Brevet FR2103644A1 — publié le 19720414

" 1 2.103644 La présente invention a pour objet un montage pour la démodulation de signaux de données à modulation par différence de phase, dans lequel les données en code binaire sont transmises par l'émission de déphasagesbrusques déterminés associés aux impulsions individuelles ou à plusieurs impulsions en commun, dans la fréquence porteuse transmise. Lors de la transmission de signaux binaires par une fréquence porteuse modulée en phase,on rencontre un inconvénient essentiel, à savoir que la réception est équivoque. Ceci conduit par exemple pour un signal binaire à ce que l'état "O" et l'état "1" puissent être confondus entre eux. Pour une démodulation unique du signal à la réception, une fréquence porteuse auxiliaire serait requise dans la phase de référence. En fait, dans des cas déterminé, de préférence lors de la transmission de signaux binaires par modulation à inversion de phase, on peut obtenir à partir du signal de fréquence porteusë reçu une fréquence porteuse auxiliaire, mais cependant sa phase est indéterminée à 180°. Cette équivoque d'une double signification se reporte directement aussi au signal démo-- •-dulé . Lors d'une modulation de phase avec plus de deux états,'• 1'indétermination de la réception augmente de manière correspondante, de telle sorte que par exemple elle devient quadruple pour une modulation de phase quaternaire. Cet inconvénient peut être évité comme on le sait'en mettant en oeuvre la modulation par différence de phase. Dans la modulation par différence de phase, les données à transmettre sont caractérisées non pas par la position de phase de l'oscillation de la fréquence porteuse mais au contraire par la modification de la position de phase. Dans ce cas, par exemple avec une modulation binaire, les "0" sont caractérisés chacun par une variation de phase, tandis que les "1" sont au contraire caractérisés par une absence de modification de phase (ou inversément). Avec la modulation quaternaire, deux impulsions binaires sont exprimés à chaque fois par une opération de modulation et, par exemple, un déphasage de + 90° indique la paire d'impulsions (dibit) "01 " un déphasage de - 90° indique la paire d'impulsions (dibit) "10" un-déphasage de 180° indique la paire d'impulsions (dibit) "11" et l'absence de déphasage indique la paire d'impulsions (dibit) "00". La démodulation à la réception s'effectue à l'ai- 71 31369 2 2103644 ^de d'un générateur de cadence qui produit une fréquence qui corres pond à celle de 11 osciUl' ation porteuse non modulée et qui est synchronisée avec la fréquence porteuse reçue. Grâce à une comparaison, on détermine le déphasage et la combinaison d!impulsions 5 ainsi fixée est exprimée en tant que données de réception. Pour la démodulation des signaux de donnée à modulation par différence de phase, on connait un démodulateur qui appli que la fréquence porteuse reçue' à l'une des entrées de deux modulateurs de réception et de deux étages de remodulation, en parti-10 culier des modulateurs en anneau:,.. Les sorties des deux modulateurs i de réception sont connectées aux autres entrées des deux étages de remodulation et sont reliées aux bornes de sortie de l'agencement de démodulateur. Entre les sorties des deux étages de remodulation et les autres entrées des deux modulateurs de réception est connec-15 té un montage de récupération de porteuse à temps de propagation, qui transforme les deux oscil'llations de porteuse appliquées en deux oscillations déphasées de + 45°. Le montage de récupération de porteuse comporte deux étages mélangeurs auxquels sont appliqués les signaux de sortie des deux étages de remodulation, par l'inter-20 médiaire de filtres à déphasage et de réseaux à temps de propagation (brevet- allemand n°1.198.869). Les montages connus sont réalisés suivant une technique analogique. On a besoin de cellules universelles à 33 Le but de l'invention est d'offrir un démodulateur pour signaux de données à modulation par différence de phase qui peut être réalisé avec des étages constructifs numériques.' La solution consiste à agencer un osci.11'a te,ur de «■ ■référence fournissant autant de phases de la