WO2000065795A1 - Procede et dispositif de transmission de donnees par signaux sonores - Google Patents

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WO2000065795A1
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Georges Samokine
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Ordicam Recherche Et Developpement
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    • H03L—AUTOMATIC CONTROL, STARTING, SYNCHRONISATION OR STABILISATION OF GENERATORS OF ELECTRONIC OSCILLATIONS OR PULSES
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    • H03L7/06—Automatic control of frequency or phase; Synchronisation using a reference signal applied to a frequency- or phase-locked loop
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    • H04L27/2271—Demodulator circuits; Receiver circuits using coherent demodulation wherein the carrier recovery circuit uses only the demodulated signals
    • H04L27/2272—Demodulator circuits; Receiver circuits using coherent demodulation wherein the carrier recovery circuit uses only the demodulated signals using phase locked loops
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    • H04L7/00—Arrangements for synchronising receiver with transmitter
    • H04L7/04—Speed or phase control by synchronisation signals
    • H04L7/041—Speed or phase control by synchronisation signals using special codes as synchronising signal

Definitions

  • the present invention relates to a method for the transmission of data comprising at least one intermediate step of transmission by sound signal.
  • a sound transducer for example of the piezoelectric type, which emits a sound signal modulated by the coded data to be transmitted.
  • a reversible microphone or transducer can be used, which provides a modulated electrical signal containing the transmitted data.
  • This transmission can be carried out using a modulation method such as amplitude, frequency or phase modulation. It has been found that amplitude modulation can be used to transmit digital data in the form of an audio signal over the switched telephone network, but is not suitable when it is desired to use a cellular radio network, such as the GSM network. Furthermore, phase modulation, which is not very sensitive to noise, makes it possible to use both the switched telephone network and a GSM type network. However, for demodulation to be possible, these modulation methods require a transmission frequency, called carrier, relatively precise and stable, which implies that the transmission or reception transducer is precisely tuned to the transmission frequency.
  • phase demodulation which are carried out by locking a local oscillator on the phase of the carrier, are not applicable to the use of piezoelectric transducers, or the like, when the modulation phase is at high frequency, for example every eight carrier cycles.
  • the present invention aims to eliminate these drawbacks. To this end, it proposes a method of transmitting data by phase modulation of a carrier generated by a phase controlled oscillator, this method comprising at least one intermediate step of transmitting by sound signal.
  • this method is characterized in that it comprises, on reception, a prior phase of synchronization of the oscillator during which is transmitted by phase modulation of the carrier, a synchronization signal whose form on transmission is predefined, this phase comprising the following stages: - unlocking the oscillator phase which is left slippery,
  • the method according to the invention demodulates the received signal, not by locking the phase of the local oscillator on that of the received carrier, but by detecting the instants when the demodulated signal has an amplitude maximum, and by locking the phase of the oscillator at one of these times. Thanks to these arrangements, the transmission signal can be demodulated, even if it is very weak and highly disturbed, which is often the case when the transmission uses a telephone line connecting two telephone handsets, and therefore comprises two intermediate stages. signal transmission in a sound form.
  • the detection of the moments when the amplitude of the demodulated signal corresponding to the synchronization signal is maximum comprises:
  • phase lock of the oscillator is effected when this new occurrence is detected.
  • the measurement of a characteristic of the demodulated signal at a time when the amplitude of this signal is maximum is carried out by comparing this amplitude with a predetermined threshold, so as to obtain a signal consisting of pulses comprising a pulse each time the threshold is exceeded, and by measuring the duration of each pulse, the amplitude of the demodulated signal being maximum when the duration of the pulse is maximum.
  • the phase of the oscillator is locked in the middle of the pulse which follows the pulse having substantially the maximum duration previously measured.
  • the method according to the invention can also comprise a step of checking the template carried out on the signal consisting of pulses, which must have a substantially constant period, the pulses which do not conform to this template not being taken into account. for finding a pulse with a maximum duration.
  • the invention also relates to a device for transmission by sound signals, for the implementation of this method, this device comprising a transducer for converting the sound signal received into an electrical signal, an oscillator controlled in phase, a comparator phase for demodulating the received signal by comparing its phase with that of the oscillator, means for detecting the instants when the amplitude of the demodulated signal is maximum, means for controlling the locking of the oscillator to one of these instants, and signal shaping means for putting the demodulated signal at the output of the phase comparator in the form of a digital signal containing the transmitted data.
  • this device comprises a threshold comparator for comparing the demodulated signal to a predetermined threshold, means for measuring the duration of the pulses at the output of the threshold comparator, the amplitude of the demodulated signal being maximum when the pulse duration is maximum.
