FR2588965A1 - Dispositif de detection d'impulsions en fonction de leur duree - Google Patents

Abstract

POUR DETECTER DANS UN SIGNAL ENTRANT Q DES IMPULSIONS AYANT DES DUREES T COMPRISES ENTRE UNE DES DUREES PREDETERMINEES MINIMALE T ET MAXIMALE T T, LE DISPOSITIF COMPREND UN CIRCUIT 3 POUR DETECTER DES PREMIERES IMPULSIONS AYANT DES DUREES SUPERIEURES A LA DUREE MINIMALE T, ET UN CIRCUIT 4 POUR DETECTER DES SECONDES IMPULSIONS AYANT DES DUREES INFERIEURES A LA DUREE MAXIMALE T T PARMI LES PREMIERES IMPULSIONS DETECTEES. SELON D'AUTRES REALISATIONS, NOTAMMENT LORSQUE LE SIGNAL EST PERIODIQUE, LE DISPOSITIF COMPREND DES MOYENS POUR DETECTER DES ECARTS TEMPORELS ENTRE IMPULSIONS DU SIGNAL ENTRANT COMPRIS DANS UNE PLAGE D'ENTREE PREDETERMINEE. CE DISPOSITIF PERMET AINSI DE MESURER DES FREQUENCES, COMME UN FILTRE DE FREQUENCE DE HAUTE PRECISION, LES DUREES PREDETERMINEES ETANT PROGRAMMABLES.

Description

Dispositif de détection d'impulsions en fonction de leur durée La présente

invention concerne d'une manière générale un dispositif électronique pour détecter dans un signal entrant des impulsions ou éventuellement des alternances sinusoïdales, isolées ou périodiques, ayant des durées comprises entre une première durée minimale et une première durée maximale. Corollairement, ce dispositif peut être employé comme filtre de fréquence de haute précision, pour autant que l'on ait, au préalable, isolé les fréquences à analyser à l'aide de filtres classiques à résonnance, ou que ces fréquences se présentent séquentiellement. -Ainsi associé 0 à un filtre classique si nécessaire, le dispositif permet d'obtenir une très haute sélectivité, et le gabarit, affaiblissement/fréquence, a une forme rigoureusement rectangulaire car aux fréquences de coupure ce dispositif fonctionne par tout ou rien. On connait des dispositifs de mesure de durée d'impulsions utilisés notamment dans des fréquencemètres ou périodemètres, tachymètres, surveilleurs de vitesse ou analogues. Par exemple, un tel dispositif comprend un circuit ET recevant un signal entrant impulsionnel et un signal d'horloge de fréquence prédéterminée, et un compteur relié à la sortie du circuit pour compter les impulsions d'horloge pendant chaque impulsion du signal entrant. Un tel dispositif de mesure indique la fréquence des impulsions entrantes à la fréquence près des impulsions d'horloge en vue d'un affichage de fréquence ou d'une comparaison à une fréquence

prédéterminée.

Lorsque l'on recherche à détecter des impulsions ayant une durée prédéterminée dans un signal entrant, notamment dans le domaine de transmissions téléphoniques, la largeur des impulsions peut varier dans une plage prédéterminée ayant des limites très précises, l'étendue de cette plage prédéterminée pouvant être variable en fonction de la fréquence des impulsions à détecter. Les dispositifs de mesure précités ne permettent pas de choisir la

fréquence des impulsions et la tolérance sur cette fréquence.

- 2 - La présente invention a donc pour but de fournir un dispositif de détection tel que défini.dans l'entrée en matière offrant, si

nécessaire, les choix précédents.

A cette fin, un dispositif de détection est caractérisé en ce qu'il comprend des premiers moyens pour détecter des premières impulsions ayant des durées supérieures à la première durée minimale, et des seconds moyens pour détecter des secondes impulsions ayant des durées inférieures à la première durée

maximale parmi les premières impulsions détectées.

Selon une réalisation préférée, les premiers moyens pour détecter comprennent un premier compteur comptant des premières impulsions d'horloge en réponse au début de chaque impulsion du signal entrant, ledit premier compteur étant remis à zéro en réponse à la fin d'une impulsion du signal entrant ayant une durée inférieure à la première durée minimale, ou après l'expiration de ladite première durée minimale succédant au début d'une première impulsion afin de déclencher les seconds moyens pour détecter, et les seconds moyens pour détecter comprennent un second compteur et une porte ET ayant une première entrée recevant le signal entrant à travers un inverseur et une seconde entrée reliée à une sortie du second compteur, ledit second compteur comptant des secondes impulsions d'horloge pendant un intervalle temporel à l'expiration de ladite première durée minimale succédant au début de chaque première impulsion détectée, ledit intervalle temporel étant égal à la différence des premières durées maximale et minimale, afin de fournir à ladite seconde entrée de la porte une impulsion ayant une largeur égale à l'intervalle temporel. Les premiers et seconds compteurs sont programmables soit en dépendance de premier et second comptes maximaux, soit en dépendance des fréquences des premières et secondes impulsions d'horloge, respectivement, afin de

sélectionner des valeurs des premières durées minimale et maximale.

