FR2550671A1 - Circuit convertisseur analogique-numerique et demodulateur de signaux video modules en argument - Google Patents

Abstract

LA PRESENTE INVENTION CONCERNE UN CIRCUIT CONVERTISSEUR ANALOGIQUE-NUMERIQUE ET DEMODULATEUR DE SIGNAUX VIDEO MODULES EN ARGUMENT. UN TEL CIRCUIT EST CARACTERISE EN CE QU'IL COMPREND UN MOYEN GENERATEUR D'IMPULSIONS 11, UN MOYEN 12 SENSIBLE AUX IMPULSIONS PRODUITES PAR LEDIT GENERATEUR POUR PRODUIRE PLUSIEURS REPLIQUES RETARDEES DESDITES IMPULSIONS, LESQUELLES REPLIQUES SONT EGALEMENT RETARDEES, ET PLUSIEURS MOYENS DE DETECTION DE COINCIDENCE D'IMPULSIONS 13 SENSIBLES AUX REPLIQUES PRODUITES ET RETARDEES RESPECTIVES, UN DECODEUR 14 ETANT SENSIBLE AUX SIGNAUX DE DETECTION DU MOYEN DE DETECTION DE COINCIDENCE POUR PRODUIRE DES MANIFESTATIONS NUMERIQUES CORRESPONDANT AU SIGNAL D'INFORMATION. LA PRESENTE INVENTION TROUVE APPLICATION DANS LE DOMAINE DE TRAITEMENT DES SIGNAUX OU UNE CONVERSION ANALOGIQUE-NUMERIQUE ET UNE DEMODULATION D'UN SIGNAL MODULE EN ARGUMENT EST NECESSAIRE.

Description

La présente invention concerne un dispositif pour une conversion

analogique-numérique et démodulation

d'un signal modulé en argument.

Avec l'avènement des circuits intégrés numériques à vitesse élevée il est devenu courant de convertir des signaux analogiques en numériques pour un traitement à cause de la stabilité inhérente du circuit numérique par rapport au vieillissement des composants Ainsi, il existe une demande de convertisseurs analogique -numérique (ADC) 10 et beaucoup de tels dispositifs sont disponibles pour convertir l'amplitude de signaux variant dans le temps en une manifestation modulée par impulsions codées (PCM)

pour un traitement numérique ou binaire subséquent.

Cependant, si le signal analogique est un signal modulé en argument, c'est-à-dire un signal modulé en fréquence (FM) ou un signal modulé en phase (PM) et q'un signal modulé par impulsions codées démodulé est souhaité, il est pratique de convertir tout d'abord le signal analogique FM ou PM en un signal modulé par impulsions codées PCM et d'ensuite démoduler le signal FM-PCM ou PM-PCM Un circuit entier démodulateur et convertisseur analogique-numérique de

signaux FM ou PM est de ce fait souhaitable.

I.P Breikss décrit un tel dispositif dans le brevet américain N 3 548 328 ayant pour titre "Digital FM 25 Discriminator" Le dispositif de Breikss limite un signal FM et utilise sa période pour commander opérativement un compteur Des impulsions d'un signal d'horloge de fréquence uniforme sont comptées pendant chaque période du signal FM et interprétées par rapport à un nombre fixe 30 d'impulsions comptées pour déterminer, sous forme normalisée, un signal PCM représentatif de l'information contenue dans le signal d'entrée FM Ce type de discriminateur FM exige nominalement un signal d'horloge ayant une fréquence d'au moins deux ordres de grandeur plus élevée 35 que celle du signal FM à démoduler si une résolution raisonnable doit être atteinte ou obtenue Deux inconvénients apparaissent: a) la création d interférenceshaute fréquence localisées; et b) la vitesse de traitement exigée des compteurs etc est augmentée à celle de la fréquence d'horloge. La présente-invention a pour but d'éliminer les inconvénients ci-dessus imposés par l'horloge de fréquence élevée. La présente invention concerne donc un circuit convertisseur analogique-numérique et démodulateur de signaux d'entrée modulés en argument, qui fonctionne sur 10 le principe de la comparaison de passages successifs par

zéro du signal d'entrée à des références fixes de temps.