  • FIG. 1 schematically represents a device implementing the method according to the invention
  • FIG. 2 shows in the form of timing diagrams the form of intermediate signals processed by the device shown in Figure 1;
  • FIG. 3 represents a flowchart illustrating the different steps of the method according to the invention for synchronizing the oscillator;
  • FIGS. 4 and 5 schematically represent two exemplary embodiments of an application of the device for transmitting sound signals according to the invention, for reading, and optionally modifying, remotely the information stored in a smart card.
  • the device according to the invention comprises a transducer 1 1 capable of receiving and emitting sound signals.
  • This transducer for example of the piezoelectric type, transforms the received sound signal into an electrical signal which is applied to the input of a high gain amplifier 12, the signal thus amplified is filtered by means of a pass filter. band 13 tuned to the frequency of the carrier of the signals to be received.
  • the filtered signal is applied to an input of a phase comparator 15, the other input of which is connected to the output of an oscillator 14 controlled in phase.
  • the output of the phase comparator is connected to the input of a low-pass filter 15 intended to filter the noise of the signal at the output of the phase comparator.
  • the signal at the output of the filter 15 is amplified by means of a second amplifier 17, the output signal of which is applied on the one hand to a comparator 19 with a reference voltage Vref, and on the other hand to a switching circuit 18 in shape, for example of the Schmitt trigger or hysteresis comparator type.
  • This device also comprises a processor 10, for example of the microcontroller type, which receives the output signals from the comparator 19 and from the circuit 18, controls the locking of the phase of the oscillator 14, receives by an input 20 the data to be transmitted. , and transmits by an output 21 the signals received, and applies a signal containing the data to be transmitted to the input of a modulator 22.
  • This processor is controlled by a program stored in a non-volatile memory 9, for example of the ROM type , and uses a volatile memory 8, for example of the RAM type, as working memory for the temporary storage of data.
  • the volatile memory 8 comprises one or more zones managed in stacks, for example of the FIFO type, in which the data to be transmitted or received are temporarily stored.
  • the modulator 22 which performs phase modulation comprises another input to which the signal of the carrier which is produced by the oscillator 14 is applied, the output of the modulator being connected to an input of the transducer 11.
  • the signal containing the data to be transmitted applied by the processor 10 to the input of the modulator 11, is for example of the differential two-phase or Manchester type. According to this type, a bit at 0 can be coded by two phase changes, while a bit at 1 is coded by a phase change.
  • the duration of a bit is therefore fixed, and chosen for example equal to 7.8125 ms, which corresponds to a transmission rate of 128 bit / s.
  • the modulator 11 which can be produced by means of an EXCLUSIVE OR gate, modulates the phase of the carrier produced by the oscillator 14, as a function of the signal containing the data, emitted by the processor 10.
  • the frequency of the carrier is chosen in the frequency band transmitted by the telephone, for example 2048 Hz. Under these conditions, the transmission signal of a sequence of bits at 0 comprises a phase change every eight carrier cycles.
  • the transducer 11 is intended to be coupled to a handset 5 of a telephone, so that the signals received and reproduced in sound form by the loudspeaker of the handset can be very weak.
  • the means of transmission used is the telephone, and the inexpensive transducers are not tuned, have variable characteristics, even if they come from the same manufacture, and cannot be used to carry out a transmission by phase modulation with a high frequency of phase reversals (one inversion every eight carrier cycles), the received signal is strongly disturbed. It is therefore not possible to set the oscillator 14 on the phase of the received signal to demodulate it.
  • the method according to the invention succeeds in solving this problem by providing a synchronization phase during which a synchronization signal consisting of a series of bits having the same value is transmitted.
  • the bits of this synchronization signal are preferably 0, to apply to the transducer 11 phase inversions at high frequency, this so as to avoid a phenomenon of remanence which occurs at the level of the phase of the transducer which tends to oscillate. regardless of the sound signal applied to it.
  • the calculation variables are initialized (step 30). and the phase of the oscillator 14 is unlocked by the processor 10 (step 31).
  • the output signal of the phase comparator 15 which demodulates the received signal is in the form of ripples whose amplitude is variable, for example between 0 and 5 N, and maximum when the signal at output of the oscillator is in phase with the received signal, its maximum value being substantially constant.
  • the shape of this signal is illustrated by the curve C l in FIG. 2.
  • the demodulated signal from the phase comparator 15, after filtering and amplification, is compared to a threshold Nref, for example of the order of 100 mV to a few hundred mV, by the comparator 19.
  • the output signal of the comparator 19 is illustrated by curve C2 in FIG. 2, in correspondence with curve C l. This signal consists of pulses which coincide with the moments when the signal applied to the input of comparator 19 is less than the threshold Vref.
