Brevet FR2013377A1 — publié le 19700403

La présente invention concerne des dispositifs de traitement du signal et en particulier des dispositifs qui permettent de corriger automatiquement un signal de manière à adapter son spectre de fréquence moyenne à une fonction déterminée. 5 On a utilisé des circuits de commande automatique de niveau pour la nor malisation de signaux transmis par des lignes téléphoniques lorsque ces signaux doivent être traités automatiquement. Cette technique n'a pas donnée entière satisfaction étant donné que la variation normale que subit l'écrêtage des fréquences élevées dans les lignes téléphoniques est suffisamment impor-10 tante pour affecter gravement la fraction haute fréquence du signal transmis, un signal vocal par exemple. Les dispositifs de commande automatique de niveau utilisés antérieurement et qui fonctionnent dans le spectre moyen ne sont pas en mesure de corriger les amplitudes relatives dans tout le spectre du signal en raison du fait qu'ils traitent le spectre de fréquence tout entier 15 comme un ensemble unique. On a de même utilisé les réseaux conformateurs de fréquence pour réaliser la compensation des caractéristiques irrégulières des systèmes de transmission mais on a conçu ces circuits d'après l'hypothèse que l'atténuation des fréquences par le système était relativement constante, et il en résulte que leur 20 emploi ne donne pas satisfaction lorsque les systèmes de transmission présentent des variations suffisamment importantes pour influencer les composantes du signal d'une fréquence déterminée. La présente invention prévoit l'emploi d'un réseau conformateur de fréquence automatique servant à régler le spectre de fréquence des signaux transmis 25 par des systèmes,présentant des variations suffisamment grandes pour affecter l'importance du signal transmis à des fréquences variées au sein du système considéré dans son ensemble. La présente invention comporte plusieurs réseaux de sélection de fréquence qui répondent chacun au signal transmis de manière à compenser les caractéristiques de transmission des fréquences dans le do-30 maine qui leur correspond, plusieurs dispositifs de commande automatique de niveaux qui répondent chacun au signal délivré par l'un des réseaux de sélection de fréquence de manière à compenser les variations de niveau du signal transmis dans le domaine correspondant, et un circuit totalisateur commandé par les signaux émanant des circuits de commande automatique de niveau permet-35 tant de reconstituer un signal composite contrôlé de conformation convenable. Un des objets de la présente invention consiste à proposer une caractéristique de filtrage de fréquence qui s'adapte automatiquement aux variations des caractéristiques du réseau ou du système de transmission de manière, à obtenir un spectre de fréquence des signaux qui se prête au traitement. 40 Un autre objet de la présente invention est un système tel qui est exposé 20445 2 2013377 ci-dessus, qui ne modifie pas la structure fine du spectre du signal ou le détail des informations qu'il contient. Les objets, particularités et avantages sus-mentionnés ou autres concernant la présente invention ressortent de la description détaillée suivante d'un 5 mode de réalisation particulier de la présente invention tel qu'illustré par les dessins ci-joints. La figure 1 représente un diagramme schématique d'un dispositif conforma-teur de fréquence automatique conforme à la présente invention. Les figures 2 à 6 représentent des graphiques illustrant le fonctionnement 10 du circuit de la figure 1. Sur la figure 1 on applique le signal brut provenant d'une ligne téléphonique ou de tout autre système de transmission à la borne d'entrée 11 qui est reliée aux entrées de trois réseaux conformateurs de fréquence 12, 13 et 15 placés en parallèle. 15 Le réseau 12 comporte un amplificateur 12-1 qui reçoit le signal d'entrée, une résistance 12-2 branchée entre la sortie de l'amplificateur 12-1 et celle du réseau 12 et un condensateur 12-3 branché entre la sortie du réseau 12 et la masse. La résistance 12-2 et le condensateur 12-3 constituent un circuit intégrateur conventionnel qui provoque une atténuation de moins 6 dB par oc-20 tave en fonction de la fréquence. Les valeurs des composants du circuit sont choisies de manière à fournir un gain égal à 1 à la fréquence correspondant au centre de la bande de fréquence transmise par le système de transmission. Le réseau 13 ne comporte qu'un amplificateur 13-1. La caractéristique 25 de réponse en fréquence est plate dans le domaine de bande intéressant et sert à fixer le niveau nominal du signal désiré. Le réseau 15 comporte un amplificateur 15-1 qui reçoit le signal d'entrée, un condensateur 15-3 branché entre la sortie de l'amplificateur 15-1 et celle du réseau 15 et une résistance 15-2 branchée entre la sortie du réseau 15 et 30 la masse. Le condensateur 15-3 et la résistance 15-2 constituent un circuit différenciateur conventionnel qui provoque une atténuation de + 6 db par octave en fonction de la fréquence. Les valeurs des composants du circuit sont choisies de manière à fournir un gain égal à 1 pour la fréquence wc. Les réseaux 12, 13 et 15 décrits ci-dessus ont été déterminés de manière 35 à conditionner les signaux vocaux transmis par des lignes téléphoniques conventionnelles en raison du fait que ces circuits présentent des caractéristiques de conformation des fréquences qui corrigent les caractéristiques de fréquence du système de transmission. Dans le cas de systèmes de transmission différents et/ou de signaux différents on peut désirer disposer de caracté-40 ristiques de conformation de fréquence qui exigent l'emploi des circuits 20445 3 2013377 présentant des caractéristiques de filtrage différentes