Le dispositif consiste en plusieurs éléments à retard ayant successivement des temps de retard plus élevés et de plusieurs détecteurs de coïncidence Le signal d'entrée, qui est un signal analogique modulé en argument par un signal d'information, est appliqué à un moyen générateur d'impulsions qui est déclenché pour produire une impulsion de sortie étroite de durée constante pour à la fois les passages par zéro positif et négatif Les impulsions du générateur d'impulsions sont appliquées aux éléments à retard et à une entrée de chacun des détecteurs de coincidence Les signaux de sortie retardés des éléments à retard sont appliqués aux secondes connexions d'entrée des détecteurs de coïncidence respectifs Les détecteurs 25 de coincidence sont reliés à un décodeur qui identifie lequel détecteur de coïncidence émet un signal et produit une manifestation numérique qui correspond à l'information

modulée sur le signal d'entrée.

L'invention sera mieux comprise, et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci

apparaitront plus clairement au cours de la description explicative qui va suivre faite en référence aux dessins schématiques annexés donnés uniquement à titre d'exemple illustrant plusieurs modes de réalisation de l'invention 35 et dans lesquels:

les figures 1, 4 et 5 représentent des circuits diagrammes, partiellement sous forme de blocs diagrammes et partiellement sous forme schématique, de convertisseurs FM-numériques selon la présente invention; les figures 2 et 3 représentent les diagrammes de signaux montrant la réponse dans le temps à différents points du mode de réalisation de la figure 1; la figure 6 est une vue détaillée d'une partie du convertisseur de la figure 5 réalisé sous forme de

circuit intégré.

On peut construire un circuit comprenant un 10 générateur d'impulsions et une porte ET à deux entrées avec la borne de sortie du générateur d'impulsions reliée

directement à la première entrée de la porte ET et par un élément à retard à la seconde entrée de la porte ET.

On supposera que les impulsions produites par le généra15 teur ont une largeur constante qui est étroite comparativement à la période entre les impulsions, et que les périodes entre les impulsions sont aléatoires Chaque fois que deux impulsions successives apparaissent séparées d'une période de temps égale au temps de retard de l'élément à retard, la première impulsion des deux impulsions apparaîtra en sortie de l'élément à retard en

coïncidence avec la production de la seconde impulsion.

Ainsi, une impulsion sera appliquée aux deux entrées de la porte ET amenant celle-ci à produire une impulsion de sortie pendant la durée de coincidence La sortie de la porte ET indique de ce fait que les deux dernières impulsions étaient séparéesd'une période égale au retard fixe de l'élément à retard La combinaison de l'élément à retard et de la porte ET est un détecteur de deux impulsions séparées d'une période définie Un nombre, N, de combinaisons élément à retard-porte ET peut être relié au générateur d'impulsions avec chaque élément à retard

ayant un temps de retard incrémentalement plus grand.

Si le nombre N est, par exemple, 256, alors 256 ou 28 périodes d'impulsions différentes sont détectables par les 28 circuits ET Si les 28 sorties des portes ET sont appliquées à un circuit décodeur un code PCM de 8 bits peut être produit, chaque mot codé de sortie successif du circuit représentant la période entre les deux dernières impulsions Si le générateur d'impulsions est un monostable sensible aux passages par zéro d'un signal analogique (par exemple limité), la sortie du décodeur correspondra à une manifestation binaire des périodes instantanées entre les passages par zéro du signal. En se référant aux figures, les éléments réfé10 rencés identiquement produisent sensiblement des fonctions identiques. En figure 1, un signal analogique FM modulé en argument qui peut avoir été amplifié et écrêté est appliqué par la connexion d'entrée 10 à l'entrée d'un monostable 15 redéclenchable 11 Le monostable 11 produit une impulsion étroite pour chaque passage par zéro du signal d'entrée (ou chaque transition du signal FM écrêté) Les impulsions du monostable 11 sont appliquées aux éléments à retard 12 et à une entrée de porte ET respective 13 Les connexions de sortie des éléments à retard 12 sont reliées aux secondes bornes d'entrée respectives des portes ET 13 Les bornes de sortie des portes ET 13 sont reliées aux connexions d'entrée respectives du décodeur 14 Les impulsions de sortie du monostable 11 peuvent également être appliquées 25 à une entrée de verrouillage CL du décodeur 14 Par exemple, il peut être souhaitable de produire des verrouillages de sortie dans le décodeur pour maintenir la sortie PCM à la borne 15 stable entre les passages

par zéro.

