Brevet FR2209260A1 — publié le 19740628

La présente invention a pour objet un nouveau système de transmission d'information par groupes d'impulsions, dans lequel l'information à transmettre est constituée par un signal électrique malogLque, ctest-à-dire d'amplitude continflinent variable, dit "signal modulateur", qui est périodiquement échantillonné quant à son amplitude instantanée.Dans ce système, pendant chaque intervalle de temps entre deux échantillonnages successifs, l'amplitude de l'échantillon est traduite en un groupe d'impulsions dont certaines sont codées, c'est-à-dire ont une amplitude ne pouvant prendre que l'une ou l'au- tre d'un petit nombre de valeur discrètes (par exemple, dans le code binaire, les valeurs 0 et t), tandis qu'au moins une impulsion du mtme groupe a une amplitude pouvant varier de façon continue entre la valeur nulle et une valeur maximale prédéterminée, cette dernière impulsion représentant par son amplitude l'erreur introduite, de manière connuepar le codage. Les avantages d'un tel système seront facilement compris par les remarques ci-après. Lorsqu'on veut traduire, à 11 extrémité émettrice d'une voie de transmission, un signal modulateur analogique en un groupe dtimpul~ siens codées, l'amplitude de ce dattier signal ne peut dtre repre- sentée par un tel groupe qu'avec une certaine erreur minimale. Ainsi, si l'amplitude en question est susceptible de varier par exemple entre les valeurs Ç > et 63 den unités arbitraires) et si l'on adopte un codae à 6 chiffres binaires, on pourra représenter une amplitude quelconque par un tel groupe de 6 chiffres avec une erreur intérieure à l'unité choisie.Mais toute fraction de cette amplitude inférieure à imite unité ne sera pas représentée. I1 en résulte donc, après décodage à l'extrémité réceptrice de la voie de transmission, un écart entre les amplitudes originelle et décodée connu sous le none da "bruit de quantification". Par contre, les composantes de bruit pouvant s'introduire dans la voie de transmission peuvent facilement etre éliminées par un repéteur-régénérateur classique, dont le sivial de sortie ne peut prendre que deux valeurs discrètes. Selon l'invention, on supprime le bruit de quantification en ajoutant à chaque groupe codé au moins une impulsion supplémentaire, d'amplitude continûment variable représentant linéairement la grandeur de l'écart sus-mentionné et dont l'amplitude à la réception est ajoutée à celle fournie par le décodage de l'ensemble des impute sions codées du groupe considéré. Cette disposition a évidemment pour avantage de supprimer le bruit de quaiftification. Elle a toutefois l'inconvénient- d'inter- dire l'emploi, dans le cas du code binaire, de répéteurs---égénéra- teurs fonctionnant par "tout ou rien" et d'admettre la réintroduction, dans le sial analogique restitué à l'extrémité réceptrice du système, d'une partie du bruit dû à la voie de transmission (ci-après appelé, pour simplifier, "bruit de ligne )0 Ce bruit est toutefois d'amplitude réduite, p:risque la partie de l'amplitude totale du signal ainsi transmise analogiquement n'est que le faible résidu de celle-ci restant après codage binaire de sa partie principale.De même, la distorsion non linéaire qui peut être introduite par la voie de transmission n'affecte que ce résidu et non l'amplitude totale du signal transmis. Dans le mode de réalisation le plus fréquent de l'invention, an prévoit, pour chaque groupe codé, une impulsion à modulation analogique unique représentant le résidu en question. Il est toutefois également possible, dans'd'autres modes 'de réalisation de l'invention, de prévoir, pour chaque groupe codé, deux ou plusieurs impulsions a modulation anaJooique, si par exemple, og désire se servir de certaines de ces dernières impulsions pour transmettre des informations supplémentaires. Les avantages de l'invention seront mieux compris d'après la description donnée ci-après à titre d'exemple non limitatif d'une réalisation préférée dans 1laquelle le codage employé est le codage binaire, faite avec l'aide des dessins annexés, dans lesquels s - les Figsè ta et lb montrent respectivement des exemples de la forme d'onde d'un groupe classique d'impulsions