Brevet FR2369738A1 — publié le 19780526

La présente invention concerne les démodulateurs synchrones de signaux modulés en amplitude à double bande, en particulier ceux qui équipent les postes téléphoniques des systèmes à commutation fréquentielle. On sait que les démodulateurs synchrones de l'art connu exigent non seulement une synchronisation rigoureuse entre la fréquence porteuse du signal modulé en amplitude à double bande et celle générée à la réception pour effectuer la démodulation, mais également leur mise en phase sous certaines conditions en dehors desquelles l'amplitude du signal de modulation reçu varie fortement et peut mème annuler. Il est bien connu d'obtenir une relation de phase correcte à l'aide d'un asservissement basé sur la composante continue démodulée avec le signal de modulation lorsqu'un certain niveau d'une composante à la fréquence de la porteuse est ajouté aux deux bandes de modulation du signal modulé à recevoir. L'amplitude de cette composante continue est fonction de la différence de phase entre la porteuse du signal reçu et celle générée à la réception. Il est commode d'asservir la phase de cette dernière de manière à annuler cette composante, d'où résulte un niveau maximal de signal de modulation recueilli en sortie du démodulateur si la composante à fréquence porteuse réinjectée à l'émission est en quadrature de phase avec la porteuse supprimée du signal modulé.Dars.le ca; ou elle est en phase, il est connu deux démodulateurs synchrones dont l'un reçoit un signal porteur local en quadrature avec celui qui est reçu par l'autre, l'un des démodulateurs étant affecté à l'extraction du signal de modulation et l'autre à celle de la composante continue à annuler. Mais ces solutions exigent toutes un dispositif d'asservissemant comportant essentiellement un déphaseur variable et un filtre à bande étroite, entraînant un délai d'accrochage important et se prêtant donc très mal à la prise an charge rapide de correspondants successifs utilisant des postes téléphoniques distincts, comme cela se produit dans une configuration d'exploitation téléphonique dite en conférence ou avec "offre en tiers". De plus de telles dispositions sont coûteuses, nuisent à la fiabilité du système et exigent la présence dans les signaux émis d'un niveau prédéterminé d'une composante à la fréquence de la porteuse. La présente invention a pour objet de pallier tous ces inconvénients. Selon l'invention, un dispositif de démodulation synchrone d'un signal modulé en amplitude double bande, par un spectre de modulation, avec ou sans composante à fréquence porteuse, comprenant deux démodulateurs synchrones alimentés en parallèle par ledit signal modulé et en quadrature de phase par un générateur local d'un signal de fréquence égale à celle de la porteuse dudit signal, est caractérisé en ce que ledit dispositif comprend en outre un dispositif de déphasage à deux voies dont les deux entrées sont respectivement connectées aux sorties desdits deux démodulateurs et dont les deux sorties sont respectivement connectées aux deux entrées d'un circuit additionneur, la sortie de ce circuit constituant la sortie dudit dispositif de démodulation et chacune des deux voies introduisant sur chacune des composantes de son signal d'entrée un déphasage tel que l'écart de phase entre les composantes de meme fréquence respectivement recueillies à la sortie de chacune desdites voies soit différent, par rapport à l'écart de phase correspondant existant à l'entrée de ces voies, d'une quantité sensiblement constante et égale à L'invention sera mieux comprise et d'autres caractéristiques apparaîtront à l'aide de la description ci-après et des dessins s'y rapportant sur lesquels - la figure 1 est un schéma d'un dispositif de démodulation synchrone selon l'invention ; - la figure 2 est un mode de réalisation préféré d'un organe du dispositif montré figure 1 - la figure 3 est un diagramme explicatif se rapportant à l'organe montré figure 2. Sur la figure 1 deux démodulateurs synchrones identiques, 2 et 3, dont les signaux de sortie sont délivrés sur les bornes respectives 20#et 30 reçoivent sur de premières entrées un signal modulé en amplitude appliqué sur une borne d'entrée I , et sur des deuxièmes entrées le signal de sortie délivré par un générateur 4 , alimentant directement le démodulateur 3 , et , par l'intermédiaire d'un déphaseur de 900 , 5 , le démodulateur 2. Un dispositif déphaseur à deux voies indépendantes, 6, a deux entrées (une par voie) reliées respectivement aux bornes de