CA1111588A - Dispositif pour la reconnaissance d'une frequence dans un signal telephonique code en mic - Google Patents

Abstract

L'invention se réfère à un dispositif de reconnaissance numérique d'une fréquence dans un signal MIC. Selon l'invention, on prévoit un compteur/ décompteur qui reçoit a impulsions de comptage lorsque le signal à contrôler présente un changement de signe, et qui reçoit r impulsions de décomptage lorsque ce signal ne présente pas de changement de signe. Les nombres a et r sont déterminés en fonction du rapport entre la fréquence d'échantillonnage du signal MIC et la fréquence à reconnaître, de telle sorte que l'on puisse déduire la présence de cette fréquence d'un équilibre entre le nombre des impulsions de comptage et le nombre des impulsions de décomptage. Application à la reconnaissance de la tonalité de neutralisation pour un suppresseur d'écho dans une ligne téléphonique MIC.

Description

.. `- l~llS~38 ;~

L'invention se réfere ~ la technique de traitement d'un signal, qui est codé en MIC, c'est-a-dire, dont le signal d'origine a été échantilloné et dont l'amplitude de chaque échantillon a été convertie en numérique.
L'invention s'applique en particulier ~ la recon-naissance d'une frequence donnée dans un tel signal.
Cette réquence peut par exemple être une frequèn-ce de signalisation d'une transmission de données sur une ligne téléphonique. Lorsqu'on transmet des données sur ùhe ligne téléphonique r les suppresseurs d'écho, qui sont dispo-sés aux extrémités de la ligne, doivent être neutralisés.
A ces fins, on fait préceder la transmission de données d'une fréquence particuliere et on prévoit des dispositifs pour la reconnaissance de cette fréquence aupres des suppres-seurs d'écho, permettant de les neutraliser.
Dans les suppresseurs d'écho analogiques, cette -opération est réalisée à l'aide de filtres. Dans le cas de suppresseurs d'écho numériques, la transposition directe des procédés utilisés en analogique conduirait ~ des réali-sations co~teuses. Une realisation plus simple a déjà été
proposee par la demanderes~e dans le brevet français n

2,240,583 publié le 7 mars 1975. ;~
Un des buts de l'invention est de réduire encore le nombre de composants d'un tel dispositif et d'accroltre ~ -sa fiabilité.
Ce but est atteint par un dispositif pour la re-connaissance d'une fréquence fl dans un slgnal qui se pré-sente 50US forme codée en MIC, dont la fréquence d'échantil- -lonnage est f2, f2 ~Z ~ f~, p et q étant des nombres entiers et p étant supérieur à 2q comportant un circuit qui délivre une impulsion a chaque changement de signe dudit signal et un circuit de comptage pour compter ces impulsions pendant ~7' -- 1 - ,~

. ,.. . ... . - ::: .. . . .:. ; . 1:

'" . 1~1~5~

une période de mesure, ca~acterisé selon l'invention par le fait que le circuit de comptage est constitué dlun compteur/
décompteur travaillant ~ la fréquence f2 qui se décale dans un premier sens d'un nombre de pas ~ chaque appari~iQn ~e ladite impulsion et qui se décale dans un second sens d'un nombre de pas r en absence de ladite impulsion, a et r étant . :
tels que le rapport a soit egal a ~ , et un moyen pour détecter si le compteur s'ecarte de plus d'un nombre de pas :
predétermine, fonction de p et q, d'une position donnée laquelle il est initialise au debut de la période mesure, la présence de la fréquence f1 étant caractérisée parl'absence d'une telle détection pendant la période de mesure.
Dans une réalisation particulière de l'invention, où ~. ~2 = pq fl avec ~ proche de l'unité, le dispositif est caracterise par le fait que le compteur/décompteur recoit en outre ~ la fréquence ¦ ~-1 ¦ .f2 des impulsions ~ titre de décalage de correcti~n dans ledit second sens, si ~ est plus grand que " 1 ", et a titre de décalage de correction dans ledit premier sens si est plus petit que " 1~
L'invention sera decrite ci-apres plus en detail à l'aide de deux figures.
La figure 1 montre schematiquement un dispositif selon l'invention pour le cas ou ~ est exactement 1.
Sur la figure 2, on voit une variante du dlsposi-tif selon l'invention pour le cas d'un ~, qui est lég~rement plus grand que 1.
La figure 1 represente schématique le dispositif le plus simple selon l'inyention, pour le cas de p = 4, q = 1 .
et ~=1. A titre d'exemple on prend pour f2 la frequence des échantilions d'une voie téléphonique codée en MIC, à savoir f2 = 8000 Hz ; le but du qlspositif selon la figure 1 est -~

alors de reconna~tre la presence d'une frequence fl = 2000 Hz.

