Brevet FR2280141A1 — publié le 19760220

La présente invention concerne la signalisation entre centres de traitement d'informations au moyen de signaux multifréguences. Deux équipements selon L'invention, éventuellement identiques, appartenant respectivement a deux centres de traitement d'informations et commandés par ceux-ci, assurent un échange de signalisation (ou une transmission d'ordres) entre les deux centres considérés. Les deux équipements ainsi associés forment un système émetteur-récepteur bidirectionnel. L'acheminement de la signalisation d'un équipement à l'autre est réglé par les centres et effectué au moyen du réseau de transmission existant entre ceuxci. L'équipement, selon l'invention présente une grande stabilité de fonctionnement et ne nécessite qu t un minimum de réglage. La génération et le traitement des signaux de signalisation dans les systèmes connus font appel à des oscillateurs, à des filtres à inductance ou encore a des circuits "actifs" dont la précision de fréquence est fonction de cellules à résistances et a condensateurs. Les tolérances exigibles de tels circuits sélectifs ne peuvent etre faibles, en raison des dérives inévitables en fonction du vieillissement ou de la température des valeurs des composants utilisés. L'utilisation de composants à haute précision augmente le cout de la réalisation. La sécurité de fonctionnement de l'équipement,selon l'invention,est obtenue par le choix de ia technique de commutation et la recherche d'une configuration de circuits réalisables sous forme de circuits intégrés. L'élaboration et l'identification des signaux de signalisation dans chaque équipement sont effectuées principalement au moyen de circuits de commutation binaires dont le fonctionnement est rythmé par un meme oscillateur à quartz qui impose sa précision et sa stabilité aux fréquences élaborées et à identifier. L'équipement selon l'invention est simple, économique,aisément reproductible et n'exige aucune opération de maintenance. La signalisation consiste principalement, dans l'exemple particulier de réa- lisation selon l'invention, pour chaque équipement et suivant une logique et une chronologie déterminées par les centres - en l'démission vers ltéquipement associé d'un signal de code formé par l'addition de deux signaux élémentaires approximativement sinusoidaux dont les fré- quences fondamentales sont différentes et choisies parmi six fréquences prédéterminées f à f - en la réception, en provenance de l'équipement associé,d'un tel signal de code, c'est-à-dire principalement en l'identification des fréquences des deux signaux élémentaires constitutifs, - en l'én ission d ttfl signal de contrôle semblable un signal élémentaire dont la fréquence fondamentale prédéterminée f7 diffère des six dites fréquences prédéterminées, - en la réception d'un tel signal de contrôle, c'est-à-dire principalement en l'identification de la fréquence fondamentale de ce signal. Selon une première caractéristique de l'invention, les signaux élérentaires constituant les signaux de code ou de contrôle sont obtenus à partir de générateurs qui fournissent des signaux dits "en escalier" dont le spectre de fréquence comprend une fréquence fondamentale égale, dans la limite de précision garantie par un quartz, à une desdites fréquences prédéterminées,et un ensemble de fréquences harmoniques dont les rangs respectifs,définis par la structure du générateur, sont suffisamment élevée pour que ces fréquences harmoniques soient éloi- gnées des sept fréquences prédéterminées et pour que le niveau des signaux relatifs à ces fréquences harmoniques soit faible. Selon une seconde caractéristique de l'invention, l'identification de la fréquence de chaque signal élémentaire est obtenue au moyen d'un système de filtrage qui lui est affects exclusivement, composé par un filtre à commutation dit "en peigne" ne laissant passer que cette fréquence et ses fréquences harmoniques et par un filtre passe-bas qui élimine ensuite ces dernières. D'autres caractéristiques de l'invention ressortiront de la description détaillée ci-dessous. Bien entendu cette description et les dessins ne sont donnés qu'a titre indicatif et nullement limitatif de l'invention. La figure la représente les deux équipements E1 et E2 selon l'invention, affectes respectivement à deux centraux de traitement CT1 et CT2. La figure lb représente le schéma fonctionnel de l'équipement formé principalement par trois ensembles fonctionnels : une horloge H, un ensemble genérateur de signalisation G et un ensemble filtre d'identification FI. La figure 2 représente le schéma fonctionnel de