sortie 20 et 30, et deux sorties (une par voie) connectées respectivement aux entrées 61 et 62 d1-un sommateur 7 dont la borne de sortie 70 est celle du dispositif de démodulation. Ce dispositif déphaseur introduit sur chacune des composantes du spectre démodulé simultanément par chacun des démodulateurs un écart de phase qui, mesuré entre les deux sorties de ce dispositif, diffère de 900 par rapport à l'écart de phase qui existe entre ses deux entrées. Cette différence de. 90t est maintenue dans toute l'étendue du spectre de modulation transmis qui est supposé être, dans l'exemple décrit} le spectre vocal téléponiquc classique 300-3400 Hz. Soit Asinut sin)t un signal d'amplitude A , de pulsation de fréquence porteuse w , modulé en amplitude à double bande sans porteuse par un signal basse fréquence de pulsation C~ . Le générateur 4 délivre au démodulateur 3 un signal Bsin(t+ç) où B est son amplitude et ç sa phase et au démodulateur 2, à cause du déphaseur 5, un signal Bsin(t-2 + Le démodulateur 3 comporte un filtre passe-bas et délivre donc, à l'entrée du déphaseur 6, le seul signal à basse fréquence (1) AB cos # sin#t 2 De même le démodulateur 2 délivre le signal (2) AB Si n ç sinStt En sortie du déphaseur 6, les signaux (1) et (2) ci-dessus sont respectivement affectés des déphasages #3 et #4 , tous deux fonctions de la fréquence de la composante considérée (à l'inverse de i qui en est, par principe, indépendant) mais répondant, par hypothèse, et pour toute composante de fréquence donnée mais quelconque à l'intérieur du spectre 300-3400 Hz à la relation #3 - #4 = # # 2 Les signaux (1) et (2) peuvent donc s'écrire respectivement à la sortie 62 du déphaseur 6 ## cos # sin (#t + # 3) et à la sortie 61 de ce même déphaseur : (5) c'est-à-dire + AB sin # cos (#t + #3) 2 A la sortie 70 de l'additionneur 7 , le signal recueilli On voit que l'amplitude du signal restitué par le dispositif de démodulation synchrone est indépendante de la phase . La seule altération-subie par le signal original provient d'une modification des relations de phase entre composantes de fréquence différente , due å 3 , qui est variable en fonction de la fréquence, mais on sait que l'oreille est insensible à une telle altération. La figure suivante montre un mode de réalisation préféré d'un réseau de déphasage basse fréquence particulièrement bien adapté à la bande téléphonique 300-3400 Hz. Sur la figure 2, chacune des deux voies indépendantes du déphaseur 6 possède respectivement deux cellules passe-tout d'ordre 1 , 21 et 22, connectées en série entre l'entrée 20 et la sortie 61, et deux cellules passe-tout analogues 33 et 34 connectées en série entre l'entrée 30 et la sortie 62. Chacune de ces quatre cellules possède un même amplifi capteur différentiel A recevant sur son entrée "-" , en parallèle, les signaux d'entrée et de sortie de cette cellule, à travers deux résistances respectives identiques r . L'entrée tut+, mise à la masse à travers un condensateur de repère général C, reçoit le signal d'entrée à travers une résistance, de repère général R , les valeurs de R et de C dans les cellules 21 , 22 33 et 34 étant respectivement R1 Ci X R2 C2 , R3 C3 , R4 C4 La structure de ces cellules est connue et leur propriété brièvement rappelée. Si les impédances d'entrée de l'amplificateur A sont suffisamment élevées pour etre négligeables devant r , R et (pour toutes les fréquences du spectre transmis), si l'impédance de source du signal d'entrée, et celle de sortie de chaque cellule, sont suffisamment faibles pour être négligées devant r et R, ces deux conditions étant aisées à réaliser dans la bande téléphonique 300-3400 Hzy et en appelant E et S les tensions respectives d'entrée et de sortie d'une cellule, on peut écrire que la tension d'entrée e de l'amplificateur A est donnée par E+S e et que la tension d'entrée e est donnée par Si K est le gain de l'amplificateur différentiel A. En remplaçant e + et e par les valeurs ci-dessus et en réduisant, il viens On voit que l'amplitude du signal de sortie S est inde-- pendant de la fréquence puisque le module de 1+lRC 'est égal à l'unité. D'autre part la variation de phase 5 en fonction de la fréquence est donnée par (6) tg 2 - ROCS; c'est-à-dire que la variation de phase maximale possible produite par une telle cellule est de 180 , quoique elle ne comporte qu'une seule impédance variable avec la fréquence. La figure suivant montre les caractéristiques de phase adoptées pour ces cellules dans l'exemple décrit. Sur la figure 3, la courbe 11 représente