CA1254627A - Extracteur de rythme pour systeme de transmission de donnees - Google Patents
Extracteur de rythme pour systeme de transmission de donneesInfo
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- H04L7/02—Speed or phase control by the received code signals, the signals containing no special synchronisation information
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Abstract
Extracteur de rythme pour système de transmission de données L'invention concerne un extracteur de rythme fournissant un signal de synchronisation correspondant au rythme de transmission de symboles sur une porteuse modulée. L'extracteur comporte: des moyens (1) pour échantillonner et numériser la porteuse modulée; un multiplicateur (2) pour élever au carré chaque valeur du signal d'entrée; un filtre passe-bande (7) dont la fréquence centrale est égale au rythme de transmission des symboles, dont la bande passante est commandable, et dont le retard de transmission est rendu constant quelque soit la bande passante; un détecteur de passage à zéro (8) recevant les valeurs du signal filtré et fournissant un signal traduisant le rythme des symboles transmis; des moyens (16) de contrôle de la pureté spectrale du signal filtré, fournissant un signal logique V indiquant que le régime de fonctionnement est établi et commandant une réduction de la bande passante du filtre (7); et comporte en outre des moyens (17 et 18) pour fournir un signal de synchronisation de remplacement pendant les périodes où la transmission est perturbée. Application aux équipements récepteurs de données. FIGURE UNIQUE
Description
lZ5~27 Extracteur de rythme pour système de transmission de données L'invention concerne un extracteur de rythme qui, dans la partie réceptrice des équipements de transmission de données, a pour fonction de fournir un signal de synchronisation dont le rythme est identique au rythme de transmission des symboles.
La transmission des symboles par modulation d'une porteuse est réalisée à un rythme constant Fs L'extraction de ce signal de synchroni-sation doit être réalisée avec précision car ce signal est utilisé pour commander réchantillonnage et la démodulation de l'onde porteuse ~es données et le taux des erreurs de démodulation dépend beaucoup de la 10 précision de ce signal de synchronisation.
La suite des symboles transmis étant aléatoire, le signal reçu n'a pas de périodicité apparente, cependant le rythme de transmission des symboles étant constant, le spectre du carré du signal reçu comporte une oscillation à la fréquence Fs. L'extraction de cette oscillation permet 15 d'obtenir un signal de synchronisation. Cette extraction doit ~tre réalisée avec une grande sélectivité pour obtenir une onde sinusoldale pure et en déduire un signal de synchronisation précis. ,~
Il est connu de réaliser un extractéur de rythme comportant: un convertisseur analogique-numériqué recevant la porteuse modulée et 20 restituant une suite de valeurs numériques traduisant son amplitude; un multiplicateur pour élever au carré les valeurs de cette suite; un filtre passe-bas pour réaliser un filtrage préliminaire éliminant les fréquences supérieures à la fréquence Fs; un filtre passe-bande dont la fréquence centrale est égale à Fs et dont la bande passante est fixe; et un dispositif 25 de détection des passages à zéro, fournissant un signal logique quand la suite des valeurs fournies par le filtre passe-bande change de signe. Ce signal logique constitue le signal de synchronisation.
Pour obtenir une bonne précision de la synchronisation, la sélecti-vité du filtre passe-bande doit être très grande. Malheureusement une 30 grande sélectivité entraine une durée de convergence très longue. D'une part, celle-ci allonge la période d'établissement d'une liaison et, d'autre part, quand la liaison est établie, elle nuit parfois à la précision de la ~f~
synchronisation car le dispositif extracteur de rythme n'arrive pas à suivre des fluctuations brusques de la phase des signaux transmis lorsque ceux-ci sont affectes par des perturbations de la ligne de transmission. Il est connu de diminuer la durée de la convergence, lors de l'établissement 5 d'une liaison, en transmettant une séquence particulière de symboles fournissant une oscillation d'amplitude particulièrement forte à la fré-quence Fs. Cette solution nécessite donc la transmission d'une séquence particulière lors de l'établissement d'une liaison, et surtout a pour inconvénient de n'être pas applicable lors d'un régime transitoire dû à une lO perturbation de la ligne.
L'invention a pour objet un extracteur de rythme qui n'a pas cet inconvénient. A cet effett l'extracteur selon l'invention comporte un filtre à bande passante variable, celle-ci étan~ large pendant les régimes transitoires, que ce soit lors de l'établissement d'une liaison ou lors d'une 15 perturbation de la ligne, et étant étroite en régime établi. I~a discrimina-tion entre les régimes transitoires et !e régime établi est réalisée en contrôlant la pureté spectrale du signal de synchronisation obtenu.
Selon l'invention, un extracteur de rythme pour système de transmission de données comportant:
- des moyens pour échantillonner et numériser un signal d'entrée constitué par une porteuse modulée par des symboles transmis à un rythme Fs;
- un multiplicateur pour élever au carré chaque valeur du signal d'entrée;
- un filtre passe-bande dont la fréquence centrale est égale à Fs ~
recevant une suite de valeurs fournies par le multiplicateur et restituant une suite de valeurs y(n), correspondant à un signal filtré;
- un détecteur de passages à zéro recevant les valeurs y(n) et fournissant un signal logique C lorsque cette suite de valeurs change de 30 signe, ce signal C traduisant le rythme des symboles transmis;
est caractérisé en ce que la bande passante du filtre passe-bande est commandable;
et en ce qu'il comporte en outre des moyens pour contrôler la pureté spectrale du signal filtré et fournir un signal de commande V de la ~Z5~6Z7 bande passante du filtre, afin de diminuer sa valeur lorsque le fonctionne-~ ment de ce filtre a atteint son régime permanent.
- L'invention sera mieux comprise et d'autres détails apparaî~ront à
I'aide de la description ci-dessous, d'un exemple de réalisation de l'extrac-5 teur de rythme selon l'invention, et à l'aide de la figure l'accompagnant, qui représente le schéma synoptique de cet exemple de réalisation.
Dans cet exemple, une porteuse de fréquence 1200 Hz est modu-lée selon une modulation QAM qui est une combinaison d'une modulation d'amplitude et d'une modulation de phase permettant de transmettre des 10 symboles pouvant prendre 16 valeurs distinctes à un rythme de 600 bauds.
Un signal analogique constitué de la porteuse modulée est appliquée à une borne d'entrée 17, et un signal de synchronisation représentatif du rythme de transmission des symboles est restitué sur une borne de sortie 15.
Cet exemple de réalisation comporte: un convertisseur 15 analogique-numérique 1; un multiplicateur 2; un filtre passe-bande 7, à
fréquence centrale fixe et à largeur de bande commandable; un circuit 16 de contrôle de pureté spectrale; un détecteur 8 de passage à zéro; un générateur 17 d'un signal d'horloge S; et un dispositif d'aiguillage 18. Le signal analogique appliqué à la borne d'entrée 17 est échantillonné à la 20 fréquence de 9600 Hz et numérisé par le convertisseur analogique-numérique 1. Le générateur de l'horloge d'échantillonnage n'est pas représenté. Chaque valeur fournie par le convertisseur I est élevée au carré par le multiplicateur 2 qui possède deux entrées reliées à la sortie du convertisseur 1. La sortie du multiplexeur 2 est reliée à une première 25 entrée du filtre 7.