Ceci offre ainsi la possibilité de choisir une largeur minimale des impulsions ou alternances sinusoïdales à détecter ainsi qu'une précision de détection sur cette largeur. En d'autres termes, le dispositif peut être utilisé comme filtre ayant une bande passante de largeur programmable centrée sur une fréquence

également programmable.

-3 - Lorsque le signal entrant est notamment périodique, le dispositif de détection comprend non seulement des moyens pour détecter des impulsions dans le signal entrant ayant des durées comprises entre les premières durées minimale et maximale, mais également des moyens, analogues aux précédents, pour détecter des écarts temporels entre impulsions du signal entrant ayant des

durées comprises entre des secondes durées minimale et maximale.

Dans ce cas, le dispositif permet de détecter précisement des périodes du signal entrant comprises dans une plage déterminée, de préférence sélectionnée par programmation. Le signal entrant peut être alors une porteuse ayant un facteur de forme donné égal ou

différent de 1/2.

Comme on le verra dans la suite, une utilisation de dispositifs selon l'invention pour détecter dans un signal entrant des impulsions ayant une largeur donnée modulant une porteuse donnée est particulièrement d'interêt pour augmenter le nombre de caractères transmis en code à multifréquence utilisé classiquement

pour des signalisations téléphoniques.

D'autres avantages et caractéristiques de l'invention

apparaîtront plus clairement à la lecture de la description

suivante de plusieurs réalisations préférées de l'invention en référence aux dessins annexes correspondants dans lesquels: - la Fig.1l est un diagramme détaillé d'un dispositif de détection selon l'invention pour détecter des impulsions de durées déterminées, dans un signal entrant; la Fig.2 montre des diagrammes temporels de signaux établis dans le dispositif de la Fig.1; - la Fig.3 est un bloc-diagramme d'un dispositif de détection selon l'invention pour détecter des périodes de durées déterminées dans un signal entrant; - la Fig.4 montre des diagrammes temporels de signaux établis dans le dispositif de la Fig.3; et - la Fig. 5 montre schématiquement deux dispositifs de détection en série pour détecter des impulsions modulant une

porteuse.

Selon la réalisation illustrée à la Fig.1l, un dispositif de détection d'impulsions ou d'alternances sinusoïdales en fonction de -4- leur durée 1 comprend un circuit de mise en forme 2, un premier circuit de détection d'impulsions 3, un second circuit de détection d'impulsions 4, un circuit de reproduction d'impulsions calibrées 5

et une base de temps programmable 6.

Le circuit de mise en forme 2 reçoit à une entrée 20 un signal entrant comportant des impulsions et/ou des alternances notamment sinusoïdales qui sont isolées bien que, comme on le verra dans la suite, le signal entrant peut être un signal périodique pendant des

durées prédéterminées et ayant un facteur de forme quelconque.

Chaque impulsion, comme illustré à une première ligne de la Fig.2, ou alternance a une durée t qui est détectée lorsqu'elle est comprise entre une première durée minimale t1 et une seconde durée maximale t1 + t2. L'intervalle temporel t2 détermine la tolérance de mesure sur les durées et est en pratique très petit par rapport à t1. Le circuit de mise en forme a pour but de mettre en forme le signal entrant sous la forme d'un signal ne comportant que des impulsions à fronts raides. Le circuit 2 n'est donc pas indispensable lorsque le signal entrant est un signal numérique

impulsionnel tel qu'un signal numérique.

Le circuit de mise en forme 2 comprend une première bascule monostable 21 déclenchable par chaque front montant du signal entrant, une seconde bascule monostable 22 déclenchable par chaque front descendant du signal entrant, et une bascule bistable 23 ayant des entrées S et R respectivement reliées à des sorties des bascules 21 et 22. Les bascules monostables détectent ainsi des débuts d'alternances positives et négatives d'un signal entrant notamment sinusoïdal et ainsi commandent des mises à "1" et à "0"1 d'une sortie Q de la bascule bistable 23 respectivement. Afin que la sortie Q n'oscille pas entre les états "0" et "1", les impulsions produites par les bascules monostables et donc les constantes de temps de ces bascules sont nettement plus courtes que la durée des impulsions ou alternances dans le signal entrant, comme montré à des seconde et troisième lignes de la Fig.2. Le signal impulsionnel à la sortie Q, comme montré à une quatrième ligne de la Fig.2, est simplement déphasé du double du temps de propagation à travers l'une des deux bascules 21 et 23 ou 22 et 23, si les temps de propagation t21, t22 et t23 des bascules 21, 22 et - 5 - 23 sont identiques. Dans le cas contraire, lorsque t21 est différent de t22, il apparaît une sensible distorsion égale à la

valeur absolue de t21-t22, en pratique, de quelques nanosecondes.

