Brevet FR2004130A1 — publié le 19691121

La présente invention se rapporte à des codeurs pour systèmes de modulation par impulsions codées,qui fournissent des signaux de sortie comprenant des éléments de code qui représentent des modifications du niveau des échantillons successifs d'un signal analogique. Divers procédés d'échantillonnage et de codage de signaux sont décrits dans la littérature spécialisée. Un procédé bien connu est celui de la modulation par impulsions codées selon lequel on procède à la quantification de chaque échantillon du signal, chaque échantillon quantifié étant alors représenté par un nombre fixe d'éléments de code binaires. L'étendue de la quantification détermine évidemment le nombre d'éléments de code qui apparaissent dans chaque éctentillon codé. Le nombre d'éléments de code requis pour chaque échantillon est lui-même un facteur fondamental pour la détermination du rendement avec lequel cette information peut être transmise. Dans le but d'améliorer le rendement de la transmission lorsque 3e s différences entre les échantillons quantifiés sont très petites, il a été conçu un autre procédé connu sous le nom de modulation en delta. Dans ce cas le nombre d'éléments de code requis se trouve réduit tout en conservant la qualité de la transmission. Ce système implique en particulier la transmission d'éléments de code qui représentent des variations des niveaux quantifiés. Au terminal récepteur, ces variations s'ajoutent l'une à l'autre pour reproduire l'échantillon original. Il a déjà été proposé un certain nombre de montages pour procéder au codage suivant les deux procédés évoqués ci-dessus. Selon un montage évident pour un système de modulation en delta, chaque échantillon est codé, puis les différences entre les échantillons codés successifs sont transmises. Selon un autre montage, les différences d'amplitude entre les échantillons successifs sont quantifiées. Un autre montage est un mélange des deux premiers et se trouve décrit dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique 2.605.361 du 29 juillet 1952. Ces montages, tout comme tous les autres montages connus,présentent cependant un degré de complexité qui nuit quelquefois à leur utilisation. La présente invention a pour but de procurer 69 07536 2 2004.130 un codeur perfectionné pour système de modulation par impulsions codées, qui soit relativement simple, peu coûteux et facile à entretenir. Le codeur selon lfinvention se caractérise 5 en ce qu'il comprend un premier dispositif d'échantillonnage et de codage pour échantillonner périodiquement un signal analogique et pour fournir un signal de sortie pour chaque échantillon, chacun des signaux de sortie étant d'un premier ou d'un second type (un 1 binaire ou un 0 binaire), ces signaux de sortie pou-D vant être utilisés pour faire croître et décroître l,amplitude d'un signal analogique restitué, un second dispositif de codage connecté au premier dispositif afin de fournir, après chaque intervalle appartenant à une série d'intervalles) d'égale durée, des signaux de sortie ayant n éléments de code de a types dif-15 férents,chaque signal de sortie représentant la différence entre les nombres de signaux du premier et du second type obtenus à la sortie du premier dispositif durant l'intervalle de temps précédent, et des circuits de cadence et de commande connectés au second dispositif afin de chronométrer l'occurrence des intervalles 2D de temps d'égale durée à une vitesse au moins égale à la vitesse de Nyquist du signal analogique, et connecté d'autre part au premier dispositif afin de régler la vitesse d'échantillonnage du premier dispositif à une valeur au moins égale à (£n)fois la vitesse des intervalles de temps de durée égale. 25 Selon l'invention, un signal analogique est échantillonné et des signaux modulés en delta sont engendrés à une vitesse égale à plusieurs fois la vitesse de Nyquist du signal. Les éléments de code binaires issus de la modulation delta sont alors additionnés durant des intervalles dont la vitesse 30 d'occurrence est au moins égale à la vitesse de Nyquist du signal analogique. Les sommes ainsi produites sont des représentations du signal analogique en modulation en delta. Des représentations du signal analogique en modulation par impulsions codées sont produites en additionnant ]£s représentations en modulation en delta. 35 Un aspect de l'invention est l'utilisation de la modulation en d elta . Le signal analogique est converti en une forme digitale qui permet tout traitement ultérieur au moyen de circuits digitaux. Ces circuits, de même que le modulateur delta, sont tous relativement simples,peu coûteux et faciles à entretenir, procurant ainsi une combinaison présentant ces mêmes propriétés . 