Le signal d'entrée a un spectre qui ne comporte pas de raie à la fréquence 600 Hz. Le multiplicateur 2 a pour fonction de falre appara~tre une raie à 600 Hz correspondant à la périodicité cachée des transitions intersymboles, ces transitions étant séparées par des durées aléatoires 30 mais qui sont toujours multiples de F . Le filtre passe-bande 7 a pour rôle d'extraire l'oscillation à 600 Hz en éliminant toutes les autres oscillations, de fréquence proche ou éloignée. Quand la suite de symboles est aléatoire le spectre du signal appliqué au filtre 7 est un spectre continu comportant un maximum à la fréquence 600 Hz; la sélectivité du filtre 7 doit alors 35 être tres grande pour obtenir une oscillation pure à 600 Hz.
, ~.Z~ 6~
Le filtre passe-bande 7 possède une seconde entrée reliée à une sortie du circuit 16 de contrôle de pureté spectrale, et une sortie reliée d'une part à une entrée du détecteur 8 et à une entrée du circuit 16. Le générateur 17 possède une première et une seconde sortie reliées respec-5 tivement à une première et une seconde entrée de l'aiguillage 18. Unepremière et une seconde entrée du générateur 17 sont reliées respective-ment à une sortie du détecteur 8 et à la sortie du circuit 16. L'aiguillage 18 possède une troisième entrée reliée à la sortie du circuit 16, et une sortie reliée à la borne de sortie 15 de l'extracteur de rythme.
Le filtre passe-bande 7 a une fréquence centrale fixe, égale à
600 Hz. Sa bande passante peùt prendre deux valeurs distinctes sous la commande d'un signal logique appliqué à sa seconde entrée. Ce signal logique est constitué par un signal V f ourni par la sortie du circuit 16 lorsque celui-ci détecte une pureté spectrale insuffisante du signal filtré
15 fourni par la sortie du fil~re 7. Ce si~nal filtré, représenté par une suite de valeurs numériques y(n), est appliqué à l'entrée du détecteur 8 de passage à zéro, lequel a pour rôle de fournir un signal logique C lorsque la suite des valeurs y(n) change de signe, ce changement de signe traduisant la fin d'une période de l'onde sinusoldale pure représentée par cette suite.
Le générateur 17 comprend une porte ET 9 et un compteur 10 modulo M. La porte 9 possède deux entrées reliées respectivement à la première et à la seconde entrée du générateur 17 et possède une sortie reliée à la seconde sortie du générateur 17 et à une entrée de remise à
zéro du compteur 10.
La première entrée du générateur 17 reçoit le signal C. Lorsque le signal C et le signal V sont générés simultanément, le générateur 17 transmet sur sa seconde sortie le signal C qui représente le rythme des symboles transmis, et ce signal est transmis par l'aiguillage 18 jusqu'à la borne de sortie 15. D'autre part, le signal C synchronise le signal d'horloge 30 S fourni par la première sortie du générateur 17. Lorsque le signal C n'est pas généré, ou bien lorsque le signal V n'est pas généré, par exemple à la suite d'une interruption momentanée de la transmission, le signal S
continue à être généré par le générateur 17 et il est aiguillé vers la borne de sortie 15 par l'aiguillage 18 afin de constituer un signal de synchronisa-S~27 tion permettant de maintenir un fonctionnement synchrone du récepteur de données relié à la borne 15.
La sortie du circuit 16 fournit le signal logique V lorsque le signal représenté par la suite des valeurs y(n) a une pureté spectrale supérieure à
5 un seuil fixé, c'est-à-dire lorsque le régime de fonctionnement de l'extrac-teur de rythme est établi. Le signal V est appliqué à la seconde entrée du générateur 17 pour valider le signal logique C, et lui permettre alors de synchroniser le signal d'horloge S et d'etre transmis vers la seconde sortie du générateur 17.
Les signaux logiques C et V sont générés sous la forme d'un niveau haut. Le sigr:al V valide la porte 9 pour transmettre le signal C à l'entrée de remise à zéro du compteur 10 et à la seconde sortie du générateur 17.
Le compteur 10 possède une entrée d'horloge non représentée qui reçoit le signal d'horloge d'échantillonnage. Le modulo est égal au rapport M entre 15 la fréquence d'échan~illonnage et la fréquence de transmission des sym-boles, dans cet exemple M = 16. Une sortie du compteur 10 est reliée à la première sortie du générateur 17 et fournit un signal logique de niveau haut lorsque le contenu du compteur 10 passe par la valeur zéro. Ce signal constitue le signal d'horloge S. Il est synchronisé par le signal C lorsque le 20 signal logique V est généré, mais il n'est pas transmis par l'aiguillage 18.
Par contre, lorsque le signal V n'est plus généré le compteur 10 continue à
compter sur sa lancée et le signal S est transmis par l'aiguillage 18 vers la borne 15.
L'aiguillage 18 est constitué de deux portes ET 12 et 13, d'une 25 porte OU 14 et d'un inverseur logique 11. La première entrée de l'aiguillage 18 est reliée à une première entrée de la porte 12, la troisième entrée est reliée à l'entrée de l'inverseur 11 et à une première entrée de la porte 13, et une seconde entrée est reliée à une seconde entrée de la porte 13. Une première et une seconde entrée de la porte 14 sont reliées 30 respectivement aux sorties des portés 12 et 13. La sortie de la porte 14 constitue la sortie de l'aiguillage 18 et est reliée à la borne de sortie 15 de l'extracteur de rythme. Quand le signal V est généré il valide la porte 13 pour transmettre le signal C, et lorsque le signal V n'est pas généré la porte 13 est bloquée et la porte 12 est validée pour transmettre le 35 signal S.
~Z5~Z7 Le filtre passe-bande 7 comporte: un filtre passe-bas 3; deux dispositifs à retard 4 et 5; un multiplexeur 6; quatre multiplica~eurs: 20, 25, 27, e~ 28; deux registres 23 et 24; deux additionneurs 22 et 26; et un dispositif 21 de sélection de coefficients. Le filtre passe-bas 3 est un filtre numérique classique dont la bande passante est de 1200 Hz, ayant une entrée qui constitue la première entrée du filtre 7 et qui est donc reliée à la sortie du multiplicateur 2. Une sortie du filtre passe-bas 3 est reliée à une entrée du dispositif à retard 4 et à une entrée du dispositif à
retard 5. Les sorties de ces dispositifs à retard 4 et 5 sont reliées 10 respectivement à deux entrées du multiplexeur 6.
La seconde entrée du filtre 7 est reliée à une entrée de commande du multiplexeur 6 et à une entrée de commande du dispositif 21 de sélection de coefficients. Trois sorties du dispositif 21 fournissent respec-tivement les valeurs de trois coefficients respectivement à trois pre-15 mières entrées des multiplicateurs: 20, 27, 28. Une seconde entrée du multiplicateur 20 est reliée à une sortie du multiplexeur 6, et sa sortie est reliée à une première entrée de l'additionneur 22. Deux autres entrées de l'additionneur 22 sont reliées respectivement à des sorties du multiplica-teur 27 et du multiplicateur 28.
Une sortie de l'additionneur 22 est reliée d'une part à une premiere entrée de l'additionneur 26 et d'autre part à une entrée du registre 23. Une sortie du registre 23 est reliée à des secondes entrées des multiplicateurs 25 et 27 et à une entrée du registre 24. Une sortie du multiplicateur 25 est reliée à une seconde entrée de l'additionneur 26. Une 25 sortie du registre 24 est reliée à une troisième entrée de l'additionneur 26 et à une seconde entrée du multiplicateur 28. Une sortie de l'additionneur 26 constitue la sortie du filtre passe-bande 7.