l'horloge H. La figure 3a représente le schéma de principe des générateurs de fréquence situés dans ensemble générateur de signalisation G. La figure 3b représente l'allure "en escalier" du signal délivré par un gé- nérateur de fréquence. La figure 4 représente le schéma fonctionnel de l'ensemble générateur de signalisation G. La figure 5a représente le schéma de principe d'un filtre à commutation situé dans l'ensemble filtre d'identification FI. La figure 5b représente le système de n impulsions successives permettant de commander un filtre. La figure 6 représente l'ensemble filtre d'identification FI. Les deux équipements E1 et E2, identiques dans l'exemple particulier de réa- lisation selon l'invention, sont commandés respectivement par les deux centres de traitement CT1 et CT? qui règlent le déroulement des opérations de fonctionnement (figure la). Chaque équipement doit ainsi échanger des signaux de service avec le centre auquel il est affecté.Le centre CT1, par exemple, envoie à l'équipement E1 des ordres relatifs, d'une part à la logique de eonctionnement au moyen des signaux en, em, ep et relatifs d'autre part a la fréquence des signaux à émettre au moyen de deux ensembles de cinq signaux (symbolisés chacun par une flèche sur la figure et désignés respectivement par C1, C3, C, C5 et C6 et par C'2/C'6. L'équipement E1,de son côté, envoie au centre CTî sept signaux li à I7 qui permettent à ce der nier de contrôler la réception de la signalisation.L'acheminement des signaux de signalisation est effectué par l'intermédiaire des centres de traitement au moyen de la ligne L et du réseau de communication R, propre aux informations utiles échangées entre les centres. La description de ltéquipement représenté sur la figure lb suppose qu'il s'agit, par exemple, de l'équipement E1. Les circuits de cet équipement sont repartis en trois ensembles fonctionnels : une horloge H, un ensemble filtre d'identification FI, un ensemble générateur de signalisation G. Ces ensembles sont complétés par un dispositif C de couplage directionnel, d'un type connu, constitué par des transformateurs hybrides et par un équilibreur. Ce dispositif C assure la transmission des signaux de signalisation au moyen de la ligne L à deux ou quatre fils, du gé- nérateur G vers le centre CTî lors de l'émission et du centre CT vers l'ensemble filtre dtidentification FI, lors de la réception. Le raie de l'horloge H consiste à émettre sept signaux binaires périodiques (B1, B2, B3, B4, B5, B6 et B7). Chacun de ces signaux sur trois fils représente de manière répétitive, la séquence des n premiers nombres binaires. Les fréquences de répétition des séquences propres aux signaux B1 à B6 sont égales, respectivement aux six fréquences prédéterminées pour les signaux de codes fl à f6 tandis que la fréquence de répétition du signal B7 est égale à la fré- quence prédéterminée f affectée au signal de contrôle.Ces signaux binaires permettent s l'ensemble G d'élaborer les signaux à émettre et à l'ensemble FI de reconnaître les fréquences des signaux reçus ou émis. Lors de la réception, l'horloge H fournit, d'une part, les six signaux B1 a B6 a l'ensemble FI et d'autre part, le signal B7 à la fois à l'ensemble FI et à ltensemble G. Lors de ltémission, l'horloge H fournit à l'ensemble FI ainsi qu'a l'ensem- bic G, par une première sortie,un premier signal parmi les cinq signaux B1, B3, B4, BS, B6 et par une seconde sortie, un second signal parmi les cinq signaux B2 e B5, ce second signal choisi étant différent du premier signal. Le choix de ce premier et de ce second signal est fait par le centre CT1,respectivement au moyen des signaux C1, C3, C4, C5, C6 et des signaux C'2 à C'6. L'horloge reçoit de plus le signal ej du centre CT1. Le rôle de l'ensemble générateur de signalisation G consiste à fournir, lors- que l'ordre lui en est donné au moyen des signaux ej, ep, em,soit un signal de code dont les deux signaux élémentaires ont respectivement leurs fréquences définies par les signaux B1, B3, Bq, B5, B6 et B2 a 36,soit le signal de contrôle dont la fréquence est définie par le signal B7. Un signal de controle local CL semblable au signal de signalisation à émettre, mais à bas niveau, est envoyé à l'ensemble FI. Le rôle de ensemble filtre d'identification FI consiste à identifier les fréquences des signaux élémentaires constituant les signaux de signalisation, à l'émission comme à la réception, au moyen des signaux binaires fournis par l'horloge H. Chaque fréquence une fois identifiée donne lieu,tant quelle est présente,à la production d'un des signaux I1 à I7, qui informe le centre CT1 de la