fréquence dè.référen-35 ce que l'on a f±:xiés pour la transmission d'états de phase, tandis qu'on prévoit un générateur de cadence qui fournit à chaque fois entre deux déphasages brusques une impulsion d'exploration avec la durée minimum dans le temps d'une période de la . fréquence po.r- " 3,3t'; ' 2103644 teuse, une première mémoire étant prévue et étant libérée pour la mise en mémoire pendant la durée dans de temps de l'impulsion d'exploration, tandis qu'à partir d'un passage par zéro de la fréquence porteuse reçue au cours de la durée de l'impulsion d'explora-5 tion on -dérive une impulsion d'introduction qui introduit dans la première mémoire la phase de référence correspondant à la phase de porteuse de l'oscillateur de référence, sous forme binaire, la valeur binaire dans la première mémoire étant reprise ayant l'apparition de l'impulsion d'exploration suivante dans une seconde mé-10 moire, un décodeur étant prévu pour former une valeur de différence à partir des deux valeurs introduites dans les mémoires et lé décodeur appliquant les impulsions correspondant à la valeur de.' différence et fixées après décodage à un convertisseur parallèle -série à la sortir duquel apparaissent les données binaires. 15 Le démodulateur fonctionne de manière numérique, de tel le sorte que seuls des étages constructifs numériques sont utilisés et une réalisation suivant une technique de circuits intégrés est avantageux;-. La place requise pour le démodulateur est par conséquent très réduite. Le mode de fonctionnement du démodulateur est . 23 particulièrement simple. - .D'autres détails et particularités de l'invention res-sortiront de la description ci-après, donnée à titre d'exemple non limitatif et en se- référant aux dessins annexés, dans lesquels' : La. figure 1 représente un montage, correspondant à 1'é-25 tat actuel de la technique, d'un démodulateur pour signaux.de données- à modulation .par différence de phase, suivant une technique analogique. La figure 2 est un schéma de principe du montage suivant l'invention d'un démodulateur pour signaux de données a modu-33 lation par différence de phase en technique numérique. La figure 3 représente un exemple de réalisation avantageux d'un démodulateur suivant l'invention. La figure 4 est un diagramme .vis-à-vis du temps pour le démodulateur suivant la figure 3. 35 La figure 5 est un diagramme vis-à-vis du temps pour unô variante du démodulateur de la figure 3. La figure 1 est une représentation de principe d'un a-gencement connu d'un démodulateur pour des signaux de données à 71 31369 4 2103644 modulation par différence de phase, suivant une technique analogique. Le présent agencement est conçu pour une modulation par'.-dif-férence de phase quaternaire. Par l'intermédiaire de l'entrée E, la fréquence porteuse reçue, modulée par les déphasages brusques, 5 parvient à-un amplificateur de réglage RV. Celui-ci commande une cellule à temps de propagation universelle LZ et simultanément plusieurs modulateurs de produit (PM1,PM2). La cellule à temps de propagation universelle, qui est conçue suivant une technique à self :et capacité. retarde le signal de données d'une section de modu-10 lation et applique le signal de fréquence porteuse retardé par ' Nj. l'intermédiaire de réseaux déphaseurs PI, P2 à la seconde entrée des modulateurs de produit PMI, PM2. Aux sorties de ces derniers est obtenu le signal de bande de base, qui est débarrassé des restes de fréquence porteuse par des filtres passe-bas TPI, TP2 con-15 nectés à la suite. Un montage décodeur à exploration DC rétablit, en fonction du codage' prévu, les données binaires primitives, qui parviennent par une sortie A à l'appareil d'utilisation des données . - ' . La figure 2 représente en principe le démodulateur 20 suivant l'invention pour des signaux de donnée à modulation par différence de phase. A l'entrée E, la fréquence porteuse modulée par les déphasages brusques est reçue et elle est amenée à un niveau moyen cons.tant dans un amplificateur de réglage RV. La fréquence porteuse modulée,'qui est'encore sinusoïdale en ce point, 25 est transformée en une tension rectangulaire dans un limiteur BV •connecté à la suite. Ainsi) la modulation de phase à la sortie du limiteur n'est plus contenue que dans les passages par zéro du signal ;à..