Brevet FR2110366A1 — publié le 19720602

i 2110366 La présente invention concerne un dispositif de réglage numérique destiné à régler un égaliseur automatique comportant plusieurs réseaux de transmission réglables et recevant un signal qui a traversé un milieu introduisant de la distorsion, le dispo-5 sitif de réglage numérique comprenant un circuit de détection d'erreur pour engendrer un signal d'erreur à partir du signal de sortie de l'égaliseur et dTun signal de référence prédéterminé. Le système de transmission de signaux, particulièrement ceux qui transmettent un signal large bande sur une distance con-10 sidérable, souffre d'imperfections de transmission. Ces imperfections résultent de l'impossibilité de prévoir exactement quelles sont les variations de gain et de phase que l'on rencontrera lorsque le système sera en fonctionnement. Des égaliseurs fixes peuvent être conçus, qui corrigent nominalement les variations des 15 caractéristiques de transmission du système; toutefois, la transmission est également fonction de la température ambiante et d'autres paramètres non prévisibles. Il est par conséquent nécessaire de prévoir dans le système,des réseaux d'égalisation réglables qui peuvent être adaptés en sorte de supprimer des imperfections qui 20 ne sont guère corrigées par les égaliseurs fixes. Un système typique pour le réglage d'un égaliseur se trouve décrit dans le Bell Laboratories Record, juillet-août 1967, et dans le Bell System Technical Journal, vol. 40, avril 1969. Dans de tels systèmes de réglage, un égaliseur, que l'on 25 appelle communément égaliseur A ou B, est utilisé pour assurer le réglage du gain nécessaire pour corriger les écarts de gain qui subsistent après l'action d'autres répéteurs régulateurs moins complexes. Ces écarts de gain proviennent à la fois des effets aléatoires d'erreuisde réalisation du répéteur de ligne et de 30 variations provoquées par des changements- de la température des répéteurs. Un tel égaliseur peut comprendre quatre amplificateurs situés dans le trajet de transmission du signal. Le gain des amplificateurs peut être réglé par six réseaux égaliseurs réglables 35 indépendamment l'un de l'autre, chacun d'eux affectant une bande de fréquencesdifférente dans le spectre du signal transmis. Les caractéristiques de transmission de chacun des réseaux sont réglés par l'intermédiaire de signaux d'essai discrets, et les réseaux présentent des caractéristiques de transmission qui se recouvrent. 71 36517 ^ 2110366 Ces caractéristiques de transmission doivent être distinguées d'autres caractéristiques de transmission d'égaliseur, telles que les caractéristiques dfallure cosinusoîdale,etc. Les caractéristiques de transmission qui se recouvrent peuvent être réalisées 5 au moyen de sections de réseau égaliseur de Bode relativement simples et elles présentent des avantages intéressants par rapport aux caractéristiques de transmission d'allure cosinusoîdale en ce qui concerne la réalisation et la facilité du réglage. Les bandes de fréquences des réseaux égaliseurs se recouvrent en sorte 10 d'assurer un réglage sur toute la largeur du spectre du signal. L'influence de chaque réseau égaliseur sur les signaux transmis est réglée par l'impédance d'un thermistor (résistance sensible à la température) qui varie par modification de la valeur d'un courant continu traversant l'élément de chauffage. Le réglage du 15 réseau requiert par conséquent le simple réglage du courant de chauffage à la valeur correcte. Des circuits mémoires, réglés manuellement et à distance à des fréquences discrètes prédéterminées, une fréquence par caractéristique d'égaliseur, établissent les courants de chauffage de réglage. 