Brevet FR2301131A1 — publié le 19760910

L'invention concerne un système destiné à transmettre simultanément par la meme voie de transmission un signal analogique codé all moyen d'une modulation par codage d'impulsions et au moins un signal binaire, le système comportant pour transmettre le signal analogique un émetteur muni d'un modulateur par codage d'impulsions dont les impulsions de sortie sont d'une part émises vers le récepteur associé à l'émetteur et d'autre part dérivées vers un récepteur local en vue d'engendrer un signal de comparaison qui avec le signal analogique à transmettre, est appliqué à un formateur de différence pour produire un signal de différence qui commande le modulateur par codage d'impulsions. La modulation par codage d'impulsions envisagée ci-dessus est connue sous le nom de modulation en Delta si le signal de différence est codé suivant son signe et sous le nom de modulation DPCM si le signal de différence est codé suivant sa grandeur et son signe. Ce genre de modulation est utilisé par exemple pour transmettre les signaux vocaux dans un réseau téléphonique. Or on a toujours besoin de transmettre en même temps, différents signaux de signalisation qui se présentent sous orme de signaux binaires. La présente invention a pour but de fournir les moyens de transmettre simultanément par la même voie de transmission le signal analogique codé et ces signaux binaires, sans altérer pratiquement la qualitc du signal analogique fourni par le récepteur du système de transmission. zonformément à l'invention, l'émetteur est muni de moyens pour changer, sous la comnande du signal binaire à transmettre, la valeur de certaines des ilspulsions ae sortie du modulateur par codace d'impulsions, le récepteur associé à l'émetteur étant muni d'un analyseur du train d'impulsions reçues pour détecter l'absence ou la présence d'impulsions changées. Les moyens nont est uni I etteur, peuvent un un cuit changeur d'impulsion inséré entre la sortie du modulateur par codage c'imoulsions et la dérivation vers le récepteur local, ce clr- cuit êtant commandé par le signal binaire à transmettre de façon par exemple à imposer la valeur de certaines des impulsions de sortie du modulateur par condage d'impuisions. Comme on le verres en détail nai- la suite, les perturbations apportées par les impulsions changées, sur le signal analogique reconstitué .- la réception sont automatiouement et rapidement corrigées par l'émetteur et l'effet de ces perturbations transitoires sur le rapport signal/bruit à la réception est pratiquement négligeable si la densité des impulsions changées est suffisamment faible. La description suivante, en regard des dessins annexés, fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée. La figure I est un schema du système de l'invention. La figure 2 représente différentes diagrammes de signaux présents dans le système de la figure 1. La figure 1 représente le système de l'invention destiné à transmettre par la même ligne de transmission 1, un signal analogique, par exemple un signal vocal fourni par le microphone 2 et un signal binaire fourni par la source 3. Pour ttansmettre le signal analogique, ce systeme comporte un émetteur 4 muni d'un modulateur par codage d'impulsions 5 dont les impulsions de sortie sont d'une part émises par l'intermédiaire de la ligne de transmission 1 vers le récepteur 6 dont la sortie est connectée à un appareil d'utilisation 7 du signal analogique.Les impulsions de sortie du modulateur par codage d'impulsions 5 sont-d'autre part dérivées dans ltémetteur vers un récepteur local 8 en vue d'engendrer un signal de comparaison qui avec le signal vocal fourni par le microphone 2 est appliqué au formeur de différence 9 pour produire un signal de différence qui commande le modulateur par codage d'impulsions 5. Ce modulateur 5 est connecté par ailleurs à un générateur d'impulsions d'horloge 10 et aux instants où se produisent ces impulsions d'horloge le signal de différence appliqué au modulateur 5 est code. Sauf indications contraires, on suppose par la suite que l'on utilise la modulation delta dans laquelle seul le signe du signal de différence fourni au modulateur 5 est codé. Dans ce cas, le modulateur par codage d'impulsion 5 peut être représenté comme un circuit commutateur qui transmet ou ne transmet pas les impulsions d'horloge suivant le signe du signal de différence qui lui est appui oue. Les impulsions transmises ou supprimées sont appelées respectivement impulsions "I" ou "O". Sous sa forme la plus simple montrée sur la figure 1, le récepteur local 8 comporte un circuit ll qui convertit les impulsions "" et "O" en impulsions positives et négatives de même amplitude. L'intégration de ces impulsions dans l'intégrateur 12 fournit le signal de comparaison appliqué au circuit 9. Grâce à la boucle