- fréquence porteuse. L'oscillateur de référence RO produit une fréquence qui correspond à la fréquence porteuse. La fréquence 30 de référence est produite avec autant de positions de phase qu'il existe d'états de phase possibles sur le parcours de transmission. Les phases individuelles de la tension de référence et la tension de signal limitée sont appliquées à une porte G. Cette porte est commandée à partir d'^m générateur de cadence ou d'horloge TG, qui 35 libère la porte pendant une période déterminée. Avant la libération de la porte G, l'oscillateur de référence RO est corrigé (synchronisé) par les flancs du signal reçu. Le générateur d'horloge ne libère la. porte que pendant une période déterminée, qui est au moins' COPY 2103644 aussi longue que la durée de la période de la tension rectangulaire fournie par le limiteur et le passage par zéro se présentant au cours de cet intervalle de temps de- la tension rectangulaire introduit dans une première mémoire SPl, sous forme binaire, la 5 phase de référence correspondant exactement à la phase de la tension rectangulaire. L^ijénérateur d'horloge TG fournit l'impulsion d'exploration qui provoque la libération de la porte G, utilement ' avant le début de chaque caractéristique de modulation suivante (déphasage brusque), car dans ce cas l'influence par des déphasa-10 ges précédents ou par des distorsions est réduite au minimum. Un peu avant l'exploration de la section de modulation,- la valeur enregistrée dans la première mémoire SPl de la phase de référence est transférée à une seconde mémoire SP2. Dans la première mémoire SPl v à présent vide, on introduit sous forme binaire, au cours de l'opé- XT 15 ration d'exploration suivante, la position de phase de la section de modulation suivante. Après chaque exploration, on forme dans le décodeur DC la différence entre les valeurs écrites dans la mémoire SPl et dans la mémoire SP2. Conformément à la définition du prin cipe de modulation (modulation par différence de phase), la diffé-20 rence existante est associée à une succession d'impulsions déterminée;, . que le décodeur émet. Après, une transformation de code éventuellement nécessaire, la succession d'impulsions est appliquée à un convertisseur parallèle -série PSU, qui fournit les impulsions binaires du signal de données à la sortie A, en série 25 pour une retransmission à un appar.eil d'utilisation des données. La figure 3 représente un exemple de réalisation avantageux du démodulateur suivant l'invention pour une modulation par différence de phase quaternaire. La figure 4 illustre par un diagramme vis-à-vis du temps le mode de fonctionnement du démodu-30 lateur. Les lignes à la figure 4 sont désignées par des lettres qui sont reportées à la figures 3 aux endroits où ces trains d'impulsion apparaissent. Dans la modulationpardifférence de phase quaternaire, on transmet quatre déphasages brusques, à savoir + 90°, -- 90°, 180° et 0°. A ces déphasages sont associées des paires d'im-35 pulsions (dibits) qui peuvent avoir la forme suivante :'-."00", "11", "01" et "10". Par convention, on attribue à chaque paire d'impulsions à l'émission, un déphasage déterminé. A partir du déphasage reçu dans la fréquence porteuse, le démodulateur rétablit la pai- ... ... • * : COPY 71 31369 71 31369 _ « 2103644 re d'impulsions binaires. A l'efrtrée E est appliquée la fréquence * porteuse"avec les déphasages contenant l'information. La ligne a à la figure 4 représente la fréquence porteuse avec les déphasages apparaissant aux moments £1 et -t2. Dans les diagrammes vis-à-vis 5 du temps, on a représenté pour la clarté et une meilleure compréhension, les déphasages en tant qu.e variations soudaines. En pratique, à cause des cellules de limitation de bande rencontrées au cours de la transmission,telles que les filtres d'émission, des parcours de transmission, des filtres de réception, etc..., on ne ren-10 contre que des variations de phase continues dans le signal reçu; Les variations de phase continues ne perturbent en aucune façon le mode de fonctionnement du démodulateur