Les dispositifs à retard 4 et 5 sont constitués respectivement de cinq registres reliés en série et de trois registres reliés en série pour 30 procurer des retard ll et l2 respectivement égaux à cinq et à trois périodes d'échantillonnage. Ces registres, ainsi que les registres 23 et 24 ont une capacité correspondant à une valeur numérique et sont comman-dées par le signal de l'horloge d'échantillonnage. Quand le signal logique V
est généré, c'est-à-dire quand le régime de fonctionnement est établi, le 35 multiplexeur 6 relie sa seconde entrée à sa sortie pour mettre en service ~Z~6Z7 le dispositif à retard 5 et réciproquement quand le signal logique V n'est pas généré le multiplexeur 6 relie sa première entrée à sa sortie pour mettre en service le dispositif à retard 4. Ces dispositifs à retard ont pour roles de garder constant le retard causé par l'ensemble du filtre 7 quelque 5 soit la valeur de la bande passante qui est commandée.
Les éléments 20 à 28 constituent un filtre récursif du second ordre ayant une fréquence centrale fixe et une bande passante variable qui est déterminée par les valeurs des coefficients fournis par le dispositif 21. Pendant un régime transitoire, le dispositif à retard 4 est en service et 10 le dispositif 21 fournit des coefficients aO ~ - bl, - b2 respectivement aux multiplicateurs 20, 27 et 28. La fonction de transfert de l'ensemble du filtre passe-bande 7 est:
-nl 1 + al . z-l + z-2 Hl (z) = aO . z . -1 -2 (1) 1 + bl Z + b2 Z
où nl est le nombre de périodes d'échantillonnage correspondant 15 au retard ~1 .
La sortie du filtre 7 fournit une suite de valeurs numériques y(n) telles que:
y(n) = w(n). + al .~u (n-l) + w(n-2) (2) où w(n), w(n-l), et w(n-2) sont les valeurs fournies à l'instant 20 considéré respectivement par la sortie de l'additionneur 22, la sortie du registre 23 et la sortie du registre 24. A l'instant considéré, uJ(n) est égal a :
w(n) = aO u(n-nl) - bl .~(n-l) - b2 ._(n où u(n-nl) est la valeur fournie par la sortie du dispositif à retard 25 4 qui provoque un retard de nl périodes d'échantillonnage.
Dans cet exemple, pendant le régime transitoire les coefficients du filtre sont les suivants:
aO = I al - 1,84 bl = ~ 1,66 b2 = 0,81 La bande passante du filtre 7 est alors: -+ 5 Hz à - 1 dB et -+ 50 Hz 30 à - 20 dB.
Quand le signal logique V est généré, c'est-à-dire lorsque le régime permanent est atteint, le dispositif 21 fournit des valeurs :
lZS~627 Ao ,- Bl, - B2 à la place des valeurs aO ~ - bl, et - b2 . La fonction de transfert du filtre 7 devient:
-n2 1 + al . z 1 ~ z 2 H (z) = A . z . 2
La transmission des symboles par modulation d'une porteuse est réalisée à un rythme constant Fs L'extraction de ce signal de synchroni-sation doit être réalisée avec précision car ce signal est utilisé pour commander réchantillonnage et la démodulation de l'onde porteuse ~es données et le taux des erreurs de démodulation dépend beaucoup de la 10 précision de ce signal de synchronisation.
La suite des symboles transmis étant aléatoire, le signal reçu n'a pas de périodicité apparente, cependant le rythme de transmission des symboles étant constant, le spectre du carré du signal reçu comporte une oscillation à la fréquence Fs. L'extraction de cette oscillation permet 15 d'obtenir un signal de synchronisation. Cette extraction doit ~tre réalisée avec une grande sélectivité pour obtenir une onde sinusoldale pure et en déduire un signal de synchronisation précis. ,~
Il est connu de réaliser un extractéur de rythme comportant: un convertisseur analogique-numériqué recevant la porteuse modulée et 20 restituant une suite de valeurs numériques traduisant son amplitude; un multiplicateur pour élever au carré les valeurs de cette suite; un filtre passe-bas pour réaliser un filtrage préliminaire éliminant les fréquences supérieures à la fréquence Fs; un filtre passe-bande dont la fréquence centrale est égale à Fs et dont la bande passante est fixe; et un dispositif 25 de détection des passages à zéro, fournissant un signal logique quand la suite des valeurs fournies par le filtre passe-bande change de signe. Ce signal logique constitue le signal de synchronisation.
Pour obtenir une bonne précision de la synchronisation, la sélecti-vité du filtre passe-bande doit être très grande. Malheureusement une 30 grande sélectivité entraine une durée de convergence très longue. D'une part, celle-ci allonge la période d'établissement d'une liaison et, d'autre part, quand la liaison est établie, elle nuit parfois à la précision de la ~f~
synchronisation car le dispositif extracteur de rythme n'arrive pas à suivre des fluctuations brusques de la phase des signaux transmis lorsque ceux-ci sont affectes par des perturbations de la ligne de transmission. Il est connu de diminuer la durée de la convergence, lors de l'établissement 5 d'une liaison, en transmettant une séquence particulière de symboles fournissant une oscillation d'amplitude particulièrement forte à la fré-quence Fs. Cette solution nécessite donc la transmission d'une séquence particulière lors de l'établissement d'une liaison, et surtout a pour inconvénient de n'être pas applicable lors d'un régime transitoire dû à une lO perturbation de la ligne.
L'invention a pour objet un extracteur de rythme qui n'a pas cet inconvénient. A cet effett l'extracteur selon l'invention comporte un filtre à bande passante variable, celle-ci étan~ large pendant les régimes transitoires, que ce soit lors de l'établissement d'une liaison ou lors d'une 15 perturbation de la ligne, et étant étroite en régime établi. I~a discrimina-tion entre les régimes transitoires et !e régime établi est réalisée en contrôlant la pureté spectrale du signal de synchronisation obtenu.
Selon l'invention, un extracteur de rythme pour système de transmission de données comportant:
- des moyens pour échantillonner et numériser un signal d'entrée constitué par une porteuse modulée par des symboles transmis à un rythme Fs;
- un multiplicateur pour élever au carré chaque valeur du signal d'entrée;
- un filtre passe-bande dont la fréquence centrale est égale à Fs ~
recevant une suite de valeurs fournies par le multiplicateur et restituant une suite de valeurs y(n), correspondant à un signal filtré;
- un détecteur de passages à zéro recevant les valeurs y(n) et fournissant un signal logique C lorsque cette suite de valeurs change de 30 signe, ce signal C traduisant le rythme des symboles transmis;
est caractérisé en ce que la bande passante du filtre passe-bande est commandable;
et en ce qu'il comporte en outre des moyens pour contrôler la pureté spectrale du signal filtré et fournir un signal de commande V de la ~Z5~6Z7 bande passante du filtre, afin de diminuer sa valeur lorsque le fonctionne-~ ment de ce filtre a atteint son régime permanent.
- L'invention sera mieux comprise et d'autres détails apparaî~ront à
I'aide de la description ci-dessous, d'un exemple de réalisation de l'extrac-5 teur de rythme selon l'invention, et à l'aide de la figure l'accompagnant, qui représente le schéma synoptique de cet exemple de réalisation.
Dans cet exemple, une porteuse de fréquence 1200 Hz est modu-lée selon une modulation QAM qui est une combinaison d'une modulation d'amplitude et d'une modulation de phase permettant de transmettre des 10 symboles pouvant prendre 16 valeurs distinctes à un rythme de 600 bauds.
Un signal analogique constitué de la porteuse modulée est appliquée à une borne d'entrée 17, et un signal de synchronisation représentatif du rythme de transmission des symboles est restitué sur une borne de sortie 15.