Il existe une durée minimum, tmin = to, entre les passages par zéro du signal d'entrée Cette période définit la période de retard du premier élément à retard désigné Co À L'élément à retard suivant plus grand t 1 a un retard de 'C + t' o t est un retard incrémental 35 significativement généralement plus petit que t O et qui définit la résolution du dispositif Chaque élément à retard en succession comprend un retard incrémental additionnel de r avec le nième élément à retard 1 'C n produisant un retard de O O + N t égal à l'intervalle maximum -C max entre les passages par zéro du signal maximma d'entrée. Un agencement alternatif des éléments à retard consiste à agencer un élément à retard avec un retard O en série avec la sortie du monostable de sorte que les éléments à retard en parallèle 12 nécessitent seulement de produire les retards incrémentaux RC o R correspond

au Rième élément à retard.

Ies largeursdes impulsions produites par le monostable sont choisies suivant la configuration particulière du dispositif décodeur En général, cependant, la durée d'impulsion doit être au moins égale à une moitié 15 du retard incrémental t, ou les impulsions peuvent être ignorées ou sautées par les détecteurs à porte ET car

elles sont trop court Espour être détectées.

Des signaux de détection particuliers des portes ET 13 et qui sont envoyés au décodeur 14 sont en rapport avec le nombre R de retards incrémentaux entre les passages

par zéro et sont de ce fait en rapport avec le-temps.

La période réelle entre les passages par zéro est 'CO+ RI.

Le retard minimum 1 'O peut également être représenté par un certain nombre S de retards incrémentaux de sorte 25 que la période entre les passages par zéro est (S+R)C Dans le cas d'un signal d'entrée modulé en fréquence, le signal d'information modulant une porteuse FM est en rapport avec la fréquence instantanée du signal FM Puisque la période entre les passages par zéro d'un 30 signal est l'inverse de la fréquence instantanée d'un signal, c'est l'inverse de (S+R) qui est en rapport avec le signal FM d'information S Lile signal de sortie produit par le décodeur est de représenter le signal d'information démodulé, le décodeur doit émettre des signaux associés 35 aux valeurs inverses de (S+R) de la Rième porte ET produisant un signal de détection Les inverses de (S+R) sont les signaux démodulés en escalier d'un facteur 1/t et décalés d'une quantité en relation avec la moitié des différences entre 1 t max min Dans le cas d'un signal d'entrée modulé en phase, le'signal d'information modulant une porteuse modulée en 5 phase est en relation avec la phase instantanée du signal PM L'intégrale dans le temps de la différence entre l'inverse de la période entre les passages par zéro (la fréquence instantanée) et la fréquence porteuse est en relation avec le signal d'information Le décodeur 14 10 doit émettre des signaux qui sont l'intégrale de la différence entre la fréquence instantanée et la fréquence porteuse si la sortie du décodeur doit représenter le

signal d'information démodulé.

La suite de la présente description va concerner 15 un circuit convertisseur analogique-numérique et démodulateur FM Un circuit convertisseur analogique-numérique

et démodulateur PM peut être construit de façon similaire.

Le décodeur exigé pour produire les inverses de (S+R) peut être un dispositif de type connu tel qu'un réseau logique programmé ou programmable (PLA) Alternativement le décodeur 14 peut comprendre un encodeur de priorité 16 et une mémoire morte ROM 17 L'encodeur de priorité produit un code de sortie PCM de N bits pour des connexions à 2 N entrées et dans la présente application 25 produit la représentation binaire R La sortie PCM de l'encodeur de priorité est ensuite reliée aux entrées d'adresse de la mémoire ROM 17 qui est programmée pour produire à sa sortie une manifestation binaire correspondant à l'inverse de la somme de la valeur des entrées 30 d'adresse et de la valeur S De plus, la mémoire peut être programmée de façon non linéaire pour compenser le

signal ou certaines non linéarités du système.

Le fonctionnement du dispositif va être décrit en référence aux figures 2 et 3 En figure 2 le signal A 35 correspond à un signal FM limité ou écrête dans lequel les

transitions de niveau correspondent aux passages par zéro.

Par commodité, une période maximum Zmax et une période minimum tmin entre les passages par zéro sont montrées adjacentes l'une par rapport à l'autre bien qu'en

pratique une telle condition n'est peu probable de se produire à cause des limitations de largeur de bande.