Le premier circuit de détection 3 comprend un compteur 31 jouant le r6le de temporisateur pour détecter des premières impulsions transmises par la sortie Q, ayant des durées supérieures ou égales à la durée minimale t1. Le compteur 31 offre une entrée de déclenchement D1 et une entrée de remise à zéro RZ1 reliées directement et à travers un inverseur 32 à la sortie Q, respectivement, et une entrée d'horloge H1 recevant un premier signal d'horloge ht1 à fréquence programmable par une base de temps programmable 6. Un front montant à la sortie Q de la bascule 23 déclenche, via l'entrée D1, un comptage de Nt1 impulsions du premier signal d'horloge dans le compteur 31. Comme montré à une cinquième ligne de la Fig.2, une sortie S1 du compteur 31 passe à l'état "1" lorsque le compte du compteur 31 est égal au nombre entier Nt1 déterminant une durée de comptage égale à la durée minimale t. Puis tant que l'entrée RZ1 demeure à l'état "0", le compte du compteur 31 est bloqué à Ntl. Le compteur 31 est remis à zéro en réponse au front descendant de l'impulsion de largeur t >-t1. Dans le cas contraire, lorsqu'une impulsion entrante transmise par la sortie Q a une largeur inférieure à tI, l'entrée RZ1 passe à "1" avant que le compte du compteur atteigne ledit premier nombre Ntl, et par suite, le compteur 31 est remis à zéro ce qui ne déclenche pas un second compteur 41 inclus dans le

circuit 4.

Le second circuit de détection 4 est destiné à détecter parmi des premières impulsions entrantes ayant une durée supérieure à t1 et détectées par le circuit 3, celles ayant des durées inférieures ou égales à (t1 + t2). Le circuit 4 comprend le second compteur 41 ayant une entrée de déclenchement D2 reliée à la sortie S1 du premier compteur 31 et une entrée d'horloge H2 recevant un second signal d'horloge ht2 à fréquence programmée par la base de temps 6, ainsi qu'une porte ET 43 ayant une première entrée 431 reliée à la sortie Q de la bascule 23 à travers au moins un inverseur 42 et une

seconde entrée 432 reliée à une sortie S2 du compteur 41.

6 - En réponse à chaque front montant à la sortie S1 du premier compteur 31, le second compteur 41 compte Nt2 impulsions du second signal d'horloge pendant une durée prédéterminée égale à l'intervalle temporel t2. Pendant ce comptage, la sortie S2 produit une impulsion ayant une largeur t2, comme montré à une sixième ligne de la Fig.2. Le compteur 41 est remis automatiquement à zéro à la fin de cette impulsion t2 grâce à une sortie de remise à zéro

RZ2 du compteur 41 reliée à la sortie S2 à travers un inverseur 44.

Ainsi la seconde entrée 432 de la porte ET 43 est à l'état "1"

pendant un intervalle de temps t2.

Pendant cet intervalle temporel t2, si l'impulsion délivrée par la sortie Q et détectée par le compteur 31 cesse, c'est-à-dire si la première entrée 431 de la porte ET passe à l'état "1", comme montré à la septième ligne de la Fig.2, une sortie 433 de la porte 43 délivre une impulsion ayant une largeur t1 + t2 - t inférieure ou égale à t2. Dans ce cas, un compteur 51 dans le circuit de reproduction d'impulsions 5 est déclenché par le front montant de l'impulsion transmise par la sortie 433 à une entrée de déclenchement D3, ce front montant étant synchrone avec le front descendant de l'impulsion détectée de largeur t. Le compteur 51 compte également des impulsions du premier signal d'horloge ht1 appliqué à une entrée d'horloge H3 par la base de temps 6. Suite au déclenchement du comptage, une sortie S3 du compteur 51 produit une impulsion de durée égale à t1 pendant le comptage de Nt1 impulsions d'horloge h1, l'achèvement de ce dernier comptage, provoquant une remise à zéro du compteur 51 via un inverseur 52 entre la sortie S3 et une entrée de remise à zéro RZ3. Ainsi pour un signal entrant contenant des impulsions ou alternances ayant des durées comprises entre t1 et t1 + t2, la sortie S3 reproduit des impulsions de largeur calibrée t1 au rythme du signal entrant, comme montré à une

avant-dernière ligne de la Fig.2.

Lorsque le signal entrant est périodique et est défini par une période nomimale T et un écart temporel nominal e entre deux impulsions successives compris entre une seconde durée minimale 81=T-(tl+t2) et une seconde durée maximale i1+O2=T-t1, le dispositif de détection comprend un circuit d'indication de période

du signal entrant.

- 7 - Selon une première réalisation montrée à la Fig.1l, le circuit d'indication de période 7 comprend un compteur 71 recevant par une entrée d'horloge H4 un signal d'horloge hO1 à fréquence programmée par la base de temps 6, et une porte OU 72 ayant deux entrées respectivement reliées aux sorties S3 et S4 des compteurs 51 et 71. Une entrée de déclenchement D4 du compteur 71 est reliée à la sortie S3 à travers l'inverseur 52 afin que le compteur 71 compte des impulsions d'horloge hO1 pendant une durée égale à 01, ou de préférence sensiblement supérieure à 01, par exemple égale à 0e1i+e2 0 en réponse à chaque front descendant d'une impulsion de largeur t1 à la sortie S3. La sortie S4 transmet ainsi une impulsion de largeur 01+e2, grâce à une remise à zéro du compteur 71 à travers un inverseur 73 interconnecté entre la sortie S3 et leur entree de remise à zéro RZ4 du compteur 71. Ainsi, à chaque impulsion détectée de largeur t1<t<tl+t2, une sortie SI de la porte OU 72 délivre une impulsion de largeur T. Si le signal entrant est à la période T pendant une durée déterminée D, une polarité continue à l'état haut "1"' est délivrée à la sortie SI après un retard de l'ordre de t1 par rapport au signal entrant et indique qu'une impulsion de durée D modulant un signal périodique T, tel qu'une

porteuse de fréquence 1/T, est détecte.

