Brevet FR2077822A1 — publié le 19711105

La présente invention est relative à la compression de bande passante d'un signal et à la restitution de la dite bande en un moment approprié. On sait que lorsqu'il s'agit de transmission, les difficultés et le coat augmentent rapidement avec l'accroissement de la bande passante. L'invention a pour objet d'obvier à ces inconvénients par la compression de la bande passante avant transmission, et la restitution de la bande d'origine après la transmission. La compression est faite, d'après l'invention, par la division des fréquences composantes du signal dans un rapport N. La restitution de la bande passante d'origine est faite par la multiplication des fréquences par le meme nombre N. Dans tout ce qui suit, nous appelons "période", une fraction du signal laquelle partant d'une amplitude zéro, passe successivement par une valeur d'un signe (positif ou négatif), puis par zéro, puis, par une valeur de signe oppose et se termine avec l'amplitude zéro. Nous appelons "cycle de conversion" une suite de N périodes, N étant le nombre par lequel on se propose de diviser les fréquences. A l'intérieur d'un cycle, toutes les périodes sont identiques (pour la durée et la forme), autrement dit, le signal est redondant. Les figures 1, 2, 3 et 4 aident à comprendre le principe de division. Sur la fig. 1 est représenté le signal d'origine 1, de période T. Le cycle de conversion est donc NT. Sur la figure 2 est représenté le même signal après son échantillonnage à cadence C1 constante. L'enveloppe des impulsions eO, el, e2 .... ep, etc. est identique à signal 1. A l'intérieur de chaque cycle de conversion, on laisse subsister une seule période T, les autres (n-l) périodes sont supprimées. Le résultat de cette dernière transformation est représenté sur la fig. 3, où il ne reste que les périodes isolées 6, 7, etc.. Comme on le voit sur la fig. 2, le début de chaque période (donc la fin de la période précédente) est identifié par une impulsion négative suivie immédiatement par une impulsion négative suivie immédiatement par une impulsion positive. Ainsi les impulsions eo et el identifient le début d'une période et ep avec ep + 1 identifient le début de la période suivante, (p est le nombre d'impulsions dont est composée une période T). La dernière transformation consiste à étalier uniformément sur le temps d'un cycle de conversion (NT) les p impulsions de chaque période significative (6, 7, etc. - fig.3). Le résultat de cette transformation est représenté sur la fig. 4. Chaque cycle de conversion contient maintenant p impulsions, dont l'enveloppe est d'une fréquence N fois inférieure à la fréquence du signal d'origine. L'enveloppe du signal (fig. 4) est utilisée alors, pour transmission. La reconstitution de la bande passante d'origine est effectuée par la multiplication des fréquences par le même nombre N et dont le principe est représenté sur les figures 5, 6 et 7. Après l'échantillonnage du signal de période NT représenté sur fig. 5, on trouve le signal représenté sur la fig. 6. Les K impulsions dont est composée la période NT sont comprimées uniformément dans le temps en une période T, laquelle est répétée N fois, donnant ainsi lieu à N périodes T. Le résultat de cette transformation est représenté sur la fig. 7. L'enveloppe obtenue est identique au. signal d'origine 1 (fig. 1). Les débuts des périodes NT sont identifiés par le procédé décrit précédem ment, les impulsions d'identification étant v' suivie de vl, o v suivie de vk + 1 etc. Sur la fig. 8 est représenté non limitativement le schéma du principe utilisé pour la division. Ce schéma permet de stocker les p impulsions el, e2 - ep, qui définissent une période T, dans les mémoires M11 d , .. et de là, les transmettre à la sortie du dispositif de division en les étalant sur une période N fois plus longue c'est-à-dire sur NT. L'interrupteur il est en fait une porte électronique qui est contrôlée par les impulsions 18 de cadence C1 issues du générateur pilote 12. Quand l'amplitude d'une impulsion est au niveau 19, la porte est ouverte et le signal venant de sa source 33 passe. Quand cette amplitude est au niveau 20, la porte est fermée et le signal ne passe pas. L'interrupteur 14 fonctionne d'une façon analogue, sous le contrôle du groupe logique 15. Le groupe logique 15, à l'aide d'un détecteur de début de période (décrit précédemment), et d'un compteur des périodes, ouvre la porte 14 pour la durée de la première période T d'un cycle de conversion, et la garde fermée pendant (n-l) périodes du m & e cycle. Le commutateur électronique 16 est contrôlé par le générateur pilote 12, ce qui fait que sa cadence de commutation lui est imposée par la cadence C1 des impulsions 