Le signal A est appliqué au monostable 11 de la figure 1 qui est sensible aux transitions de celui-ci et produit des impulsions de durée constante représentées par le signal B Le signal B est appliqué à chacun des éléments à retard 12 Les signaux C, D, E correspondent aux signaux de sortie des éléments à retard TO Y 1 ' -2 ' respectivement On voit que chaque élément à retard retarde le signal appliqué de périodes successivement plus grandes Le signal K correspond à la sortie de l'élément à retard tn et produit un retard de signal de 15 T O + N t La transition du signal A au temps TO produit l'impulsion Pl du signal B qui est appliquéeaux éléments à retard et sort de ceux-ci comme impulsions PIR comme montré au signal F Au temps Ti = V mn i max O

l'impulsion Pln sort de l'élément à retard N (signal K).

Au temps T 1 une seconde transition du signal A se produit produisant l'impulsion suivante P 2 (signal B) Les impulsions P 2 et Pin de l'élément à retard l Yn apparaissent concurremment et amèneraient la porte ET reliée à l'élément à retard der N à changer d'état de sortie et enregistrer 25 une détection On notera que les impulsions P 1 R illustrées aux signaux C, D, E, F, G, H, I et J devraient préalablement sortir de leurs éléments à retard respectifs alors que le signal B, qui est relié à une entrée de chacune des portes ET, est à un niveau bas empochant les portes ET 30 reliées à ces éléments à retard de produire des signaux

de détection.

Le décodeur sensible au signal de la porte ET reliée à l'élément à retard tn émettrait un signal en rapport ou en relation avec le nombre n Si l'impulsion 35 P 2 apparaissait avant le temps T 1, représentéepar l'impulsion P'22 en pointillé au signal B de la figure 2, elle serait en coïncidence avec une impulsion retardée d'un élément à retard intermédiaire à savoir l'impulsion P 1 R du signal F. -L'impulsion P 2 appliquée aux éléments à retard respectifs sort comme impulsion P 2 R des éléments à retard respectifs Une autre transition du signal A à min' = 10 secondes plus tard produit l'impulsion P 3 du signal B L'impulsion P 3 se produit simultanément avec l'impulsion P 21 sortant de l'élément à retard t? O La porte ET reliée à l'élément à retard t O détectera la coincidence et le décodeur 14 émettra une valeur binaire en relation avec la période de retard minimum c'est-à-dire les retardsd'incrément zéro On notera que lorsque l'impulsion P 3 se produit les impulsions P 2 se propageant à travers tous les étages à retard se suivant ne seront Pas 15 encore disponiblesà leurs sorties respectives On notera également que si trois passages par zéro (transitions du signal A) se produisent de façon très proche produisant trois impulsions successives P 2, P 3, P 4 du signal B, il est possible que deux impulsions (P 2 R du signal F et P 31 20 du signal C) peuvent simultanément être émises des étages à retard séparés concurremment avec l'apparition de la troisième impulsion (P 4 du signal B) Dans ce cas

il y aura double détection (P 4 et P 31) et (P 4 et P 2 R), la dernière produisant un résultat erroné Ce problème 25 va être résolu au vu de la description ci-dessous faite

en référence au circuit de la figure 4.

Dans un agencement alternatif, la double détection peut être utilisée comme un avantage En proportionnant de façon convenable ou appropriée la largeur d'impulsion 30 du monostable vis-à-vis de la période t, des circuits

de détection adjacents peuvent être simultanément validés.

On considèrera les impulsions comme étant des impulsions

carrées ou rectangulaires et d'une largeur de 3 1/4.

Les impulsions des éléments à retard successifs seront 35 séparées de t /4 Une impulsion suivante du monostable peut de ce fait chevaucher des impulsions retardées des éléments à retard adjacents La Rième porte de détection sera seulement uniquement validée par l'impulsion suivante ayant un front de montée se produisant sur la gamme incrémentale de /4 à t /4 Pour le front de montée de l'impulsion suivante se produisant entre la gamme %/4 et 3 t/4 par rapport au Rième retard, les Rième et (R-1)ième portesde détection seront validées Et pour le front de montée de l'impulsion suivante se produisant sur la gamme de t/4 et 3 t/4, par rapport au Rième retard, les Rième et(R+ 1)ième portes de détection 10 seront validées Par une conception appropriée du décodeur pour interpréter des apparitions simultanées

des signaux de détection des éléments de détection adjacents la résolution du système à N portes peut être réhaussée ou augmentée à la résolution d'un système à 15 ( 2 n-1) éléments à retard.

