Brevet FR2269160A1 — publié le 19751121

L'invention concerne un système de codage et décodage pour une transmission de signaux où un signal binaire drentree est transmis sous forme d'un signal codé dans lequel chaque bit du signal binaire d'entrée est représenté par une suite de niveaux se succédant dans un ordre chronologique défini. Ces signaux peuvent etre, par exemplet choisis parmi trois niveaux representes respectivement par une impulsion de courant dans un sens, par une impulsion de courant dans l'autre sens et par l'absence d'impulsion de courant. Une des difficultés principales de la transmission de tels signaux réside dans l'action des parasites sur la ligne de transmission, action qui introduit des erreurs dans les signaux transmis. On a trouvé, suivant la présente invention qu'il était possible, avec le type de codage rappelé ci-dessus, de s'assurer de ltexactitude du signal codé reçu en en vérifiant l'enchaînement des niveaux. L'invention a ainsi pour objet un système de transmission de signaux comprenant un ensemble de codage qui reçoit un signal binaire d'entrée et génere un signal codé dans lequel chaque bit de ce signal binaire d'entrée est représente par une succession d'impulsions se succédant dans un ordre chronologique défini, et un ensemble de décodage recevant ledit signal codé et générant un signal binaire de sortie, caractérisé en ce que le systeme de décodage comporte des moyens de contrôle qui vérifient que l'enchaînement des impulsions reçues par le systeme de décodage est bien l'un des enchaSnements que peut générer le systeme de codage. En se référant aux figures schematiques ci-jointes, on va décrire des exemples donnés a titre non limitatif, de réalisation de l'invention, qui permettront d'en faire ressortir d'autres caractéristiques, La figure I montre un ensemble de codage et un ensemble de décodage reliés par un circuit de transmission. La figure 2 montre le codage adopté pour l'information a transmettre. La figure 3 représente schematiquement un automate utilisé dans l'ensemble de codage et la figure 4 un graphe définissant cet automate. La figure 5 montre plus en détail comnent est réalisé cet automate et la figure 6 représente les divers signaux qui apparaissent dans cet automate. La figure 7 représente schématiquement un automate utilisé dans 1 1ensemble de décodage et la figure 8 est un graphe définissant cet automate. La figure 9 montre plus en détail une réalisation de ce dernier automate à l'aide de bascules de type D. La figure 10 montre plus en détail une réalisation de ce dernier automate à laide de bascules de type J-K. La figure 11 représente les divers signaux qui apparaissent dans cet automate. Le système de transmission d'informations représenté sur la figure 1 comprend essentiellement un système de codage 1, un circuit de transmission 2 et un système de décodage 3. Le système de codage se compose d'un automate de modulation 4 recevant en 5 le signal à coder, en 7 des impulsions d'horloge H, delivrant sur une première voie 8 des impulsions représentant un niveau et sur une deuxième voie 9 des impulsions représentant un autre niveau et en 6, l'ordre de chargement du bit du signal à coder. Le système de décodage se compose d'un automate de réception 10 sur une première sortie il duquel on recueille l'information transmise, et sur une deuxième sortie 12 duquel on obtient les impulsions d'horloge, tandis qu'apparart éventuellement sur une troisième sortie 13 l'indication qu'une erreur s'est introduite. Le circuit de transmission 2 peut notamment être constitué conformément à la demande de brevet français déposée le même jour par la société demanderesse, pour "Système d'émission et de réception d'un