Cet exemple de réalisation comporte: un convertisseur 15 analogique-numérique 1; un multiplicateur 2; un filtre passe-bande 7, à
fréquence centrale fixe et à largeur de bande commandable; un circuit 16 de contrôle de pureté spectrale; un détecteur 8 de passage à zéro; un générateur 17 d'un signal d'horloge S; et un dispositif d'aiguillage 18. Le signal analogique appliqué à la borne d'entrée 17 est échantillonné à la 20 fréquence de 9600 Hz et numérisé par le convertisseur analogique-numérique 1. Le générateur de l'horloge d'échantillonnage n'est pas représenté. Chaque valeur fournie par le convertisseur I est élevée au carré par le multiplicateur 2 qui possède deux entrées reliées à la sortie du convertisseur 1. La sortie du multiplexeur 2 est reliée à une première 25 entrée du filtre 7.
Le signal d'entrée a un spectre qui ne comporte pas de raie à la fréquence 600 Hz. Le multiplicateur 2 a pour fonction de falre appara~tre une raie à 600 Hz correspondant à la périodicité cachée des transitions intersymboles, ces transitions étant séparées par des durées aléatoires 30 mais qui sont toujours multiples de F . Le filtre passe-bande 7 a pour rôle d'extraire l'oscillation à 600 Hz en éliminant toutes les autres oscillations, de fréquence proche ou éloignée. Quand la suite de symboles est aléatoire le spectre du signal appliqué au filtre 7 est un spectre continu comportant un maximum à la fréquence 600 Hz; la sélectivité du filtre 7 doit alors 35 être tres grande pour obtenir une oscillation pure à 600 Hz.
, ~.Z~ 6~
Le filtre passe-bande 7 possède une seconde entrée reliée à une sortie du circuit 16 de contrôle de pureté spectrale, et une sortie reliée d'une part à une entrée du détecteur 8 et à une entrée du circuit 16. Le générateur 17 possède une première et une seconde sortie reliées respec-5 tivement à une première et une seconde entrée de l'aiguillage 18. Unepremière et une seconde entrée du générateur 17 sont reliées respective-ment à une sortie du détecteur 8 et à la sortie du circuit 16. L'aiguillage 18 possède une troisième entrée reliée à la sortie du circuit 16, et une sortie reliée à la borne de sortie 15 de l'extracteur de rythme.
Le filtre passe-bande 7 a une fréquence centrale fixe, égale à
600 Hz. Sa bande passante peùt prendre deux valeurs distinctes sous la commande d'un signal logique appliqué à sa seconde entrée. Ce signal logique est constitué par un signal V f ourni par la sortie du circuit 16 lorsque celui-ci détecte une pureté spectrale insuffisante du signal filtré
15 fourni par la sortie du fil~re 7. Ce si~nal filtré, représenté par une suite de valeurs numériques y(n), est appliqué à l'entrée du détecteur 8 de passage à zéro, lequel a pour rôle de fournir un signal logique C lorsque la suite des valeurs y(n) change de signe, ce changement de signe traduisant la fin d'une période de l'onde sinusoldale pure représentée par cette suite.
Le générateur 17 comprend une porte ET 9 et un compteur 10 modulo M. La porte 9 possède deux entrées reliées respectivement à la première et à la seconde entrée du générateur 17 et possède une sortie reliée à la seconde sortie du générateur 17 et à une entrée de remise à
zéro du compteur 10.
La première entrée du générateur 17 reçoit le signal C. Lorsque le signal C et le signal V sont générés simultanément, le générateur 17 transmet sur sa seconde sortie le signal C qui représente le rythme des symboles transmis, et ce signal est transmis par l'aiguillage 18 jusqu'à la borne de sortie 15. D'autre part, le signal C synchronise le signal d'horloge 30 S fourni par la première sortie du générateur 17. Lorsque le signal C n'est pas généré, ou bien lorsque le signal V n'est pas généré, par exemple à la suite d'une interruption momentanée de la transmission, le signal S
continue à être généré par le générateur 17 et il est aiguillé vers la borne de sortie 15 par l'aiguillage 18 afin de constituer un signal de synchronisa-S~27 tion permettant de maintenir un fonctionnement synchrone du récepteur de données relié à la borne 15.
La sortie du circuit 16 fournit le signal logique V lorsque le signal représenté par la suite des valeurs y(n) a une pureté spectrale supérieure à
5 un seuil fixé, c'est-à-dire lorsque le régime de fonctionnement de l'extrac-teur de rythme est établi. Le signal V est appliqué à la seconde entrée du générateur 17 pour valider le signal logique C, et lui permettre alors de synchroniser le signal d'horloge S et d'etre transmis vers la seconde sortie du générateur 17.
Les signaux logiques C et V sont générés sous la forme d'un niveau haut. Le sigr:al V valide la porte 9 pour transmettre le signal C à l'entrée de remise à zéro du compteur 10 et à la seconde sortie du générateur 17.
Le compteur 10 possède une entrée d'horloge non représentée qui reçoit le signal d'horloge d'échantillonnage. Le modulo est égal au rapport M entre 15 la fréquence d'échan~illonnage et la fréquence de transmission des sym-boles, dans cet exemple M = 16. Une sortie du compteur 10 est reliée à la première sortie du générateur 17 et fournit un signal logique de niveau haut lorsque le contenu du compteur 10 passe par la valeur zéro. Ce signal constitue le signal d'horloge S. Il est synchronisé par le signal C lorsque le 20 signal logique V est généré, mais il n'est pas transmis par l'aiguillage 18.
Par contre, lorsque le signal V n'est plus généré le compteur 10 continue à
compter sur sa lancée et le signal S est transmis par l'aiguillage 18 vers la borne 15.
L'aiguillage 18 est constitué de deux portes ET 12 et 13, d'une 25 porte OU 14 et d'un inverseur logique 11. La première entrée de l'aiguillage 18 est reliée à une première entrée de la porte 12, la troisième entrée est reliée à l'entrée de l'inverseur 11 et à une première entrée de la porte 13, et une seconde entrée est reliée à une seconde entrée de la porte 13. Une première et une seconde entrée de la porte 14 sont reliées 30 respectivement aux sorties des portés 12 et 13. La sortie de la porte 14 constitue la sortie de l'aiguillage 18 et est reliée à la borne de sortie 15 de l'extracteur de rythme. Quand le signal V est généré il valide la porte 13 pour transmettre le signal C, et lorsque le signal V n'est pas généré la porte 13 est bloquée et la porte 12 est validée pour transmettre le 35 signal S.
~Z5~Z7 Le filtre passe-bande 7 comporte: un filtre passe-bas 3; deux dispositifs à retard 4 et 5; un multiplexeur 6; quatre multiplica~eurs: 20, 25, 27, e~ 28; deux registres 23 et 24; deux additionneurs 22 et 26; et un dispositif 21 de sélection de coefficients. Le filtre passe-bas 3 est un filtre numérique classique dont la bande passante est de 1200 Hz, ayant une entrée qui constitue la première entrée du filtre 7 et qui est donc reliée à la sortie du multiplicateur 2. Une sortie du filtre passe-bas 3 est reliée à une entrée du dispositif à retard 4 et à une entrée du dispositif à
retard 5. Les sorties de ces dispositifs à retard 4 et 5 sont reliées 10 respectivement à deux entrées du multiplexeur 6.
La seconde entrée du filtre 7 est reliée à une entrée de commande du multiplexeur 6 et à une entrée de commande du dispositif 21 de sélection de coefficients. Trois sorties du dispositif 21 fournissent respec-tivement les valeurs de trois coefficients respectivement à trois pre-15 mières entrées des multiplicateurs: 20, 27, 28. Une seconde entrée du multiplicateur 20 est reliée à une sortie du multiplexeur 6, et sa sortie est reliée à une première entrée de l'additionneur 22. Deux autres entrées de l'additionneur 22 sont reliées respectivement à des sorties du multiplica-teur 27 et du multiplicateur 28.