Si pendant l'intervalle temporel t2, l'impulsion à la sortie Q n'est pas terminée et donc si la première entrée 431 de la porte ET est encore à l'état "0" à la fin de l'impulsion t à la sortie S2 du compteur 41, la sortie 433 de la porte ET reste à "0" et le compteur 5 n'est pas déclenché. L'état continu "0" des sorties S3 et SI pendant au moins t! + t2 indique un défaut de détection

d'impulsions de largeurs comprises entre t1 et t1 + t2.

Dans la Fig.2 sont indiqués des temps de propagation de composants électroniques inclus dans le dispositif 1, intervenant pour déterminer des limites de fonctionnement et un pouvoir séparateur en fréquence du dispositif. Dans la suite, on désigne par tx un temps de propagation d'un composant repéré par le nombre x. Pour que le compteur 41 soit déclenché par un front montant du signal impulsionnel à la sortie Q de la bascule 23, il faut que la largeur de l'impulsion ou de l'alternance entrante ait une largeur au moins égale à: tm t31 + t1 + t41 Si on suppose que les composants offrent des rapidités de commutation élevées grâce à une réalisation en technologie HOS par exemple, les temps de propagation t31 et t41 d'un premier étage à bascule dans les compteurs 31 et 41 sont chacun de l'ordre de 20 ns. D'après la relation suivante, pour tl=0, le dispositif peut détecter des fréquences au plus égales à fM ' 1/(2tm) = 1/(2. 40. 10-9)Hz - 12,5 MHz La plus petite valeur t2m de t2 doit être telle qu'elle permette le fonctionnement de la porte 43 et le déclenchement du troisième compteur 51, soit: t2m t43 + t51 En effet, si t2 est choisi égal à t2m, l'entrée 431 doit être à l'état logique "1" au plus tard lorsque l'entrée 432 passe elle-même à "1". Dans le cas contraire, les entrées 431 et 432 sont simultanément à l'état "1" pendant un temps inférieur à la durée limite t2m et aucune impulsion à la sortie 433 de la porte ET 43 ne

déclenche le compteur 51.

Par ailleurs, pour qu'il y ait détection, la fin de l'impulsion à la sortie Q doit être postérieure à la durée t1 pondérée par le temps de propagation des composants 31 et 41 et, dans le cas limite, être antérieure au temps marquant le passage à l'état "1" de l'entrée 432 de la porte ET 43, comme montré dans les trois premières lignes de la Fig.2. Ainsi la fin du signal doit

être situé dans une plage minimale comprise entre t et t + t41.

La durée t41 représente une marge d'incertitude qui correspond, dans le cas de la détection d'un signal sinusoïdal ou carré à une fréquence porteuse fl 1/(2tl), comme on le verra dans la suite,à une marge d'erreur Af1 affectant la détection de la fréquence fl ou encore, à une "bande passante résiduelle" Af1 de: dfM -dt/(2.tl) avec dt - t41 soit dfH = t41/(2.t1) La valeur absolue du pouvoir séparateur à la fréquence f1 est: l/df1 - I/(t41. (fl)2) - 9 - et est fonction de la vitesse de fonctionnement du compteur 41 et varie comme l'inverse du carré de la fréquence détectée flo Ainsi pour la plus haute fréquence détectable de 12,5 MHz la marge d'erreur AfM est la plus grande et a la valeur de:

Af2 M = (20. 10 9. (12,5). 1012 Hz = 3,125 MHz.

12,5 MHz tandis que pour des fréquences téléphoniques inférieures à 4000 Hz, la fréquence du signal entrant est détectée avec une précision de: = (20.10-9). (4)2. 106 Hz = 0,32 Hz A4 kHz Utilisé tel quel aux fréquences basses, le dispositif de détection 1 offre une précision très suffisante. Par contre aux moyennes et hautes fréquences, il est préférable d'interconnecter en série avec l'inverseur 42, entre la sortie Q de la bascule 23 et l'entrée 431 de la porte 43, une ligne à retard 45 ayant une temporisation t45. Dans ce cas, si la durée de comptage du compteur 41 est réglée à la valeur limite t2 les entrées 432 et 431 passent respectivement à l'état "1" aux temps (t31 + t41) et

(t + t42 + t45).

Ainsi, pour que ces états "1" soient simultanés et, en général pour que les temps de propagation dans les deux voies parallèles entre la sortie Q et les entrées 431 et 432 soient égaux, il faut que t45 = t41-t42, c'està-dire en pratique, que la ligne à retard impose un retard t45 inférieur ou égal au temps de propagation d'un composant élémentaire, tel que bascule. Cela revient donc à

rendre nulle la valeur de dt dans la formule df = -dt/(2.tl).

Théoriquement, cette disposition donne à la détection de n'importe

quelle fréquence une précision absolue.