le retard de phase D, en degrés, introduit par la première voie du dispositif de déphasage 6 sur le signal recueilli à la sortie 61, par rapport au signal d'entrée appliqué à l'entrée 20 et en fonction de sa fréquence f en kHz ; la courbe 12 représente la même chose pour la deuxième voie du dispqsitif 6. Ces valeurs ont été obtenues en donnant aux éléments R et C des cellules passe-tout des valeurs telles- que RI C1 (13-et R C tn soient respectivement sensiblement égaux à 2 et 1/2 à la fréquence inférieure du spectre transmis, 300 Hz, et que R C C2 S et R4 C4 U soient respectivement sensiblement égaux à 2 et 1/2 à la fréquence supérieure du spectre transmis (3400 Hz). Le -déphasage de chaque voie est évidemment la- somme de celui de chacune de ses deux cellules calculé par l'expression (6). La courbe 13 montre la différence de phase d , en degrés, en fonction de la fréquence f , en kHz , entre les courbes 11 et 12 , c'est-à-dire entre les signaux recueillis aux sorties 61 et 62 du déphaseur 6 de la figure 2. On constate que dans la bande 300-3400 Hz cette différence de phase ne s'écarte pas de plus de 1,7 de la valeur théorique recherchée de 900. On peut calculer que dans le pire cas, c'est à-dire lorsque l'écart de phase ç entre ltoscillateur local et l'onde reçue est égal à # + m#, m étant un entier, l'incidence d'un écart de phase de 1,7 sur le réseau de déphasage ne se traduit que par une variation de 0,13 dB sur le niveau reçu. Ainsi le dispositif décrit est apte à effectuer la démodulation synchrone d'un signal modulé en amplitude à double bande avec porteuse supprimée ou non, sans mise en phase de l'oscillateur local ni commutation, cette démodulation étant effectuée sans variation du niveau reçu en fonction de ltécart de phase entre l'oscillateur local et l'onde reçue. Bien entendu la différence de phase de 2 introduite par le déphaseur 6 n'est pas la seule possible permettant d'obtenir ce résultat, tout multiple impair de # convient également. 2 De même le sommateur 7 peut être remplacé par un soustracteur, sans aucune autre modification du signai résultant qu'un décalage de phase sans importance. Enfin le dispositif peut être étendu à la transmission de signaux de modulation autres que téléphoniques, dont le spectre pourrait être beaucoup plus étendu, il suffit d'y adopter des cellules passe-tout de type approprié, en T ou en treillis par exemple et d'en faire varier le nombre pour couvrir la largeur du spectre désiré. REVENDICATIONS 1. Dispositif de démodulation synchrone d'un signal modulé en amplitude double bande, par un spectre de modulation, . avec ou sans composante à fréquence porteuse, comprenant deux démodulateurs synchrones alimentés en parallèle par ledit signal modulé et en quadrature de phase par un générateur local d'un signal de fréquence égale à celle de la porteuse dudit signal, caractérisé en ce que ledit dispositif comprend en outre un dispositif de déphasage à deux voies dont les deux entrées sont respectivement connectées aux sorties desdits deux démodulateurs et dont les sorties sont respectivement connectées aux deux entrées d'un circuit additionneur, la sortie de ce circuit constituant la sortie dudit dispositif de démodulation et chacune des deux voies introduisant sur chacune des composantes de son signal d'entrée un déphasage tel que l'écart de phase entre les composantes de même fréquence respectivement recueillies à la sortie de chacune desdites voies soit différent, par rapport à l'écart de phase correspondant existant àsa l'entrée de ces voies, d'une quantité sensiblement constante et égale à k 2 (k étant un nombre entier impair), quelle que soit la fréquence de la composante de modulation considérée. 2. Dispositif de démodulation selon la revendication 1, caractérisé en ce que chacune desdites voies comporte un même nombre de cellules passe-tout en série. 3. Dispositif de démodulation selon la revendication 2, caractérisé en ce que lesdites cellules passe-tout sont des cellules actives du premier ordre comportant chacune un amplificateur différentiel alimenté sur une de ses entrées par un signal égal à la demi somme des signaux respectivement présents à l'entrée et à la sortie de la cellule considérée, et sur l'autre entrée par le signal présent à l'entrée de la cellule considérée, à travers un circuit comprenant une résistance en série suivie d'un condensateur en dérivation. 4. Poste téléphonique de système à commutation fréquen dalle comportant un démodulateur synchrone salon l'une des revendications 1 à 3.