Brevet FR2070231A1 — publié le 19710910

Jo 28705 i 2070231 L'invention concerne un démodulateur d'ond'es modulées en fréquence, pour des systèmes de transmission d'informations binaires (transmission de données, télégraphie), du type dit "à mesure de la période". 5 Dans un modulateur de ce type, l'onde reçue est transfor mée, par limitation, dérivation et rédress-ement, en une série d'impulsions très brèves, correspondant aux passages par zéro.de l'onde modulée. Il est évident que la fréquence moyenne de distribution des zéros correspond exactement aux deux fréquences qui XO constituent les informations binaires contenues dans l'onde modulée (fréquences de manipulation). Les différentes impulsions correspondant aux passages par zéro sont utilisées successivement pour déclencher un circuit monostable, qui fournit, sur sa sortie, une série d'impulsions d'amplitude constante; ces impulsions, ou bien leurs 15 intervalles, selon la sortie physique du circuit monostable qui a été sélectionnée, présentent une durée constante. Dans un cas comme dans l'autre, la- forme d'onde de sortie, filtrée par un filtre passe-bas, restitue, en correspondance avec les deux fréquences de manipulation, deux niveaux distincts de tension, à partir desquels on 20 peut reconstruire le message d'origine, par l'intermédiaire d'un circuit à seuil. Ce démodulateur, qui, à la différence des autres types connus, présente la caractéristique de pouvoir être réalisé avec des circuits intégrés - caractéristique appréciable chaque fois que des exigences très sévères d'encombrement requièrent la 25 miniaturisation du dispositif - présente cependant un inconvénient qui le rend peu adapté à l'emploi dans des systèmes de transmission d'informations binaires. Parmi les conditions requises pour obtenir une bonne discrimination d'un signal moduïé en fréquence, l'une des plus importantes est l'obtention d'un intervalle raisonnable entre 30 les deux niveaux en continu, à. comparer successivement au seuil de régénération. Cette propriété simplifie les opérations d'identification, et permet au dispositif d'effectuer en toute sécurité les opérations de discrimination qui lui sont propres. Si ]esdeux fréquences de manipulation ne sont pas suffisam-35 ment écartées, les deux niveaux en continu, déterminés par le procédé indiqué, sont trop voisins, et, par conséquent, difficilement distingables par le dispositif à seuil. On va supposer que, en fait, les deux fréquences de manipulation sont f^ et f^, supérieure à fr 40 Dans le cas de la série d'impulsions à intervalles cons I «AD ORIGINAL 70 28705 2 2070231 tants, le rapport entre les .deux niveaux vaut : VI _ T1 - 2T T2 , V2 T2 - 2T" * ~Ï1 T2 étant la période qui correspond à la fréquence f^, T^, la période qui correspond à la fréquence f^, et T le temps de bascu-, lement du circuit monostable correspondant à l'intervalle constant. Avec ùne valeur de T égale à T2/2, le rapport V1/V2 prendrait une valeur infinie, ce qui constitue la condition la plus favorable pour le fonctionnement correct du circuit à seuil; cepen- -dant, cette condition ne peut être satisfaite avec un circuit monostable classique, par lequel il est possible d'obtenir une valeur de T, peu' supérieure à T2/4. Cette limitation dérive du fait que le circuit monostable a besoin d'un certain temps de récupération avant de pouvoir basculer à nouveau. Pour : m _ T2 . . .. i T : |2.3 fi V2 f£ ' Dans le pas par exemple du canal primaire d'un appareil de télégraphie harmonique, dans lequel les deux fréquences de manipulation valent respectivement f^ = 39Q et = 450, V^/V^ = 1,15- Ceci veut dire que si V2 = 1 Volt, VI K 1,15 Volt. Les deux niveaux sont par conséquent visiblement trop voisins pour qu'on puisse envisager de les discriminer avec une sécurité suffisante, en utilisant un dispositif à seuil. Pour-ce dispositif à seuil, il se poserait en fait le problème particulièrement grave de la stabilisation de la tension de référencé, problème que r'on ne peut même pas éviter grâce à une amplification appropriée du signal, dans ,1a mesure où il n'est pas possible d'influer, par ce moyen, sur le rapport des deux niveaux VI et V2, qui est lié aux.deux-fréquences de manipulation. La présente invention a pour but- de réaliser un démodulateur à mesure dé la période, qui ne souffre pas de la limitation indiquée ci-dessus, relativement à la durée T des intervalles. La présente invention permet d'augmenter T jusqu'à la valeur rnaxima T2/2, pour laquelle : a) La différence entre les deux niveaux de tension, correspondant aux fréquences de manipulation, est maxima; b) La tension correspondant à la fréquence de manipulation la plus élevée est nulle. Ceci permet d'augmenter, grâce à un amplifi- r A* - " """* - ' BAD original 70 28705 2070231 cateur, la différence entre les ûevx niveaux de tension à la sortis du