20 II faut remarquer que le système égaliseur que l'on vient de décrire n'utilise qu'un signal d'essai discret par carac-térisque de transmission du réseau égaliseur. On a constaté que bien qu'un tel système fonctionne de manière satisfaisante, il ne permet pas d'obtenir le degré de précision voulu sur toute l'en-25 tièreté de la bande de fréquences du signal, tel que le requièrent certains systèmes de communication. Le brevet américain 3.573.667 décrit un système qui obvie à cette insuffisance de précision en appliquant un signal de balayage sinusoïdal,d'amplitude constante,à l'égaliseur qui 30 doit être réglé. Un dispositif analogique utilisant des filtres passe-bande se trouve décrit,qui engendre plusieurs signaux de pondération, chaque signal représentant le contenu énergétique du signal de sortie dans une bande passante. Un signal d'erreur est également déterminé et se trouve multiplié par le signal de 35 pondération afin de développer un signal de réglage pour le réseau égaliseur associé. Toutefois, pour obtenir des limites précises de la bande de fréquences en sorte d'assurer une discrimination correcte et des régions de transition satisfaisantes du filtre, 71 36517 3 2110366 il est nécessaire d'utiliser des filtres coûteux d'ordre élevé. L'invention apporte une solution au problème évoqué ci-dessus et a pour objet un dispositif de réglage numérique comprenant un circuit limiteur pour engendrer un train d'impulsions 5 en réponse au signal de sortie de l'égaliseur, un circuit compteur binaire répondant au train d'impulsions afin d'engendrer des signaux indicatifs du nombre d'impulsions appliquées dans un intervalle de temps prédéterminé, un circuit de logique répondant aux signaux engendrés par le circuit compteur binaire afin d'engendrer 10 des signaux de réglage lors de l'occurrence de fréquences prédéterminées dans le signal de sortie de l'égaliseur, un intégrateur répondant aux signaux de réglage afin d'intégrer le signal d'erreur dans les gammes de fréquences effectives de bandes passantes prédéterminées des réseaux de transmission réglables, et un disposi-15 tif répondant aux signaux de réglage afin d'appliquer sélectivement le signal d'erreur intégré aux réseaux de transmission de l'égaliseur. Suivant les principes de l'invention, un signal de balayage d'essai, d'amplitude constante et dont le spectre à même 20 étendue que la bande de transmission du signal, se trouve appliqué à l'égaliseur qui doit être réglé. Le signal de sortie de l'égaliseur est comparé à un signal de référence prédéterminé afin de développer un signal d'erreur, et il est simultanément converti en un train d'impulsions représentatif de la fréquence du signal 25 de sortie. Un sélecteur de fréquence, répondant au train d'impulsions, engendre des signaux de réglage lors de l'occurrence de fréquences prédéterminées dans le signal de sortie de l'égaliseur. Le signal d'erreur est ensuite intégré sur la gamme de fréquences d'une caractéristique de transmission déterminée, puis converti 30 en un signal numérique qui se trouve appliqué à la mémoire convenable de l'égaliseur afin de régler la caractéristique de transmission correspondante. L'invention sera décrite plus en détails dans la description qui va suivre, faite en se référant aux dessins joints 35 sur lesquels : la figure 1 est un schéma synoptique du dispositif selon l'invention; la figure 2 montre les caractéristiques de transmission de l'égaliseur utilisé dans le dispositif de la figure 1; 71 35517 2110366 la figure 3 illustre un sélecteur de fréquence utilisé dans le dispositif de la figure 1; la figure 4 illustre un sélecteur de "caractéristique de transmission utilisé dans le dispositif de la figure 1. 