En figure 3, le signal supérieur désigné par FM est un signal FM arbitraire dans lequel la période entre les passages par zéro augmente linéairement et diminue ensuite La première période désignée t O est présumée 20 être une période minimum La période C O a été choisie comme étant égale à dix retards incrémentaux c'est-à-dire Z O = 10 t, et les périodes entre les passages par zéro sont augmentées par incréments de 5 t Le signal modulant pour un signal FM avec périodes symétriques augmentant et 25 diminuant linéairement est hyperbolique et proportionnel

à 1/1 Ce signal est illustré en pointillé.

Les augmentations incrémentales entre les passages par zéro sont inscrites en unités de % dans la ligne ou rangée de nombres désignée par R Immédiatement en 30 dessous de la rangée R est la somme des unités R des retards incrémentaux et des unités S= 10,du retard fixe contribué par 0-' Les inverses des sommes (R+S) sont

inscrites sur la rangée des nombres désignée par 1/(R+S).

Ces valeurs, multipliées par la constante arbitraire de 35 500, sont ensuite montrées graphiquement par le signal marqué PCM ANALOGIQUE, et représentent la sortie du décodeur en escalir ou échelonné de 500 pour le signal FM appliqué au convertisseur On voit que le signal modulant se rapproche beaucoup de l'enveloppe du signal de donnée échantillonné PCM ANALOGIQUE Le signal PCM ANALOGIQUE est incliné à droite parce que les valeurs correspondant à une période particulière sont produites pendant la période suivante En plus il existe une faible distorsion de fréquence car la durée d'une valeur particulière

d'échantillon est déterminée par la période suivante.

Cette dernière distorsion peut être réduite en échantillon10 nant la donnée de sortie PCM à une fréquence constante et interpolant ou moyennant chaque valeur sur plusieurs valeurs. La figure 4 représente une variante du convettisseur de la figure 1 et qui comprend un dispositif spéci15 fique pour créer les retards incrémentaux Le signal FM à convertir est appliqué par la liaison 10 à un générateur monostable d'impulsions 11 La sortie du monostable est appliquée par la liaison 20 à un élément à retard 21, une porte ET 23 et un décodeur 25 L'élément à retard 21 20 produit un retard 1 e O équivalent à la période minimum entre les passages par zéro du signal FM La sortie de l'élément 21 est reliée à l'entrée d'une porte logique 22 a qui peut être poear exemple un simple tampon ou une porte OU ou une porte ET avec ses entrées reliées ensemble etc, 25 ayant une période de retard définie entre son entrée et ses connexions de sortie (traditionnellement connue comme retard de propagation ou de porte) Des portes similaires 22 b à 22 N sont reliées en cascade à la porte 22 a, chacune ayant des périodes de retard de porte similaires. 30 Le retard de porte des éléments 22 a, 22 b etc dans cet agencement est le retard incrémental 't qui détermine la résolution du convertisseur A cause des agencements en cascade des portes 22, chaque porte successive ajoute un retard additionnel aux impulsions appliquées à 35 l'élément à retard 21 Les périodes de retard aux connexions de sortie de l'élément 21, des portes 22 a, 22 b

et 22 N sont respectivement T 0, O +b, O t+ 21 t et V O +n-.

O ' O

Les retards de propagation ou de porte sont en relation ou fonction de la technologie utilisée dans la fabrication des dispositifs Par exemple des dispositifs bipolaires à émetteur couplé peuvent avoir des retards 5 de porte de moins d'une nanoseconde En technologie CMOS des retards de porte de 10 nanosecondes (technologie à vitesse élevée) et de 30 nanosecondes (technologie standard) sont typiques Dans les deux cas les vitesses peuvent être variées en changeant les potentiels d'alimen10 tation du circuit ou en variant les capacités internes ou externes associées aux portes permettant un certain contrôle adaptatif ou de façon programmable de la résolution du circuit En figure 4 la programmabilité des retards de porte est indiquée par la source d'alimentation 15 28 de porte variable Lorsqu'intégrée sur un seul échantillon de silicium l'uniformité de retard de porte à

porte peut être maintenue dans quelquespour-cents.