  • the processor 10 which receives the output signal from the comparator 19 performs a template check of the pulses of this signal, by measuring the duration ti of the pulses received (step 32) and the duration t 0 between them (step 33), and by verifying that the period of this signal, evaluated by calculating the sum tj + t 0 , corresponds substantially (for example to 10%) to the duration of a bit, that is 7.8125 ms (step 34). If the pulse satisfies the template, the processor searches for the widest pulses which correspond to the times when the oscillator 14 is in phase with the received signal (steps 35 and 36).
  • the processor compares its duration t] with a pulse duration t lrna (step 35) which was previously memorized and memorizes this duration ti in replacement of the duration t ⁇ max (step 36), if it is larger.
  • this duration t corresponds to the amplitude of the demodulated signal, illustrated by the curve C 1.
  • the processor goes to a step of searching for a pulse of duration that is substantially equal to that which was memorized as being the largest. To this end, as before, it measures the durations ti and t 0 of the pulses received (steps 38 and 39) and verifies that these pulses satisfy the template (step 40). If the template is satisfied, it compares the durations tj measured with the value t lmax which was memorized during steps 32 to 36.
  • the processor detects the rising edge of the next pulse (step 42), and when half of the memorized t ⁇ max time has elapsed since the detection of the rising edge of the next pulse (step 43), it locks the phase of the oscillator 14 (step 44). In this way, the oscillator is locked on the maximum of the pulses of the received and demodulated signal.
  • the duration of the synchronization signal is established at 500 ms, which corresponds to a series of 64 bits at 0, it is ensured that the oscillator 14 can be synchronized by the processor 10.
  • the synchronization phase is finished.
  • the signal at the output of the phase comparator then corresponds to the transmitted and demodulated signal in a correct manner, this signal being shaped by the trigger 18 to obtain a calibrated binary signal containing the transmitted data, then applied to an input of the processor 10
  • the data thus received by the processor can be temporarily stored in a reception stack managed in the volatile memory 8, before being sent to the output 21.
  • the data to be transmitted are for example applied to the input 20 of the processor 10. They can then be temporarily stored in a transmission stack managed in the volatile memory 8, before being sent in serial form to the input of the modulator 22 data.
  • the processor locks the phase of the oscillator 14 which thus produces a carrier whose phase is modulated by the modulator as a function of the signal containing the data produced by the processor.
  • the signal at the output of the modulator is applied to the transducer 11 to be converted into an audible signal which can be received and transformed into an electrical signal by the microphone of a telephone handset.
  • the receiving device in order to guarantee the validity of the data thus transmitted, provision may also be made for incorporating control bits, such as parity bits and checksums, into the frames.
  • control bits such as parity bits and checksums
  • the receiving device When the receiving device has received a correct frame, it sends an acknowledgment message to the sending device, which can then send the next data frame. If the sending device does not receive an acknowledgment within a predetermined period of time, it retransmits the frame which it has just transmitted, until it receives an acknowledgment message.
  • the links 20 and 21 of the transmission device 50 according to the invention are connected to a device 51 for reading, and possibly writing, a card 1 chip 2, with or without contact.
  • a reading and writing device is, in a known manner, designed to supply the chip 2, and exchange therewith digital data which is stored in a memory integrated into the chip 2.
  • the supply of the chip and the transmission of data with it are carried out for example by induction.
  • the transmission device 50 exchanges data by sound signals with transducer means, such as a telephone handset 5, which are connected by a telecommunication link such as a telephone network 53, for example the switched telephone network. or a cellular radio network, at a remote terminal 52, from which the reading and / or updating of the data stored in the chip 2 is carried out remotely.
  • second transmission device 50 ′ by sound signals according to the invention, and second transducer means, for example a second telephone handset 5 ′, for transmitting in both directions the data exchanged between terminal 52 and telephone link 53.
  • second transducer means for example a second telephone handset 5 ′

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Abstract

Ce procédé de transmission de données par modulation en phase d'une porteuse générée par un oscillateur (14) commandé en phase, comprend une étape intermédiaire de transmission par signal sonore, et en réception, une phase préalable de synchronisation de l'oscillateur (14) durant laquelle est transmis un signal de synchronisation dont la forme à l'émission est prédéfinie, cette phase comprenant: le déverrouillage de la phase de l'oscillateur (14) qui est laissée glissante, la réception du signal de synchronisation, la démodulation de ce signal par comparaison de sa phase avec celle du signal produit par l'oscillateur, de manière à obtenir un signal démodulé correspondant au signal de synchronisation, la détection des instants où l'amplitude du signal démodulé est maximum, et le verrouillage de la phase de l'oscillateur à l'un de ces instants.

Description

PROCEDE ET DISPOSITIF DE TRANSMISSION DE DONNEES PAR SIGNAUX SONORES.
La présente invention concerne un procédé pour la transmission de données comportant au moins une étape intermédiaire de transmission par signal sonore.