5 Le montage de la figure 1 comprend un oscillateur de balayage 11, d'un type quelconque bien connu dans le domaine de l'art,qui applique un signal de balayage sinusoïdal d'amplitude constante au circuit de transmission en câble 12. Si les caractéristiques de transmission de l'égaliseur sont symétriques sur une 10 échelle de fréquences logarithmique , la fréquence de balayage est de préférence une fonction exponôntielle du temps plutôt qu'une fonction linéaire. Ce fonctionnement requiert que le Ccîble individuel et l'égaliseur, qui se trouve réglé, soient mis hors service et qu'un câble et un égaliseur de réserve soient insérés dans le 15 circuit afin de continuer le service. Comme cela ne doit se produire en moyenne qu'une ou deux fois par an, il n'en résulte aucun effet préjudiciable sérieux. Le spectre du signal de balayage d'essaia la même étendue que la bande de transmission du système sous contrôle, par exemple $0 à 155 kHz. Le signal d'essai est 20 acheminé par le câble coaxial 12 et appliqué à l'égaliseur 13. Celui-ci peut être d'un type quelconque bien connu présentant des caractéristiques de transmission qui se recouvrent comme décrit plus haut. On supposera à titre d'exemple que l'égaliseur 13 présente quatre caractéristiques de transmission,comme illustré à la 25 figure 2. Le signal d'essai, après modification par l'égaliseur 13, est acheminé vers le détecteur 14 par l'intermédiaire des lignes 24 et 23. La ligne principale 24, qui est normalement connectée à la longueur de câble suivante du système, se trouve évidemment déconnectée de celle-ci. Le détecteur 14, par exemple un 30 redresseur, développe un signal proportionnel au contenu énergétique du signal égalisé. Ce signal proportionnel est comparé dans l'amplificateur différentiel 16 avec un signal de référence d'amplitude prédéterminée correspondant au niveau optimum voulu de transmission du signal. La source 15, qui fournit le signal de 35 référence, peut être d'un type quelconque bien connu. Le signal de différence ou signal d'erreur engendré par l'amplificateur 16 est appliqué à l'intégrateur 21 par l'intermédiaire de la ligne 25. Dans le même temps, le signal de sortie de l'égaliseur 33 se trouve également appliqué au limiteur 17 par l'inter- 71 36517 2110366 médiaire de la ligne 22. Le limiteur 1? convertit le signal de balayage sinusoïdal égalisé en un train d'impulsions. Les impulsions produites par le limiteur 17 sont appliquées à un sélecteur de fréquence 18'afin de développer des signaux de réglage,de fré-5 quences prédéterminées associées à chacune des caractéristiques de transmission de la figure 2. Le sélecteur de fréquence .10, que l'on décrira en détails plus loin, est fondamentalement un compteur binaire qui se trouve remis à zéro après chaque intervalle d'échantillonnage prédétermi-10 né, par exemple après chaque intervalle d'une milliseconde. Comme le nombre d'impulsions appliquées par le limiteur 17 au sélecteur lë dans un intervalle de temps fixé est représentatif de la fréquence du signal appliqué, le sélecteur 18 compte le nombre d'impulsions et engendre des signaux de réglage pour des nombres d'.impulsions 15 associés à des fréquences prédéterminées. Les fréquences prédéterminées correspondent aux limites inférieure et supérieure de la gamme effective de chaque caractéristique de transmission. Par exemple, un signal de réglage indicatif d'une fréquence f-^ se trouve engendré et appliqué au sélecteur de caractéristique 19-1 20 lorsque le signal de sortie de l'égaliseur est égal à f-^. Il faut remarquer sur la figure 2 que f-^ corres pondà la fréquence inférieure de la première caractéristique de transmission. D'une manière similaire, lorsque le signal de sortie de l'égaliseur atteint la fréquence fg, soit la fréquence supérieure de la première 25 caractéristique de transmission, un deuxième signal de réglage se trouve engendré par le sélecteur 10 et appliqué au sélecteur de caractéristique 19-1. Le fonctionnement des sélecteurs de caractéristique 19 sera décrit plus loin. A. mesure que croît la fréquence du signal sur la ligne 30 24, des signaux de réglage, de fréquences f^, f^ (délimitant la deuxième caractéristique de transmission) f^, fV, (délimitant la troisième caractéristique de transmission), et fy, fg (délimitant la quatrième caractéristique de transmission), sont appliqués aux sélecteurs de caractéristique 19-2, 19-3 et 19-4, respectivement. 