Brevet FR2118046A1 — publié le 19720728

i 2118046 La présente invention concerne un récepteur de signaux de communications destiné à recevoir et à séparer plusieurs signaux pratiquement simultanés ayant chacun une fréquence respective et une durée pratiquement égale, comprenant un moyen de discri-5 mination de fréquence. Des récepteurs de signaux multifréquences sont conçus spécifiquement pour être utilisés dans les installations téléphoniques afin de convertir des rafales coïncidentes de signaux à deux tons, qui peuvent être engendrées par un dispositif de numé-10 rotation à clavier, par exemple, en signaux de courant continu qui sont alors utilisés de façon classique pour amorcer le fonctionnement des équipements de commutation électromécaniques du central. 0*autres récepteurs connus utilisent deux réseaux complets, à savoir : un réseau haute fréquence et un réseau basse 15 fréquence. Grâce à l'emploi de filtres d'élimination de bandes et de limiteurs respectifs, toutes les fréquences de signaux qui tombent dans la partie marginale supérieure du spectre de fréquences assigné se trouvent appliquées à un premier groupe de filtres à circuits accordés, et tous les signaux qui tombent dans la par-20 tie marginale inférieure du spectre de fréquences se trouvent appliqués à un second groupe de filtres à circuits accordés. Le .nombre de filtres utilisés est ainsi égal au nombre de fréquences de signaux individuelles. De plus, des combinaisons de détecteurs, un dispositif chronomètre et un circuit de logique sont utilisés 25 pour vérifier la validité de combinaisons entrantes de rafales coïncidentes à deux tons afin de garantir que des signaux de sortie de courant continu soient engendrés uniquement en réponse à des signaux d'entrée valables. Des exemples de tels montages connus se trouvent décrits dans les brevets américains 32&1790 et 30 3120349. Les récepteurs connus sont hautement redondants, complexes et indûment coûteux par suite de la nécessité d'un groupe de filtres sélectifs très semblables, un pour chaque fréquence de signal. Un total de n (typiquement huit) sections de filtration à circuit accordé à peu près identiques se trouvent ainsi connectées 35 en parallèle, et chacune d'elles utilise le même type d'amplificateur opérationnel, et les mêmes types de topologie de support des condensateurs et résistances. Les huit fréquences différentes sont détectées, une par chaque section, à l'aide du simple moyen consistant à ajuster par anodisation les valeurs des résistances 40 de manière différente pour chaque section afin d'identifier les 71 44633 2 2118046 fréquences médianes différentes. L'invention a pour objet un récepteur de signaux multifréquences à la fois moins coûteux et moins complexe que les récepteurs classiques. 5 Le récepteur de signaux multifréquences selon 1'inven tion se caractérise en ce que le moyen de discrimination de fréquence comprend un moyen de commutation pour connecter et déconnecter séquentiellement des éléments de circuit de discrimination sélectionnés afin de former des combinaisons sélectionnées avec 10 d'autres de ces éléments pendant la durée des signaux pratiquement simultanés, de manière à établir un échantillonnage séquentiel des signaux sur une bande de fréquences assignée pendant la durée des signaux. Selon ltinvention, une structure de filtre analogique 15 commuté unique se trouve partagée dans le temps par chaque fréquence de signal dans le spectre assigné. Selon une particularité de 1invention, la structure de filtre analogique est réalisée en sorte de vérifier chaque fréquence pendant un temps proportionnel à la période associée à cette fréquence. Ce montage assure que le 20 même nombre de périodes soient échantillonnées pour chaque fréquence de signal. Une autre particularité de l'invention concerne la structure du filtre lui-même. Au lieu d'utiliser de manière classique n filtres séparés et distincts pour n fréquences, on utili-25 se ici un filtre unique sous la forme d'un amplificateur opérationnel combiné à un moyen de commutation, une horloge et un circuit logique d'interconnexion approprié afin d'effectuer la commutation séquentielle de groupes de résistances déterminant la fréquence dans la boucle de rétro-action de l'amplificateur opé-30 rationnel. Le filtre selon l'invention exécute donc séquentiellement la fonction de n sections de filtre. Suivant l'invention, un filtre du type décrit ci-dessus est utilisé en combinaison avec un système de pré-multiplexage. Dans un tel système, les bandes de fréquences utilisées sont en 35 fait comprimées et