En pratique, les variations des temps de propagation des circuits tels que bascules, dues principalement à la variation de la résistivité de ces circuits et par suite à celle de constantes de temps de réseaux capacitifs dans ces circuits, ne permettent pas de maintenir l'ensemble de ces réglages de manière absolument

stable.

La largeur de la bande passante résiduelle Af se situe alors

dans une plage allant de zéro à AfM.

On désigne par p la valeur absolue de la différence des dérives des temps de propagation de bascules dans les compteurs 31

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et 41 d'une part et dans l'inverseur 42 et la ligne à retard 45 d'autre part, soit: p = dt31 + dt41 - (dt42 + dt 45) En faisant en sorte que ces dérives varient dans le même sens en fonction de la température, ce qui dépend de la conception du montage électrique, on voit que "p" pourrait à la limite rester nul

dans une certaine plage de température.

Dans un cas plus général, et avec une dérive globale de l'ordre de p = 0, 002 ns soit 1 / , la détection de la fréquence fM= 12,5 MHz est effectuée avec une précision de 156 Hz, soit

une plage AF12,5 MHz= 312 Hz.

Ainsi, le dispositif selon l'invention offre de très hautes

performances dans la précision de détection d'une fréquence pure.

Par ailleurs, il est à noter que la base de temps 6 est programmable d'une manière continue afin de modifier les fréquences des signaux d'horloge ht1 et ht2. Ainsi la fréquence du signal ht1 détermine la durée minimale t1 et la fréquence du signal ht2 détermine l'intervalle temporel t2, c'est-à-dire la durée maximale (t1 + t2) pour une durée t1 donnée. Le dispositif 1 possède ainsi une commande logique et instantanée de caractéristiques de filtrage

dans une très large gamme de fréquences.

Le troisième compteur 51 progresse en fonction du même signal d'horloge h1 que le compteur 41. Ainsi dans des applications o un circuit logique agit sur t1 et t2, c'est-à-dire sur des signaux de commande de la base de temps 6 et donc sur les fréquences des signaux d'horloge ht1 et ht2, la sortie S3 du compteur 51 délivre

une polarité de durée t1 quelle que soit la valeur de t2 choisie.

Selon la réalisation précédente, une période T du signal entrant est signalée par la sortie SI uniquement en fonction de la

largeur des impulsions qui doit être comprise entre t1 et tl+t2.

Cependant selon une seconde réalisation montrée à la Fig.3, l'invention prévoit de signaler une période T d'un signal entrant lorsqu'une impulsion a une durée telle que t1=<t=<tl 1+t2 et est espacée d'une impulsion suivante d'un écart temporel tel que 81=<8=<e1+e 2 avec 02<<1 En référence à la Fig.3, un dispositif de détection d'impulsions et de périodes 11 comprend une base de temps

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programmable 6tO, un premier dispositif de détection It pour détecter des impulsions ayant des durées t comprises entre t1 et tl+t2, et un second dispositif de détection 10 pour détecter des écarts O entre impulsions détectées sensiblement compris entre 1 et e1+02 Le premier dispositif It reçoit le signal entrant et comprend des circuits 2t, 3t, 4t, et 5t respectivement identiques aux circuits 2, 3, 4, et 5 dans le dispositif 1 montré à la Fig. 1 et agencés de la même manière. Une sortie St de l'inverseur 52 dans le circuit de reproduction d'impulsions 5t fournit un signal logique ayant des impulsions de largeur sensiblement égale à O et espacées les unes des autres par un écart temporel égal à tl, lorsque le signal entrant est composé d'impulsions successives de largeurs telles que tl=<t=<tl+t2, comme montré à une quatrième ligne de la

Fig.4.

Le second dispositif de détection 10 est analogue au dispositif 1 aux programmations de compteurs près, et comprend des circuits 30, 48, 50 et 70 respectivement identiques aux circuits 3, 4, 5 et 7 montré à la Fig.1 et agencés de la même manière. L'entrée de l'inverseur 42 dans le circuit 40 et l'entrée de l'inverseur 32 et l'entrée de déclenchement D1 dans le circuit 30 sont reliées à la sortie St du dispositif de détection lt. Le second dispositif 10 opère d'une manière analogue au dispositif 1 pour détecter des impulsions de largeurs 8 comprises entre 81 et 81+e2 au lieu d'impulsions de largeur t comprises entre t 1 et t1+t2. Ainsi, le compteur 31 dans le circuit 38 et le compteur 41 dans le circuit 48 sont rythmés par des signaux d'horloge respectifs hO et h82 ayant des fréquences programmées par la base de temps 6t8, laquelle produit également les signaux d'horloge ht1 et ht2. Le circuit 30 détecte des premières impulsions de largeurs O supérieures ou égales à e1 parmi les impulsions à la sortie St et le circuit 48 détecte parmi ces dernières premières impulsions détectées, des impulsions de largeurs 0 inférieures ou égales à 81+02. La sortie 4330 de la porte 43 dans le circuit 48 fournit ainsi une impulsion de largeur 8 1+0 2- lorsque, à la fois, les deux conditions en largeur t et écart 9 sont remplies pour une période T du signal entrant. Dans les circuits 50 et 70, les compteurs correspondants

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51 et 71 reçoivent les signaux d'horloge ht1 et hO1 afin de fournir respectivement des impulsions de largeurs t et 0î=01+2, qui sont aditionnées par la porte OU 72 dans le circuit 7t en une impulsion de largeur T=t1+81+E2 produite à une sortie ST du dispositif 1é, comme montré à une dernière ligne de la Fig.4. Lorsque le signal entrant n'est pas composé d'impulsions périodiques de largeurs tl=<t=<tl+t2 et/ou d'écarts entre impulsions de largeurs

)1O=<O-<01+2, la sortie ST est à l'état "0".