35 Chaque sélecteur de caractéristique 19 produit trois signaux de sortie ft, E, B qui sont appliqués Respectivement, aux circuits NON-ET 29 et 31, et aux circuits NON-ET du sélecteur de mémoire 32. L'horloge 33, qui consiste en un générateur de signaux temporels classique, applique des impulsions de synchronisation, par 71 36517 2110366 exemple à une fréquence de 250 kHz, aux circuits NON-ET. Ainsi, lorsqu'une fréquence prescrite est atteinte par le signal de sortie de l'égaliseur, un des sélecteurs de caractéristique 19 valide le circuit NON-ET 29, le circuit NON-ET 31 et un des circuits 5 NON-ET 32. Le signal émanant du circuit NON-ET 29 après un court délai, 4 millisecondes par exemple, introduit par le réseau 28, se trouve appliqué à l'intégrateur 21. Le réseau de retard 2Ê peut être constitué d'un multivibrateur monostable classique et sert à accorder un temps suffisant au convertisseur 26 en sorte 10 qu'il soit actionné de manière convenable avant que soit actionné l'intégrateur 21. Ainsi, par exemple, lorsqu'un signal de fréquence f-^ apparaît à la sortie de l'égaliseur, l'intégrateur 21 est mis en fonctionnement par l'intermédiaire du sélecteur 19-1 et du circuit 29, et il intègre le signal d'erreur sur la ligne 15 25. Lorsque le signal de sortie de l'égaliseur atteint la fréquence f2, le circuit 29 est de nouveau validé par le sélecteur 19-1 et l'intégrateur 21 se trouve déchargé. En conséquence, le signal de sortie de l'intégrateur 21 correspond à l'intégralede l'erreur d'égalisation sur une gamme désignée de la bande de 20 fréquences.c'est-à-dire sur la gpmme de fréquences effective d'une des caractéristiques de transnlssionde la figure 2. L'intégrateur 21 peut être constitué d'un montage classique amplificateur opérationnel-réseau RC, avec un commutateur connecté aux bornes du condensateur d'intégration afin de commuter l'intégrateur en 25 réponse aux signaux de réglage appliqués par le circuit NON-ET 2ÇI Le signal d'erreur intégré est appliqué au convertisseur analogique numérique 26 qui a été excité par un signal appliqué par le sélecteur de caractéristique approprié, par exemple le sélecteur 19-1, a travers le circuit NON-ET 31. Le convertisseur 26, qui 30 peut être d'un type classique quelconque, convertit le signal d'erreur intégré en un signal numérique propre à être appliqué au circuit "mémoire" de l'égaliseur 13. Celui-ci peut évidemment être modifié en sorte de recevoir des signaux de réglage analogiques; dans ce cas, il n'est pas besoin de prévoir le convertis-35 seur analogique-numérique 26. Le signal numérique fourni par le convertisseur 26 est appliqué au circuit mémoire correct de l'égaliseur 13 par un des circuits NON-ET du sélecteur de mémoire 32, qui a ét é . validé par un signal appliqué par le sélecteur de caractéristique approprié, par exemple le sélecteur 19-1. 71 36517 ' 2110366 En résumé, le signal de sortie de l'égaliseur 13 est appliqué au limiteur 17 qui transforme ce signal en un train d'impulsions de même fréquence. Le train d'impulsions est ensuite appliqué au sélecteur de fréquence 18 qui se trouve périodique-5 ment remis à zéro après un intervalle d'échantillonnage prédéterminé. A. mesure que le signal de sortie de l'égaliseur balaie une gamme de fréquences étendue, le sélecteur 18 compte le nombre d'impulsions qui lui sont appliquées pendant l'intervalle d'échantillonnage. Lorsque une fréquence est atteinte, par exem-10 pie la fréquence inférieure ou la fréquence supérieure d'une ca-r ractéristique de transmission spécifique, le sélecteur 18 engendre une impulsion qui actionne un sélecteur de caractéristique 19 particulier. Celui-ci actionne l'intégrateur 21, le convertisseur analogique-numérique 26 et le sélecteu de mémoire 32. Le 15 signal d'erreur sur la ligne 25 se trouve p.