signal codé sur une ligne bifilaire". On va tout d'abord préciser le tôle et la constitution du système de codage. L'automate de modulation 4 transforme le signal entrant en 5 en deux impulsions, l'une apparaissanr en 8 et l'autre en 9. L'enchaSnement de ces impulsions détermine la valeur du bit à coder. Par exemple, comme le représente la figure 2 un bit de valeur " 1" sera codé par la succession d'une impulsion positive, d'une impulsion négative et d'un zéro, tandis qu'un bit de valeur "0" sera codé par la succession d'une impulsion négative, d'une impulsion positive et d'un zéro. Ce choix est absolument arbitraire, mais ce qui est important, c est d1avoir le même niveau final (ici le niveau zéro à la fin de chaque bit, car on peut ensuite, à la réception, séparer les bits entre eux et reconstituer l'horloge des bits.On a également représenté sur cette figure les impulsions en 8 et 9. L'automate de modulation 4, représenté schématiquement sur la figure 3, est constitué par un circuit combinatoire 14 recevant en 5 le signal E à coder, et en 15, 16, des variables internes Y1, Y2, et fournissant sur les fils 8 et 9 respectivement les impulsions positives et les impulsions négatives du signal codé, sur un troisième fil 6 des impulsions d'horloge % qui indiquent les instants auxquels on change de bit du signal d'entrée E, et sur des fils 17 et 18 des variables internes futures Y1 et Y2. Un module de retard Re 19 commandé par des impulsions d'horloge H arrivant en 7 relie les fils 17 et 18 aux entrées 15 et 16. Cet automate de modulation 4 comporte quatre états T1 à T4 liés entre eux comme le représente la figure 4. Il en découle les équations booléennes suivantes : Y1 = E Y1 Y2 + E Y1 Y2 Y2 = E Y1 Y2 + E Y1 Y2 associées au codage suivant des quatre etats T1 = 00 T2 = 01 T3 = 10 T4 = 11, où le couple de chiffres représente dans l'ordre Y1, puis Y2. L'utilisation d'un autre codage de ces quatre états entrane des équations différentes mais un résultat identique. En 8 apparaît Y1 et en 9, Y2. Les impulsions d'horloge H sont données par l'équation : = Y1 Y2. La figure 5 montre la constitution du circuit combinatoire 14 et du module de retard 19. Cette figure 5 explicite suffisamment les composants pour qu'il soit superflu d'en donner une description détaillée. On notera simplement qu'entrent dans l'ensemble représenté : le signal E (en 5), les impulsions d'horloge H1 (en 7) et un signal d'initialisation R, que le circuit combinatoire 14 est composé essentiellement de deux combinaisons de portès NON-ET, et le module de retard 19 de deux bascules de type D, c'est-à-dire de bascules à la sortie Q desquelles on retrouve à l'instant t + 1 la valeur de l'entrée D à l'instant t, l'horloge H1 définissant le découpage du temps. La figure 6 représente les divers signaux entrant ou apparaissant dans l'ensemble de codage : signal d'entrée E ; impulsions d'horloge H1 ; variables internes Y2 et Y1 ; variables internes futures Y2, Y1 ; impulsions positives en 8 ; impulsions négatives en 9 ; impulsions d'horloge % . L'ensemble de décodage se compose d'un automate de réception qui reçoit en 20 et 21 les signaux A et B et en 22 un signal d'horloge H2 qui envoie une impulsion chaque changement d'état de A ou de B. il comporte un circuit combinatoire 23 et un module de retard 24, comme on l'a représenté schématiquement sur la figure 7. L'automate passe d'un etat initial T5 à un deuxième état T6 lorsque les signaux A et B prennent des valeurs respectives 0 et 1, puis de ce deuxième état T6 à un troisième état T si les signaux A et B prennent ensuite les 7 valeurs 1 et O et il revient à l'état initial T5 si les signaux A et B prennent l'un et l'autre la valeur 0, cette suite définissant