Elle s'applique notamment, mais non exclusivement, à la transmission de données numériques par le réseau de téléphone usuel, sans faire intervenir de moyen de raccordement particulier, c'est-à-dire en utilisant le microphone et le haut-parleur d'un combiné téléphonique classique. Une telle transmission de données peut par exemple être utilisée pour lire et/ou mettre à jour, à distance des informations stockées dans une puce avec ou sans contact, montée sur un support tel qu'une carte, un badge, etc.
Pour effectuer une telle transmission, on utilise un transducteur sonore, par exemple de type piézo-électrique, qui émet un signal sonore modulé par les données codées à émettre. A la réception, on peut utiliser un microphone ou un transducteur réversible, qui fournit un signal électrique modulé contenant les données transmises.
Cette transmission peut être effectuée en utilisant un procédé de modulation tel que la modulation d'amplitude, de fréquence ou de phase. On a constaté que la modulation d'amplitude peut être utilisée pour transmettre des données numériques sous la forme d'un signal sonore par le réseau téléphonique commuté, mais ne convient pas lorsque l'on souhaite utiliser un réseau de radiotéléphonie cellulaire, tel que le réseau GSM. Par ailleurs, la modulation en phase, peu sensible au bruit, permet d'utiliser aussi bien le réseau téléphonique commuté qu'un réseau de type GSM. Toutefois, pour que la démodulation soit possible, ces procédés de modulation nécessitent une fréquence d'émission, dite porteuse, relativement précise et stable, ce qui implique que le transducteur d'émission ou de réception soit accordé précisément sur la fréquence d'émission.
Il s'avère en outre que les transmissions de ce type par un réseau téléphonique peuvent subir une forte atténuation. Il est donc nécessaire de produire à l'émission une puissance sonore relativement importante. Or, les transducteurs sonores actuels ne sont pas accordés, présentent des résonances parasites, et sont toujours déphasés par rapport au signal de commande. Par ailleurs, les transducteurs capables de produire une puissance d'émission suffisante sont relativement encombrants et coûteux, et nécessitent d'être accordés manuellement. Cette solution ne convient donc pas pour réaliser un dispositif bon marché capable d'effectuer une telle transmission.
D'autre part, les procédés connus de démodulation de phase, qui sont réalisés par verrouillage d'un oscillateur local sur la phase de la porteuse, ne sont pas applicables à l'utilisation de transducteurs piézo-électriques, ou analogue, lorsque la modulation de phase est à fréquence élevée, par exemple tous les huit cycles de porteuse.
La présente invention a pour but de supprimer ces inconvénients. A cet effet, elle propose un procédé de transmission de données par modulation en phase d'une porteuse générée par un oscillateur commandé en phase, ce procédé comprenant au moins une étape intermédiaire de transmission par signal sonore.
Selon l'invention, ce procédé est caractérisé en ce qu'il comporte en réception une phase préalable de synchronisation de l'oscillateur durant laquelle est transmis par modulation en phase de la porteuse, un signal de synchronisation dont la forme à l'émission est prédéfinie, cette phase comprenant les étapes suivantes : - le déverrouillage de la phase de l'oscillateur qui est laissée glissante,
- la réception de la porteuse modulée par le signal de synchronisation,
- la démodulation de la porteuse reçue par comparaison de sa phase avec celle du signal produit par l'oscillateur, de manière à obtenir un signal démodulé correspondant au signal de synchronisation, dont l'amplitude est variable,
- la détection des instants où l'amplitude du signal démodulé est maximum, et
- le verrouillage de la phase de l'oscillateur à un instant où l'amplitude du signal de démodulé est maximum.
Contrairement aux procédés de démodulation de phase connus, le procédé selon l'invention démodule le signal reçu, non pas en verrouillant la phase de l'oscillateur local sur celle de la porteuse reçue, mais en détectant les instants où le signal démodulé présente une amplitude maximum, et en verrouillant la phase de l'oscillateur à l'un de ces instants. Grâce à ces dispositions, le signal de transmission peut être démodulé, même s'il est très faible et fortement perturbé, ce qui est souvent le cas, lorsque la transmission utilise une ligne de téléphone reliant deux combinés téléphoniques, et comprend donc deux étapes intermédiaires de transmission du signal sous une forme sonore.
Avantageusement, la détection des instants où l'amplitude du signal démodulé correspondant au signal de synchronisation est maximum comprend :
- la détection d'un premier instant où le signal démodulé est maximum, et la mesure d'une caractéristique de ce signal à cet instant, et - la détection dans le signal démodulé d'une nouvelle occurrence du signal présentant la caractéristique mesurée, et mettant en évidence que l'amplitude du signal démodulé est à nouveau maximum,
- le verrouillage de la phase de l'oscillateur étant effectué lorsque cette nouvelle occurrence est détectée.