Différents signaux produits par le dispositif 11 sont montrés à la Fig.4. En particulier, on notera que lorsque le signal entrant est composé d'impulsions t de période T pendant une durée D prédéterminée, l'état "1" à la sortie ST est déterminé à une période T près, puisque le nombre d'écarts 0 pendant le durée D est égal au nombre d'impulsions t moins un. Cependant, en pratique, lorsque le signal périodique est une porteuse de période T très petite devant la durée D d'impulsions modulant la porteuse, l'erreur de mesure ci-dessus est négligeable. Par ailleurs, le retard imposé par la mesure des durées t et 8 dans le dispositif 11

est de l'ordre de 2t1+8.

Selon une autre variante du dispositif pour détecter les durées t et e la détection des écarts e précède la détection des durées d'impulsion t. La durée O est d'abord détectée dans un premier dispositif de détection analogue au dispositif 28 ne comprenant pas le circuit 7e, recevant un signal complémentaire au signal entrant au moyen d'un inverseur et produisant en sortie des impulsions de durée 01 en réponse à une impulsion du signal complémentaire ayant une largeur telle que O1=<≤< 1+ 02 sortant de l'inverseur. La durée t est ensuite détectée dans un second dispositif de détection analogue au dispositif 1 montré à la Fig.l,

ne comprenant pas le circuit 2.

L'utilisation des deux sorties SI ou ST et S3 correspond aux indications suivantes: - A la sortie SI ou ST, une polarité pratiquement continue indique qu'un signal entrant à la fréquence 1/T à t2 et/ou 82 près

a été détecté pendant la durée de ladite polarité.

- A la sortie S3, une polarité ayant une durée égale à t1

indique qu'une impulsion de durée t1 à t2 près est détectée.

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Si l'impulsion détectée se répète régulièrement à une certaine périodicité, ou irrégulièrement, la polarité de durée t1 qui apparatt en S3 est répétée au même rythme, reproduisant sous forme carrée en les recalibrant les impulsions rythmiques ou arythmiques ainsi détectées. Selon une autre variante, au lieu que les nombres d'impulsions d'horloge htl, ht2, hO1, hO2 comptées respectivement par les compteurs dans les dispositifs 1 ou lt et 1l soient constants pour déterminer des durées tl, t2, 1, E2 et el+E2, la base de temps 6 ou 6tO n'est pas programmable et donc les fréquences des impulsions d'horloge ht1, ht2, hOe1 et hO2 sont constantes et très supérieures à 1/t1 l/t2, 1/E) et 1/02 respectivement, et le dispositif 1 ou 11 comprend un circuit logique de programmation pour modifier des

nombres représentant des comptes maximaux des compteurs. Selon une utilisation préférentielle de l'invention montrée à la Fig.5,

deux dispositifs de détection selon l'invention sont destinés à détecter un signal entrant ayant une porteuse de fréquence fi = 1/(2ti) = 1/Ti repétée pendant des intervalles de temps de durée prédéterminée Di. Un premier dispositif de détection 11, comme montré à la Fig.1l, ou 111 comme montré à la Fig.3, recevant à une entrée 201 ce premier signal entrant est réglé de sorte que les signaux d'horloge correspondant imposent des durées tl,1 < ti < tl, + tl,2' ou tl,l<ti<tl,l + tl,2 et tl l<0i -ti<tll +tl 2. Dans ce cas, une seconde sortie SI1 du dispositif 11 ou ST1 du dispositif 111 transmet un second signal entrant carré, correspondant à une démodulation des impulsions de durée Di, à une entrée 202 d'un second dispositif de détection 12 comme montré à la Fig.1l, ou 112 comme montré à la Fig.3. Ce second dispositif est programmé avec des valeurs tl 2 et t2,2 telles que tl,2 < Di < tl,2 + t 2,2 Lorsque les impulsions de durée Di sont périodiques, le second dispositif est programmé avec des valeurs DO1 et D2, telles que DOl<DEi <D +DO2 pour une période nominale Di+DOi. Une seconde sortie SI2 du dispositif 12 ou ST2 du dispositif 112 indique alors par une polarité continue, une détection d'un signal composé d'impulsions de largeur Di à la

fréquence 1/(Di+DGi) modulant une porteuse de fréquence 1/(2ti). -

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Une telle utilisation peut être mise en oeuvre pour augmenter les possibilités de codage de signaux à multifréquence. En effet, actuellement, la signalisation téléphonique à multifréquence associe à chaque chiffre 0 à 9 et à chaque signe = et * une transmission de deux fréquences choisies parmi sept, la durée de transmission d'une bifréquence quelconque étant toujours la même ou étant fonction de la durée d'enfoncement d'une touche sur un clavier de poste téléphonique. L'association de paires de dispositifs de détection 11 et 12, ou 11 et 112 à la réception,

