FR2563396A1

FR2563396A1 - Electronic two-wire/four-wire conversion circuit with voltage/current feedback

Info

Publication number: FR2563396A1
Application number: FR8406194A
Authority: FR
Inventors: Joel Serge Gerard Colardelle; Pierre Girard; Claude Paul Henri Lerouge
Original assignee: Laboratoire Central de Telecommunications SA
Current assignee: Laboratoire Central de Telecommunications SA
Priority date: 1984-04-19
Filing date: 1984-04-19
Publication date: 1985-10-25
Also published as: FR2563396B1

Abstract

The invention relates to an electronic two-wire/four-wire conversion circuit with voltage/current feedback, in particular for a subscriber telephone set. This circuit connects the microphone M to the subscriber line with impedence ZL via two common-base transistor stages with differing emitter resistance values R; R1, in series; thus the speech signals coming from the microphone are transmitted by a current drive of the line. The earpiece E provides the voltage difference between the input B of the circuit and the output A of the first stage in which the speech signals coming from the line are transmitted via a common-collector transistor stage T3, R, R2. The emitter resistances R; R1; R2 are related by a relation involving their ratio. The invention applies to electronic circuits for telephone sets.

Description

La présente invention concerne un circuit deux fils-quatre fils électronique a réaction tension-courant, en particulier pour poste télé- phonique d'abonné, permettant de relier à la ligne téléphonique d'abonné d'impédance ZL une voie d'emission de signaux de parole vers cette ligne et une voie de réception pour la réception de signaux de parole venant de cette ligne. The present invention relates to a two-wire-four-wire electronic circuit with voltage-current feedback, in particular for a subscriber telephone set, making it possible to connect to the subscriber telephone line of impedance ZL a signal transmission channel. speech to this line and a reception channel for receiving speech signals from this line.

I1 est connu, pour raccorder le microphone et l'écouteur d'un poste téléphonique à la ligne à deux fils de l'abonné, d'utiliser un circuit de conversion deux fils-quatre fils avec un montage en pont pour compenser l'effet local, montage dans lequel est prévue une résistance d'équilibrage de l'impédance de la ligne. It is known, to connect the microphone and the earpiece of a telephone set to the two-wire line of the subscriber, to use a two-wire-to-four-wire conversion circuit with bridging to compensate for the effect. local, assembly in which a line impedance balancing resistance is provided.

En pratique, les lignes d'abonné ont une impédance variable avec leur longueur, ce qui rend le pont difficile à équilibrer. un choisit donc une valeur moyenne de résistance d'équilibrage ou bien on prévoit des circuits plus complexes permettant, à l'aide d'une commutation de résistances et capacités, de réaliser des équilibrages exacts pour plusieurs valeurs differentes d'impédance de ligne. Ces circuits autorisent une adaptation plus précise, bien qu'encorde limitée, à l'impédance de ligne, mais ils sont relativement complexes, donc plus coûteux et nécessitent l'emploi de plusieurs capacités qui ne peuvent être intégrées. In practice, the subscriber lines have a variable impedance with their length, which makes the bridge difficult to balance. one therefore chooses an average balancing resistance value or else more complex circuits are provided which make it possible, by means of a switching of resistors and capacitors, to carry out exact balancing for several different values of line impedance. These circuits allow a more precise adaptation, although limited, to the line impedance, but they are relatively complex, therefore more expensive and require the use of several capacities which cannot be integrated.

Un objet de la présente invention est un circuit de conversion deux fils-quatre fils à réaction tension-courant simplifié autant qu'il est possible, fonctionnant en courant pour obtenir une bonne précision malgré les variations de valeur de résistance dans la technologie des circuits intégrés et qui permet un équilibrage acceptable pour toute la gamme de valeurs de longueur de ligne d'abonné, sans utiliser d'éléments à impédance variable. An object of the present invention is a two-wire to four-wire voltage-current feedback conversion circuit simplified as much as possible, operating with current to obtain good accuracy despite the variations in resistance value in integrated circuit technology. and which allows acceptable balancing for the whole range of subscriber line length values, without using variable impedance elements.

