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@ Procédé pour la transmission électrique d'informations.
La présente invention concerne un procédé pour la transmission électrique d'informations, selon lequel de préférence chacune des bandes de fréquence partielles en lesquelles l'énergie du signal est subdivisée à l'émission, est tout d'abord comprimée en fréquence , les signaux par- tiels ainsi obtenus étant ensuite transmis vers la récep- tion.
La transmission d'informations par voie électrique est limitée notamment par la largeur de bande utile du dis- positif de transmission dont on dispose. En conséquence, le nombre des canaux d'informations à prévoir dans un tel
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dispositif dépend de l'étroitesse qu'il est possible de choisir pour la bande de fréquence nécessaire pour un canal.
@ Ainsi qu'on l'a constaté, la bande de fréquence d'une infor- mation peut être sensiblement réduite en ne transmettant vers la réception que es valeurs caractéristiques. Pour cela, le signal électrique est envoyé à l'émission dans un "compresseur". Le compresseur délivre une tension-signal dont la bande de fréquence est comprimée, et qui ne renferme plus que les valeurs propres du signal initial. Le signal ainsi amputé doit être ensuite ramené à la réception dans sa forme initiale dans un "expanseur". La "compression" a lieu par exemple en formant¯les enveloppes des fractions de l'énergie du signal, subdivisée en plusieurs canaux spectraux, puis en supprimant.leurs composantes de fréquences les plus élevées.
Pour l'"expansion" à la réception, on dispose au moins d'une source d'énergie de synthèse à large bande, dont l'énergie, adjointe aux différents canaux spec- traux, est contrôlée de façon appropriée par les signaux partiels reçus.
Des dispositifs de ce geare fonctionnant avec une compression de la bande de fréquence, ont pris de l'importance pour la transmission de la voix ; ils sont désignés sous le nom de "Vocoder". Dans le Vocder, la bande des fréquences vocales est subdivisée à l'émission en environ dix à vingt canaux spectraux, présentant chacun une largeur de bande d'environ 100Hz. Pour supprimer les composantes de fréquences les plus élevées dans les enveloppes des éléments de signaux, qui sont obtenues à l'aide de dispositifs à redresseurs, il faut prévoir des filtres passe-bas. La fréquence limite de ces filtres passe-bas est très basse, par exemple de l'ordre de 15 Hz. Ceci entraîne une dépense considérable pour les filtres, qui détermine dans une mesure importante le coût du poste d'émission du Vocoder.
D'autres inconvénients des filtres passe-bas consistent dans leur temps de propagation
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élevé, et dans le phénomène dit de '* sur- oscillation", qui peut parfois perturber fortement la qualité de la transmis- sion;
Le procédé selon 1 invention permet d'éviter de façon simple les difficultés qui surgissent lorsque l'on effectue une compression de la bande de fréquence de la
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façon indiquéqprécédemment.
Le procédé pour la transmission électrique d'in- formations selon l'invention est du type indiqué initiale- ment, et il est caractérisé par le fait que l'énergie des signaux.subdivisée en différents canaux spectraux, est envoyée par l'intermédiaire d'un dispositif à redresseurs dans un accumulateur, qui est échantillonné par un dis- positif à commutation, avec une fréquence au moins double de la variation la plus rapide de l'infomation à trans- mettre vers la réception.
La présente invention est fondée sur l'importante notion suivante : pour reformer à la réception le signal initial il est tout à fait suffisant que les signaux (par- tiels transmis vers la réception ne renferme que des infor- mations sur les énergies des fractions de signaux qui appa- raissent entre des instants discrets. Les signaux partiels de ce genre peuvent être obtenus à partir dés fraction de signaux correspondant aux canaux- spectraux à l'aida d'accumulateurs, associés à des dispositifs d'échantillon- nage. En raison du théorème sur l'échantillonnage, la fré- quence d'échantillonnage doit être choisie au moins double de la fréquence de la variation d'énergie la plus rapide qui doit être précisément transmise.
Le grand avantage du procédé selon l'invention consiste dans la suppression des filtres pause-bas, très coûteux, et donnant lieu à des perturbations. Il permet en outre de modifier de façon simple la largeur de bande des signaux partieis à trans- mettre, grâce à une modification appropriée de la fréquence
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d'échantillonnage. Dans le cas des compresseurs équipés de filtres passe-bas, ceux-ci devraient être réalisés de façon qu'il soit possible de modifier leur fréquence limite , ce dont il ne peut être question pratiquement, en raison des moyens importants que cela nécessiterait.