Selon une particularité de l'invention, la mesure d'une caractéristique du signal démodulé à un instant où l'amplitude de ce signal est maximum est effectuée en comparant cette amplitude à un seuil prédéterminé, de manière à obtenir un signal constitué d'impulsions comprenant une impulsion à chaque fois que le seuil est dépassé, et en mesurant la durée de chaque impulsion, l'amplitude du signal démodulé étant maximum lorsque la durée de l'impulsion est maximum. Selon une autre particularité de l'invention, le verrouillage de la phase de l'oscillateur est effectué au milieu de l'impulsion qui suit l'impulsion ayant sensiblement la durée maximum mesurée précédemment.
Le procédé selon l'invention peut comprendre en outre une étape de contrôle de gabarit effectué sur le signal constitué d'impulsions, qui doit avoir une période sensiblement constante, les impulsions qui ne sont pas conformes à ce gabarit n'étant pas prises en compte pour la recherche d'une impulsion ayant une durée maximum.
Comme précédemment mentionné, l'invention concerne également un dispositif de transmission par signaux sonores, pour la mise en oeuvre de ce procédé, ce dispositif comprenant un transducteur pour convertir le signal sonore reçu en un signal électrique, un oscillateur commandé en phase, un comparateur de phase permettant de démoduler le signal reçu en comparant sa phase avec celle de l'oscillateur, des moyens pour détecter les instants où l'amplitude du signal démodulé est maximum, des moyens pour commander le verrouillage de l'oscillateur à l'un de ces instants, et des moyens de mise en forme de signal pour mettre le signal démodulé en sortie du comparateur de phase sous la forme d'un signal numérique contenant les données transmises.
Pour détecter les instants où l'amplitude du signal démodulé est maximum, ce dispositif comprend un comparateur à seuil pour comparer à un seuil prédéterminé le signal démodulé, des moyens pour mesurer la durée des impulsions en sortie du comparateur à seuil, l'amplitude du signal démodulé étant maximum lorsque la durée de l'impulsion est maximum.
Un mode de réalisation du dispositif selon l'invention sera décrit ci-après, à titre d'exemple non limitatif, avec référence aux dessins annexés dans lesquels :
La figure 1 représente schématiquement un dispositif mettant en oeuvre le procédé selon l'invention ;
La figure 2 montre sous la forme de chronogrammes la forme de signaux intermédiaires traités par le dispositif représenté sur la figure 1 ; La figure 3 représente un organigramme illustrant les différentes étapes du procédé selon l'invention pour synchroniser l'oscillateur ;
Les figures 4 et 5 représentent schématiquement deux exemples de réalisation d'une application du dispositif de transmission de signaux sonores selon l'invention, pour lire, et éventuellement modifier, à distance les informations mémorisées dans une carte à puce.
Sur la figure 1 , le dispositif selon l'invention comprend un transducteur 1 1 capable de recevoir et d'émettre des signaux sonores. Ce transducteur, par exemple du type piézo-électrique, transforme le signal sonore reçu en un signal électrique qui est appliqué à l'entrée d'un amplificateur 12 à gain élevé, le signal ainsi amplifié est filtré au moyen d'un filtre passe-bande 13 accordé sur la fréquence de la porteuse des signaux à recevoir. Le signal filtré est appliqué à une entrée d'un comparateur de phase 15 dont l'autre entrée est reliée à la sortie d'un oscillateur 14 commandé en phase. La sortie du comparateur de phase est reliée à l'entrée d'un filtre passe-bas 15 destiné à filtrer les parasites du signal en sortie du comparateur de phase. Le signal en sortie du filtre 15 est amplifié au moyen d'un second amplificateur 17 dont le signal de sortie est appliqué d'une part à un comparateur 19 avec une tension de référence Vref, et d'autre part à un circuit 18 de mise en forme, par exemple du type trigger de Schmitt ou comparateur à hystérésis.
Ce dispositif comprend par ailleurs un processeur 10, par exemple du type microcontrôleur, qui reçoit les signaux de sortie du comparateur 19 et du circuit 18, commande le verrouillage de la phase de l'oscillateur 14, reçoit par une entrée 20 les données à émettre, et transmet par une sortie 21 les signaux reçus, et applique un signal contenant les données à émettre à l'entrée d'un modulateur 22. Ce processeur est commandé par un programme stocké dans une mémoire non volatile 9, par exemple de type ROM, et utilise une mémoire volatile 8, par exemple de type RAM, comme mémoire de travail pour le stockage temporaire de données.
On peut prévoir que la mémoire volatile 8 comprend une ou plusieurs zones gérées en piles, par exemple du type FIFO, dans lesquelles sont stockées temporairement les données à émettre ou reçues. Le modulateur 22 qui effectue une modulation de phase comprend une autre entrée sur laquelle est appliqué le signal de la porteuse qui est produite par l'oscillateur 14, la sortie du modulateur étant reliée à une entrée du transducteur 11.