Selon l'invention, il est prévu un circuit de conversion deux fils-quatre fils à réaction tension-courant, qui relie la voie d'émission à la ligne par l'intermédiaire de deux étages à transistor base commune en série, la voie de réception étant connectée à la sortie d'un amplificateur différentiel dont les entrées sont reliées à l'entrée et à la sortie du premier étage. Un troisième étage à transistor collecteur commun reporte la tension aux bornes de la ligne à la sortie du premier étage sous forme d'un courant en phase avec l'entrée dudit premier étage. Les résistances d'émetteur des trois transistors sont liées par une relation faisant intervenir la valeur de leur rapport, ce qui permet une précision de l'ordredupour-cent dans la technologie des circuits intégrés. According to the invention, a two-wire to four-wire voltage-current reaction conversion circuit is provided, which connects the emission channel to the line by means of two common base transistor stages in series, the reception being connected to the output of a differential amplifier whose inputs are connected to the input and output of the first stage. A third stage with a common collector transistor transfers the voltage across the line to the output of the first stage in the form of a current in phase with the input of said first stage. The emitter resistances of the three transistors are linked by a relationship involving the value of their ratio, which allows precision of the order of a hundred in integrated circuit technology.

L'invention sera mieux comprise et d'autres caractéristiques et avantages apparaîtront à l'aide de la description ci-après et de la figure unique jointe qui représente le schéma d'un circuit de conversion deux fils-quatre fils à réaction tension-courant selon l'invention. The invention will be better understood and other characteristics and advantages will appear with the aid of the description below and the attached single figure which represents the diagram of a two-wire-four-wire conversion circuit with voltage-current reaction. according to the invention.

Dans le cas d'un poste téléphonique d'abonné, la voie d'émission M est connectée à l'entrée B du premier étage du circuit deux fils-quatre fils électronique à réaction tension-courant, ledit premier étage étant composé d'un transistor Tl en montage base commune et d'une résistance d'émetteur R reliée à l'entrée B du circuit. Un deuxième étage comprend un transistor T2 en montage base commune et une résistance d'émetteur Ri connectée à la sortie A du premier étage.La ligne téléphonique à deux fils d'impédance ZL, connectée à la sortie L dudit deuxième étage, délivre une tension VL à l'entrée d'un troisième étage composé d'une résistance R, à peu près de même valeur que la résistance d'émetteur du premier étage, en parallèle sur la ligne d'impédance ZL, d'un transistor T3 en montage collecteur commun, et d'une résistance d'emetteur R2 reliée à la sortie A du premier étage. In the case of a subscriber telephone set, the transmission channel M is connected to the input B of the first stage of the two-wire-four-wire electronic circuit with voltage-current feedback, said first stage being composed of a transistor Tl in common base mounting and of an emitter resistor R connected to input B of the circuit. A second stage comprises a transistor T2 in common base mounting and an emitter resistance Ri connected to the output A of the first stage. The two-wire telephone line of impedance ZL, connected to the output L of said second stage, supplies a voltage VL at the input of a third stage composed of a resistance R, roughly of the same value as the emitter resistance of the first stage, in parallel on the line of impedance ZL, of a transistor T3 in mounting common collector, and an emitter resistor R2 connected to the output A of the first stage.

La voie de réception E est connectée à la sortie d'un amplificateur différentiel AD qui amplifie la différence entre l'entrée et la sortie du premier étage. The reception channel E is connected to the output of a differential amplifier AD which amplifies the difference between the input and the output of the first stage.