les cadences d'échantillonnage ou de multiplexage sont augmentées de façon correspondante. On réalise ainsi des améliorations substantielles du rendement de l'équipement de détection de la fréquence de signal. L'invention apparaîtra plus clairement à la lecture 40 de la description qui va suivre, faite en regard des dessins 71 44633 3 2118046 joints sur lesquels : la figure 1 est un schéma synoptique d'un-.récepteur de signaux multifréquences selon la technique antérieure; la figure 2 est un schéma synoptique d'un récepteur 5 de signaux multifréquences selon l'invention; la figure 3 est un schéma synoptique d'une version modifiée du récepteur de la figure 2; la figure 4 est un schéma d'un filtre commuté selon l'invention. 10 Le récepteur selon la technique antérieure, représenté schématiquement à la figure 1, comporte deux réseaux pratiquement identiques, à savoir : un réseau haute fréquence ou réseau A, et un réseau basse fréquence ou réseau B. Les signaux sont introduits à l'entrée 101 et amplifiés par l'amplificateur 102, les 15 signaux obtenus à la sortie de l'amplificateur 102 étant appliqués à des filtres d'élimination de bande 103 et 105. Les signaux sont ensuite appliqués à des groupes de filtres respectifs par l'intermédiaire de limiteurs 104 et 106. Chacun des filtres 107 à 110 est accordé en sorte de laisser passer une des fréquences 20 dans la bande haute fréquence, et chacun des filtres 111 à 114 est accordé en sorte de laisser passer une des fréquences f-|j-f;j dans la bande basse fréquence. Des circuits de logique et de synchronisation 115 à 113 et 119 à 122 servent à assurer la validité de tous les signaux qui satisfont aux exigences 25 de fréquence. L'excitation d'un des circuits de sortie 123 à 126 dans le réseau A ainsi que l^excitation d'un des circuits de sortie 127 à 130 dans le réseau B produisent ensemble un signal numérique particulier par un circuit logique, non représenté, et cette information est utilisée de manière classique pour établir un 30 itinéraire de signalisation et de communication à travers un réseau de commutation, non représenté. En fait, les fonctions exécutées par le circuit connu de la figure 1 se trouvent également exécutées par le circuit selon l'invention, représenté à la figure 2„ Les signaux provenant 35 des limiteurs, non représentés, se trouvent appliqués aux bornes 201 et 202 et, par l'intermédiaire d'un circuit de sommation 203 classique, à un filtre R-C actif du second ordre et à résistance commutée 204. L'action de commutation du filtre 204 est commandée par une horloge asynchrone 207 en combinaison avec 40 un circuit de logique 206. Une horloge asynchrone est requise en 71 44633 4 2118046 sorte que la durée d'échantillonnage pendant laquelle le filtre 204 "écoute" séquentiellement chaque fréquence de signal est proportionnelle à la période associée à cette fréquence de telle sorte que dans chaque cas un échantillon contient le même 5 nombre de périodes de signal, qui peut être cinq périodes par exemple. Chacun des circuits de sortie 205a 205n comprend un circuit de retard approprié en sorte que pour chaque paire de signaux d'entrée valables cclacidents,deux de ces circuits de sortie enregistrent un "1" tandis que les autres circuits de sortie enregis-10 trent un n0". Si l'on suppose que la moitié de la durée disponible d'un signal, qui est typiquement de l'ordre de 40 millisecondes, doit être utilisée pour la commutation et l'établissement, les fréquences d'un système à huit fréquences peuvent être détectées d'après le schéma pondéré suivant : 15 Fréquences (Hz) Période Temps d'échantillonnage (ms ) (ms) Groupe des basses fréquences 697 1,43 3,64 770 1,30 3,30 20 852 1,17 2,97 941 1,07 2,72 Groupe des hautes fréquences 1209 0,03 2,11 1336 0,75 1,90 25 1447 0,69 1,75 1633 0,61 1,55 19,94 ms Dans un tel montage, tous les commutateurs utilisés pour insérer séquentiellement les différentes combinaisons 30 de résistances déterminant la fréquence, utilisées dans le filtre R°C 204,ainsi que les commutateurs de multiplexage de sortie qui font partie des circuits de sortie 205, sont fermés aux instants "O", 2x3,64 ms, 2x(3,64 + 3,30)ms, etc jusqu'à ce que toutes les fréquences aient été vérifiées. Le temps d'établis-35 sement entre les commutations peut être minimisé en imposant des états initiaux n0n qui peuvent être réalisés, par exemple, en utilisant des condensateurs commutés dans le filtre 204 afin de connecter toutes les sorties à une terre alternative. Une simulation de chiffre, qui peut se produire, 40 par exemple, lorsque deux fréquences