1 2' 1 2

par exemple dans un central téléphonique ou dans un terminal, avec un système de codage par impulsions codées en durée modulant les bifréquences permet ainsi d'augmenter les caractères du code. En effet, si à chaque bifréquence fi = 1/(2ti) sont associées Y durées déterminées D1 à D, il existe 2 combinaisons de ces durées correspondant à 2 caractères pour une même bifréquence. Pour détecter un caractère, le premier dispositif 11 ou 111l détecte la porteuse à bifréquence fi, et le second dispositif 12 ou 112 est programmé afin qu'il détecte successivement les durées successives correspondant au caractère. Le nombre de caractères

pour X bifréquences est ainsi égal à X. 2Y.

Plus généralement, il peut être envisagé une signalisation dont les caractères font intervenir des combinaisons de plusieurs fréquences de durée variable. De cette façon, le nombre des combinaisons ou des caractères obtenus est celui que l'on a par l'emploi des seules fréquences fi combinées Z à Z soit Cz(fi), multiplié par le nombre de combinaisons obtenues par l'assemblage Z à Z de Y durées préfixées. Ainsi dans le cas d'un code bifréquence et donc de Z-2, utilisant 3 fréquences combinées à 4 autres, soit 12 caractères, l'utilisation de Y durées préfixées multiplie par 2Y

le nombre des combinaisons précédentes.

Cette augmentation de caractère peut ne pas faire appel à d'autres fréquences que celles actuellement disponibles, tout en utilisant l'infrastructure téléphonique existante et les caractères

actuellement employés.

En outre un tel codage permet l'extension presque illimitée du code à multifréquence actuel et offre des possibilités nouvelles dans le domaine du cryptage des signaux ou de leur sécurisation, du

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fait de l'augmentation du nombre des paramètres qui caractérisent

le signal.

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Claims (14)

R E V E N D I C A T I 0 N S REVENDICATIONS

1 - Dispositif pour détecter dans un signal entrant des impulsions ayant des durées (t) comprises entre une première durée minimale (t1) et une première durée maximale (t1 + t2), caractérisé en ce qu'il comprend des premiers moyens (3) pour détecter des premières impulsions ayant des durées supérieures à la première durée minimale (t1), et des seconds moyens (4) pour détecter des secondes impulsions ayant des durées inférieures à la première

durée maximale (t1 + t2) parmi les premières impulsions détectées.

2 - Dispositif conforme à la revendication 1, caractérisé en ce que les premiers moyens pour détecter (4) comprennent un premier compteur (31) comptant des premières impulsions d'horloge (ht1) en réponse au début de chaque impulsion du signal entrant, ledit premier compteur étant remis à zéro en réponse à la fin d'une impulsion du signal entrant ayant une durée inférieure à la première durée minimale (tl), ou après l'expiration de ladite première durée minimale (t1) succédant au début d'une première

impulsion afin de déclencher les seconds moyens pour détecter (4).

3 - Dispositif conforme à la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens (6) pour modifier la fréquence des premières impulsions d'horloge (htl), le nombre (Nt1) de premières impulsions d'horloge comptées pendant la première durée minimale (t1) étant constant, ou des moyens pour modifier ledit nombre (Nt1) de premières impulsions d'horloge, ladite fréquence des premières

impulsions d'horloge (ht1) étant constante.

4 - Dispositif conforme à l'une quelconque des revendications

1 à 3, caractérisé en ce que les seconds moyens pour détecter (5) comprennent un second compteur (41) et une porte ET (43) ayant une première entrée (431) recevant le signal entrant à travers un inverseur (42) et une seconde entree (432) reliée à une sortie (S2) du second compteur (41), ledit second compteur (41) comptant des secondes impulsions d'horloge (ht2) pendant un intervalle temporel (t2) à l'expiration de ladite première durée minimale (t1) succédant au début de chaque première impulsion détectée, ledit intervalle temporel (t2) étant égal à la différence des premières durées maximale (t1 + t2) et minimale (t1), afin de fournir à

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ladite seconde entrée (432) de la porte (43) une impulsion ayant

une largeur égale à l'intervalle temporel (t2).

- Dispositif conforme à la revendication 4, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens (6) pour modifier la fréquence des secondes impulsions d'horloge (ht2), le nombre (Nt2) de secondes impulsions d'horloge comptées pendant l'intervalle temporel (t2) étant constant, ou des moyens pour modifier ledit nombre (Nt2) de secondes impulsions d'horloge, ladite fréquence des secondes

impulsions d'horloge (ht2) étant constante.

6 - Dispositif conforme à la revendication 4 ou 5, caractérisé en ce qu'il comprend une ligne à retard (45) en série avec ledit inverseur (42), ladite ligne à retard imposant un retard (t45) de préférence inférieur ou égal au temps de propagation d'un composant

élémentaire, tel que bascule, inclus dans le dispositif.