Le fonctionnement de l'ensemble est tel que les signaux de parole venant du microphone ne viennent pas alimenter l'écouteur E et que les signaux de parole venant de la ligne ne viennent pas alimenter le microphone M tout en étant correctement transmis à l'écouteur E. I1 s'agit donc d'éviter, dans le poste d'abonné, le phénomène d'effet local. The operation of the assembly is such that the speech signals coming from the microphone do not supply the earphone E and that the speech signals coming from the line do not supply the microphone M while being correctly transmitted to the earphone E. It is therefore a question of avoiding, in the subscriber station, the phenomenon of local effect.

Dans le cas où le microphone M émet des signaux de parole vers la ligne, la tension alternative VB, créée par -ledit microphone M, provoque dans le collecteur du transistor T1 l'apparition d'un courant I égal à VB
I = cr R où a est le gain en courant du transistor TI, légèrement inférieur à 1.In the case where the microphone M emits speech signals towards the line, the alternating voltage VB, created by said microphone M, causes in the collector of the transistor T1 the appearance of a current I equal to VB
I = cr R where a is the current gain of the transistor TI, slightly less than 1.

Ce courant se partage en deux courants I1 et I2 dans les résistances d'émetteur Ri et R2 des deuxième et troisième étages respectivement, la valeur desdits courants étant contrôlée par la résistance R en parallèle sur la ligne d'impédance ZL, via les transistors T2, T3. La necessité de supprimer l'effet local fait que la tension VB à l'entrée du premier étage doit être à peu près égale à la tension VA dudit premier étage; donc, sachant que

RI où n est le rapport R des résistances d'émetteur des deuxième et premier étages et m le rapport R des résistances d'émetteur des troisième et
R
n premier étages, on prend la condition m = nul, les rapports n et m étant évidemment deux nombres entiers supérieurs à 1.Le courant II, par l'intermédiaire du générateur de courant T2, Ri, transmet les signaux de parole à la ligne d'impédance ZL avec une impédance de sortie élevée. De façon à ce que la tension VL aux bornes de la ligne d'impédance ZL ne soit pas trop faible, le rapport n des résistances d'émetteur des deuxième et premier étages ne peut pas être trop élevé, ce qui empêche l'élimi- nation totale de l'effet local, l'égalité entre les tensions aux entrées de l'amplificateur différentiel AD n'étant pas totalement réalisée. La différence entre lesdites tensions étant égale à

on voit aisément que cette différence est déjà très faible pour un rapport n égal à 2.This current is divided into two currents I1 and I2 in the emitter resistors Ri and R2 of the second and third stages respectively, the value of said currents being controlled by the resistor R in parallel on the line of impedance ZL, via the transistors T2 , T3. The need to suppress the local effect means that the voltage VB at the input of the first stage must be approximately equal to the voltage VA of said first stage; so knowing that

RI where n is the ratio R of the emitter resistances of the second and first stages and m the ratio R of the emitter resistances of the third and
R
n first stages, we take the condition m = zero, the ratios n and m obviously being two whole numbers greater than 1. Current II, via the current generator T2, Ri, transmits the speech signals to the line ZL impedance with high output impedance. In such a way that the voltage VL across the terminals of the impedance line ZL is not too low, the ratio n of the emitter resistors of the second and first stages cannot be too high, which prevents elimination. total nation of the local effect, the equality between the voltages at the inputs of the differential amplifier AD not being fully achieved. The difference between said voltages being equal to

we can easily see that this difference is already very small for a ratio n equal to 2.

Dans le cas où la ligne téléphonique d'impédance ZL est émettrice, la tension VB de l'entrée B du circuit est nulle et donc la différence des tensions appliquée aux entrées de l'amplificateur différentiel AD est égale à la tension VA à la sortie du premier étage. La tension VL aux bornes de la ligne téléphonique d'impédance ZL est reportée en courant I2 à la sortie A du premier étage, ou elle crée une tension VA qui est amplifiée par l'amplificateur différentiel AD. In the case where the impedance telephone line ZL is transmitting, the voltage VB of the input B of the circuit is zero and therefore the difference of the voltages applied to the inputs of the differential amplifier AD is equal to the voltage VA at the output from the first floor. The voltage VL at the terminals of the telephone line of impedance ZL is transferred in current I2 to the output A of the first stage, or it creates a voltage VA which is amplified by the differential amplifier AD.