fréquence identifiée. L'horloge H est constituée principalement par un oscillateur 0 à quartz et par sept ensembles diviseurs de fréquence (figure 2). La fréquence F du signal fournie aux ensembles diviseurs par cet oscillateur est de l'ordre de 1 MHz. Chaque ensemble diviseur de fréquence est formé par un circuit diviseur N et par un circuit compteur-décodeur CD. Chaque circuit diviseur alimenté par le signal d'horloge à la fréquence F F fournit un signal à la fréquence N. Le rapport de division N peut prendre sept valeurs différentes N1 à N7 inférieures, par exemple, à 256. La valeur de ce rapport est en fait prédéterminée, égale respectivement à N3, N4, N5, N6 et N7 pour cinq circuits diviseurs. Par contre, en ce qui concerne deux circuits diviseurs, cette valeur est obtenue par l'intermédiaire de deux circuits M1 et M2 du type matrice à diodes ou équivalent. Dans ce cas, elle est égale à une des valeurs N1, N3, N4, N5, N6 pour un diviseur et à une des valeurs N2 a N6 pour F. l'autre diviseur. Les signaux à la fréquence N issus des diviseurs sont appliqués N aux circuits CD formes chacun par un compteur binaire à n positions dont les signaux de sortie sont décodés de manière à fournir sur trois fils et de manière répétitive la séquence des n codes binaires correspondant aux n premiers nombres entiers. La fréquence d'un code particulier (ou de la séquence) est ainsi égale à F . Deux circuits K1 et K2 jouant le rôle de commutateur à deux nN positions, 1 et 2,sont représentes sous une forme symbolique simplifiée. Ces commutateurs sont réalisés au moyen de circuits intégrés des types ET et NON-ET. Placés sur la position 1, ils imposent respectivement Re- r rapports N et N2 et 1 2 la production des signaux R1et B2 nécessaires à l'ensemble FI lorsqu'il s'agit d'identifier, la réception,les fréquences des signaux émis par ltéquipement E2. Sur la position 2, ils sont sans effet; les rapports de division sont alors détermines, respectivement pour les deux diviseurs, par un des signaux C1, C3, C, C5, C6 d'une part, et par un des signaux C2 à C6 d'autre part. Le principe des deux générateurs de fréquence G1 et G2 de l'ensemble G (figure 4) est rappelé au moyen des figures 3a et 3b. Il consiste à produire, de manière récurrente, une séquence de n impulsions successives sans interruption dont les amolitudes respectives sont déterminées les unes par rapport aux autres de manière à reproduire approximativement une sinusoïde de période #1.On on démontre que le signal crénelé ainsi obtenu ne comporte outre la fréquence fondementale 1 F F = #1 N, que les fréquences harmoniques de rang supérieur à n - 1. Dans l'exemple de réalisation, on prend n = 8. Ces impulsions sont obtenues par un réseau de résistances R1, R2, R3, R4, alimentes à partir de deux sources de tension continue Ve et Vo, à travers une résistance R . Une seule des résistances R1 à R4 est mise en circuit,à la o fois au moyen d'un des transistors T1 à T4, eux-mêmes commandés par des im- pulsions de temps répétitives t1 à t8 et par l'intermédiaire de circuits portes "OU" P1 à P4. Chaque impulsion rend conducteur m des transistors et donne lieu à une impulsion de sortie dont le niveau V est fonction des tensions V et V et du s e e rapport des résistances mises en jeu. Etant donné que le nombre des niveaux diff'erents est égal à quatre dans l'exemple particulier considéré,chaque transistor est commandé,deux fois par séquence, par une impulsion au moyen d'un des circuits portes "OU". L'ensemble peut être calculé de manière que la valeur d'une resistance R1 par exemple, soit nulle. L'ensemble générateur de signalisation (figure 4) est formé principalement par les deux générateurs de fréquence identiques G1 et G2. Ces générateurs sont commandés sur trois fils par les signaux binaires B1, B3, B4, B5, B6, B2/B6 et B7 provenant de l'horloge et par l'intermédiaire de trois commutateurs K3, K4 et K5 triplessreprésentés de manière simplifiée et permettant simultanément de com- muter chacun trois fils d'arrivée d'un signal binaire d'horloge. Les générateurs G1 et G2 comprennent, outre un circuit dont le principe a été décrit précédement, un circuit de décodage permettant de commander ce dernier en faisant correspondre à chacun des 8 codes binaires de la séquence reçue l'impulsion t correspondante dans la suite t1 à t8 des impulsions de commande nécessaires. Les signaux de sortie des générateurs G1 et G sont additionnés par un circuit additionneur A. 1 2 Un filtre P B passe-bas à 12 db par octave, permet de conserver la fréquence fondamentale et d'atténuer seulement les fréquences harmoniques susceptibles