lorsque 1'exploration.a lieu au milieu de la section de modulation reçue. La ligne b à la figure 4 représente le signal reçu limité par le limiteur BV, qui est ap-15 pliqué à la porte G et dont les passages par zéro contiennent l'information de phase. Le générateur d'horloge TG fournit des impulsions d'exploration positives (ligne c) qui présentent une durée t3 qui doit être au moins égale à une période de la tension rectangulaire fournie par le limiteur. L'oscillateur de référence RO ' 2D fournit à la sortie une tension rectangulaire (ligne d), quand la fréquence atteint \;n . fois celle de la fréquence porteuse, avec n le' nombre des états de phase à transmettre. Un diviseur de fréquence FT connecté à la suite divise la fréquence de référence jusqu'à la valeur de la fréquence porteuse, qui apparaît aux sor-25. ties (lignes e,f,g,h) dans les positions de phase utilisées pour • la transmission. L.e f.lanp positif au moment t4 synchronise l'oscillateur de référence RO avec la fréquence porteuse et recorrige chaque fois la position de phase désirée. Le flanc négatif suivant du signal limité provoque le transfert de la phase existant à 3a 3 o sortie du diviseur de fréquence dans une première mémoire SPl, constituée par des circuits relaxateurs Kl et K2. Les sorties (lignes e,f,g et h) du diviseur de fréquence sont appliquées aux - ' entrées de tension de conditionnement des circuits relaxateurs Kl - et K2, tandis que l'impulsion apparaissant à la sortie de la por-35 te est appliquée à. 1 ' entrée de commande des deux circui'ts relaxateurs. Les tensions rectangulaires appliquées au même montage re-laxateur sont déphasées mutuellement de 180°. Au moment" t5, les circuits relaxateurs Kl et K2 sont excités et ils enregistrent la 31369 7 2.103644 position de phase de référence venant d'être déterminée du diviseur de fréquence. Les sorties des étages relaxateurs Kl et K2 sont illustrées aux lignes i et k.L'autre sortie du circuit rela-xateur contient le signal déphasé de 180°. Les tensions de sortie des circuits relaxateurs sont appliquées à deux autres circuits relaxateurs K3,K4 servant de seconde mémoire SP2, en tant que tensions de polarisation ou de conditionnement. Immédiatement avant l'exploration (ligne c) de la fréquence porteuse limitée, le générateur d'horloge fournit à chaque fois une impulsion de transfert (ligne 1), qui transfère la valeur de phase enregistrée sous forme i binaire dans les circuits relaxateurs Kl-et K2, aux circuits relaxateurs K3 et K4. Pour l'exploration suivante, au moment t6, la première mémoire est disponible pour un nouvel enregistrement d'une valeur de phase. Les lignes m et n illustrent les sorties des étages relaxateurs K3 et K4. Lors de l'opération d'exploration suivante, les circuits relaxateurs Kl et K2 sont réglés pour la phase de la nouvelle section de modulation. Apri^ l'opération d'exploration, on forme dans le décodeur DC la différence des phases contenues'dans les mémoires SPl et SP2 et, après une transforma-' tion de code éventuellement nécessaire, elle est fournie d'une façon correspondant au code en tant que valeur de tension (ligne o et p). Les lignes de sortie du décodeur appliquent la tension à des circuits relaxateurs K5 et K6 qui sont connectés en tant que convertisseur parallèle -série et qui sont commandés par l'intermédiaire d'une ligne BT, avec une cadence puisée. Cette cadence • pul'sée est également dérivée du générateur d'horloge. Les sorties (lignes O et p) du décodeur commandait directement les circuits relaxateurs, de telle sorte que lors de l'apparition d'une impulsion de tension, le circuit relaxateur excité bascule immédiatement. A la sortie A est présenté le signal de données binaire (ligne r) . Lors de la transmission de n positions de phase, on a besoin de n tensions qui sont dérivées du diviseur de fréquence et qui représentent les positions de phase apparaissant lors de la transmission. Pour chacune des deux mémoires SPl et SP2 on a alors besoin de n/2 circuite relaxateurs. Ainsi, par exemple, pour une modulation par différence de phase quaternaire, on produit quatre positionsde phase de l'oscillateur de référence (lignes e à h) et 71 31369 8 