-.r conséquent intégré, converti, puis appliqué à la "mémoire" appropriée de l'égaliseur Le sélecteur de fréquence 18, dont un schéma synoptique est montré à la figure 3, comprend les compteurs binaires 34 et 20 35 et les réseaux de logique 36 et 37. Dans un exemple de forme de réalisation de l'invention, l'égaliseur 13 présente quatre caractéristiques de transmission identifiées par les fréquences suivantes : f^= 84 kHz, fg= 94 kHz, f^ = 99 kHz, f^ = 111 kHz, f5 = 116 kHz, f6= 130 kHz, f?= 136 kHz, et f^= 153 kHz. Les ban-25 des de fréquences comprises entre 94 et 99 kHz, entre 111 et 116 kHz, et entre 130 et 136 kHz ne sont pas comprises dans ces bandes puisque les caractéristiques de transmission de la figure 2 n'ont qu'un effet minime dans ces bandes de fréquences. Les compteurs binaires 34 et 35 se trouvent remis à 30 zéro à la fin de chaque intervalle d'échantillonnage, par exemple à la fin de chaque intervalle d'une milliseconde, par des signaux appliqués par l'horloge 38. Le train d'impulsions provenant du limiteur 17 sur la figure 1 est appliqué à la borne I du compteur 34. Les compteurs 34 et 35 peuvent être des compteurs 35 classiques à 4 bits qui fournissent à leurs bornes de sortie respectives (A B, C, D et A.', Bf. C' et D')des signaux représenta- o 1 2 3 tifs des valeurs 2,2,2 et 2 . La sortie D'du compteur 34 est appliquée-à l'entrée I' du compteur 35. Les sorties de celui-ci U- 5 6 correspondent dès lors respectivement aux valeurs : 2 , 2 , 2 71 36517 2110366 n et 2 . C'est ainsi que, par exemple, une fréquence f-^ de $4 kHz se trouvera indiquée comme étant présente lorsqu'un signal appa- 2 1 h> raît à la sortie C (2 ) du compteur 34 et aux sorties A , (2^) et C^"(2^) du compteur 35. Exprimé d'une autre manière, on dira 5 qu'un nombre de 04 impulsions (4 + 16 + 64) dans un intervalle d'une milliseconde, soit l'intervalle d'échantillonnage choisi à titre d'exemple, correspond à une fréquence du signal d'entrée de 84 kHz. D'une manière similaire, 94 impulsions auront été comptées dans un intervalle d'une milliseconde lorsque des signaux 12 S 10 apparaissent aux sorties B (2 ), C (2 ) et D (2 ) du compteur 34 •ni ~\ r\ et aux sorties A (2^") et C (2 ) du compteur 35. Ainsi qu'il est clair pour l'homme de l'art, les fréquences délimitant les caractéristiques de transmission se trouvent indiquées par diverses combinaisons de signaux apparaissant aux sorties des compteurs 34 15 et 35- Afin d'indiquer la coïncidence de signaux aux diverses sorties des compteurs, il est classique d'appliquer ces signaux à un circuit ET. C'est ainsi que lorsque des signaux apparaissent aux 1 1 sorties C, A et C , un circuit ET, connecté à ces sorties, fournit un signal indiquant la présence d.'un signal ayant une fréquen-20 ce de 34 kHz. Cette combinaison logique de signaux peut être réalisée par plusieurs circuits logiques, chacun étant connecté aux sorties sélectionnées des compteurs 34 et 35, ou, ce qui est équivalent, en utilisant des réseaux de logique à matrice de diodes disponibles sur le marché, tels que les réseaux 36 et 37 sur la 25 figure 3. Un réseau à matrice de diodes contient des diodes dont les cathodes sont connectées en plusieurs rangées et les anodes, en plusieurs colonnes. Il a été constaté que chacun des réseaux de logique 36 et 37 peut être constitué d'une matrice de S rangées et 6 colonnes, ce que l'on indique conventionnellement par 30 l'expression matrice 3 x 6. Les signaux qui apparaissent aux sorties des réseaux 36 et 37 indiquent donc la présence d'un signal aux fréquences identifiées. Des fréquences additionnelles peuvent être également indiquées par les sorties non utilisées du réseau 36. 