déterminée par le récepteur local, le signal de différence à la sortie du circuit 9 a constamment tendance à s'annuler de sorte que le signal de comparaison fourni par ce récepteur local est une approximation quantifiée du signal analogique à transmettre. A l'extrémité de la ligne de transmission, le récepteur 6 comporte à l'entrée un circuit 13 qui régénère les impulsions re çues. Il peut etre représenté comme un circuit commutateur qui sous la commande de ces impulsions reçues transmet ou ne transmet pas les impulsions d'horloge du générateur 14 synchronisé sur le générateur 10. Le récepteur 6 comporte ensuite les mêmes éléments que le récepteur local 8, à savoir un circuit 15 qui convertit les impulsions "l" et "0" reçues régénérées en impulsions positives et négatives de même amplitude et un circuit intégrateur 16 identique au circuit intégrateur 12. Ce circuit intégrateur 16 fournit un signal qui est identique au signal de comparaison de l'émetteur et qui est "lissé" par le filtre passe-bas 17 avant d'être appliqué à l'appareil d'utilisation 7. Il est utile pour la compréhension de la suite de la description de préciser ce fonctionnement sur des diagrammes. Le diagramme 2 V2 en traits pleins represente le signal de comparaison fourni par l'intégrateur 12.Le diagramme 2c représente le train des impulsions fournies par le modulateur par codage d'impulsions 5 ; ce train comporte des impulsions d'horloge transmises, impulsions ' quand à l'instant d'apparition des impulsions d'horloge, le signal de différence V1 - V2 est positif et ne comporte aucune impulsion, impulsions "O", quand à l'instant d'apparition des impulsions d'horloge le signal de différence V1 - V2 est négatif. Le diagramme 2d repxCsente les impulsions positives et négatives qui sont déduites des impulsions "1" et "O" à l'aide du circuit 11 et qui sont intégrées dans le circuit intégrateur 12 pour former le signal de comparaison V2. Le système a tendance à annuler le signal de différence V1 - V2 de sorte que la courbe V2 suit par échelons la courbe V . Le diagramme 2c représente également les impulsions reçues régénérées par le circuit 13 du récepteur 6 de sorte que, comme les circuits i5 et 16 de ce récepteur sont identiques aux circuits li et 12 du récepteur local 8, 12 courbe V2 du diagramme 2b représente aussi le signal analogique quantifié tel qutil est reconstitué dans le récepteur 6. L'invention fournit le moyen de transmettre simultanément par la voie de transmission 1 le signal analogique codé en delta et un signal binaire, sans pratiquement détériorer la qualité du signal analogique reconstitué à la réception. Conformément à l'invention le signal binaire fourni par la source 3 commande un circuit changeur d'impulsions 18 inséré dans l'émetteur 4 à la sortie du modulateur par codage d'impulsions 5 avant la borne de dérivation 19 vers le récepteur local 8. Dans la orme de réalisation envisagée sur la figure 1, le changeur d'impul iioPS 19 est commandé de telle façon que lorsque le signal binaire transmettre a la valeur "O" le modulateur 18 transmette sans chan sèment le train d'impulsions codées fourni par le modulateur par codage d'impulsions 5 alors que lorsque le signal binaire a la valeur "1" le changeur d'impulsions 18 impose périodiquement la valeur d'une impulsion dans le train d'impulsions fourni par le modulateur par codage d'impulsions 5 ; par exemple toutes les 100 impulsions fournies par le modulateur par codage d'impulsions 5 et qui peuvent être des impulsions "1" ou "O", il est imposé par le changeur d'impulsions 18 qutune impulsion ait la valeur "1".Dans cet exemple le modulateur 18 comporte une porte OU 20 dont une entrée reçoit le train d'impul sions du modulateur 5, (impulsions qui ont la fréquence F du générateur d'impulsions d'horloge 10) et dont l'autre entrée est connectée à la sortie de la porte ET 21. Cette dernière reçoit sur une entrée F des impulsions "1" de fréquence déduites du générateur 10 par le 100 diviseur de fréquence 22 et sur son autre entrée le signal binaire de la source 3. On voit ainsi qu'à la sortie de la parte OU 20, on obtient des impulsions tttt à la fréquence F quand le signal binaire de la source 3 a la valeur "1". Côté réception, un analyseur de trains d'impulsions 23, analyse les impulsions reçues régénérées obtenues à la sortie du circuit 13 pour détecter l'absence ou la présence des impulsions dont la valeur a été imposée périodiquement du côté emission. Les instants d'analyse sont synchronisés par des moyens connus sur la F fréquence correspondante d'émission. Le signal binaire est re100 constitué dans le circuit 24. L'analyseur de train d'impulsions 23 peut bien sûr détec ter à certains instants d'analyse, des impulsions "1" qui ne sontpas dues au signal binaire, mais aux impulsions codées caractérisant ie signal