2103644 ^chaque mémoire a besoin de deux circuits relaxateurs (Kl, K2/etK3, K4) . La figure 5 représente un diagramme vis-à-vis du temps d'une variante du démodulateur de la figure 3. Dans ce cas égale- j 5 ment on a' considéré une modulation par différence de phase quaternaire, de telle sorte que le schéma sous forme de blocs de la figure 3 suffit pour permettre la compréhension de la figure 5. La figure 5 se distingue de la figure 4 uniquement par les lignes e et f. A la figure 4, les phases de référence individuelles sont 10 dérivées et émises exclusivement à l'extrémité du diviseur de fré- ; quence. Dans un agencement fonctionnant conformément au diagramme j de temps de la figure 5, une partie des phases de référence est , prélevée directement à partir des étages à l'intérieur du diviseur : de fréquence. Ainsi, la tension rectangulaire aux lignes e et s est 15 obtenue à partir de l'avant-dernier étage de diviseur, tandis que la tension rectangulaire aux lignes g et h apparaît à la sortie du dernier étage de diviseur. Lors de la réalisation du diviseur de fréquence avec des étages relaxateurs bistables, il apparaît aux deux sorties de chaque circuit, les deux tensions rectangulaires 20 en opposition de phase (lignes „c, -f- et g,h) . A part cela, le montage fonctionne de la même façon que celui de la figure 4. Au mo- i ment "t4 est effectuée la synchronisation de l'oscillateur de réfé-~ rence avec la-fréquence porteuse et au moment t5, le flarc négatif de la tension rectangulaire à fréquence porteuse limitée introduit 25 la position de phase de référence existant à ce moment précis dans la première mémoire SPl. Un peu avant 1'exploration de la tension rectangulaire à fréquence porteuse limitée s'effectue le transfert du contenu de la première mémoire SPl .dans la seconde mémoire SP2. Le décodeur connecté à la. suite forme la différence des contenus 30 des mémoires et émet, conformément aù code et par l'intermédiaire d'un convertisseur parallèle -série, les données binaires. Lors de la réalisation pratique de la dernière forme de réalisation décrite du démodulateur, on obtient une importante - réduction de la dépense technique dans les mémoires SPl•et SP2 ainsi 35 que dans le diviseur de fréquence FT et surtout dans le cas des modulations par différence de phase plus-que quaternaire. Avec une modulation par différence de phase à n valeur, on doit dériver e" 2;.; Id.-h ■•-.fcensiors rectangulaires "déphasées, à. partir du" diviseur de., - copy 71 31369 9 2103644 fréquence et chacune des deux mémoires SPl et SP2 a besoin de ld:n circuits relaxateurs bistables.Pour ujie modulation par différence de phase quaternaire, quatre tensions de référence et deux circuits relaxateurs sont nécessaires pour chaque mémoire. Avec une modula-5 tion par différence de phase octernaire, six tensions de référence et trois circuits relaxateurs bistables pour chaque mémoire sont nécessaires, tandis que pour une modulation par différence de phase à seize positions, huit tensions de référence et quatre circuits relaxateurs par mémoire sont à prévoir. 10 II doit être entendu que la présente invention n'est en aucune façon limitée aux formes de réalisation ci-avant et que bien des modifications .peuvent y être" apportées sans sortir du cadre du présent brevet. copy 31369 % 10 2103644 REVENDICATIONS \ .1. Montage de démodulation de signaux de données à modulation par différence de phase, dans lequel les données en code binaire sont transmises par des déphasages déterminés associés aux impulsions individuelles ou à plusieurs impulsions en commun, dans la fréquence porteuse émise, caractérisé en ce qu'on agence un oscillateur de référence qui fournit autant de phases de la fréquence de référence qu'on a fixé d'états de phase pour la transmission, un générateur de cadence ou d'horloge étant prévu pour fournir à chaque fois entre deux déphasages, une impulsion d'exploration avec la durée minimum d'une période de la fréquence porteuse, une première mémoire étant agencée de manière à être libérée pour 1'enregistrement pendant la durée dans le temps de l'impulsion d'exploration, tandis qu'à partir d'un passage par zéro de la fréquence porteuse