7 - Dispositif conforme à l'une quelconque des revendications

I à 6, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens d'entrée (2) pour mettre un signal sinusoidal entrant sous forme de signal impulsionnel à appliquer aux moyens pour détecter (3, 4; 3t, 4t;

38, 40).

8 - Dispositif conforme à la revendication 7, caractérisé en ce que les moyens d'entrée comprennent deux bascules monostables (21, 22) déclenchables par des alternances opposées du signal sinusoïdal, et une bascule bistable (23) ayant deux entrées (R, S) reliées respectivement à des sorties des bascules monostables (21,

22).

9 - Dispositif conforme à l'une quelconque des revendications

1 à 8, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens (5) pour reproduire une troisième impulsion (S3) ayant une largeur sensiblement égale à ladite première durée minimale (t1 = t) en

réponse à chaque seconde impulsion détectée dans le signal entrant.

- Dispositif conforme à la revendication 9, caractérisé en ce que les moyens pour reproduire (5) comprennent un compteur (51) pour produire les troisièmes impulsions (S3), ledit compteur (51) étant rythmé par lesdites premières impulsions d'horloge et étant de préférence programmable par les moyens pour modifier selon la

revendication 3.

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11 - Dispositif conforme à la revendication 9 ou 10, caractérisé en ce que, lorsque le signal entrant est notamment périodique, il comprend des moyens (20) pour détecter des écarts temporels (E) entre troisièmes impulsions successives ayant des durées comprises entre une seconde durée minimale (e1) et une

seconde durée maximale (01e+02).

12 - Dispositif conforme à la revendication 11, caractérisé en ce que les moyens pour détecter des écarts temporels (2e) comprennent des troisièmes moyens (30), de préférence analogues aux premiers moyens pour détecter (3t), pour détecter des quatrièmes impulsions ayant des durées supérieures à la seconde durée minimale (E1), les quatrièmes impulsions étant produites par un inverseur (52) recevant les troisièmes impulsions (S3), et des quatrièmes moyens (48), de préférence analogues aux seconds moyens pour détecter (4t), pour détecter des cinquièmes impulsions ayant des durées inférieures à la seconde durée maximale (81+82) parmi les

quatrièmes impulsions détectées.

13 - Dispositif conforme à la revendication 12, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens (58, 70), de préférence programmables, pour produire une impulsion (51) ayant une largeur égale à une période nominale (T) du signal entrant en réponse à chaque

cinquième impulsion détectée.

14 - Dispositif conforme à l'une quelconque des revendications

1 à 10, caractérisé en ce que, lorsque le signal entrant est notamment périodique, il comprend des moyens pour détecter des écarts temporels (8) entre impulsions successives (t) du signal entrant ayant des durées comprises entre une seconde durée minimale (e1) et une seconde durée maximale (81+82), lesdits moyens pour détecter les écarts temporels produisant une impulsion ayant une largeur sensiblement égale à ladite seconde durée minimale (81) et transmise à travers un inverseur aux premiers moyens pour détecter

(3t) en réponse à chaque écart temporel détecté (81<e<81+82).

- Dispositif conforme à la revendication 14, caractérisé en ce que les moyens pour détecter les écarts temporels comprennent des troisièmes moyens, de préférence analogues aux premiers moyens pour détecter (3), pour détecter des quatrièmes impulsions ayant des durées supérieures à la seconde durée minimale (81), parmi des

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impulsions produites par un inverseur recevant le signal entrant, des quatrièmes moyens, de préférence analogues aux seconds moyens pour détecter (4), pour détecter des cinquièmes impulsions ayant des durées inférieures à la seconde durée maximale (01+82) parmi les quatrièmes impulsions détectées, et des moyens pour produire une impulsion ayant une largeur sensiblement égale à ladite seconde

durée minimale (01) en réponse à une quatrième impulsion détectée.

16 - Dispositif conforme à l'une quelconque des revendications

1 à 10 et 14 et 15, caractérisé en ce que lorsque le signal entrant est notamment périodique, il comprend des moyens (5, 7), de préférence programmables, pour produire une impulsion (ST) ayant une largeur égale à une période nominale (T) du signal entrant en

réponse à chaque seconde impulsion détectée.

17 - Dispositif pour détecter dans un signal entrant des impulsions ayant une durée (Di) modulant une porteuse (fi), ladite durée (DE) étant comprise entre des troisièmes durées minimale et maximale (t1,2; tl,2 + t2,2), et la porteuse ayant une demi-période (ti) comprise entre des premières durées minimale et maximale (t1,1; t11 + t2,1), caractérisé en ce qu'il comprend des premier et second dispositifs (11, 12) en série conformes a la revendication 13 ou 16, le premier dispositif (11) détectant des alternances de la porteuse (fi) ayant des durées comprises entre lesdites premières durées minimale et maximale (t1,1; t11 + t2,1) et reproduisant sensiblement des impulsions démodulies du signal entrant en réponse à des détections d'alternances de porteuse pendant celles-ci respectivement, et le second dispositif (12Y détectant des impulsions démodulées ayant des durées (Di) comprises entre lesdites troisièmes durées minimale et maximale (t,2; tl,2 t2,2