de signaux se trouvent 71 44633 5 2118046 engendrées simultanément par la parole, peut être détectée selon l'invention en modifiant de manière convenable l'horloge 207 et le circuit logique 206 en sorte que la durée d'échantillonnage soit partagée en deux et en passant en revue deux fois toutes 5 les fréquences. Avec le récepteur modifié de cette manière, la simulation d'un chiffre peut se produire sans être détectée uniquement si deux faux signaux se produisent deux fois simultanément avec un intervalle de 20 millisecondes approximativement. Suivant un autre aspect de l'invention, un système 10 de prémultiplexage peut être combiné avec le montage de la figure 2, comme illustré à la figure 3. Un tel système se trouve dé-crit dans l'article intitulé "Multiplex T0UCH-T0NE Détection Using Time Speed-Up" par J.F. 0'Neill, publié dans le numéro de janvier 1969 de The Bell System Technical Journal, pages 249 à 15 254. Dans ce type de circuit de combinaison, les signaux d'entrée sont modulés à une fréquence sensiblement supérieure et la commutation de multiplexage peut dès lors se faire à une vitesse plus élevée de façon correspondante. Dans la partie détection de fréquence du circuit, le filtre R-C actif 204 de la figure 3, toutes 20 les réactances sont graduées en fréquence d'après la grandeur du taux de compression des fréquences dans le temps. Le principal avantage d'un tel système consiste en un accroissement du rendement d'utilisation du récepteur et dans des réductions concomitantes du coût. Un autre avantage important est que le temps 25 d'établissement du signal se trouve sensiblement réduit par l'utilisation d'un système de prémultiplexage. Il est connu que le temps d'établissement dans un récepteur fondamental selon l'invention est proportionnel approximativement à Q/3,3 Hertz, où Q est le facteur de qualité du récepteur et où 3,3 Hertz est 30 exprimé en durée pour les périodes de signal indiquées. Avec un montage de prémultiplexage, il est évident par conséquent que le temps d'établissement requis pour obtenir des signaux de sortie uniformes se trouve réduit de façon correspondante. La figure 4 est un schéma du filtre 204 des figu-35 res 2 et 3. Le circuit comprend un amplificateur opérationnel 302 avec une boucle de contre-réaction classique comprenant la résistance R6. La fréquence du filtre est déterminée par un circuit R-C en double té modifié, comprenant les condensateurs Cl, C2, C3 et C4 combinés aux résistances RI, R2, R3 et R4« Les ré-40 sistances RI et R4 sont représentées comme dispositifs ^-variables 71 44633 6 2118046 pour représenter schématiquement un groupe de huit résistances auxquelles sont associés des moyens pour commuter ces résistances individuellement et séquentiellement afin de les connecter dans le circuit pendant une période de test entière et de les décon-5 necter. La valeur de la résistance RI affecte à la fois la fréquence et le facteur de qualité nQn du circuit, et la valeur de la résistance R4 détermine principalement le facteur de qualité"Q" du circuit. Il va de soi que la commutation des groupes de résistances RI et R4 peut être effectuée à l'aide de dispositifs à 10 transistors classiques. 71 44633 7 2118046 REVENDICATIONS 1. Récepteur de signaux de communications destiné à recevoir et à séparer plusieurs signaux pratiquement simultanés ayant chacun une fréquence respective et une durée pratiquement égale, comprenant un moyen de discrimination de fréquence compor- 5 tant des éléments de circuit de discrimination de fréquence, caractérisé en ce que le moyen de discrimination de fréquence comprend un moyen de commutation pour connecter et déconnecter séquentiellement des éléments de circuit de discrimination sélectionnés afin de former des combinaisons sélectionnées avec d'au-10 très de ces éléments pendant la durée des signaux pratiquement simultanés, de manière à établir un échantillonnage-séquentiel des signaux sur une bande de fréquences assignée pendant chaque durée des signaux. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en 15 ce qu'il comprend un moyen pour moduler lesdits signaux afin de les amener à une fréquence supérieure avant que soit actionné le moyen de discrimination de fréquence, le moyen de commutation étant actionné séquentiellement plusieurs fois pendant chaque durée des signaux. 20 3. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le moyen de discrimination de fréquence comprend un filtre R-C actif unique, les éléments commutés comprenant au moins un groupe de résistances correspondant chacune à une des fréquences de signaux.