reçue au cours de la durée de l'impulsion d'exploration est dérivée une impulsion d'introduction qui introduit dans la première mémoire sous forme binaire la phase de référence de l'oscillateur de référence correspondant à la phase de la porteuse, la valeur binaire de la première mémoire étant reprise avant l'apparition de l'impulsion d'exploration suivante dans une'seconde mémoire, un décodeur étant agencé de manière à former une valeur de différence à partir des deux valeurs introduites dans les mémoires et ce décodeur appliquant les impulsions correspondant- à la valeur de différence et déterminées suivant le code à un convertisseur parallèle -série à la sortie duquel apparaissent les données binaires. 2. Montage suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'on prévoit un limiteur qui limite le signal reçu à fréquence porteuse et l'applique à une entrée d'une porte, tandis qu'on prévoit un générateur de cadence ou d'horloge qui' applique, dans la position médiane entre deux déphasages, une impulsion d'exploration à l'autre entrée de la porte, l'oscillateur de référence fournissant les positions de phase de la fréquence de référence en tant que tensions rectangulaires. 3. Montage suivant la revendication 2, caractérisé en ce que l'oscillateur de référence, pour une modulation par différence à n positions, fournit une fréquence correspondant à n fois la valeur de la fréquence porteuse, un diviseur de fréquence 71 31369 *■» 11 i— 2-103644 étant agencé de manière à diviser la fréquence de référence jus-qu'à la valeur de la fréquence porteuse et fournissant aux sorties n positions de phase de référence, les sorties du diviseur de fréquence étant .connectées à une première mémoire, dont les sorties 5 sont connectées à l'entrée de la seconde mémoire, la porte commandant l'introduction des valeurs de phase de référence et le transfert étant effectué par une impulsion de commande qui est fournie par le générateur de cadence d'horloge au cours de la durée dans le temps de l'impulsion d'explocation. 10 4. Montage suivant la revendication 3, caractérisé en ce que les deux mémoires sont constituées par des circuits relaxateurs bistables, les sorties du diviseur de fréquence étant connectées aux entrées de tension de conditionnement ou de polarisation des circuits relaxateurs bistables de la première mémoire, 15 l'entrée de commande du circuit relaxateur étant connectée à la sortie de la porte, les sorties du circuit relaxateur de la première mémoire étant reliées aux entrées de tension ou de polarisation ou de conditionnement des circuits relaxateurs de la seconde mémoire, les- entrées de commande des circuits relaxateurs de la se-. 20 conde mémoire étant reliées à une sortie distincte du générateur de cadence ou d'horloge et les sorties des circuits relaxateurs • dans -les deux mémoires étant reliées à un décodeur. 5. Montage suivant la revendication 4,. caractérisé eri'ce que la première et la seconde mémoire sont chacune consti- 25 tuées, pour une modulation par différence de phase à n positions, par n/2 circuits r.elaxateuis bistables. 6. Montage suivant la revendication 4, caractérisé en ce que la première et la seconde mémoire sont chacune constituées, pour une modulation par différence de phase à n positions 30 par Id n étages relaxateurs bistables . 7. Montage suivant la revendication 3, caractérisé en ce que le diviseur de fréquence fournit aux sorties les-positions de phase en tant que tensions rectangulaires, 1'association^ dans le temps des positions de phase correspondant chaque fois à 35 un nombre double et le nombre double intéressé étant repris aussi bien dans la première mémoire qu'ultérieurement dans la seconde mémoire. 8. Montage suivant la revendication 1, caractérisé 1 31369 12 2103644 en ce que l'oscillateur de référence est synchronisé dans les li mites de l'impulsion d'exploration fournie par le générateur de fréquence ou d'horloge avec la phase de la porteuse. 9. Montage suivant la revendication 6, caractérisé en ce que les positions de phase nécessaires de la fréquence de référence apparaissent en partie directement à l'intérieur du di viseur de fréquence, aux étages de ce diviseur.