Le procédé selon l'invention convient en outre d'une façon extraordi- nairement avantageuse pour la transmission des signaux par- tiels des canaux spectraux par le procédé multiplex à divi- sion du temps, puisqu'aucun dispositif d'échantillonnage supplémentaire n'est nécessaire dans ce cas pour le prélè- vement d'échantillons.
A titre d'exemple, on a décrit ci-dessous et il- lustré schématiquement au dessin annexé un exemple de réa- lisation de la présente invention.
La figure 1 représente schématiquement le montage, situé du coté de l'émission, servant à la compression de fréquences,d'un dispositif pour la transmission d'informations,] fonctionnant suivant le principe selon l'invention. Le signal appliqué à l'entrée Eo, de préférence un signal vocal, est subdivisé, en ce qui concerne son énergie spectrale,en un nombre relativement élevé de canaux spectraux, au moyen de filtres passe-bande B. Auksorties des filtres passe-bande B sont connectés respectivement des dispositifs à redresseurs G1, dont les sorties sont elles-mêmes connectées à des ac- cumulateurs Sp.
Chaque accumulateur Sp est en outre relié à un dispositif à commutation Se, qui échantillonne l'accu- mulateur Sp qui lui est associé, au rythme d'une fréquence d'échantillonnage. Les dispositifs à commutation Se reçoivent à cet effet un train d'impulsions de commande, délivré par un générateur d'impulsions G. L'échantillonnage des accu- mulateurs Sp par les dispositifs à commutation Se a lieu de telle sorte que lesdits accumulateurs soient rechargés à leur valeur initiale pendant un bref intervalle de temps à chaque échantillonnage.
Les valeurs échantillonnées qui doivent être transmises vers la réception, et qui ne doivent
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$qu' comporter une information sur la valeur des fractions d'énergie accuraulées dans les accumulateurs Sp pendant l'intervalle entre deux échantillonnages, peuvent être obtenues directement ou indirectement à partir de la va* riation au cours du temps des tensions sur lesdits accumu- lateurs, comme on l'indiquera ci-aprs.
La figure 2 représente un exemple de réalisation d'un montage constitué,selon la figure !,par un circuit redresseur G1, un accumulateur Sp et un dispositif à commutation Se. Le circuit redresseur est constitué dans ce cas d'un transistor Ts, monté avec la base commune, et dont l'émetteur reçoit à travers la résistance RI le signal partiel qui apparaît sur la sortie du filtre passe- bande précédent, La fonction de redressement est remplie dans ce cas par l'intervalle émetteur-base du transistor Ts.
L'accumulateur est constitué par un simple condensateur C, monté en parallèle sur l'intervalle collec- teur-base du transistor Ts. Le dispositif à commutation comporte un commutateur électronique S, qui est lui-même monté en parallèle sur le condensateur C, en série avec une source d'énergie. Cette source d'énergie est formée de deux sources de tension 1 et 2, la source de tension
2,entre les bornes de laquelle existe la tension U2, étant reliée au commutateur électronique S à travers une résis- tance R2, tandis que la source de tension 1, entre les bornes de laquelle existe la tension Ul,est reliée audit commutateur électronique S à travers un redresseur D. Le commutateur électronique S est commandé, conformément à la figure 1, par un train d'impulsions de commande, qu'il reçoit sur sa borne St.
Les valeurs échantillonnées qui doivent être transmises vers la réception peuvent être prélevées par exemple sur la sortie A, derrière le commu- tateur électronique S. Une autre possibilité consiste à
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appliquer la tension du condensateur, prélevée sur la sor- tie A', à un modulateur, qui dérive de la variation au cours du temps de ladite tension de l'accumulateur, des impulsions modulées en position, qui renferment l'informa- tion désirée. Des impulsions modulées en position sont prélevées sur la sortie A".
Pour faciliter la compréhension du mode de fonctionnement du montage de la figure 2, on a représenté en superposition sur la figure 3 les tensions les plus im- portantes en fonction du temps. Le diagramme de tension dé- signé par ± représente la tension appliquée à l'entrée du transistor Ts et correspondant à la fraction déduite de la tension-signal par le filtre passe-bande monté en amont.