On'voit alors qu'il y a autant d'~chantillons présentant un changement de signe par rapport ~ l'echantillon précédent . .: ~:
, que d'echantillons que n'en présente pasO . :: :
Le dispositif selon la figure ]L re~oit sur ùne~en~
tree S le signe des echantillons success:Lfs. 'Une porte.OU ~ u exclusif 20 d~livre un signal binaire CS, indiquant si le : '.. ' signe d'echantillon en consideration diffare ou non du. '~
signe de l'echantillon precedent. Cette porte 20 surveille '.-. le signal binaire ~ l'entree et a..la sortie d!un bistable;'~
lQ 21 qui reçoit les'signes ~uccesslfs a la.frequence~d'~échan~
-tillonage f2.
' Ce signal bi~aire CS est appliqué ~ un compteur~
d~compteur 10 a trave~s deux portes ET 11 et 12 respectiver ,''''.
'ment. Le compteur/décompteur est muni de~deux entrëes pour. ;
le comptage et le décomptage respectivement (" ~ et " - ").
' Ces deux entrées sont reliee's aux sorties des portes ll et ~ '.
12. La porte 11, qui commande le comptage, reçoit,::outre.
le signal binaire CS, 1 ~
. _ .__ _ .. __ . , . . . _ . , _. _ _ _ .

.
S88 :::

fréquence d'échantillonna~e P2 soug forme d'impulsions brèves (8000 Hz).
La porte 12 qui commande le décomptage reçoit le signal binaire CS sous ~orme inversée et également la fréquence d'éohantillonnage f2. Chaque ~ois qu'une impulsion est appliquée par la porte 11 sur l'entrée de commande de comptage ("+") du compteur/décompteur 10, ce dernier avance d'un pas ;
chaque fois qu'une impulsion est appliquée par la porte 12 sur l'entrée de décomptage ("-"), le compteur/décompteur 10 recule d'un pas.
Une troisième entrée de ce compteur/décompteur qui, dans l'exemple considéré, comporte trois bistables est appelée "011". Une impulsion venant d'une borne 13 et appliquée sur cette troisième entrée met le compteur/décompteur dans l'état 011 qui est situé au milieu d'une plage de fonctionnement, soit P, s'étendant entre les états 000 et 110. La borne 13 reçoit des impulsions d'horloge d'une période de répétition t.
Les sorties du compteur/décompteur 10 sont appliquées à une porte ET 14, qui délivre un signal binaire "1" seulement lorsque le compteur/décompteur déborde de la plage P mentionnée précédemment c'est-à-dire ici lorsque le compteur/décompteur se trouve à capacité pleine ~état 111).
La sortie de la porte 14 est reliée à l'entrée d'un bistable 15 de mémorisation, qui est remis à zéro par une impulsion venant d'une borne 1 La sortie complémentaire de ce bistable est reliée à une porte ET 16 de sortie, qui est également commandée par l'impulsi~n venant de la borne 19.
La sortie 17 de cette porte ET 16 constitue la sortie du dispositi~. La borne 19 re~coit des impulsions d'horloge d'une pérlode de répétition t' qui est un multiple de la période d'horloge t.
Le Ponctionnement du dispositi~ est le suivant :
Si la fréquence d'échantillonna~e est quatre Pois plus grande que la Préquence à reconnaître, on obQerve en moyenne pour des périodes d'échantillonnage successives autant de changements de signe que d'absence de changement de signe. Par conséquent, le compteur/décompteur 10 travail-le à la vitesse de 8000 Hz alternativement en comptage et en décomptage.
Au début d'une période t une impulsion venant de la borne l3 met le ~ LlS8~ ::