binaires codées et d'un groupe d'impulSions' partiellement codées, transmis sur une voie de transmission, selon l'invention - la Fig. 2 montre le schéma de principe d'un dispositif émetteur de groupes dtimpulsions partiellement codées, selon l'invention ; et - la Fig. 3 montre le schéma de principe d'un dispositif décodeur et récepteur de groupes d'impulsions partiellement codées, telles que celles émises par le dispositif de la Fig. 2. Se référant d'abord à la Fig. la, on voit, sur celle-ci la forme tonde dun groupe d'impulsions codées binaires, de type classique. On a supposé ici qu'il s'agit de groupes de 4 impulsions représentant l'amplitude échantillonée d'un signal modulateur pouvant varier entre des valeurs extrêmes exprimées en unité arbitraires par les nouures 0 et 15. Dans le cas de la Fig. la, la valeur représentée par le groupe (t oo 1) est, de manière connue, la valeur 9 (selon le code binaire arithmétique classique; on peut, bien entendu, employer d'autres types de code binaire, par exemple le code Minore réfléc w . Sur la Fig. tb, on volt un groupe d'impulsions selon l'inven tion, Sormé des quatre mêmes impulsions que le troupe de deiaFig. la auquel est ajoutée une cinquième impulsion dénotée par Â et dont 11 amplitude a été supposée ici de 0,352 fois l'amplitude maximale des impulsions précédentes. Ainsi, le groupe d'impulsions de la Fig. lb représente un signal modulateur d'amplitude 9,352 dont la partie entière 9 est traduite en code binaire classique et la partie décimale 0,352 est représentée par l'impulsion (A). Se référant maintenant à la Fig. 2, à l'extrémité émettrice de l'installation, le signal modulateur analogique à coder est applique à la borne 1 et, de là, à travers un échantillonneur 2 commandé par l'horloge 3, à l'entrée d'un codeur binaire classique 4 également commandé par lthorloge 3 et oyant quatre connexions de sortie sur lesquelles sont délivrées respectivement les quatre impulsions codées binaires (ctest-i-dire de valeur O au 1) représentées à la partie de la Fig. lb située à gauche de l'impulsion de grandeur variable (A). Ces quatre connexions de sortie sont reliées d'une part à quatre entrées correspondantes d'un décodeur 5, également commandé par l'horloge 3, qui délivre par sa connexion de sortie 6 une impulsion décodée d'atplitude très voisine de celle de ltéchan- tillon foirai par 2, mais "quantifiée", c'est-à-dire pouvant diffé rer de l'amplitude de l'échantillon d'une quantité inférieure à l'unité d'amplitude choisie pour le codage binaire, souvent désignée sous le nom d'échelon de quantificationz Cette impulsion décodée est appliquée à l'une des entrées d'un amplificateur différentiel 7 dont l'autre entrée est reliée par la connexion 8 à la sortie de ltéchantillonneur 2. L'amplificateur 7 délivre ainsi à sa sortie 9 un signal différentiel qui, moyennant un choix convenable du gain dudit amplïficateur, peut avoir une amplitude proportionnelle, avec un coefficient numérique choisi, à celle de la différence entre l'échantillon fourni par 2 et la valeur "quantifiée" de ce dernier. Quatre connexions relient les sorties du codeur 4 à quatre entrées correspondantes du circuit d'étagement en temps 10, dont.une cinquième entrée est reliée à la sortie 9 de l'amplificateur 7. Le rôle du circuit 10 est d'assurer la transmission successive dans le temps, à sa sortie 11, des signaux appliqués à ses cinq entrées. Cette sortie 11 délivre donc le groupe de signaux en partie en codage binaire et en partie analogique représenté a' la Fig. lb. Se référant maintenant à la Fig. 3, celle-ci montre le schéma de principe de l'extrémité réceptrice de l'installation. Les signaux en partie codés et en partie analogiques, transmis depuisl'extrémité émettrice par tout moyen connu, par exemple par une ligne de transmission, sont reçus en 21 à l'entrée d'un dispositif de "remise en simultanéité" 22. Ainsi, par exemple, les cinq signaux élémentaires représentés par la Fig. lb, transmis successivement depuis 11 Fig.2) apparaissent simultanément à cinq sorties correspondantes du dispo- sitif 22.Quatre de ces sorties sont reliées à quatre entréescorrespondantes d'un décodeur 23, tandis que la cinquième, fournissant