En dessous est représenté en fonction du temps le train d'impulsions St qui commande le commutateur électronique S.
La résistance RI du montage de la figure 2 est choisie suffisamment grande pour que les impulsions de courant qui modifient la charge du condenaateur C soient proportionnelles aux pointes de tension positives de la tension d'engrée E.
Tant qu'aucune tension n'est appliquée à l'entrée du dis- positif à redresseur, le condensateur C est chargé à la tension -U1. Les impulsions de courant provenant de la tension d'entrée déchargent le condensateur C jusqu' ce que le commutateur électronique S soit fermé par l'impul- @ sion de commande entrante.
Comme la tension continue U2 est notablemen: supérieure à la tension continue U1, et que,en outre,la résistance R2 présente une valeur rela- @ tivement grande, lorsque le commutateur électronique S @ est fermé il provient de la source de tension 2 un courant constant, qui recharge rapidement le condensateur C à sa valeur initiale -Ul. Le condensateur C ne peut pas être @ chargé au-dessus de la valeur -Ul, du fait que, lorsque cette valeur de la tension est atteinte, le redresseur D ; devient conducteur, et empêche donc la poursuite de la charge.
Dès que l'impulsion de commande est terminée, le @
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commutateur électronique S s'ouvre, et la charge du con- densateur C recommence changer. La tension de l'accumula- teur appliquée à la sortie A' varie par suite en dents de scie. Les valeurs de pointe s'approchent d'autant plus de la tension zéro que l'énergie contenue dans le signal d'en- trée dans l'intervalle compris entre deux impulsions de commande successives, est plus élevée.
La tension aux bornes du condensateur C n'apparaît sur,la sortie A située derrière le commutateur électronique S ,que pendant le Temps de fermeture de ce dernier. En conséquence, il y apparaît un train d'impulsions triangu- laires, qui se superpose à la tension -U1, et dont les valeurs de pointe sont proportionnelles à la charge accu- mulée dans le condensateur C à l'instant de l'échantillon- nage. Ces impulsions triangulaires renferment donc l'in- formation désirée sous la forme d'une modulation d'amplitude, et elles peuvent être transmises vers la réception directe- ment sous cette forme.
Ainsi qu'on l'a déjà mentionné, le condensateur C est rechargé par un courant constant provenant de la(' source de tension 2. En conséquence, les écarts entre les instants t1, t2, t3 ...etc, qui marquent le début de la recharge, et les instants correspondants t1', t2', t3'...etc, qui marquent la fin de la recharge,sont égale- ment proportionnels à l'énergie accumulée dans le conden- sateur C. Des circuits à seuil connus permettent donc d'utiliser les instants t1', t2', t3'...etc,qui marquent la fin du processus de recharge, pour obtenir une impul- sion modulée en position. Dans le cas du modulateur indi- que sur la figure 2, on a Supposé qu'il délivre une im- pulsions sur sa sortie A" à chacun des instants indiqués..
Le train d'impulsion qui apparaît sur la sortie A", et @ qui renferme l'information désirée à transmettre sous la @ forme d'une modulation d'impulsions en phase, a été
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également indiqué sur la figure 3, pour qu'elle soit complète.
L'exemple de réalisation d'un compresseur, qui est illustré sur la figure 1, prévoit une transmission des valeurs d'échantillonnage des différents canaux spectraux en "multiplex spatial" . Bien entendu, les valeurs d'échan- tillonnage peuvent être également transmises en "multiplex temporel" (multiplex à division du temps) en un train d'im- pulsion sur une ligne unique. Pour cela il suffit que le train d'impulsions de commande délivré par le généra- teur d'impulsions G soit traasmis tout d'abord à une ligne à retard, qui en dérive pour les différents dispositifs à commutation Se, des trains d'impulsions de commande déphasés les uns par rapport aux autres, en nombre correspondant à celui des canaux spectraux.
Dans la mesure où les signaux d'échantillonnage sont prélevés sur la sortie A (fi.2) sous la forme d'im- pulsions modulées en amplitude, il n'est bien entendu pas nécessaire de faire recharger le condensateur C par un courant constant, puisque la forme des flancs arrière des impulsions n'a dans ce cas aucune importance.
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- R r: V !..i I3 x C A T x 0 iv S -
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