35 Les sorties des réseaux 36 et 37 sont connectées aux sélecteurs de caractéristique 19-1, 19-2, etc., comme montré sur la figure 1. Un exemple de sélecteur de caractéristique est schématisé à la figure 4. Comme indiqué plus haut, la fonction d'un tel sélecteur est de développer des signaux K, S et B 71 36517 9 2110366 qui commandent l'intégrateur 21, le convertisseur analogique-numérique 26 et le sélecteur de mémoire 32. Dans la description qui va suivre, on identifiera le niveau d'un signal sur un conducteur particulier, ou l'état d'un multivibrateur bistable ou bascule, 5 de la manière classique sous forme de signaux binaires 1 et 0. Si l'on suppose que la sortie A^ de la bascule 42 est zéro, l'entrée K de la bascule 41 est également zéro. Une impulsion, appliquée à la borne d'établissement initial PS de la bascule 41, par exemple, par l'oscillateur de balayage 11 sur la figure 1 au 10 début d'un balayage, est acheminée vers les entrées J et C de la bascule 41. La sortie Q de la bascule 41 passe dès lors de l'état zéro à l'état 1, validant ainsi le circuit NON-ET 45 afin de transmettre un signal de réglage de fréquence, par exemple f-p appliqué à la borne ON. Le circuit NON-ET 46, achemine à son tour 15 le signal de réglage appliqué vers l'entrée J de la bascule 42, ce qui a pour effet de faire passer le signal de sortie A^ de l'état zéro à l'état 1 , et partant le signal de sortie de l'état 1 à l'état zéro. Le signal de sortie A^ valide le circuit NON-ET 47 j le préparant à recevoir le signal de réglage de fré-20 quence f2, appliqué à la borne OFF. Le signal A-^ rétablit également la sortie Q de la bascule 41 à l'état zéro par l'intermédiaire de l'entrée K, inhibant ainsi le circuit NON-ET 45. Un signal appliqué à la borne OFF par le sélecteur de fréquence l£ sur la figure 1 est acheminé vers l'entrée K de la bascule 42, rétablis-25 sant celle-ci à l'état initial et invalidant le circuit NON-ET 47. Le sélecteur de caractéristique se trouve ainsi rendu insensible aux signaux de réglage ultérieurs appliqués à la borne OFF. Lors de la réception d'une autre impulsion d'établissement initial, le circuit est évidemment validé et la séquence des opérations 30 décrite ci-dessus se trouve répétée. Le signal de réglage appliqué à la borne OFF, par exemple le signal de fréquence f2, qui apparaît à la sortie du circuit NON-ET 4^ fait également changer d'état la bascule 43, laquelle à son tour actionne la bascule 44 en sorte d'engendrer les signaux B-^ et destinés à commander le 35 convertisseur analogique-numérique 26 et le sélecteur de mémoire 32 sur la figure 1. L'horloge 6l est évidemment de type classique et engendre simplement les signaux de synchronisation pour les divers circuits logiques à une fréquence, par exemple de 2 kHz.Les bascules 43 et 44 sont synchronisées en sorte que le convertisseur 71 36517 10 2110366 analogique-numérique 26 et le sélecteur de mémoire 32 se trouvent validés pendant un intervalle de temps convenable, par exemple 5 millisecondes. 71 35517 2110366 REVENDICATION Dispositif de réglage numérique destiné à régler un égaliseur automatique comportant plusieurs réseaux de transmission réglables et recevant un signal qui a traversé un milieu introduisant de la distorsion, le dispositif de réglage numérique compre-5 nant un circuit de détection dTerreur pour engendrer un signal d'erreur à partir du signal de sortie de l'égaliseur et d'un signal de référence prédéterminé, caractérisé en ce qu'il comprend un circuit limiteur pour engendrer un train d'impulsions en réponse au signal de sortie de l'égaliseur, un circuit compteur binai-10 re répondant au train d'impulsions afin d'engendrer des signaux indicatifs du nombre d'impulsions appliquées dans un intervalle de temps prédéterminé, un circuit de logique répondant aux signaux engendrés par le circuit compteur binaire afin d'engendrer des signaux de réglage lors de l'occurrence de fréquences prédétermi-15 nées dans le signal de sortie de l'égaliseur, un intégrateur répondant aux signaux de réglage afin d'intégrer le signal d'erreur dans les gammes de fréquences effectives de bandes passantes prédéterminées des réseaux de transmission réglables, et un dispositif répondant aux signaux de réglage afin d'appliquer sélective-20 ment le signal d'erreur intégré aux réseaux de transmission de l'égaliseur.