analogiciue. Hais il est clair que statistiquement, la détection aux instants d'analyse de a orsence ou de l'absence d'un nombre suffisant d'impulsions "1" successives caractérisera avec un risque d'erreur très faible, le signal binaire de la source 3. On va maintenant montrer à l'aide des diagramnes de la figure 2, que ce moyen de transmission du signal binaire ne détériore pratiquement pas la cualité du signal analogique reconstitué dans le récepteur 6. Sur le diagramme 2e on a représenté le signal binaire à transmettre avant et apres une transition se produisant à l'instant to. Avant l'instant to, le signal binaire a la valeur "O" et puisqu'alors le modulateur 18 ne modifie pas les impulsions codées le fonctionnement du système de transmission au signal analogique reste celui qui a été décrit ci-dessus au moyen des diagrammes 2a à 2d. Après l'instant to, le signal binaire a la valeur "1", de sorte qu'à la sortie du modulateur 18 on a au lieu d'une impulsion "O" une impulsion "1" représentée en pointillé sur le diagramme 2c et repérée I . L'intégrateur i2 du récepteur local 8 reçoit alors o au lieu d'une impulsion négative, une impulsion positive Jo représentée en pointillé sur le diagramme 2d. I1 en résulte que le signal de comparaison représente sur le diagramme 29 par la courbe V2 jus qu'à l'instant to, va s'en écarter après l'instant t pour être re o présenté par la courbe en pointillé V3 résultant de-l'intégration de l'impulsion nositive J .A l'instant t ou apparaît l'imnulsion o d'horloge suivante le signal de différence W - V3 qui commande le modulateur par codage d'impulsions 5 est négatif de sorte qu'à cet instant t , ce modulateur Droduit une impulsion "O" au lieu d'une impulsion "1" ; ; le circuit Il produit une impulsion négative J représentée en pointillé sur le diagramme 2d ; il en résulte qu'après l'instant t , le signal de comparaison V3 décroît et rejoint le signal reprsntrn par la courbe V2 On voit ainsi que la perturbation apportée par l'impulsion I oe valeur imposée sur le signal de comparaIson est automatiue- o ment corrigée par la boucle ce l'émetteur à modulation delta. Cette perturbation de durée toujours très faible, a dans le cas de la figure 2, une duree de l'ordre d'une période d'orloge.On retrouvera cette perturbation chaque fois nue se produit une impulsion imposee Io, toutes les 100 périodes d'horloge dans l'exemble précité. Le récepteur du signal analogicue o fournira un signal identique au signai de comparaison, c'est-à-dire un signal V2 qui suit le signal analogique V1 fourni à l'émetteur, avec des perturbations périodiques de faible durée où le signal V3 se sbstitue à V2. I1 est clair que si ces perturbations se produisent à une fréquence faible, elles correspondent à un bruit très faible qui ne détériore pratiquement pas le rapport signal/bruit à la réception. I1 est intéressant de noter que si le changeur d'impulsxxis 18 était placé à l'entrée de la ligne de transmission 1, c'est-à-dire dans l'émetteur après a borne de dérivation 19, les résultats seraient tout à fait différents et le système serait inapte à transmet- tre simultanément un signal analogique et un signal binaire. Le diagramme 2f à comparer au diagramme 2b montre comment le système fonctionnerait dans ce cas.Sur le diagramme 2f la courbe V1 montre le signal analogique à transmettre. I1 est clair que dans la nouvelle situation la boucle de l'émetteur à modulation delta ne prend pas en compte l'impulsion I de valeur imposée et par conséquent la tota o lité de la courbe V2 représente le signal de comparaison qui suit le signal analogique V1. Par contre à partir de l'instant to où se produit l'impulsion imposée Io, le récepteur 6 prend en compte cette impulsion 10 et garde en mémoire la perturbation apportée par l'impul sion I .Le signal analogique reconstitué dans le récepteur 6 préseMe o alors après l'instant t l'allure montrée par la courbe en pointillé o V4 qui ne suit plus le signal analogique fourni à l'émetteur. I1 est clair qu'après plusieurs impulsions imposées telles que Io, il peut aussi se produire une saturation de récepteur 6. On a décrit jusqu'à présent le système de l'invention dans le cas où il est destiné à transmettre avec le signal analogique, un seul signal binaire. I1 est aisé de voir que l'on peut également transmettre plusieurs signaux binaires, provenant de plusieurs source ces en utilisant plusieurs changeurs d'impulsions 18, connectés en série entre la sortie du modulateur par codage d'impulsions 5 et la borne de dérivation 19. Les changeurs d'impulsions tels que 18 seront alors commandés séquentiellement par les signaux binaires à transmettre pour imposer chacun périodiquement la valeur d'une impulsion dans le train d'impulsions fourni par le modulateur 5. On peut utiliser également un ou plusieurs changeurs