18 qui lui parviennent par la ligne 27. Les mémoires M, sont soit de technologie analogique (p eX condensateurs), soit de technologie numérique. Dans ce dernier cas, une telle mémoire est précédée par un convertisseur analogique-numérique et suivie d'un convertisseur numérique-analogique. Quelle que soit la technologie, ces mémoires respectent fidèlement les amplitudes des impulsions è lesquelles y sont stockées. Le générateur 13, contrôlé par le générateur pilote 12, envoie lds impulsions 21 vers le commutateur 16 par la ligne 30. La cadence C2 des impulsions 21 est N fois plus lente que celle des impulsions 18 (C2 = C1 N Le commutateur 17 est analogue au commutateur 16. Etant don tramé par le générateur 13, il commute successivement les mémoires M1, M2 ... vers la sortie 29 du dispositif de division, à la cadence synchrone avec celle des impulsions 21. Il est aisé maintenant de comprendre la suite des transformations successives du signal d'origine 1 (fig. 1). Dans la ligne 24 (fig. 8) après passage par 1 1, il prend la forme d'une suite ininterrompue d'impulsions, ce qui est repré sentez sur la fig. 2. Dans la ligne 31, après le passage par 14, il prend la forme représentée sur la fig. 3. I1 n'y reste que la première période d'un cycle de conversion, défini par p impulsions suivies d'une absence de tout signal, de durée de (n-l) périodes. A l'aide du commutateur 16, ces p impulsions sont stockées dans les mémoires M, d'où elles sont transférées, à cadence C2, N fois plus lente (C2 = C1) vers la sortie 29, par l'intermédiaire du commutateur 17. N Finalement, à la sortie 29, nous retrouvons les p impulsions éta- lées uniformément sur cette période longue NT, dont l'enveloppe est analogue au signal d'origine, seulement sa fréquence est N fois plus petite. Sur la fig. 9 est représente non limitativement le schéma de principe utilisé pour la multiplication de fréquence c'est-à-dire pour la restitution du signal d'origine 1 (fig. 1). Le principe de fonctionnement de l'ensemble ainsi que les éléments utilisés présentent une grande analogie avec le schéma de la fig. 8. Sur la fig. 9, les impulsions 47 à cadence rapide C1 émises par 37, contrôlent à travers l'interrupteur d'aiguillage 64 les commutateurs de sortie 44 et 45. Elles contrôlent aussi le générateur 36, qui émet des impulsions 46 à cadence N fois plus lente C2 = C1) Ces impulsions contrôlent l'échantillonnage du signal N effectué par 40, et les deux commutateurs 42 et 43 qui trans- fèrent les impulsions v vers les mémoires L et N. Le groupe logique 38, qui comporte un détecteur de début de période,pilote les commutateurs d'aiguillage 41 et 64. Ainsi, le signal de période NT provenant de 35 est échantillonné par 40, et par l'intermédiaire de 41, est transféré soit vers 42 et les mémoires L, soit vers 43 et les mémoires N. Les commutateurs de sortie 44 et 45 interrogent les mémoires L et N, et transmettent les informations à la sortie du dispositif de multiplication 63, à travers un élément linéaire 39. Uhe mémoire P.efb. t.e$L après avoir été chargée à cadence C2 par les K impulsions v qui définissent une période NT, est interrogée à cadence rapide C1 = NC2 par le commutateur 44, qui l'interroge N fois de suite. A chaque interrogation, les k impulsions v définissent une période T du signal d'origine 1 (fig. 1). Après suite de N interrogations, à la sortie 63 apparaissent N périodes T (fig. 7), dont l'enveloppe est identique au signal d'origine 1. Les commutateurs d'entrée 41 et 42 et les commutateurs de sortie 44 et 45, travaillent d'une façon alternée (par l'intermédiaire des commutateurs 41 et 64). Quand 44 est en train d'interroger les mémoires L, 45 est au repos, et 43 est en train de transférer les impulsions d'une période NT vers les mémoires N. Pendant l'alternance suivante, quand 45 est en train d'interroger les mémoires N, 44 est au repos, et 42 est en train de transférer les impulsions d'une période NT vers les mémoires L. Les sorties de 44 et 45 sont connectées par l'intermédiaire des lignes 61 et 62 à un dispositif linéaire 39 à deux entrées et une sortie vers 63. On a choisi pour la description de l'invention un signal de forme sinusoIdale. I1 est toutefois clair, que le procédé, selon l'invent*tt est valable pour n'importe quelle forme du signal, à condition qu'il soit suffisamment redondant, c'est-à-dire que pendant N périodes d'un cycle de conversion, le signal correspondant à chaque période soit identique aux autres. Les figures 10 et 11 illustrent un cas pareil. Le signal d'origine (fig. 10) est transformé pendant la première phase (division), en signal représenté sur la fig. 11. Les deux signaux sont de forme analogue, mais leurs fréquences sont dans un