L'impédance Ze vue de la ligne est égale à :

et donc, en réalité, la résistance R en parallèle sur la ligne sera légèrement inférieure à la résistance d'émetteur du premier étage, de telle sorte que l'impédance vue de la ligne soit égale à l'impédance normalisée, par exemple six cents ohms.The impedance Ze seen from the line is equal to:

and therefore, in reality, the resistance R in parallel on the line will be slightly lower than the emitter resistance of the first stage, so that the impedance seen from the line is equal to the normalized impedance, for example six hundred ohms.

I1 est à noter que l'image de la tension VL aux bornes de la ligne, transmise par le troisième étage, est en phase avec la tension VB à l'entrée B du premier étage, dans le cas du microphone M émettant des signaux de parole, empechant ainsi une amplification en mode commun de l'amplificateur différentiel AD. I1 it should be noted that the image of the voltage VL at the terminals of the line, transmitted by the third stage, is in phase with the voltage VB at the input B of the first stage, in the case of the microphone M emitting signals speech, thus preventing a common mode amplification of the differential amplifier AD.

De plus, le système est stable quelles que soient la nature et la valeur de l'impédance ZL, grace à la résistance R en parallèle sur la ligne qui limite la tension VL. In addition, the system is stable whatever the nature and the value of the impedance ZL, thanks to the resistance R in parallel on the line which limits the voltage VL.

Enfin, si la valeur de la résistance d'émetteur R du premier étage est obtenue avec une précision de tordre de plus ou moins dix pour cent dans les meilleures conditions, les valeurs des rapports entre les différentes résistances sont, elles, obtenues avec une précision de l'ordre du pour-cent. Finally, if the value of the emitter resistance R of the first stage is obtained with a bending precision of plus or minus ten percent under the best conditions, the values of the ratios between the different resistances are obtained with precision in the range of percent.

Naturellement, ce circuit de conversion deux fils-quatre fils peut aussi bien être utilisé au niveau du poste d'abonné,qu'au niveau du central dans le circuit de ligne de l'abonné. Naturally, this two-wire to four-wire conversion circuit can be used both at the subscriber station and at the central office in the subscriber's line circuit.

Bien entendu, l'exemple de réalisation décrit n'est nullement limitatif de l'invention. Of course, the embodiment described is in no way limitative of the invention.

Claims

1. Two-wire to four-wire electronic conversion circuit with voltage-current feedback, in particular for a subscriber telephone set, making it possible to connect a transmission channel (M) to the subscriber telephone line of impedance ZL for transmitting speech signals to this line and a reception channel (E) for receiving speech signals coming from this line, said circuit being characterized in that it comprises a first and a second stage (Tl, R; T2, Rl) connecting the emission channel (M) to the line (ZL), each comprising a transistor (Tl; T2) in common base mounting whose emitter resistances (R; Rl) are different, a differential amplifier (AD), the output of which delivers on the reception channel (E) the difference between the input (B) of the first stage (Tl, R) and its output (A), and means making it possible to return an image of the voltage across the line (ZL) at the output (A) of the first stage, said image being in phase with the voltage applied to the entrance (B) of the first floor.

2. Two-wire-four-wire electronic conversion circuit with voltage-current reaction according to claim 1, characterized in that said means are composed of a third stage (T3, R, R2) comprising a transistor (T3) in collector mounting common, a resistor (R) connected between the base and the ground whose value is identical to the emitter resistance (R) of the first stage (TI, R) and an emitter resistance (R2) connected to the output of the first stage (T1, R), and in that the emitter resistances (R; Ri; R2) are linked by the relation m = nl where n and m are two integers greater than 1,

n-I representing the ratio between the emitter resistances of the second and third stages respectively and the emitter resistance of the first stage.