compteur/décompteur au milieu de la plage P. S'll ne déborde pas de cette plage c'est-à-dire ici s'il n'atteint jamais l'état 111, la fréquence de 2000 Hz est présente. Le rôle de la remise à l'état 011 par l'impulsion définissant la période t est de permettre de détecter une bande de ~réquenoes autour de 2000 Hz. Plus cette période est courte, plus la bande de fréquences détectée est large.
Il est à noter qu'en absence de cette fréquence, le compteur-déccmpteur 10 atteint rapidement, soit par excès de comptage, soit par excès de décomptage, l'état 111, et commute ainsi la bascule 15.
Il est également à noter que le dispositif selon l'invention ne vérifie pas seulement, si en moyenne la fréquence recherchée est présente, mais il indique également, si le signal à contrôler s'écarte brièvement . ,.
mais notablement de cette fréquence moyenne.
Grâce à c~la le dispositi~ selon l'invention fait appara~tre sans l'emploi de moyens particuliers un critère de régularité. Une fluctua-tion de la fréquence pendant le temps total de mesure t' fait que le signal n'est pas considéré comme la fréquence recherchée. La longueur de la période t' définit le degré d'insensibilité aux fluctuations.
Si P a une valeur différente de quatre l'équilibre de comptage n'est plus assuré par l'avancement et le recul d'un pas respectivement, c-r l'analyse du signal indique qu'il n'y a plus en moyenne un éohantillon sans changement de signe, pour un échantillon avec changement de signe, lorsqu'on applique la fréquence à reconnaltre.
Plus généralement, on considère q périodes de la fréquence à
reconnaître : sur ces q périodes il y a en moyenne p - 2q échantillons sans changement de signe et 2q échantillons avec changement de signe. Il suff`it donc de faire avancer le compteur/décompteur de p - 2q pas à chaque apparition d'un changement de signe et de le faire reculer de 2q pas à
chaque absence de changement de signe ; bien entendu si q est égal à 1 et p

3 est un nombre pair, on divise par deux ces deux nombres de pas. En définitive, le nombre de pas, soit a, dont on fait avancer le compteur-décompteur à chaque apparition d'un changement de signe, et le nombre de :

pas, soit r, dont on fait reculer le compteur/décompteur à chaque ab~ence de changement de signe, sont tels que le rapport r est égal à P22q On notera que le compteur/décompteur 10 peut-être réalisé à
l'aide d'un additionneur suivi de bascules de type D rebouclées sur un premier groupe d'entrées de l'additionneur ; un second groupe d'entrées de l'additionneur est connecté en sortie d'une mémoire, mémoire morte par exemple, dans laquelle sont memorisés les nombres a et -r et dont la lecture est commandée à la cadence f2 par les signaux CS et CS , G'est-à-dire, si l'on se reporte à la figure 1, par les signaux de sortie des portes 11 et 12. L'état du compteur/décompteur est bien entendu défini par les états respectifs des bascules, et l'initialisation du compteur/décompteur au début de chaque période t s'effectue par une mise forcée des bascules dans les états correspondants.
L'étendue de la plage P mentionnée précédemment, et à partir de laquelle on choisit le dimensionnement du compteur~décompteur, est déter-minée en fonction de p et q. On a donné précédemment un exemple dans le cas où p = 4q.
Lorsque p est supérieur à 4q, on observe des groupes d'échantil lons consécutifs sans changement de signe séparés par des échantillons isolés avec changement de signe. Il est ~acile de voir que ces group_ sont constitués d'un nombre d'échantillons égal au maximum à un nombre k tel que k~ P2q~ ~ k. Il est donc nécessaire dans ce cas que le compteur~décompteur, partant du milieu de la plage P, puisse reculer d'au moins k.2q pas sans déborder de cette plage. Plus l'étendue de la plage P
est choisie supérieureà 2.k.2q, plus la bande de ~réquence autour de f1, que l'on peut détecter, est large.
De ~açon similaire, on peut voir que, lorsque p est compris entre 2q et 4q, il est nécessaire que le compteur/décompteur, partant du milieu de la plage P, puisse avancer d'au moins k'. (p-2q) pas, avec k' nombre entier tel que k'-1 ~ 29~ S k', sans déborder de cette plage. Ici encore, plus l'étendue de la plage P est choisie supérieure à 2.k'. (p-2q), plus la bande de fréquence autour de f1, que l'on peut détecter, est large.

