pour-

vu d'un amplificateur (1) alimenté par l'intermédiaire de la première et de la deuxième diode (6 et 7), caractérisé en ce que le dispositif de protection comporte une troisième

diode (11), qui est couplée d'un côté au côté de la premiè-

re diode (6) non connecté à la première borne (2) d'alimen-

tation et de l'autre côté, à la sortie (10) de l'amplifica-

teur (1), le dispositif de protection comporte une quatrième diode (12) qui est couplée d'un côté a côté de la deuxième

diode (7) non connecté à la deuxième borne (3) d'alimenta-

tion et de l'autre côté, à la sortie (10) de l'amplificateur (1), la troisième et la quatrième diode (11 et 12) étant

normalement bloquantes.

3. Etage excitateur suivant la revendication 2 pourvu d'une résistance (9) externe connectée à la sortie

(10) de l'amplificateur (1), caractérisé en ce que le dis-

positif de protection comporte un premier élément (13) li-

mitant la tension qui est connecté entre le côté de la troi-

sième diode (11) qui n'est pas connecté à la sortie (10) de l'amplificateur (1) et un point à potentiel constant et le dispositif de protection comporte un deuxième élément (14) limitant la tension qui est connecté entre le côté de la quatrième diode (12) qui n'est pas connecté à la sortie (10)

de l'amplificateur (1) et un autre point à potentiel constant.

4. Etage excitateur suivant la revendication 2 pour-

vu d'une résistance (9) externe connectée à la sortie (10) de l'amplificateur (1), caractérisé en ce que la troisième

diode (11) est connectée à la première diode (6), la qua-

trième diode (12) est connectée à la deuxième diode (7>, le dispositif de protection comporte un premier élément (13) limitant la tension qui est connecté d'un côté à un point

à potentiel constant et est couplé de l'autre côté à la sor-

tie (10) de l'amplificateur (1) par l'intermédiaire d'une cinquième diode (21) et le dispositif de protection comporte un deuxième élément (14) limitant la tension qui est connecté

d'un côté à un autre point à potentiel constant et est cou-

plé de l'autre côté à la sortie (10) de l'amplificateur (1) par l'intermédiaire d'une sixième diode (22), de sorte que

la cinquième et la sixième diode (21 et 22) sont normale-

ment bloquantes.

5. Etage excitateur suivant l'une des revendica-

tions 3 ou 4 dans lequel l'amplificateur (1) comporte une entrée inverseuse et une entrée non inverseuse de signal ainsi qu'un circuit de contre-réaction depuis l'extrémité

libre de la résistance (9) externe vers l'entrée non inver-

seuse de signal, caractérisé en ce qu'une septième diode (16) est présente et est connectée entre l'entrée non inverseuse

de signal de l'amplificateur (1) et le côté du premier élé-

ment (13) limitant la tension qui n'est pas connecté à un point à potentiel constant et une huitième diode (17) est présente et est connectée entre l'entrée non inverseuse de signal de l'amplificateur et le côté du deuxième élément (14)

limitant la tension qui n'est pas connecté à un point de po-

tentLel constant, cette septième et cette huitième diode (16

et 17) étant connectées de manière à être normalement blo-

quantes.

6. Etage excitateur suivant l'une quelconque des

revendications 2, 3 ou 5, caractérisé en ce que la troisième

diode (11) est couplée à la première diode (6) par l'inter-

médiaire d'une neuvième diode (18) et la quatrième diode (12) est couplée avec la deuxième diode (7) par l'intermédiaire d'une dixième diode (19), la neuvième et la dixième diode

(18 et 19) étant normalement bloquantes.

7. Dispositif comportant un étage excitateur séparé connecté sur chacun des conducteurs "'et 8") d'une ligne

d'abonné, suivant l'une quelconque des revendications 3, 4,

S ou 6, caractérisé en ce qu'il comporte au moins un troi-

sième élément (20) limitant la tension dont un côté est con-

necté au côté du premier élément (13) limitant la tension qui n'est pas connecté à un point de potentiel constant et 1S dont l'autre côté est couplé au côté du deuxième élément (14)

limitant la tension qui n'est pas connecté à un point de po-

tentiel constant.

8. Etage excitateur suivant l'une quelconque des

revendications 3, 4, 5, 6 ou 7, caractérisé en ce qu'au moins

un des éléments (13, 14, et 20) limitant la tension est une

résistance dépendant de la tension.

9. Etage excitateur suivant l'une quelconque des

revendications 3, 4, 5, 6 ou 7, caractérisé en ce qu'au moins

un des éléments (13, 14 et 20) limitant la tension est une

diode Zener.