En se référant de nouveau à la figure 4, des portes OU respectives sont interposées entre les portes ET 20 23 de détection de coïncidence d'impulsion et le décodeur Les portes OU sont incluses pour empêcher des lectures fausses lorsque le total des retards incrémentaux produits par les portes 22 est plus grand que le temps minimum entre des passages par zéro Si le retard total incrémen25 tal est plus grand que l'intervalle minimum de passages par zéro C min, il est possible que deux impulsions successives, produites par les passages par zéro définissant une période proche de,min' de traverser concurremment les étages à retard 22 A l'apparition de l'impulsion 30 suivante, les deux impulsions présentes dans les étages à retard amèneront deux des portes ET 23 à produire concurremment des signaux de détection Cependant, puisque la dernière impulsion introduite dans les étages à retard produit le signal de détection correct, des moyens sont 35 prévus pour outrepasser ou chevaucher le signal de détection produit par l'impulsion introduite plus tôt qui restait dans les étages à retard Un procédé pour accomplir ce chevauchement est d'amener tous les signaux d'entrée au décodeur 25 représentant des retards égaux à et plus grands que le retard de la porte ET située la plus proche du monostable à détecter une coincidence pour produire également des signaux de détection En d'autres termes, les signaux d'entrée du décodeur de tous les circuits de détection précédant le premier circuit qui enregistre la coincidence d'impulsionsseront maintenus à un niveau logique bas et les signaux d'entrée du décodeur de tous les circuits de détection suivants seront

forcés à un niveau logique haut.

En figure 4, chaque signal d'entrée du décodeur (excepté le dernier) est appliqué à l'entrée d'une porte OU dont l'autre entrée reçoit le signal de détection suivant Le signal de détection de la première porte ET pour enregistrer la colncidence sera ainsi appliqué par les portes OU à toutes les entrées successives du décodeur amenant celles-ci à être à un niveau logique haut Le décodeur 25 est conçu pour émettre des échantillons PCM 20 qui correspondent au premier (en position et non pas en temps) signal d'entrée du décodeur enregistrant un niveau logique haut On notera cependant que la condition de deux impulsions traversant simultanément les éléments à retard ne peut pas se produire si la période minimum entre des 25 passages par zéro est plus grande qu'une moitié de la

période maximum entre les passages par zéro du signal FM.

Lorsque ces conditions existent il n'est pas nécessaire

d'inclure le circuit de chevauchement dans le convertisseur.

En figure 4, la sortie PCM 26 du décodeur 25 est 30 reliée à un interpolateur 27 qui est cadencé à une fréquence fixe par un signal d'horloge O laquelle fréquence

peut être plus élevée que la fréquence de la porteuse FM.

L'interpolateur 27 pondère et combine un nombre d'échantillons par exemple quatre produits par le décodeur et 35 produit des échantillons moyennés, à la fréquence fixe, à sa sortie 30 L'interpolation peut être linéaire, cubique ou de toute autre fonction polynominale Des informations détaillées sur l'interpolation peuvent être trouvées dans R E Crochiere et al; "Interpolation and Decimation of Digital Signals A Tutorial Review", Proc IEEE, Vol 69, N 3, Mars 1981 L'interpolateur produit des échantillons de fréquence fixe pour un traitement synchrone subséquent et tend à lisser l'enveloppe définie par les échantillons de sortie du décodeur

et linéariser la réponse de sortie.

La figure 5 est un autre mode de réalisation de 10 l'invention o les retards incrémentaux sont produits par un réseau récurrent ou itératif de résistances avec des capacités reliées aux points de liaison respectifs 41, 42 Ceci correspond aux étages à retard 22 de la figure 4 Le retard par section est déterminé par la constante de temps RC Si les capacités C sont du type à tension variable, les temps de retard incrémentaux peuvent être ajustés en changeant la tension de polarisation continue VBIAS, imposée à travers les capacités Le

réseau RC est terminé par son impédance caractéristique 20 Z 043 pour empêcher des réflexions.

Un élément à retard 41 ayant un retard t'0 est relié entre le monostable 11 et le réseau RC 22 et peut consister d'un nombre de réseaux RC similaires reliés en cascade Alternativement, l'élément à retard 40 peut 25 consister d'un multivibrateur à retard fixe et d'un second monostable ou d'un circuit résistance-capacité de tension variable comme montré en figure 5 b Dans ce cas, la résistance de canal d'un transistor à effet de champ FET 49, laquelle résistance dépend des tensions de polarisation entre les électrodes de porte, de source et de drain, est utilisée comme résistance variable de tension Les changements de résistance sont effectués en réglant ou ajustant le potentiel de porte du transistor FET La résistance variable de tension produit un retard 35 variable r O qui permet l'accord du convertisseurdémodulateur pour différentes porteuses ou conditions de modulation.