Une sortie de l'additionneur 22 est reliée d'une part à une premiere entrée de l'additionneur 26 et d'autre part à une entrée du registre 23. Une sortie du registre 23 est reliée à des secondes entrées des multiplicateurs 25 et 27 et à une entrée du registre 24. Une sortie du multiplicateur 25 est reliée à une seconde entrée de l'additionneur 26. Une 25 sortie du registre 24 est reliée à une troisième entrée de l'additionneur 26 et à une seconde entrée du multiplicateur 28. Une sortie de l'additionneur 26 constitue la sortie du filtre passe-bande 7.
Les dispositifs à retard 4 et 5 sont constitués respectivement de cinq registres reliés en série et de trois registres reliés en série pour 30 procurer des retard ll et l2 respectivement égaux à cinq et à trois périodes d'échantillonnage. Ces registres, ainsi que les registres 23 et 24 ont une capacité correspondant à une valeur numérique et sont comman-dées par le signal de l'horloge d'échantillonnage. Quand le signal logique V
est généré, c'est-à-dire quand le régime de fonctionnement est établi, le 35 multiplexeur 6 relie sa seconde entrée à sa sortie pour mettre en service ~Z~6Z7 le dispositif à retard 5 et réciproquement quand le signal logique V n'est pas généré le multiplexeur 6 relie sa première entrée à sa sortie pour mettre en service le dispositif à retard 4. Ces dispositifs à retard ont pour roles de garder constant le retard causé par l'ensemble du filtre 7 quelque 5 soit la valeur de la bande passante qui est commandée.
Les éléments 20 à 28 constituent un filtre récursif du second ordre ayant une fréquence centrale fixe et une bande passante variable qui est déterminée par les valeurs des coefficients fournis par le dispositif 21. Pendant un régime transitoire, le dispositif à retard 4 est en service et 10 le dispositif 21 fournit des coefficients aO ~ - bl, - b2 respectivement aux multiplicateurs 20, 27 et 28. La fonction de transfert de l'ensemble du filtre passe-bande 7 est:
-nl 1 + al . z-l + z-2 Hl (z) = aO . z . -1 -2 (1) 1 + bl Z + b2 Z
où nl est le nombre de périodes d'échantillonnage correspondant 15 au retard ~1 .
La sortie du filtre 7 fournit une suite de valeurs numériques y(n) telles que:
y(n) = w(n). + al .~u (n-l) + w(n-2) (2) où w(n), w(n-l), et w(n-2) sont les valeurs fournies à l'instant 20 considéré respectivement par la sortie de l'additionneur 22, la sortie du registre 23 et la sortie du registre 24. A l'instant considéré, uJ(n) est égal a :
w(n) = aO u(n-nl) - bl .~(n-l) - b2 ._(n où u(n-nl) est la valeur fournie par la sortie du dispositif à retard 25 4 qui provoque un retard de nl périodes d'échantillonnage.
Dans cet exemple, pendant le régime transitoire les coefficients du filtre sont les suivants:
aO = I al - 1,84 bl = ~ 1,66 b2 = 0,81 La bande passante du filtre 7 est alors: -+ 5 Hz à - 1 dB et -+ 50 Hz 30 à - 20 dB.
Quand le signal logique V est généré, c'est-à-dire lorsque le régime permanent est atteint, le dispositif 21 fournit des valeurs :
lZS~627 Ao ,- Bl, - B2 à la place des valeurs aO ~ - bl, et - b2 . La fonction de transfert du filtre 7 devient:
-n2 1 + al . z 1 ~ z 2 H (z) = A . z . 2
2 o 1 +B z~l +B z~
où n2 est le nombre de périodes d'échantillonnage du retard 5 correspondant à T2 .
La suite des valeurs y(n) fournie par la sortie du filtre 7 est alors donnée par les formules:
y(n) =~(n) + al .w(n-l) +u (n-2) avec (5) ~-~(n) = Ao . u(n-n2) - Bl .w(n-l) - B2 .~(n-2) (6) Dans cet exemple les coefficients du filtre ont pour valeurs:
Ao = 1 Bl = - 1,8459 B2 = 0,998 La bande passante obtenue est alors égale à: - 1 Hz à - 1 dB et 20 Hz à - 20 dB.
Cette bande passante très étroite permet d'extraire une oscilla-15 tion à la fréquence Fs et d'une grande pureté bien qu'elle soit noyée dansle spectre continu engendré par la transmission d'une suite aléatoire de symboles.
Au moment de la commutation du multiplexeur 6 et du change-ment des valeurs des coefficients par le dispositif 21, il n'y a pas de 20 discontinuité dans la suite des valeurs y(n) fournie par le filtre 7 car les valeurs numériques u(n-l) et u(n-2) fournies par les registres 23 et 24 correspondent à un régime permanent. Les coefficients du filtre sont choisis en respectant les conditions mathématiques suivantes:
al = 2 cos 0 b2= e Bl = - 2rcos~
B2 = r l>r> e etO= 360 = 360 =cos22,5 pour obtenir un filtre passe-bande dont la fréquence centrale est ~ZS~6'X-~
égale à I fois la fréquence d'échantillonnage. Sa bande passante est réduite pendant le régime établi grâce à r >~.
Le choix de la valeur de la bande passante détermine les valeurs des coefficients mais ces valeurs sont légèrement modifiées ensuite pour 5 que la difference des temps de propagation soit égale à un nombre entier de périodes d'échantillonnages lorsque la bande passante varie, afin de pouvoir réaliser les dispositifs à retard 4 et 5 au moyen d'un nombre entier de registres. Enfin les valeurs nl et n2 sont déterminées afin de satisfaire à la relation:
nl . T + T'l = n2 . T + T'2 où T est la période d'échantillonnage et où Tll et ~'2 sont les temps de propagation de groupe à travers le filtre 7 dans les deux cas considérés. Cette dernière équation ~raduit le fait que le retard du signal à travers le filt, e 7 est maintenu constant par les dispositifs à retard 4 et 5 quand la bande passante varie.
Le circuit 16 de contrôle de pureté spectrale comporte des moyens pour calculer une valeur théorique y'(n) du si~nal filtré par le filtre passe-bande 7, à partir des deux dernières valeurs, y(n-2) et y(n-l), fournies par ce filtre 7 et des moyens pour calculer une valeur quadrati-que moyenne Pe de y'(n) - y(n). Ces moyens comportent trois registres 30, 20 31 et 44; quatre multiplicateurs 33, 40, 41, et 43; et trois additionneurs 32, 39, et 42. Les additionneurs 32 et 39 comportent une première entrée sans inversion de signe et une seconde entrée avec une inversion de signe permettant de réaliser des soustractions.
Les registres 30 et 31 sont reliés en série à l'entrée du circuit 16.
25 Les sorties des registres 30 et 31 sont reliées respectivement à une premiere entrée du multiplicateur 33 et à la seconde entrée de l'addition-neur 32. Une seconde entrée du multiplicateur 33 reçoit une valeur constante 2 cos.0 et sa sortie est reliée à la première entrée de l'additionneur 32. La sortie de l'additionneur 32 est reliée à la première 30 entrée de l'additionneur 39. La seconde entrée de l'additionneur 39 est reliée à l'entrée du circuit 16 et sa sortie est reliée à deux entrées du multiplicateur 40. Une sortie du multiplicateur 40 est reliée à une première entrée du multiplicateur 41.