et permettant de corriger les caractéristiques du système et/ou du signal. Les sorties A^, et A^ relatives respectivement aux réseaux 12, 13 et 15 sont reliées respectivement aux circuits de commande automatique de niveaux 5 17, 18 et 19 qui fournissent respectivement des gains G^, et Gg proportionnels aux inverses des amplitudes des signaux, ces gains étant automatiquement réglés de manière à maintenir pour chaque circuit une amplitude constante du signal de sortie. On peut réaliser les circuits de commande automatique de niveaux 17, 18 et 19 ainsi qu'il a été décrit, par B.M. OLIVER dans "Automatic 10 Volume Control as a Feedback Problem" Proc. of the IRE, Vol. 3B, n°4 avril 1948 page 466 à page 473. Les sorties des circuits de commande automatique de niveau, qui présentent des amplitudes constantes sont appliquées à un amplificateur totalisateur 20 qui reconstitue, à l'aide de coefficients déterminés,un signal de forme con-15 trôlée. Le graphique de la figure 2 représente la caractéristique de réponse d'un système pour des conditions déterminées du signal d'entrée. tu est la moyenne géométrique des fréquences extrêmes de la bande C correspondante aux signaux. 20 correspond au point où commence la pré-accentuation. (0^ correspond au point où se produit l'affaiblissement. k est une constante et, a) /k et ku définissent la bande des signaux ou le domaine de fréquences c c prévu pour ces signaux. 25 La fréquence au-dessus de laquelle la courbe de réponse est pré-accen tuée est déterminée par le gain du réseau 13 par rapport au gain du réseau 15, ainsi que par la valeur de ui^ et peut être exprimée par la formule suivante w = G /G . u = A / A . (o p 2 3 c 3 2 c 30 La fréquence to , au-dessous de laquelle la courbe de réponse est atténuée d est déterminée par le gain du réseau 12 par rapport au gain du réseau 13 ainsi que par la valeur de et peut être exprimée par la formule suivante : w , = G /G„ . a) = A_/ A . u d 1 2 c 2 1 c Lorsque le signal reçu manque d'énergie à fréquence élevée, la courbe de 35 réponse est pré-accentuée à une fréquence plus basse. C'est le cas illustré par le graphique de la figure 3. La réponse du dispositif dans le cas d'un signal manquant d'énergie à fréquence basse est illustrée par la figure 4. Si le signal d'entrée présente un spectre de fréquence plat, c'est-à-dire uniforme, les valeurs de A^ et A^ seront déterminées par les fréquences de la bande la plus élevée et la plus 40 basse. Dans ce cas, les fréquences correspondant à l'atténuation et à la 20445 4 2013377 pré-accentuation sont rejetées aux limites de la bande et le dispositif ne produit pratiquement aucune correction. Les réseaux conformateurs de fréquence particuliers choisis pour illustrer le fonctionnement du dispositif ne produisent aucun effet sur un signal présen-5 tant à la fois un excès de fréquence élevée et un excès de fréquence basse et ils reproduiront le spectre de fréquence du signal d'entrée. Etant donné que dans les conditions étudiées cette éventualité ne se produit pas, les filtres décrits n'en tiennent pas compte. Hais il est possible d'adopter des réseaux conformateurs de fréquences différents dans le cas où elles seraient suscepti-1C bles de se produire. Le système illustré ici permet de réaliser une compensation dans les six éventualités de transmission suivantes : excès de fréquences élevées, pénurie ae fréquences basses, excès de fréquences basses, pénurie de fréquences élevées, pénurie ae fréquences basses et élevées par rapport aux fréquences moyennes de la bande et fréquence d'entrée distribuée uniformément. 15 Bien que la présente invention ait été représentée et décrite dans un mode de réalisation préconisé particulier, il va de soi qu'elle peut recevoir dans sa forme et dans ses particularités diverses variantes sans sortir de l'esprit et de la portée de la présente invention. 69 20445 5 2013377 REVENDICATIONS I. Système confarmateur de fréquence dont la réponse varie automatiquement pour maintenir un signal de sortie présentant un spectre de fréquence moyen prédéterminé lorsqu'il reçoit des signaux transmis par un moyen de transmission présentant des variations normales suffisantes pour affecter la quantité de 5 signal transmise en fonction de la fréquence, caractérisé en ce qu'il comporte: - au moins deux moyens sélecteurs de fréquences présentant des caractéristiques de transmission de fréquence déterminées correspondant aux caractéristiques attendues du moyen de transmission et du signal, - au moins deux moyens de commande automatique de niveau chacun répandant 10 au signal de sortie de l'un des moyens sélecteurs de fréquence pour compenser les variations dans le niveau du signal transmis dans la bande choisie par le moyen sélecteur de fréquence correspondant, - et un moyen de sommation agissant en réponse aux signaux de sortie des moyens de commande automatique de niveau pour combiner ces signaux de sortie 15 afin de fournir un signal reconstitué mis en forme. II. Signal selon la revendication I dans lequel l'un des moyens sélecteurs de fréquence fournit un signal de sortie à amplitude constante en fonction de la fréquence. III. Système selon la revendication I comprenant trois moyens sélecteurs de 20 fréquence, le premier comportant un circuit intégrateur présentant une pente négative d'environ - 6dB par octave, le second comportant un circuit diffé-renciateur présentant une pente positive d'environ + 6dB par octave et le troisième présentant un signal de sortie à amplitude constante en fonction de la fréquence. 25 IV. Système selon la revendication III dans lequel le premier et le second moyen sélecteur de fréquence présentent un gain égal à l'unité à la fréquence qui est la moyenne géométrique des fréquences de la bande passante.