un bit de valeur 1 d'après la convention adoptée. Pour un bit de valeur 0, les niveaux se succèdent dans tordre : valeur négative, valeur positive, valeur nulle et l'automate passe de l'état initial T5 à un quatrième état T8 et de cet état T8 au troisième état T7 d'où il revient à l'état initial T5. Si les signaux A et B prenaient simultanément la valeur 1, ce serait l'indication qu'une erreur se serait produite, et l'automate passerait dans un état Tg et y resterait jusqu a ce qu'un signal de remise à zéro (transmis par exemple par une connexion 44 visible sur la figure 9 et une connexion 63 visible sur la figure 10) libère l'automate. L'état Tg représente la mémorisation des erreurs. il en serait de même si à une première combinaison d'entrées l'ayant amene à l'état T6 ou T8, succédait une deuxième combinaison identique à la première, de même que Sis à une deuxième combinaison l'ayant amené à l'état T7, ne succédait pas une valeur nulle des entrées. Dans les états T5, T6 et T8, l'apparition d'une valeur nulle des entrées ne change pas l'état de l'automateO On évite, ainsi, de tenir compte des deux niveaux supplémentaires de valeur nulle qui peuvent apparaître pour des fréquences de modulation basses des bits lorsqu'on effectue une limitation de la largeur des impulsions. On réalise cet automate, comme le montre schématiquement la figure 7, en introduisant trois variables internes z1, z2, z3 qui codent les cinq états de l'automate, de la manière suivante, les valeurs données étant successivement celles de z1, z2, et z3 : état T5 = 0, 0, 0 ; état T6 = 0, 1, 0 ; état T7 = 0, 1, 1 ; état T8 = 0, 1 ; état Tg = 1, -, -, une seule variable z 1 étant imposée pour cet état T9. Le module de retard 24 reçoit trois variables internes futures Z1, Z2, Z3 en 25, 26, 27 et fournit en 28, 29, 30 les variables internes z1, z2, z3. Le module de retard 24 peut être constitué par des bascules 31, 32, 33, de type D, suivant l'exemple de l'automate de réception représenté sur la figure 9. Une bascule de type D introduit un retard pur ; en établissant les tableaux de KARNAUGH des valeurs que doivent prendre les variables internes futures Z1, Z2, Z3 en fonction des valeurs des variables internes z1, z2, z3 et des signaux A et B, on trouve pour le codage décrit les équations booléennes suivantes Z1 = z1 + AB + Az3 + Bz2 T5 = 0 0 0 Z2 = z1 + B + z2 z3+ Az3 T6 = 0 1 0 Z3 = Z1 + A + z2 z + Bz2 T7 = 0 1 1 T8 = 0 0 1 T9 = 1 - On peut réaliser ces équations par l'ensemble de portes NON-ET à deux entrées 34 à 40 et de portes NON-ET à trois entrées 41, 42, 43 représenté sur la figure 9, cet ensemble de portes recevant les signaux A et B et les signaux z1, z2, Z3 sortant des badcule bascules 31, 32 et 33.Une connexion d'initialisation 44 permet de sortir l'automate de l'état bloqué. Sur la sortie 13 de l'automate, on envoie directement la variable z1, tandis que les installations. d'horloge 12 sont obtenues à la sortie d'une porte NON-ET 45 dont les entrées sont connectées aux sorties des bascules 31, 32, 33 et que l'information de sortie 11 est obtenue à la sortie d'un circuit séquentiel constitué par une bascule asynchrone réalisée à partir de portes NON-OU 46 et 47 montées en aval de portes NON-OU 48 et 49 connectées aux sorties des bascules 31, 32, 33. En 12, on obtient : z1. z2. z3, ce qui correspond à l'horloge. Si l'on réalise le module de retard avec des bascules 50, Si, 52 de type J-K, comme le représente la figure 10, on doit transformer les équations booléennes ci-dessus pour les rendre utilisables avec ce type de bascule dont l'équation caractéristique est : Qt+1 = Qt K + Qt J On obtient alors : Z1 = z1 + z1 (AB + Az3 + Bz2) Z2 = z2 (B + z1 + z3 + Az3) + z2 (z1 + B + Az3) Z3 = z3 z3 (z2 + Z1 + A + Bz2) + z3 (Z1 + A + Bz2) Les entrées J1, K1 de la bascule 50 relative à Z1, J2, K2 de la bascule 51 relative à Z2 et J3, K3 de la bascule 52 relative à Z3 doivent recevoir les informations suivantes : : J1 = AB + Az3 + Bz2 K1 = 0 logique J2 = Z1 + B + Az 3 K2 = A B z1 z J3 = Z1 + A + 2 K3 = A B z1 z2 On déduit de ces formules l'ensemble constitué de portes NON-ET à deux entrées 53, 54, 55, d'inverseurs 56, 57, de portes NON-ET à trois entrées 58,- 59, 60 et de portes NON-OU 61 et 62, représenté sur la figure 10. Une connexion 63 permet la remise à zéro des bascules 50, 51, 52. Le circuit de sortie de l'automate est identique à celui de la figure 9. La figure 11 montre l'ensemble des signaux obtenus : signaux A et B, signal d'horloge H2, variables z1, z2, z3, sorties 11 et 12. Sous les signaux d'horloge H2, on a indiqué l'état de l'automate dans lequel on se trouve. REVENDICATIONS 1/ Système de transmission de signaux comprenant un ensemble de codage qui reçoit un signal binaire d'entrée et génère un signal codé dans lequel chaque bit de ce signal binaire d'entrée est représenté par une succession d'impulsions se succédant dans un ordre chronologique défini, et de décodage recevant ledit signal codé et générant un signal binaire de sortie, caractérisé en ce que le système de décodage (3) comporte des moyens de contrôle (23 à 30) qui vérifient que l'enchafnement des impulsions reçues par ensemble de décodage est bien l'un des enchaînements que peut générer le système de codage (4). 2/ Système de transmission selon la revendication 1, dans lequel chaque bit du signal binaire d'entrée est représenté dans le signal codé par une suite de trois niveaux, caractérisé en ce que les moyens de contrôle (23 à 30) constituent un automate (figure 8) à cinq états (T5 à Tg), un premier état (T5) étant l'état initial et l'automate passant de cet état initial (T5), soit un deuxième etat (T6) puis à un troisième (T7) d'où il revient à l'état initial (T5), soit à un quatrième etat (T8) puis au troisième état (T7) d'où il revient à l'état initial (T5), suivant que les niveaux successifs du signal codé reçu correspondent à l'une ou l'autre des deux valeurs d'un bit, tandis que cet automate passe dans un cinquième état de blocage (Tg) de mémorisation d'erreurs si un niveau différent apparaît dans le signal code reçu. 3/ Système de transmission selon la revendication 2, caractérisé en ce que les moyens de contrôle comportent un circuit combinatoire (23) et un module de retard (24) à bascules de type D qui reçoit trois variables internes futures Z1, Z2, Z3 sortant dudit circuit combinatoire (23) et fournit trois variables internes z1 > z2, Z3 entrant dans ce circuit combinatoire (23), et en ce que ce circuit combinatoire (23) réalise pour un codage des cinq états (T5 à T9) défini par le tableau z1 z2 z3 T5 0 0 0 T6 O 1 O T7 O 1 i T8 O O i T9 1 - les équations booléennes suivantes :: Z1 = Z1 + AB + Az3 +Bz2 Z2 = z1 + B + z2 z3 + Az3 Z3 = Z1 + A + z z + Bz2 4/ Système de transmission selon la revendication 2, caractérisé en ce que les moyens de contrôle comportent un circuit combinatoire (23) et un module de retard (24) à bascules de type J - K qui reçoit trois variables internes futures Z1, Z2, Z3 sortant dudit circuit combinatoire (23) et fournit trois variables internes z1, z2, z3 entrant dans ce circuit combinatoire (23), et en ce que ce circuit combinatoire (23) réalise, pour un codage des cinq états T5 à T9 défini dans le tableau : : z1 z2 z3 T5 O 0 0 T6 0 1 O T7 O } T8 0 0 1 T9 1 - les équations booléennes suivantes Z1 = z1 + z1 (AB + Az3 + Bz2) 22=22 (B + Z1 + Z3 + Az3) + Z2 (Z1 + B + Az3) Z3 = z3 (z2 + z1 + A + Bz2) + z3 (z1 + A + Bz2)