Le signal contenant les données à émettre appliqué par le processeur 10 à l'entrée du modulateur 11, est par exemple du type biphasé différentiel ou Manchester. Selon ce type, un bit à 0 peut être codé par deux changements de phase, tandis qu'un bit à 1 est codé par un changement de phase. La durée d'un bit est donc fixe, et choisie par exemple égale à 7,8125 ms, ce qui correspond à un débit de transmission de 128 bit/s.
Le modulateur 11 qui peut être réalisé au moyen d'une porte OU EXCLUSIF, module la phase de la porteuse produite par l'oscillateur 14, en fonction du signal contenant les données, émis par le processeur 10. La fréquence de la porteuse est choisie dans la bande des fréquences transmises par le téléphone, par exemple 2048 Hz. Dans ces conditions, le signal de transmission d'une séquence de bits à 0 comporte un changement de phase tous les huit cycles de porteuse.
Le transducteur 11 est destiné à être couplé à un combiné 5 d'un téléphone, si bien que les signaux reçus et reproduits sous forme sonore par le haut-parleur du combiné peuvent être très faibles. Par ailleurs, comme le moyen de transmission utilisé est le téléphone, et que les transducteurs bon marché ne sont pas accordés, présentent des caractéristiques variables, mêmes s'ils sont issus de la même fabrication, et ne peuvent pas être utilisés pour effectuer une transmission par modulation de phase avec une fréquence élevée d'inversions de phase (une inversion tous les huit cycles de porteuse), le signal reçu est fortement perturbé. Il n'est donc pas possible de caler l'oscillateur 14 sur la phase du signal reçu pour en effectuer la démodulation.
Le procédé selon l'invention parvient à résoudre ce problème en prévoyant une phase de synchronisation pendant laquelle on transmet un signal de synchronisation constitué d'une série de bits ayant la même valeur. Les bits de ce signal de synchronisation sont de préférence à 0, pour appliquer au transducteur 11 des inversions de phase à fréquence élevée, ceci de manière à éviter un phénomène de rémanence qui se produit au niveau de la phase du transducteur qui a tendance à osciller indépendamment du signal sonore qui lui est appliqué. Lors de cette phase de synchronisation, les variables de calcul sont initialisées (étape 30). et la phase de l'oscillateur 14 est déverrouillée par le processeur 10 (étape 31). Ainsi, le signal de sortie du comparateur de phase 15 qui permet de démoduler le signal reçu, se présente sous la forme d'ondulations dont l'amplitude est variable, par exemple entre 0 et 5 N, et maximum lorsque le signal en sortie de l'oscillateur est en phase avec le signal reçu, sa valeur maximum étant sensiblement constante. La forme de ce signal est illustrée par la courbe C l de la figure 2.
Le signal démodulé, issu du comparateur de phase 15, après filtrage et amplification, est comparé à un seuil Nref, par exemple de l'ordre de 100 mV à quelques centaines de mV, par le comparateur 19. Le signal de sortie du comparateur 19 est illustré par la courbe C2 sur la figure 2, en correspondance avec la courbe C l . Ce signal est constitué d'impulsions qui coïncident avec les moments où le signal appliqué en entrée du comparateur 19 est inférieur au seuil Vref.
Le processeur 10 qui reçoit le signal de sortie du comparateur 19 effectue un contrôle de gabarit des impulsions de ce signal, en mesurant la durée ti des impulsions reçues (étape 32) et la durée t0 entre celles-ci (étape 33), et en vérifiant que la période de ce signal, évaluée par le calcul de la somme tj + t0, correspond sensiblement (par exemple à 10% près) à la durée d'un bit, soit 7,8125 ms (étape 34). Si l'impulsion satisfait au gabarit, le processeur recherche les impulsions les plus larges qui correspondent aux instants où l'oscillateur 14 est en phase avec le signal reçu (étapes 35 et 36).
Lorsqu'une impulsion satisfait au gabarit d'un bit, le processeur compare sa durée t] avec une durée d'impulsion tlrna (étape 35) qui a été mémorisée précédemment et mémorise cette durée ti en remplacement de la durée tιmax (étape 36), si elle est plus grande.
Il est à noter que cette durée t, correspond à l'amplitude du signal démodulé, illustré par la courbe C 1.