~` ~lllS88 :
.~:
Si la fréquence f1 n'est pas exactement un sous-multiple entier ou fractionnaire de la fréquence f2, ou bien encore si la fréquence f1 n'est pas exactement un sous-multiple fractionnaire simple de la fréquenoe f2 (sous-multiple fractionnaire simple : p et q peu élevés), on modifie légèrement le dispositif selon la figure 1, ce dispositif modifié étant représenté sur la figure 2. On considère dans ce cas que ~ . f2 - ~ f1 ;
avec ~ voisin de l'unité. ~ -Par exemple on veutdétecter ùne fréquence f1 de signalisation de 2100 Hz pour une fréquence f2 d'échantillonage de 8000 Hz. Dans ces ;
conditions, on prend p égal à 4 et q à 1 et ~ égal à 1,05. ~
Dans la figure 2 pour les éléments de même fonction, on utilise ~ -les mêmes références que pour la figure 1. On prévoit entre la porte 12 et l'entrée de décomptage du compteur/ décompteur 10 une porte OU 18, qui recoit d'une part la sortie de la porte 12 et d'autre part une su.ite d'impulsions à la cadence (~ -1) f2 = 4 Hz c'est-à-dire donc une impul-sion toutes les vingt impulsions de la fréquence d'échantillonnage f2. Ces , impulsions appliquées à la porte 18 sont légèrement retardées par rapport aux impulsions f2 pour éviter une coincidence avec ces dernières. Par cette modification, on introduit après vingt impulsions f2 une impulsion supple-mentaire à l'entrée de décomptage du compteur/décompteur 10, et en présen~ede la fréquence 2100 Hz, le compteur/décompteur n'arrive alors jamais à
l'état 111.
Bien entendu, cette impulsion supplémentaire serait à ajouter à
l'entrée de comptage, si était par exemple 0,95.
On a ainsi un moyen très simple d'adapter le dispositif à des diverses fréquences à surveiller.
On a décrit des exemples particuliers de réalisation de l'inven-tion, mais il est bien évident que l'on peut y apporter des modifications et/ou remplacer certains moyens par d'autres techniquement équivalents 3 sans pour autant sortir du cadre de l'invention. Notamment, il est bien 5~38 évident qu'au lieu de faire avancer le compteur/décompteur lorsque l'on .
observe un changement de signe et le faire reculer en l'absenoe de changement de signe, on pourrait le faire reouler dans le premier oas et avanoer dans le second. ~;

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Claims (2)

Les formes de réalisation de l'invention pour laquelle une propriété ou un privilège exclusif est revendiqué sont définies comme suit :

1/ Dispositif pour la reconnaissance d'une fréquence f1 dans un signal qui se présente sous forme codée en MIC, dont la fréquence d'échantillonage est f2, f2? ?.f1, P et q étant des nombres entiers et p supérieur à 2q, comportant un circuit qui délivre une impulsion à chaque changement de signe dudit signal et un circuit de comptage pour compter ces impulsions pendant une période de mesure, caractérisé par le fait que le circuit de comptage est constitué d'un compteur/décompteur travaillant à la fréquence f2, qui se décale dans un premier sens d'un nombre de pas a à chaque apparition de ladite impulsion et qui se décale dans un second sens d'un nombre de pas r en absence de ladite impulsion, a et r étant tels que le rapport ? soit égal à , et un moyen pour détecter si le compteur-décompteur s'écarte de plus d'un nombre de pas prédéterminé, fonction de p et q, d'une position donnée à laquelle il est initialisé au début de la période de mesure, la présence de la fréquence f1 étant caractérisée par l'absence d'une telle détection pendant la période de mesure.

2/ Dispositif selon la revendication 1, pour le cas de .epsilon..f2 = ?.f1 avec?
proche de l'unité, caractérisé par le fait que le compteur/décompteur reçoit en outre à la fréquence ¦.epsilon.-1¦ f2 des impulsions à titre de décala-ge de correction dans ledit second sens, si.epsilon. est plus grand que "1" et à
titre de décalage de correction dans ledit premier sens si .epsilon. est plus petit que "1".