de perturber éventuellement les centres de traitement. Les signaux de signalisation obtenus sont fournis sur deux fils, au moyen du circuit symétriseur S, d'une part à l'ensemble FI et d'autre part à la ligne L. Les circuits de sortie ont été représentés de manière simplifiée. Deux résistances R1 et R2plac respectivement sur chacun des deux fils de sortie abaissent le niveau du signal CL destiné au contrôle par l'ensemble FI. Le commutateur double K6, sur commande du signal em, établit et interrompt la continuité de chacun des fils de sortie vers le dispositif de couplage C. Lors de l'émission, les commutateurs K3 et Kh, sur commande du signal ej, sont sur la position 2 , permettant ainsi l'élaboration d'un signal élémentaire par chacun des générateurs G1 et G2. Les deux signaux élémentaires ainsi obtenus ,dont les fréquences sont définies par les signaux binaires B1, B3, B4, B51 B6 et B2/B6, sont ensuite additionnés pour former le signal de code. Simultanément le commutateur K5 est sur la position 1 interrompant ainsi l'arrivée du signal binaire B7. Après identification des fréquences obtenues par l'ensemble FI et contrôle par le centre de traitement CT1, ce dernier,au moyen du signal em, place le commutateur K6 sur la position 2 permettant ainsi l'émission du signal de code. Lors de la réception, les commutateurs K3 et K4 sont sur la position 1, tandis que le commutateur 2 est sur la position 2. Le signal binaire B7 commande alors le ge nérateur G2 et permet l'élaboration du signal de contrôle. La description qui suit concerne le principe de fonctionnement des filtres à commutation utilisés dans l'ensemble FI; cette description est illustrée au moyen des figures 5a et 5b qui représentent respectivement le schéma de principe du filtre et le diagramme des impulsions de commande de ce filtre. Le circuit est formé par une résistance R d'entrée, placée en série, suivie par huit condensateurs C1 à C8 en dérivation a la masse par l'internédiaire de huit transistors T1 å T8.Les impulsions de temps t1 à t8, de période #1 = 1/F1 sont appliquées respectivement aux électrodes de commande de ces transistors et rendent ces der niers conducteurs à tour de rôle pendant une durée ti, chacun pour une position de temps (t1 à t8) qui lui est propre. Chaque condensateur se charge pendant la durée t1 à une valeur de tension tendant à etre proportionnelle à celle du si r gnal appliquée à l'entrée, pendant l'impulsion de temps considérée.Lorsque le transistor redevient non conducteur1 la charge acquise par le condensateur est conservée par celui-ci, mais n'a pas alors d'influence sur la tension de sortie puisque cette charge n'est pas rapportée a un potentiel défini. on conçoit dans ces eonditions que si le signal est en synchronisme avec les impulsions de com mande du filtre, chaque condensateur se charge à la valeur maxi = , proportionnelle à la valeur de la tension présentée pendant l'impulsion de temps considérée. Le signal privilégié,ainsi aspliqúé,se retrouve en sortie du filtre, la tension en sortie étant définie à chaque instant par la seule charge du condensateur associé t un transistor à l'état conducteur. On démontre que seul un signal dont la fréquence est égale à la fréquence F1 ou à un multiple de cette fréquence,peut traverser le filtre. Lorsque sa fréquence stéloigne de cette condition la tension de sortie est ramenée rapidement au niveau d'un bruit. La bande passante d'un tel filtre dépend des valeurs de la résistance R et des condensateurs C1 à C8. La stabilité de fréquence d'accord d'un tel filtre ne déend que de la stabilité de fréquence de l'oscillateur 0. L'ensemble filtre d'idenfication FI est constitíé rincipalement par sept sous ensembles de filtrage semblables, affectés chacun à une des sept fréquences prédéterminées et chargées de détecter la présence, dans les signaux de signali- sation, du signal élémentaire à cette fréquence et d'en avertir le centre de traitement CT1 au moyen des signaux continus I1 à I7. Chaque sous-ensemble est formé par un filtre "en peigne" FD, un filtre passe-bas, un détecteur et m cir euit déclencheur.Les filtres FD identiques comprennent chacun, un filtre à copr mutation dont le principe a été décrit précédemment ainsi qu'un circuit de décodage permettant de faire correspondre à la séquence des signaux binaires B1 à B7 huit impulsions de commande t1 à t8, necessaires à la commande de ces filtres et dont la fréquence est égale à la fréquence prédéterminée propre à chacun d'eux. Les filtres passe-bas PB, à structure de Rauch, sont accordés respectivement sur une des fréquences prédéterminées a identifier