Une seconde entrée du multiplicateur 41 resoit une valeur cons-35 tante l-K et une sortie est reliée à une premiere entrée de l'additionneur - ~.Z5~6z7 42. Une seconde entrée de l'additionneur 42 est reliée à une sortie du multiplicateur 43 et une sortie est reliée à une entrée du registre 44. La seconde entrée du multiplicateur 43 reçoit une valeur constante et sa sortie est reliée à une seconde entrée de l'additionneur 42.
La sortie de l'additionneur }2 fournit la valeur y'(n) calculée à
partir des valeurs y(n-l) et y(n-2) stockées respectivement par les registres 30 et 31. La valeur y'(n) est calculée par résolution de la suite récurrente linéaire des valeurs fournies précédemment par le filtre 7, selon la formule:
y'(n) = 2(cosû).y(n-1) - y(n-2) avec cos 0 = cos 360 = cos 22,5 dans cet exemple.
L'additionneur 39 permet de calculer la différence entre la valeur théorique y'(n) et la valeur réelle y(n) du signal filtré. La valeur e(n) de la différence est élevée au carré par le multiplicateur 40 puis une moyenne 15 temporelle est réalisée par le multiplicateur 41, l'additionneur 42, le multiplicateur 43, et le registre 44. La constante de temps de cette moyenne temporelle est fixée par la valeur des coefficients l-K et K.
Dans cet exemple, K = O,g9 .
La sortie de l'additionneur 42 fournit la valeur Pe de la moyenne 20 quadratique des valeurs e(n). Cette puissance est nulle lorsque le signal filtré est une sinusolde pure car alors les valeurs fournies par le filtre 7 sont égales aux valeurs théoriques correspondant à une sinusolde.
Le circuit 16 comporte en outre des moyens pour calculer une valeur Ps de la puissance instantanée du signal filtré par le filtre 7. Ces 25 moyens sont constitués par: le registre 30; quatre multiplicateurs 29, 34, 35 et 37; et deux additionneurs 36 et 38. Des premières entrées des multiplicateurs 29 et 34 sont reliées à la sortie du registre 30, et des secondes entrées reçoivent des valeurs constantes: - cos 0 et sin 0 respectivement. La sortie du multiplicateur 29 est reliée à une première 30 entrée de l'additionneur 36. Une seconde entrée de l'additionneur 36 est reliée à l'entrée du circuit 16, et la sortie de l'additionneur 36 est reliée à
deux entrées du multiplicateur 37. La sortie du multiplicateur 37 est reliée à une première entrée de l'additionneur 38. La sortie du multiplica-teur 34 est reliée à deux entrées du multiplicateur 35, et la sortie de ce ~Z5~627 dernier est reliée à une seconde entrée de l'additionneur 38. La sortie de l'addltionneur 38 fournit la valeur Ps .
I~e registre 30, les multiplicateurs 29 et 34, et l'additionneur 36 constituent un réseau numérique fournissant une suite de valeurs com-5 plexes u(n). La fonction de transfert de ce réseau est:
H4 (z) = 1 - cos û . z 1 + j .sin ~ . z 1 .
Lorsque la valeur y(n) est appliquée à l'entrée du circuit 16 ce réseau restitue une valeur complexe:
u(n-l) = ul(n-l) + j .u2(n-1) avec:
ul(n-l) = y(n) - cos ~ . y(n-l) et u2(n-1) = sin 0 . y(n-l).
La puissance du signal filtré de valeur y(n) est:
A2(n-1) = u2(n-1) + u2(n-1) Les multiplicateurs 37 et 35 calculent ces deux carrés et l'addi-15 tionneur 38 fait leur somme, qui est égale à la valeur Ps .
Enfin, le circuit 16 comprend un diviseur 45 et un comparateur 46.
Le diviseur 45 reçoit sur une première et une seconde entrée les valeurs Ps et Pe fournies respectivement par les sorties des additionneurs 38 et 42 et il restitue sur une sortie la valeur du rapport pe. Cette valeur 20 constitue la puissance normalisée du signal d'erreur représenté par la suite des valeurs e(n). Cette valeur est appliquée à une entrée du comparateur 46 qui reçoit sur une seconde entrée une valeur fixe Sq qui détermine le seuil de pureté spectrale à partir duquel le régime est considéré comme établi. La sortie du comparateur 46 constitue la sortie du circuit 16. Elle 25 fournit le signal logique V, de niveau haut, lorsque la valeur pe est inférieure à la valeur Sq .
Le fonctionnement de l'extracteur de rythme selon l'invention ne nécessite pas la transmission d'une séquence particulière de symboles, cependant une séquence particulière donnant un spectre discontinu où la 30 raie 600 Hz est très forte et où les autres raies sont éloignées de 600Hz, a pour avantage de raccourcir la durée de convergence. Dans cet exemple, cette séquence peut être constituée de symboles tels que la phase de 12~4~
I'onde porteuse modulée saute périodiquement de 180, ou 90, ou 270.La durée de convergence est alors égale environ à trois fois la durée d'un symbole. Dans le cas où la séquence est aléatoire, la durée de la convergence est environ dix fois la durée d'un symbole, ce qui est 5 inférieur à la durée d'un régime transitoire dans les dispositifs de type connu. D'autre part, pendant la durée de ce régime transitoire un signal de synchronisation de remplacement est généré, ce qui permet de démoduler correctement la porteuse pendant les régimes transitoires dus à des perturbations de la ligne.
L'invention ne se limite pas à l'exemple de réalisation décrit ci-dessus, de nombreuses variantes sont possibles, il est notamment à la portée de l'homme de l'art de réaliser différemment le filtre à bande passante commandable, de calculer le temps de propagation de groupe dans ce filtre pour les deux valeurs de bande passante, et de déterminer 15 en conséquence les retards complémentaires nécessaires pour obtenir un retard total constant quelque soit la valeur de la bande passante.
où n2 est le nombre de périodes d'échantillonnage du retard 5 correspondant à T2 .
La suite des valeurs y(n) fournie par la sortie du filtre 7 est alors donnée par les formules:
y(n) =~(n) + al .w(n-l) +u (n-2) avec (5) ~-~(n) = Ao . u(n-n2) - Bl .w(n-l) - B2 .~(n-2) (6) Dans cet exemple les coefficients du filtre ont pour valeurs:
Ao = 1 Bl = - 1,8459 B2 = 0,998 La bande passante obtenue est alors égale à: - 1 Hz à - 1 dB et 20 Hz à - 20 dB.
Cette bande passante très étroite permet d'extraire une oscilla-15 tion à la fréquence Fs et d'une grande pureté bien qu'elle soit noyée dansle spectre continu engendré par la transmission d'une suite aléatoire de symboles.
Au moment de la commutation du multiplexeur 6 et du change-ment des valeurs des coefficients par le dispositif 21, il n'y a pas de 20 discontinuité dans la suite des valeurs y(n) fournie par le filtre 7 car les valeurs numériques u(n-l) et u(n-2) fournies par les registres 23 et 24 correspondent à un régime permanent. Les coefficients du filtre sont choisis en respectant les conditions mathématiques suivantes:
al = 2 cos 0 b2= e Bl = - 2rcos~
B2 = r l>r> e etO= 360 = 360 =cos22,5 pour obtenir un filtre passe-bande dont la fréquence centrale est ~ZS~6'X-~
égale à I fois la fréquence d'échantillonnage. Sa bande passante est réduite pendant le régime établi grâce à r >~.