filtre passe-bas, sans qu'il soit nécessaire d'amplifier en même temps le niveau inférieur. Une particularité de l'invention consiste dans le fait qu'un dispositif unique peut servir pour effectuer» la modulation sur davantage de canaux, simplement en changeant une fréquence de référence pour passer d'un canal à l'autre. Ceci en rend avantageux l'emploi dans des systèmes de transmission à modulation binaire de la fréquence et à canaux multiples (télégraphie harmonique, tran mission de données). En outre, avec certains types de modulateur, dans lesquels la fréquence modulée est obtenue par soustraction ou addition d'impulsions à une série d'impulsions fondamentales, on peut utiliser comme générateur de la fréquence de référence, le même oscillateur qui produit la série d'impulsions"fondamental pour le modulateur. Le démodulateur selon la présente invention est caractérisé en ce que la conversion de l'onde modulée, en une série d'impulsions, ayant une amplitude constante, et une fréquence de récurrence, dépendant de la fréquence de ladite onde modulée, ainsi que des intervalles entre impulsions, constants, est réalises à l'aide d'un compteur, qui est remis à zéro par des impulsions qui sont émises par un dispositif déterminant le passage par zéro de l'onde modulée, et que font avancer des impulsions produites par un dispositif de temporisation. La réponse du démodulateur est linéaire jusqu'à une fréquence de coupure, supérieure, qui dépend, pour une capacité donnée du compteur,^ de la fréquence de récurrence des impulsions faisant avancer ledit.compteur. En choisissant cette fréquence de coupure égale à la fréquence de manipulation la plus élevée, on obtient la condition la plus favorable pour la discrimination, à l'aide d'un circuit à seuil, des deux-niveaux de tension, obtenus à la sortie d'un filtre passé-bas, inséré en aval du compteur. L'extraction des informations binaires peut être effectuée, selon une autre forme de réalisation, en choisissant une fréquence de coupure intermédiaire entre les deux fréquences de manipulation. Dans ce cas, c'est le compteur lui-même qui effectue un classement des fréquences de l'onde modulée,' selon qu'elles sont inférieures ou supérieures à la fréquence de coupure. La reconstruction des informations binaires est effectuée par un circuit logique, qui teste l'état de la sortie du compteur au moment de sa remise à zéro. «AD ORIGINAL 70 28705 4 2070231 A titre d'èxemples, on a décrit ci-dessous, et illustré echématiquement au dessin annexé, plusieurs formes de réalisation de l'invention. La figure 1 est le schéma par blocs d'une forme de réalisation du démodulateur selon la présente invention. La figure 2 représente des formes d'ondes qui apparaissent dans le démodulateur de la figure"1. La figure 3 représente un circuit logique, qui détermine le passage par zéro de l'onde modulée. La figura 4 représente des formes d'ondes qui apparaissent dans le circuit logique de la figure 3. Les deux parties. A et B de la figure 5 illustrent respectivement le signal de réponse d'un démodulateur classique et celui d'un démodulateur selon la présente invention. Dans le démodulateur de la figure 1, le signal appliqué à l'entrée f est amplifié et rendu rectangulaire par un circuit AS. Un circuit logique RL fournit sur sa sortie des impulsions correspondant aux passages par zéro de l'onde rectangulaire appliquée: à son entrée : ces impulsions commandent la remise à zéro du compteur CN, qui compte jusqu'à N, et dont on a détaché, sur la figure 1, le dernier étage B, pour des raisons explicatives; CP est l'entrée . de cet étage pour les impulsions d'horloge, o est son entrée de -remise à zéro, et £ est sa sortie. Le compteur avance sous l'action d'impulsions de fréquence N f (fg étant la fréquence maxima du système), qui sont produites par un circuit de temporisation T. La forme d'onde qui apparaît sur la sortie de l'étage B est filtrée par vin filtre passe-bas PB, et elle produit une tension V , comportant deux niveaux, qui correspondent aux deux fréquences de manipulation. Un circuit à seuil, S, qui discrimine les deux niveaux de la tension V reproduit à la sortie U, L'information numérique contenue dans l'onde modulée. Le signalqui apparaît sur.la sortie de l'étage B a été indiqué en Bu sur la figure 2. Sur cette figure, P indique le train d'impulsions à la sortie de RL. Quand l'onde à discriminer présente la fréquence î^, le train d'impulsions P à la période T,>/2 et la partie de C^, désignée par N/2, qui compte jusqu'à N/2, est remise à zéro dès qu'elle a atteint son contenu maximum; de cette ^'açon, il n'y a pas basculement du dernier étage B dudit compteur, dont la " sortie reste au niveau zéro. BAD ORIGINAL 70 28705 2070231 Pour dôs fréquences supérieures à f2, le signal qui apparaît sur la sortie de l'étage B se maintient encors au niveau zéro dans la mesure où la partie N/2 du compteur est remise à zéro avant qu'elle n'ait atteint son contenu maximum. 