Comme l'oscillateur 14 dérive en permanence, la durée ti de ces impulsions évolue d'une manière sensiblement sinusoïdale, si bien que lorsque la durée t[ d'impulsions successives qui satisfont au gabarit d'un bit, a augmenté pour atteindre la durée tιmax mémorisée en dernier, puis diminué (étape 37), le processeur passe à une étape de recherche d'une impulsion de durée sensiblement égale à celle qui a été mémorisée comme étant la plus grande. A cet effet, comme précédemment, il mesure les durées ti et t0 des impulsions reçues (étapes 38 et 39) et vérifie que ces impulsions satisfont au gabarit (étape 40). Si le gabarit est satisfait, il compare les durées tj mesurées à la valeur tlmax qui a été mémorisée au cours des étapes 32 à 36. Dès qu'une impulsion ayant sensiblement la durée tlmaλ est détectée, soit environ 200 ms plus tard, le processeur détecte le front montant de l'impulsion suivante (étape 42), et lorsque la moitié du temps tιmax mémorisé s'est écoulée depuis la détection du front montant de l'impulsion suivante (étape 43), il verrouille la phase de l'oscillateur 14 (étape 44). De cette manière, l'oscillateur est verrouillé sur le maximum des impulsions du signal reçu et démodulé.
Si l'on l'établit la durée du signal de synchronisation à 500 ms, ce qui correspond à une série de 64 bits à 0, on est assuré que l'oscillateur 14 peut être synchronisé par le processeur 10.
Lorsque l'oscillateur 14 est verrouillé, la phase de synchronisation est terminée. Le signal en sortie du comparateur de phase correspond alors au signal transmis et démodulé d'une manière correcte, ce signal étant mis en forme par le trigger 18 pour obtenir un signal binaire calibré contenant les données transmises, puis appliqué à une entrée du processeur 10. Les données ainsi reçues par le processeur peuvent être stockées temporairement dans une pile de réception gérée dans la mémoire volatile 8, avant d'être envoyées sur la sortie 21.
En émission, les données à émettre sont par exemple appliquées sur l'entrée 20 du processeur 10. Elles peuvent ensuite être stockées temporairement dans une pile d'émission gérée dans la mémoire volatile 8, avant d'être envoyées sous forme série sur l'entrée des données du modulateur 22. Préalablement, le processeur verrouille la phase de l'oscillateur 14 qui produit ainsi une porteuse dont la phase est modulée par le modulateur en fonction du signal contenant les données produit par le processeur. Le signal en sortie du modulateur est appliqué au transducteur 11 pour être converti en un signal sonore qui peut être reçu et transformé en un signal électrique par le microphone d'un combiné téléphonique.
On peut prévoir de répartir les données à transmettre en trames, par exemple de 64 bits, et de réémettre le signal de synchronisation périodiquement, de manière à permettre au dispositif récepteur de se synchroniser à nouveau, pour tenir compte des dérives qui peuvent se produire au niveau du transducteur émetteur ou récepteur.
D'une manière connue en soi, pour garantir la validité des données ainsi transmises, on peut également prévoir d'intégrer dans les trames des bits de contrôle, tels que des bits de parité et des sommes de contrôle. Lorsque le dispositif récepteur a reçu une trame correcte, il envoie un message d'accusé de réception au dispositif émetteur, qui peut alors envoyer la trame de données suivante. Si le dispositif émetteur ne reçoit pas d'accusé de réception dans un laps de temps prédéterminé, il réémet la trame qu'il vient de transmettre, jusqu'à ce qu'il reçoive un message d'accusé de réception.
Dans une application préférée du dispositif selon l'invention représentée sur la figure 4, les liaisons 20 et 21 du dispositif de transmission 50 selon l'invention sont raccordées à un dispositif 51 de lecture, et éventuellement d'écriture, d'une carte 1 à puce 2, avec ou sans contact. Un tel dispositif de lecture et d'écriture est, d'une manière connue, conçu pour alimenter la puce 2, et échanger avec celle-ci des données numériques qui sont stockées dans une mémoire intégrée à la puce 2. Dans le cas d'une puce sans contact, l'alimentation de la puce et la transmission de données avec celle-ci sont effectuées par exemple par induction. Sur cette figure, le dispositif de transmission 50 échange des données par signaux sonores avec des moyens transducteurs, tels qu'un combiné téléphonique 5, lesquels sont reliés par une liaison de télécommunication telle qu'un réseau téléphonique 53, par exemple le réseau téléphonique commuté ou un réseau de radiotéléphonie cellulaire, à un terminal distant 52, à partir duquel sont effectuées à distance la lecture et/ou la mise à jour des données stockées dans la puce 2.
Bien entendu, comme représenté sur la figure 5, on peut utiliser un second dispositif de transmission 50' par signaux sonores selon l'invention, et des seconds moyens transducteurs, par exemple un second combiné téléphonique 5', pour transmettre dans les deux sens les données échangées entre le terminal 52 et la liaison téléphonique 53.