255067 1

Les détecteurs de coincidence d'impulsior de la figure 5 a sont de simples transistors FET 44 ayant leurs portes reliées aux bornes respectives du réseau à retard RC et leurs sources reliées en commun au mono5 stable 11 par l'intermédiaire d'un inverseur 49 Les drains des transistors FET sont reliés aux bornes d'entrée du décodeur 47 et celui- ci est conçu pour répondre aux

signaux de détection du courant d'entrée dans ce cas.

On supposera que les transistors FET sont des dispositifs à enrichissement du type N qui sont conditionnés pour conduire un courant drain-source en réponse à un potentiel positif porte-source Lorsque le potentiel de sortie du monostable est bas, à savoir pendant les intervalles entre des impulsions, le potentiel de sortie 15 de l'inverseur 49 est haut Ce potentiel de niveau haut appliqué aux sources des transistors FET 44 crée un potentiel négatif porte-source sur chaque transistor et les empêche de conduire un courant de drain A l'apparition de l'impulsion suivante la sortie de l'inverseur passe à un niveau bas et l'impulsion précédente émerge ou apparait de l'un des éléments à retard produisant un potentiel positif porte-source au transistor respectif qui à son tour produit un signal de courant de détection au décodeur 47 Si les sources destransistors FET 44 étaient 25 reliées aux connexions d'entrée du décodeur et le monostable était relié aux drains des transistors FET, l'inverseur 49 ne serait pas nécessaire Dans cet agencement, les transistors FET ont une polarisation de drain pour conduction d'un courant de drain seulement lorsqu'une 30 impulsion est produite par le monostable Ainsi seulement un transistor FET ayant une impulsion de porte produite à partir de son élément à retard respectif en coïncidence avec une impulsion produite par le monostable conduira et

produira un signal de détection au décodeur.

La figure 6 est une représentation illustrative du réseau RC et des transistors FET de détection de la figure 5 comme pouvant être réalisés sous forme de circuit intégré En figure 6, les résistances R sont formées à partir d'une électrode 51 en polysilicium continu fabriquée sur un diélectrique sur un échantillon semiconducteur Le polysilicium (ou autre électrode réfrac5 taire) est légèrement dopé de sorte qu'il est rendu seulement légèrement conducteur c'est-à-dire qu'il est hautement résistif L'électrode 51 a une capacité inhérente distribuée 55 sur sa longueur associée au diélectrique et échantillon semiconducteur sur lequel elle est fabriquée. 10 La résistance 56 sur sa longueur peut être fabriquée uniforme comme peut l'être la capacité distribuée, ainsi sur une longueur d'une unité on peut les supposer 8 tre des éléments localisés ou concentrés de résistance en série reliées en cascade avec des capacités de shunt entre 15 les connexions en cascade Des diffusions de drain 53 et de source 52 sont disposées dans l'échantillon de silicium adjacentes à l'électrode en polysilicium 51 de sorte qu'elle accomplit une fonction de porte pour les transistors FET respectifs Un nombre de paires de diffusions 20 source et drain sont montrées le long de l'électrode de

polysilicium formant chacune un transistor FET avec elle.

Les résistances des éléments à retard sont déterminées par l'espacement des transistors FET le long de l'électrode de porte (polysilicium 51) La capacité est déterminée 25 principalement par l'épaisseur du diélectrique et le

rapport d'aspect largeur-longueur de l'électrode 51.

Les diffusions de source respectives sont reliées au monostable par l'intermédiaire d'un conducteur de faible impédance 50 qui contacte également une extrémité de l'électrode de polysilickm 51 Les diffusions de drain respectives sont reliées au décodeur par des conducteurs

de faible impédance 54.

Une autre approche de réalisation des retards incrémentaux est d'utiliser le phénomène d'onde acoustique 35 de surface (SAW) avec le signal pris du milieu de transport aux endroits appropriés_,et appliqué au circuit de détection de coïncidence de signaux Ceci peut être effectué dans le silicium aussi bien que dans les

matériaux à onde acoustique de surface plus conventionnels.