d'impulsions tels que 18 connectés en série comme indiqué ci-dessus pour transmettre une seule information binaire qui sera caractérisée par une certaine configuration de la valeur oes impulsions imposées émises successivement par un ou plusieurs changeurs d'impulsions 18. Cette configuration correspondra à un certain code que l'analyseur de trains d'impulsions 23 du récepteur 6 devra reconnaître. De tels dispositifs de reconnaissance de code sont connus et utilisés par exemple dans des dispositifs de synchronisation de systèmes de transmission. Une autre variante de l'invention consiste à utiliser un changeur d'impulsion 18 qui interdit l'émission d'une certaine configuration d'impulsions vers le récepteur local 8 et le récepteur 6, sauf quand le signal binaire de la source 3 a la valeur "1". I1 est clair par exemple que dans le train d'impulsions obtenu à la sortie du modulateur 5 et résultant du codage du signal analogique, il se trouve forcément de temps à autre une séquence de 5 impulsions successives ayant la configuration 0-1-1-1-0. Dans la présente variante, le changeur d'impulsions 18 interdit l'émission de cette configuration quand le signal binaire à transmettre a la valeur "0", ce qui se réalise par exemple en imposant une impulsion "1" chaque fois que 4 impulsions successives ont la configuration 0-1-1-1.Quand le signal binaire à transmettre a l'état "1", l'interdiction de la configuration 0-1-1-1-0 est supprimée et cette configuration pourra être reconnue quand elle apparaîtra, à l'aide d'un analyseur de configuration d'impulsions 23 convenable. Dans toutes ces variantes, la transmission des signaux binaires est comme précédemment rendue possible par lacorrection automatique des perturbations produites par les impulsions changées. L'effet des perturbations transitoires qui subsistent peut être réduit autant que l'on veut si la densité des impulsions changées est suffisamment faible. On peut en utilisant l'invention transmettre un ou sieurs signaux binaires sous d'autres formes que celles décrits cidessus. A partir des exemples indiqués, l'homme de l'art peut imaginer aisément d'autres variantes. L'invention s'applique également à un système utilisant pour transmettre un signal analogique des types de modulation du même genre que la modulation Delta, par exemple la modulation DPCtI dans laouelle le modulateur par codage d'impulsions 5 code le signal ae différence en grandeur et en signe. En effet dans ce genre de modulation on utilise toujours un récepteur local inséré dans une boucle de contre réaction et la correction automatioue précitée aura toujours lieu. REVENDICATIONS 1. Système destiné à transmettre simultanément par la même voie de transmission un signal analogique codé au moyen d'une modulation par codage d'impulsions et au moins un signal binaire, le système comportant pour transmettre le signal analogique un émetteur muni d'un modulateur par codage d'impulsions dont les impulsions de sortie sont d'une part émises vers le récepteur associé à l'émetteur et d'autre part dérivées vers un récepteur local en vue d'engendrer un signal de comparaison qui, avec le signal analogique à transmettre, est applique à un formateur de différence pour produire un signal de différence qui commande le modulateur par codage d'impulsions, ce système étant caractérisé n ce que î'émetteur est muni de moyens pc-r changeur, sous la commande du signal binaire à transmettre, la valeur de certaines des impulsions de sortie du modulateur par codage d'impulsions, le récepteur associé à l'émetteur étant muni d'un analyseur du train d'impulsions reçues pour détecter l'absence ou la présence d'impulsions changées. 2. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens de 1 t émetteur sont constitués par au moins un circuit changeur d'impulsions command par le signal binaire à transmettre et inséré entre la sortie du modulateur par codage d'impulsions et la dérivation vers le récepteur local. 3 Système selon l'une des revendications i ou 2, caractérise en ce que lesdits moyens de l'émetteur imposent ou non, selon la valeur du signal blaire à transmettre, une valeur déterminée à des impu71sions periodiques du train d'impulsions fournies par le modulateur par codage d'impulsions. 4. Systeme selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que lesdits moyens de l'émetteur imposent ou non, selon la valeur du signal binaire à transmettre, une configuration déterminée pour les valeurs d'un groupe d'impulsions de sortie du modulateur par codage d'impulsions. 5. système selon l'une des revendications 1 à 3 caractérisé en ce que lesdits moyens de l'émetteur interdisent ou non, selon la valeur du signal binaire à transmettre, une configuration déterminée pour les valeurs d'un groupe d'impulsions de sortie du modulateur par codage d' impulsions.