Claims

RENENDICATIONS
1. Procédé de transmission de données par modulation en phase d'une porteuse générée par un oscillateur (14) commandé en phase, ce procédé comprenant au moins une étape intermédiaire de transmission par signal sonore, caractérisé en ce qu'il comporte en réception une phase préalable de synchronisation de l'oscillateur (14) durant laquelle est transmis par modulation en phase de la porteuse un signal de synchronisation dont la forme à l'émission est prédéfinie, cette phase comprenant les étapes suivantes : - le déverrouillage (31) de la phase de l'oscillateur (14) qui est laissée glissante,
- la réception du signal de synchronisation,
- la démodulation du signal reçu par comparaison de sa phase avec celle du signal produit par l'oscillateur, de manière à obtenir un signal démodulé correspondant au signal de synchronisation, dont l'amplitude est variable, - la détection (32 à 36) des instants où l'amplitude du signal démodulé est maximum, et
- le verrouillage (44) de la phase de l'oscillateur à un instant où l'amplitude du signal démodulé est maximum.
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la détection des instants où l'amplitude du signal démodulé est maximum comprend :
- la détection d'un premier instant où le signal démodulé est maximum, et la mesure d'une caractéristique de ce signal à cet instant, et - la détection (38 à 41) dans le signal démodulé d'une nouvelle occurrence du signal présentant la caractéristique mesurée, et mettant en évidence que l'amplitude du signal démodulé est à nouveau maximum,
- le verrouillage de la phase de l'oscillateur étant effectué lorsque cette nouvelle occurrence est détectée.
3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que la mesure d'une caractéristique du signal démodulé à un instant où l'amplitude de ce signal est maximum est effectuée en comparant cette amplitude à un seuil prédéterminé, de manière à obtenir un signal constitué d'impulsions comprenant une impulsion à chaque fois que le seuil est dépassé, et en mesurant (32) la durée de chaque impulsion, l'amplitude du signal démodulé étant maximum lorsque la durée de l'impulsion est maximum.
4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'il comprend en outre une étape (34) de contrôle de gabarit effectué sur le signal constitué d'impulsions, qui doit avoir une période sensiblement constante, les impulsions qui ne sont pas conformes à ce gabarit n'étant pas prises en compte pour la recherche d'une impulsion ayant une durée maximum.
5. Procédé selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que le verrouillage de la phase de l'oscillateur est effectuée au milieu de l'impulsion qui suit l'impulsion ayant sensiblement la durée maximum mesurée précédemment.
6. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les données transmises sont codées en biphasé différentiel, un bit étant codé par un ou deux changements de phase, le signal de synchronisation contenant une séquence de bits codés par deux changements de phase.
7. Dispositif de transmission par signaux sonores, pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend un transducteur (11) pour convertir le signal sonore reçu en un signal électrique, un oscillateur (14) commandé en phase, un comparateur de phase (15) permettant de comparer la phase du signal reçu avec celle de l'oscillateur, des moyens pour détecter les instants où l'amplitude du signal démodulé est maximum, des moyens (10) pour commander le verrouillage de l'oscillateur à l'un de ces instants, et des moyens de mise en forme (18) pour mettre le signal démodulé en sortie du comparateur de phase sous la forme d'un signal numérique contenant les données transmises.
8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que pour détecter les instants où l'amplitude du signal démodulé est maximum, ce dispositif comprend un comparateur à seuil (19) pour comparer le signal démodulé à un seuil prédéterminé (Vref), des moyens (10) pour mesurer la durée des impulsions en sortie du comparateur à seuil, le signal démodulé étant maximum lorsque la durée de l'impulsion est maximum.
9. Dispositif selon la revendication 7 ou 8, caractérisé en ce qu'il comprend un processeur (10) qui commande le verrouillage de la phase de l'oscillateur, et qui effectue la détection des instants où l'amplitude du signal démodulé est maximum.
10. Système pour la lecture et/ou la mise à jour à distance de données mémorisées par une puce avec ou sans contact, montée sur un support, comprenant un dispositif de lecture (51), et éventuellement d'écriture, pour échanger des données avec une puce (2) avec ou sans contact avec laquelle il est en liaison, caractérisé en ce que le dispositif de lecture (51) est connecté à un dispositif de transmission (50) par signaux sonores, selon l'une des revendications 7 à 9, lequel est couplé à des moyens transducteurs sonores (5) connectés par une liaison fïlaire ou radioélectrique (53) à un terminal distant (52), les données échangées avec la puce étant transmises entre le terminal (52) et le dispositif de lecture (51) par l'intermédiaire du dispositif de transmission (50), des moyens transducteurs (5) et de la liaison fïlaire ou radioélectrique (53).
11. Système selon la revendication 10, caractérisé en ce que le terminal distant (52) est couplé à la liaison fïlaire ou radioélectrique (53) par l'intermédiaire d'un second dispositif de transmission (50') par signaux sonores et des seconds moyens transducteurs sonores (5').
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