Le choix de la valeur de la bande passante détermine les valeurs des coefficients mais ces valeurs sont légèrement modifiées ensuite pour 5 que la difference des temps de propagation soit égale à un nombre entier de périodes d'échantillonnages lorsque la bande passante varie, afin de pouvoir réaliser les dispositifs à retard 4 et 5 au moyen d'un nombre entier de registres. Enfin les valeurs nl et n2 sont déterminées afin de satisfaire à la relation:
nl . T + T'l = n2 . T + T'2 où T est la période d'échantillonnage et où Tll et ~'2 sont les temps de propagation de groupe à travers le filtre 7 dans les deux cas considérés. Cette dernière équation ~raduit le fait que le retard du signal à travers le filt, e 7 est maintenu constant par les dispositifs à retard 4 et 5 quand la bande passante varie.
Le circuit 16 de contrôle de pureté spectrale comporte des moyens pour calculer une valeur théorique y'(n) du si~nal filtré par le filtre passe-bande 7, à partir des deux dernières valeurs, y(n-2) et y(n-l), fournies par ce filtre 7 et des moyens pour calculer une valeur quadrati-que moyenne Pe de y'(n) - y(n). Ces moyens comportent trois registres 30, 20 31 et 44; quatre multiplicateurs 33, 40, 41, et 43; et trois additionneurs 32, 39, et 42. Les additionneurs 32 et 39 comportent une première entrée sans inversion de signe et une seconde entrée avec une inversion de signe permettant de réaliser des soustractions.
Les registres 30 et 31 sont reliés en série à l'entrée du circuit 16.
25 Les sorties des registres 30 et 31 sont reliées respectivement à une premiere entrée du multiplicateur 33 et à la seconde entrée de l'addition-neur 32. Une seconde entrée du multiplicateur 33 reçoit une valeur constante 2 cos.0 et sa sortie est reliée à la première entrée de l'additionneur 32. La sortie de l'additionneur 32 est reliée à la première 30 entrée de l'additionneur 39. La seconde entrée de l'additionneur 39 est reliée à l'entrée du circuit 16 et sa sortie est reliée à deux entrées du multiplicateur 40. Une sortie du multiplicateur 40 est reliée à une première entrée du multiplicateur 41.
Une seconde entrée du multiplicateur 41 resoit une valeur cons-35 tante l-K et une sortie est reliée à une premiere entrée de l'additionneur - ~.Z5~6z7 42. Une seconde entrée de l'additionneur 42 est reliée à une sortie du multiplicateur 43 et une sortie est reliée à une entrée du registre 44. La seconde entrée du multiplicateur 43 reçoit une valeur constante et sa sortie est reliée à une seconde entrée de l'additionneur 42.
La sortie de l'additionneur }2 fournit la valeur y'(n) calculée à
partir des valeurs y(n-l) et y(n-2) stockées respectivement par les registres 30 et 31. La valeur y'(n) est calculée par résolution de la suite récurrente linéaire des valeurs fournies précédemment par le filtre 7, selon la formule:
y'(n) = 2(cosû).y(n-1) - y(n-2) avec cos 0 = cos 360 = cos 22,5 dans cet exemple.
L'additionneur 39 permet de calculer la différence entre la valeur théorique y'(n) et la valeur réelle y(n) du signal filtré. La valeur e(n) de la différence est élevée au carré par le multiplicateur 40 puis une moyenne 15 temporelle est réalisée par le multiplicateur 41, l'additionneur 42, le multiplicateur 43, et le registre 44. La constante de temps de cette moyenne temporelle est fixée par la valeur des coefficients l-K et K.
Dans cet exemple, K = O,g9 .
La sortie de l'additionneur 42 fournit la valeur Pe de la moyenne 20 quadratique des valeurs e(n). Cette puissance est nulle lorsque le signal filtré est une sinusolde pure car alors les valeurs fournies par le filtre 7 sont égales aux valeurs théoriques correspondant à une sinusolde.
Le circuit 16 comporte en outre des moyens pour calculer une valeur Ps de la puissance instantanée du signal filtré par le filtre 7. Ces 25 moyens sont constitués par: le registre 30; quatre multiplicateurs 29, 34, 35 et 37; et deux additionneurs 36 et 38. Des premières entrées des multiplicateurs 29 et 34 sont reliées à la sortie du registre 30, et des secondes entrées reçoivent des valeurs constantes: - cos 0 et sin 0 respectivement. La sortie du multiplicateur 29 est reliée à une première 30 entrée de l'additionneur 36. Une seconde entrée de l'additionneur 36 est reliée à l'entrée du circuit 16, et la sortie de l'additionneur 36 est reliée à
deux entrées du multiplicateur 37. La sortie du multiplicateur 37 est reliée à une première entrée de l'additionneur 38. La sortie du multiplica-teur 34 est reliée à deux entrées du multiplicateur 35, et la sortie de ce ~Z5~627 dernier est reliée à une seconde entrée de l'additionneur 38. La sortie de l'addltionneur 38 fournit la valeur Ps .
I~e registre 30, les multiplicateurs 29 et 34, et l'additionneur 36 constituent un réseau numérique fournissant une suite de valeurs com-5 plexes u(n). La fonction de transfert de ce réseau est:
H4 (z) = 1 - cos û . z 1 + j .sin ~ . z 1 .
Lorsque la valeur y(n) est appliquée à l'entrée du circuit 16 ce réseau restitue une valeur complexe:
u(n-l) = ul(n-l) + j .u2(n-1) avec:
ul(n-l) = y(n) - cos ~ . y(n-l) et u2(n-1) = sin 0 . y(n-l).
La puissance du signal filtré de valeur y(n) est:
A2(n-1) = u2(n-1) + u2(n-1) Les multiplicateurs 37 et 35 calculent ces deux carrés et l'addi-15 tionneur 38 fait leur somme, qui est égale à la valeur Ps .
Enfin, le circuit 16 comprend un diviseur 45 et un comparateur 46.
Le diviseur 45 reçoit sur une première et une seconde entrée les valeurs Ps et Pe fournies respectivement par les sorties des additionneurs 38 et 42 et il restitue sur une sortie la valeur du rapport pe. Cette valeur 20 constitue la puissance normalisée du signal d'erreur représenté par la suite des valeurs e(n). Cette valeur est appliquée à une entrée du comparateur 46 qui reçoit sur une seconde entrée une valeur fixe Sq qui détermine le seuil de pureté spectrale à partir duquel le régime est considéré comme établi. La sortie du comparateur 46 constitue la sortie du circuit 16. Elle 25 fournit le signal logique V, de niveau haut, lorsque la valeur pe est inférieure à la valeur Sq .
Le fonctionnement de l'extracteur de rythme selon l'invention ne nécessite pas la transmission d'une séquence particulière de symboles, cependant une séquence particulière donnant un spectre discontinu où la 30 raie 600 Hz est très forte et où les autres raies sont éloignées de 600Hz, a pour avantage de raccourcir la durée de convergence. Dans cet exemple, cette séquence peut être constituée de symboles tels que la phase de 12~4~
I'onde porteuse modulée saute périodiquement de 180, ou 90, ou 270.La durée de convergence est alors égale environ à trois fois la durée d'un symbole. Dans le cas où la séquence est aléatoire, la durée de la convergence est environ dix fois la durée d'un symbole, ce qui est 5 inférieur à la durée d'un régime transitoire dans les dispositifs de type connu. D'autre part, pendant la durée de ce régime transitoire un signal de synchronisation de remplacement est généré, ce qui permet de démoduler correctement la porteuse pendant les régimes transitoires dus à des perturbations de la ligne.