l'impulsion dtamplitude variable Â de la Fig. lb, est reliée par la connexion 24 à l'une des entrées d'un amplificateur additionneur 25 dont l'autre entrée est reliée par la connexion 26 à la sortie du décodeur 23 et reçoit donc le signal d'amplitude variable 'tquanti- fiées issu de 23. Moyennant un choix convenable des caractéristi- ques d'amplification de 25 vis-à-vis de ses deux entrées, on reçoit donc à la sortie 27 de 25 un signal d'amplitude variable de manière continue et proportionnelle à celle de l'échantillon fourni par 2 (Fig. 2). Dans la réalisation de l'invention qui vient d'être décrite à Laide des Figs. 2 et 3, les codeurs et décodeurs utilisés sont des types courants employés dans les systèmes connus sous-les noms de "PCM" ou "NIC". Bien entendu, l'invention se prête à de nombreuses variantes. Par exemple, l'impulsion représentée en A à la Fig. lb peut, au lieu entre modulée en amplitude, être modulée en durée ou en posision dans le temps. Dans ce cas, la connexion 24 de la Fig. 3 doit être remplacée par un démodulateur approprié. il est également possible d'utiliser, au lieu de groupes mixtes de signaux du type représenté à la Fig. lb, des groupes plus colpiexes. Par exemple, si l'on veut réaliser une transmission de télévision accompagnée de deux signaux sonores (stéréophonie), on pourra utile ser, pour la partie visuelle, des groupes oodés binaires classiques, suivis ou précédés dans le temps de deux groupes "mixtes" tels que celui de la Fig. lb. En dehors des avantages déjà spécifiés ci-dessus, le système de transmission de l'invention présente encore l'avantage de n'exiger de la voie de transmission employée, toutes choses égales par ailleurs, qu'une largeur de-banCe passante-de fréquences plus réduite que ce n'est le cas pour les systèmes classiques. Si lton compare, par exemple, la bande passante employée par des groupes codés "mixtes" tels que celui de la Fig. lb à celle employée par des groupes entièrebment codés classiques fournissant les mêmes qualités de signaux, on trouve, pour unC même durée de chaque impulsion ^lémentaire, une bande moins large; du fait de la variation continue de l'amplitude instantanée de l'impulsion 1, la largeur de bande occupée par cette dernière ne dépasse pas deux fois la fréquence maximale de modulation. REVEND i CAT IONS 1 - Système de transmission de signaux analogiques par groupes codés mixtes comprenant des impulsions codées et au moins une impulsion complémentaire modulée de manière continue, caractérisé en ce que chacun desdits signaux est échantillonné et en ce que son amplitude est divisée en uno partie principale transmise avec quantification par un groupe de signaux codés et en une partie complémentaire égale à la différence des amplitudes dudit signal et de laditepartie principale, et en ce que ladite partie complémentaire est transmise par modulation analogique de la oudesdites impulsions complémentaires. 2 - Système de transmission selon la revendication 1 dans le- quel ladite modulation analogique est une modulation d'amplitude. 3 - Système de transmission selon la revendication 1, dans lequel ladite modulation analogique est une modulation de durée. 4 - Système de transmission selon la revendication 1, dans lequel ladite modulation analogique est une modulation en position dans le temps. 5 - Système de transmission selon la revendication 1, dans leque 1, à l'extrémité émettrice dudit système, ledit signal échantillon- né est applique à un codeur suivi d'un décodeur fournissant à sa sortie un signal d'awplitude variable quantifié qui est appliqué à l'une des entrées d'un dispositif formateur de différence recevant sur une autre entrée ledit signal échantillonné et fournissant à sa sortie des impuls-ions sodulees analogiquement en amplitude. 6 - Système de transmission selon la revendication 2, dans lequel à ltextrSmité-réceptrice dudit système, lesdites impulsions codées sont appliqués à un décodeur fournissant un signal décodé d'amplitude Variabl par échelons, tandis que la ou lesdites impulsiens complémentaires modulées de manière continue sont ajoutées dans un dispositif additionneur audit signal décodé pour fournir wn signal analogique restitué0