Cependant si le phénomène d'onde acoustique de surface du silicium est utilisé le circuit de détection et décodeur peut être intégré sur le même substrat semiconducteur.

Claims (11)

R E V E N D I C A T I O NS

1. Circuit convertisseur analogique-numerique et démodulateur pour signaux analogiques modulés en argument par un signal d'information, comprenant un moyen ( 11) sensible aux passages par zéro desdits signaux analogiques pour produire des impulsions qui sont étroites par rapport à la période entre lesdits passages par zéro; caractérisé en ce que ledit moyen générateur d'impulsions est également sensible aux passages par zérodansl'autre sens ou direction desdits signaux analogiques pour produire lesdites impulsions; et également caractérisé par un moyen ( 12) sensible auxdites impulsions pour produire plusieurs répliques retardées desdites impulsions, lesquelles répliques sont retardées par des périodes de retard respectives augmentant par incréments prédéterminés; plusieurs moyens ( 13) de détection de la coïncidence d'impulsions sensibles auxdites répliques produites et retardées respectives pour produire des signaux de détection à l'apparition simultanée des20 dites impulsions dudit moyen générateur d'impulsions et une réplique retardée desdites impulsions; et par un décodeur ( 14) sensible aux signaux de détection dudit moyen de détection de coïncidence pour produire des

manifestations numériques correspondant audit signal 25 d'information.

2. Circuit selon la revendication 1, caractérisé en ce que la manifestation numérique précitée correspond à la phase ou fréquence instantanée du signal analogique

définie par les passages par zéro successifs.

3 Circuit selon la revendication 2, caractérisé en ce que le moyen ( 12) précité produisant plusieurs répliques retardées des impulsions précitées comprend n éléments à retard (t 0-otn) ayant des liaisons d'entrée respectives reliées en parallèle pour y appliquer lesdites 35 impulsions, des liaisons de sortie respectives auxquelles sont disponibles lesdites répliques retardées, un premier (tc O) desdits éléments à retard ayant une période de retard O, un second (t 1) desdits éléments à retard ayant une période de retard t O +Z, et chaque Rième élément à retard ayant une période de retard 1 t O +(R-1), o R est un nombre entier et r représente l'incrément

de retard prédéterminé.

4._ Circuit selon la revendication 2, caractérisé en ce que le moyen ( 11) précité pour produire des 10 impulsions comprend un monostable sensible auxdits passages par zéro et produisant une impulsion pour

chaque passage par zéro du signal analogique.

5. Circuit selon la revendication 1, caractérisé en ce que le décodeur précité comprend un réseau logique 15 programmable ( 25) sensible auxdits signaux de détection et programmé pour émettre un signal numérique ( 26) correspondant à la phase ou fréquence instantanée définie par la période entre les passages par zéro indiquée par

les signaux de détection respectifs.

6 Circuit selon la revendication 1, caractérisé en ce que le décodeur ( 14) précité comprend un encodeur de priorité ( 16) sensible aux signaux de détection précités pour produire un nombre binaire représentant le moyen de détection de coincidence produisant un signal de détection particulier; et un élément mémoire ( 17) ayant une entrée d'adresse reliée audit encodeur de priorité et programmé pour produire à un bus de sortie une valeur correspondant à la phase ou fréquence instantanée du signal analogique pour des périodes respectives entre 30 les passages par zéro indiquées par lesdits signaux de détection.

7. Circuit selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen précité produisant des répliques retardées comprend (n-1) éléments à retard similaires 35 ( 21, 22 a-22 n) reliés en cascade, dont le premier est

relié au moyen ( 11) générant les impulsions.

8. Circuit selon la revendication 7, caractérisé en ce que les éléments à retard similaires précités ( 21, 22 a-22 n) sont des portes logiques respectives et la période de retard incrémental est le retard de propagation des portes respectives.

9. Circuit selon la revendication 7, caractérisé en ce que la période de retard des éléments

à retard similaires précités est réglable.

10. Circuit selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend également un interpolateur ( 27) sensible à un signal d'échantillonnage ( 0) de fréquence fixe pour échantillonner la manifestation numérique précitée produite par le décodeur ( 25) précité

pour produire des échantillons correspondant aux sommes 15 pondérées desdites manifestations numériques.

11. Circuit selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdétecteursde coïncidence

d'impulsions ( 13) précités sont des portes ET.