L'invention ne se limite pas à l'exemple de réalisation décrit ci-dessus, de nombreuses variantes sont possibles, il est notamment à la portée de l'homme de l'art de réaliser différemment le filtre à bande passante commandable, de calculer le temps de propagation de groupe dans ce filtre pour les deux valeurs de bande passante, et de déterminer 15 en conséquence les retards complémentaires nécessaires pour obtenir un retard total constant quelque soit la valeur de la bande passante.
Claims (4)
1. Extracteur de rythme pour système de transmission de données comportant:
- des moyens (1) pour échantillonner et numériser un signal d'entrée constitué par une porteuse modulée par des symboles transmis à
un rythme Fs;
- un multiplicateur (2) pour élever au carré chaque valeur du signal d'entrée;
- un filtre passe-bande (7) dont la fréquence centrale est égale à
Fs , recevant une suite de valeurs fournies par le multiplicateur (2) et restituant une suite de valeurs y(n), correspondant à un signal filtré;
- un détecteur de passages à zéro (8) recevant les valeurs y(n) et fournissant un signal logique C lorsque cette suite de valeurs change de signe, ce signal C traduisant le rythme des symboles transmis;
caractérisé en ce que la bande passante du filtre passe-bande (7) est commandable;
et en ce qu'il comporte en outre des moyens (16) pour contrôler la pureté spectrale du signal filtré et fournir un signal de commande V de la bande passante du filtre (7), afin de diminuer sa valeur lorsque le fonctionnement de ce filtre (7) a atteint son régime permanent.
- des moyens (1) pour échantillonner et numériser un signal d'entrée constitué par une porteuse modulée par des symboles transmis à
un rythme Fs;
- un multiplicateur (2) pour élever au carré chaque valeur du signal d'entrée;
- un filtre passe-bande (7) dont la fréquence centrale est égale à
Fs , recevant une suite de valeurs fournies par le multiplicateur (2) et restituant une suite de valeurs y(n), correspondant à un signal filtré;
- un détecteur de passages à zéro (8) recevant les valeurs y(n) et fournissant un signal logique C lorsque cette suite de valeurs change de signe, ce signal C traduisant le rythme des symboles transmis;
caractérisé en ce que la bande passante du filtre passe-bande (7) est commandable;
et en ce qu'il comporte en outre des moyens (16) pour contrôler la pureté spectrale du signal filtré et fournir un signal de commande V de la bande passante du filtre (7), afin de diminuer sa valeur lorsque le fonctionnement de ce filtre (7) a atteint son régime permanent.
2. Extracteur de rythme selon la revendication 1, caractérisé en ce que le filtre (7) comporte:
- un circuit de filtrage numérique (20, et 22 à 28), ayant une pluralité d'entrées recevant respectivement des coefficients dont les valeurs déterminent la bande passante;
- un dispositif de sélection (21) fournissant deux jeux de valeurs pour ces coefficients, en fonction de la valeur du signal V appliquée à une entrée de commande, pour commander une bande passante large lorsque le signal V est absent et une bande passante étroite lorsque le signal V est généré;
- un multiplexeur (6) commandé par le signal V;
- deux dispositifs à retard (4, 5) couplés alternativement en série avec le circuit de filtrage (20 et 22 à 28) par le multiplexeur (6) et procurant des retards tels que le retard de l'ensemble du filtre passe-bande (7) est constant quelle que soit la valeur de la bande-passante commandée.
- un circuit de filtrage numérique (20, et 22 à 28), ayant une pluralité d'entrées recevant respectivement des coefficients dont les valeurs déterminent la bande passante;
- un dispositif de sélection (21) fournissant deux jeux de valeurs pour ces coefficients, en fonction de la valeur du signal V appliquée à une entrée de commande, pour commander une bande passante large lorsque le signal V est absent et une bande passante étroite lorsque le signal V est généré;
- un multiplexeur (6) commandé par le signal V;
- deux dispositifs à retard (4, 5) couplés alternativement en série avec le circuit de filtrage (20 et 22 à 28) par le multiplexeur (6) et procurant des retards tels que le retard de l'ensemble du filtre passe-bande (7) est constant quelle que soit la valeur de la bande-passante commandée.
3. Extracteur de rythme selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte en outre:
- un générateur (17) d'un signal d'horloge S, de fréquence Fs, ayant une entrée de synchronisation recevant le signal C, et une entrée de validation recevant le signal V;
- un dispositif d'aiguillage (18) commandé par le signal V pour constituer un signal représentant le rythme des symboles transmis, soit avec le signal d'horloge S, soit avec le signal C, respectivement quand le signal V est absent et quand le signal V est généré.
- un générateur (17) d'un signal d'horloge S, de fréquence Fs, ayant une entrée de synchronisation recevant le signal C, et une entrée de validation recevant le signal V;
- un dispositif d'aiguillage (18) commandé par le signal V pour constituer un signal représentant le rythme des symboles transmis, soit avec le signal d'horloge S, soit avec le signal C, respectivement quand le signal V est absent et quand le signal V est généré.
4. Extracteur de rythme selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens (16) pour contrôler la pureté spectrale du signal C
comportent:
- des moyens (30 à 33) pour calculer une valeur théorique y'(n) du signal filtré par le filtre passe-bande (7), à partir des deux dernières valeurs y(n) fournies par le filtre (7);
- des moyens (39 à 44) pour calculer une valeur quadratique moyenne Pe de y'(n) - y(n);
- des moyens (29 et 34 à 38) pour calculer, à partir des valeurs y(n), une valeur Ps de la puissance instantanée du signal filtré par le filtre (7);
- des moyens (45, 46) pour générer le signal logique V lorsque < Sq où Sq est une valeur prédéterminée, fixant le seuil de pureté
spectrale à partir duquel le régime permanent est considéré comme établi.
comportent:
- des moyens (30 à 33) pour calculer une valeur théorique y'(n) du signal filtré par le filtre passe-bande (7), à partir des deux dernières valeurs y(n) fournies par le filtre (7);
- des moyens (39 à 44) pour calculer une valeur quadratique moyenne Pe de y'(n) - y(n);
- des moyens (29 et 34 à 38) pour calculer, à partir des valeurs y(n), une valeur Ps de la puissance instantanée du signal filtré par le filtre (7);
- des moyens (45, 46) pour générer le signal logique V lorsque < Sq où Sq est une valeur prédéterminée, fixant le seuil de pureté
spectrale à partir duquel le régime permanent est considéré comme établi.
Applications Claiming Priority (2)
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|---|---|---|---|
| FR8410355 | 1984-06-29 | ||
| FR8410355A FR2566979B1 (fr) | 1984-06-29 | 1984-06-29 | Extracteur de rythme pour systeme de transmission de donnees |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CA1254627A true CA1254627A (fr) | 1989-05-23 |
Family
ID=9305628
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CA000484664A Expired CA1254627A (fr) | 1984-06-29 | 1985-06-20 | Extracteur de rythme pour systeme de transmission de donnees |
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|---|---|---|---|---|
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| JPS5546660A (en) * | 1978-09-29 | 1980-04-01 | Fujitsu Ltd | Timing signal extraction circuit device |
-
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-
1985
- 1985-06-20 CA CA000484664A patent/CA1254627A/fr not_active Expired
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- 1985-06-27 DE DE19853523067 patent/DE3523067A1/de active Granted
Also Published As
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| NL8501813A (nl) | 1986-01-16 |
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| FR2566979A1 (fr) | 1986-01-03 |
| DE3523067A1 (de) | 1986-01-09 |
| DE3523067C2 (fr) | 1993-06-09 |
| NL191105C (nl) | 1995-01-16 |
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|---|---|---|---|
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