et assurent ltélimination des signaux à une fréquence multiple de celles des fréquences prédéterminées; ces filtres sont suivis de circuits détecteurs DT qui redressent le signal sinusoïdal filtré et commandent avec le signal monopolaire obtenu un circuit déclencheur oe. Ce dernier envoie, en tout ou rien, un signal d'identification I au centre CT1 pendant la durée de la fréquence identifiée. Les six sous-ensembles charges d'identifier les six fréquences f1 à f6, affectées au signal de code, sont alimentés en parallèle par in amplificateur à contrôle automatique de gain A2, un filtre F2, éliminateur de fréquence de contrôle f7 à entrée symétrique, ainsi que par un commutateur double KT Le septième sous-ensemble affecte à l'identification de la fréquence de contrôle f7 est alimenté d'une manière distincte par l'amplificateur à contrôle automati- que de gain A1, le filtre F1 éliminateur de fréquence de code (f1 à f6) et par le commutateur double K6. Lors de l'émission, le commutateur K7 commande par le signal ej, est placé sur la position 2 permettant ainsi l'identification et le contrôle par le centre CT1 des fréquences de code f1 a f6 émises ; tandis que, le commutateur K6 com- mandé par le signal ep est placé sur la position 1 afin de permettre l'identifi- cation du signal de contrôle en provenance du centre CT2. Lors de la réception, le commutateur K7 est placé sur la position 1 de ma- nière à permettre l'identification des fréquences de code émises par le centre CT2 , tandis que le commutateur K6 est placé sur la position 1 de manière à per mettre l'identification de la fréquence de contrôle à émettre par l'équipement E1. Bien que les principes de la présente invention aient été décrits ci-dessus en relation avec un exemple particulier de réalisation, on comprendra clairement que ladite description est faite seulement à titre d'exemple et ne limite pas la portée de l'invention. REVENDICATION s 1. Système de signalisation entre deux centres de traitement d'informations, constitué principalement par deux équipements associés respectivement à chacun des deux centres et capables d'échanger entre eux, sur ordres des centres, des signaux de code et un signal de contrôle, le signal de code étant formé par l'addition de deux signaux élémentaires approximativement sinusoldaux dont les fre- quences fondamentales sont différentes et choisies parmi six fréquences prédéterminées f1 à f6 s le signal de contrôle étant semblable à un signal élémen- taire et sa fréquence fondamentale prédéterminée f7 différant des six fréquences prédéterminées f1 à f6,caractérisé en ce que chaque équipement comprend 6 - un premier ensemble de circuits,constitué principalement par sept sous-ensembles diviseurs de fréquence (dans un rapport N) et décodeurs, alimenté par un signal à la fréquence F fourni par un oscillateur à quartz, ces sous-ensembles délivrant respectivement un signal binaire constitué par des impulsions de commutation re présentant de manière répétitive, à la fréquence F égale à une des fréquences n.N prédéterminées f1 à f7, la séquence des n premiers nombres binaires, - un deuxième ensemble de circuits constitué principalement par des nerateurs de fréquence et destiné à émettre les signaux élementaires sous forme de signaux de code ou de signal de contrôle. - un troisième ensemble de circuits constitué principalement par sept sous-ensembles de filtrage, destinés à identifier la fréquence de chaque signal élémen- taire. 2. Système de signalisation selon la revendication 1, caractérisé en ce que le deuxième ensemble de circuits est formé par deux générateurs de signaux élé- ment aires "en escalier",commandés par les signaux binaires du premier ensemble, le spectre de fréquence de ces signaux comprenant me fréquence fondaentale égale, dans la limite de précision apportée par les signaux binaires, à une desdites fréquences prédéterminées,et un ensemble de fréquences harmoniques dont les rangs respectifs,définis par la structure du générateur, sont suffisamment élevés pour que ces fréquences harmoniques soient éloignéesdes fréquences pré- déterminées et pour que le niveau relatif à ces fréquences harmoniques soit faible. 3. Système de signalisation selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que les sous-ensembles de filtrage sont fonnés chacun principalement par un filtre à commutation "en peigne" commande par un des signaux binai- res fourni par le premier ensemble, ne laissant passer que la fréquence prédé- terminée définie par le signal binaire ainsi que ses fréquences harmoniques,et par un filtre passe-bas qui élimine ensuite ces dernières.