rapport N. Pendant la deuxième phase (multiplication) le signal (fig.ll) est reconstitué en signal d'origine (fig. 10). Toutefois, en pratique, le signal n'est pas toujours suffisamment redondant ou ne l'est pas du tout, comme par exemple la partie du signal correspondante au secteur w (fig. 12). Ce signal, est, en effet, composé d'une seule période, qui est différente des autres. On remédie à cette difficulté en procédant par changement de fréquence, ce qui est illustré sur la même figure 12. Au secteur W correspond maintenant un signal composé de N périodes identiques. Appelons F la fréquence du signal d'origine. Modulons par ce signal un autre signal de haute fréquence f. En ne conservant qu'une seule bande latérale, la fréquence du signal correspondant est (f -.F). Maintenant, le procédé selon l'invention est applicable. En première phase, on transforme (f-F) en f-F , et en deu N xleme phase, on effectue l'operation inverse. Ensuite, par les procédés connus de démodulation, on retrouve F. REVENDICATIONS 1/ Dispositif de compression, dans un rapport N de la bande passante d'un signal électrique et de la restitution de la bande passante d'origine après la transmission du signal, caractérisé d'une part, lors de 1 phase de compression, par le fait que les fréquences du signal d'origine sont divisées par un nombre N, en conservant une seule période T parmi N périodes identiques et en supprimant (n-l) autres périodes, et en étalant dans le temps la dite période conservée sur la durée correspon dant à N périodes, la période ainsi transformée devenant alors NT, et d'autre part, lors de le phase de reconstitution, par le fait que les fréquences du signal à reconstituer sont multipliées par le meme nombre N, en réduisant uniformément dans le temps la période NT à la période initiale T, et en la reproduisant N fois de suite, les transformations dans les deux sens s' opèrent cycle de conversion, par cycle de conversion, la durée de chaque cycle de conversion étant égale à la durée de N périodes T du signal d'origine. 2/ Dispositif selon la revendication 1, caractérisé, lors de la la division par le fait que/seule période conservée T est transformée par échantillonnage en p impulsions équidistantes dont l'enveloppe est identique à la forme de la période T, les impulsions étant stockées une par une dans p mémoires analogiques ou numériques, d'où elles sont transférées vers la sortie du dispositif de division, à une cadence N fois plus lente, que la cadence de leur stockage en mémoires, les deux cadences et l'échantillonnage de la période T étant pilotés par un générateur pilote d'impulsions. 3/ Dispositif selon la revendication 1, caractérisé, lors de la multiplication, par le fait, que la période NT laquelle correspond à un cycle de conversion, est transformée par échanillonnage en k impulsions équidistantes, dont l'enveloppe est identique à la forme de la période NT, les impulsions étant stoclcées unepar unedans k mémoires analogiques ou numériques, lesquelles sont interrogées N fois de suite par un commutateur électronicue à une cadence de commutation par une interrogation qui est N fois supérieure à la cadence de stockage, de façon que ledit commutateur transfère, par un cycle de conversion, vers la sortie du dispositif N K impulsions reconstituant ainsi N périodes T d'origine; les deux cadences et l'échantillonnage de la période NT étant pilotés par un générateur pilote d'impulsions. 4/ Dispositif selon la revendication 3, caractérisé par le fait qutil y a deux channes identiques, chacune étant composée d'un commutateur électronique de mise en mémoires, des mémoires,d'un commutateur électronique de transfert des signaux des mémoires vers la sortie du dispositif de multiplication, de sorte que quand une chaîne procède à la mise en mémoire d'un cycle de conversion, l'autre en meme temps opère le transfert des signaux du cycle de conversion précédent vers la sortie du dispositif de multiplication,et un cycle plus tard, les fonctions dans les deux chaînes s'inversent. 5/ Dispositif, selon les revendications 1, 2 et 3 caractérisé par le fait que la détection de chaque période T ou NT, s'opère par la comparaison logique de deux impulsions voisines Set lorsqu'elles sont du signe opposé, le début d'une période est identifié, le sens étant toujours le même, c'est-à-dire par exemple la mémoire étant toujours négative et la deuxième positive. 6/ Dispositif selon les revendications 1, 2, 3 et 4, caractérisé par le fait que Si le signal d'origine F n'est pas redondant, on module un signal de haute fréquence f, par le signal d'origine, on conserve une seule bande latérale de fréquence (f-F) et ce signal étant redondant, on peut appliquer le procédé inventé.