5 Au contraire, pour les fréquences inférieures à fg, la partie N/2 du compteur a le temps nécessaire, à partir de l'instant où apparaît une impulsion de remise à zéro, pour se remplir complètement, et commander le basculement de l'étage final B; cet étage final est ensuite remis à zéro par l'impulsion suivante, 10 apparaissant sur la sortie du circuit logique RL. Dans le cas où l'onde d'entrée a la fréquence f^ (figure 2), la période des impulsions qui apparaissent sur la sortie du circuit logique RL, vaut T-j/2. Pendant chaque période T^.2, la partie N/2 du compteur mesure un intervalle de temps égal à jej T^/2 à partir de l'instant t où une impulsion apparaît sur la sortie du circuit logique RL et, après cet intervalle de temps, ladite partie N/2 du compteur commande le basculement de l'étage final B. ' L'étage final B est revenu à l'état de repos lorsque, 20 après un intervalle de temps l'impulsion suivante de remise à zéro apparaît sur la sortie du circuit logique RL. Le choix de la capacité du compteur dérive de la considération suivante. Comme il n'existe pas de relation entre les fréquences f et N l'impulsion de remise à zéro qui apparaît 25 sur la sortie du circuit logique RL peut arriver à un instant quelconque entre deux impulsions de fréquence de récurrence N fg. Ceci introduit line incertitude dans la réponse du démodulateur, égale à la période de récurrence correspondant à N fg. Cette incertitude peut être réduite à volonté en choisissant N ■jO suffisamment grand et en maintenant constante la fréquence de coupure f^, qui caractérise la réponse du démodulateur. En faisant varier cette fréquence de coupure f^, il est possible d'adapter le démodulateur à un canal de transmission quelconque. Le circuit logique RL (figure 4) comprend quatre éléments jcj de complémentation 1, 2, 3 et 4, montés en cascade, dont on utilise la propriété non seulement de former le complément de la forme d'onde d'entrée, mais aussi d'introduire à chaque fois un retard, dû aux éléments réactifs qu'ils comportent. C'est ainsi que l'onde rectangulaire (figure , obtenue à la sortie de l'élément de 40 complémentation p, est complémentée, et retardée (d'un temps %) par rapport à l'aide rectangulaire Q, par l'action des circuits de complémenoa- 1 BAD ORIGINAL I 70 2870-5 2070231 tion 1, 2, 3; un circuit ET, A^, déduit de ces deux ondes rectangulaires, des impulsions correspondent aux fronts positifs de l'onde rectangulaire Q^. Un circuit ET, A^, qui reçoit les signaux de sortie des circuits de complémentation 1 et 4, effectue 5 la même opération pour les fronts positifs de l'onde rectangulaire^ Q^, Gfcj par suite, pour les fronts négatifs de l'onde rectangulaire QjP* Les deux trains d'impulsions sont additionnés par tin circuit NI - NI, Nr 10 La figure 5 illustre ce qui a été dit concernant l'effica cité de discrimination du démodulateur selon l'invention. Dans le cas A, qui correspond au modulate\ir classique, l'amplification du signal dans la bande de base fait passer de la courbe a) à la courbe b), grâce à quoi la différence de tension 15 entre les deux niveaux et augmente proportionnellement âu gain g, le niveau augmentant cependant dans la même proportion. Dans le cas B, qui correspond au démodulateur selon la présente invention, en choisissant une valeur appropriée pour le gain (g^ ou g^), l'amplification permet d'obtenir la différence 20 voulue entre les deux niveaux de tension et Vg (courbes a), b) c)), tandis que le niveau reste nul. BAD ORIGINAL 70 28705 2070231 REVENDICATIONS 1° Démodulateur d'ondes modulées en fréquence, pour des systèmes de transmission d'informations binaires (transmission de données, télégraphie), du type dit "à mesure de la période", cai'ac-térisé en ce que la conversion de l'onde modulée, en une série d'im-5 pulsions, ayant une amplitude constante, et une fréquence de récurrence, dépendant de la fréquence de ladite onde modulée, ainsi que des intervalles entre impulsions, constants, est réalisé à l'aide d'un compteur, qui est remis à zéro par des impulsions qui sont émises par un dispositif déterminant le passage par zéro de l'onde 10 modulée, et que font avancer des impulsions produites par un dispositif "de temporisation. 2° Démodulateur suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les impulsions produites par le circuit de temporisation ont une fréquence de récurrence multiple de la fréquence maxima 15 du démodulateur, le facteur de multiplication étant égal à la capacité de comptage du compteur, et que le signal modulateur est extrait du signal apparaissant sur la sortie dudit compteur, à l l'aide d'un filtre passe-bas, suivi par un circuit à seuil. 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