69 07536 3 2004130 L'invention va être décrite plus en détails ci-après en se référant avi dessin joint qui illustre schématique-ment une forme de réalisation du codeur selon l'invention» Un modulateur delta classique H reçoit un signal '5 analogique d'entrée AN et fournit des éléments binaires.Ceux-ci sont accumulés dans l'accumulateur 12 pendant des intervalles de temps prédéterminés. A la fin de chaque .intervalle, la sortie de l'accumulateur est temporairement emmagasinée dans un registre 13. Le contenu de celui-ci est appliqué ensuite à un traducteur 14 10. dont la sortie constitue la représentation du signal analogique en modulation en delta. Le modulateur 11, l'accumulateur 12,1e registre*' 13 et le traducteur 14 sont tous chronométrés, d'une manière que l'on va décrire, par un circuit de cadence 15. Gomme on l'a dit plus haut, le modulateur 11 15 est classique. Les signaux de sortie binaires peuvent se traduire par la présence et l'absence d'impulsions ou par des impulsions positives et négatives. Ainsi qu'il est connu de l'homme de l'art, la modulation en delta fournit un élément par échantillon d'un signal analogique. Ces éléments servent ultérieurement à faire 20 croître ou décroître l'amplitude du signal lorqu'on restitue le signal analogique. Dans la présente forme de réalisation, cet échantillonnage s'effectue à une vitesse au moins égale à (a,n) fois la vitesse de Nyquist du signal analogique, a, étant le nombre de types d'éléments de code et n étant le nombre d'éléments 25 de code dans chaque représentation de sortie. L'accumulateur 12 fournit des signaux de sortie qui sont des représentations codées des différences numériques entre les deux types de signaux de sortie du modulateur, qui apparaissent durant les intervalles de temps prédéterminés res-30 pectivement. L'accumulateur peut comprendre un compteur réversible qui répond aux deux types de signaux de sortie du modulateur. Il peut aussi comprendre un compteur qui ne répond qu'à un seul type de signal de sortie du modulateur. Dans ce dernier cas, le compteur peut être préréglé ou être suivi d'un circuit soustracteur 35 qui soustrait du contenu réel la moitié du contenu possible. Comme on peut le voir aisément,chacune de ces configurations donne lieu à une sortie codée différente pour un signal d'entrée donné mais cela importe peu car le choix d'un mode de codage est arbitraire. 69 07536 4 2004130 Le registre 13 est une mémoire temporaire qui est chronométrée pour n'emmagasiner qu'une sortie de l'accumulateur à la fois. Le traducteur 14 transmet le contenu du registre 13 sur une ou plusieurs lignes de sortie. Le traducteur 14 peut prendre la forme de plusieurs portes qui sont actionnées d'une manière séquentielle et répétée par le circuit cadenceur 15 afin de transmettre un élément de code à la fois de telle sorte que les éléments de code apparaissent en série à la sortie. Selon l'invention, les représentations de sortie sont additionnées dans un second accumulateur 16 qui additionne algébriquement les sorties du traducteur. La sortie de l'accumulateur 16 est appliquée à un traducteur 17 qui remplit une fonction analogue à celle du traducteur 14. Bien que l'on n'ait représenté et décrit qu'une seule forme de réalisation du codeur selon l'invention, il est bien évident que d'autres formes de réalisation peuvent être conçues par l'homme de l'art tout en restant conformes à l'esprit de la présente invention. 69 07536 5 2004130 REVENDICATIONS 1.- Codeur produisant des signaux de sortie com prenant des éléments de code qui représentent des variations du niveau des échantillons successifs d'un signal, caractérisé en 5 ce qu'il comprend un premier dispositif d'échantillonnage et de codage pour échantillonner périodiquement un signal analogique et pour fournir un signal de sortie pour chaque échantillon, chacun des signaux de sortie étant d'un premier ou d'un second type (un 1 binaire ou un 0 binaire), ces signaux de sortie pouvant 10 être utilisés pour faire croître et décroître l'amplitude d'un signal analogique restitué, un second dispositif de codage connecté au premier dispositif afin de fournir, après chaque intervalle appartenant à une série d'intervalles d'égale durée, des signaux de sortie ayant n éléments de code de a types différents, 15 chaque signal de sortie représentant-la éi-fférenee «ntre-ïes nombres de signaux du premier et du second type obtenus à la sortie du premier dispositif durant l'intervalle de temps précédent, et des circuits de cadence et de commande connectés au second dispositif afin de chronométrer l'occurrence des intervalles de 20 temps d'égale durée à une vitesse au moins égale à la vitesse de Nyquist du wignal analogique, et connecté d'autre part au premier dispositif afin de régler la vitesse d'échantillonnage du premier dispositif à une valeur au moins égale à(an)fois la vitesse des intervalles de temps de durée égale.