Brevet FR2404349A1 — publié le 19790420

L'invention concerne un montage pour la réduction de la diaphonie dans les systèmes MIC (modulation par impulsion codées) les mots codés en MIC étant toujours formés d'un bit de signe et de plusieurs bits d'information pour représenter la valeur de la tension. La modulation par impulsions codées (MIC) est utilisée dans la technique des transmissions téléphoniques pour la transmission des signaux vocaux qui sont transmis, comme échantillons de lecture (d'exploration), sous forme numérique. La modulation par impulsions codées est utilisée aussi bien dans la technique de la transmission que dans la technique de la commutation. Le procédé de formation de signaux en MIC est défini par une norme internationale pour un système de base MIC à 30(32) canaux (système CEPT), on peut donc le considérer comme étant connu, et dans le cadre de la présente description il ne sera examiné en détail que dans la mesure où cela est nécessaire pour la compréhension de l'invention. Comme connu, les signaux en MIC sont produits par échantillons d'amplitude délivrés par un multiplexeur qui explore de manière cyclique un nombre de conducteurs à une fréquence au moins égale au double de la fréquence maximale à transmettre.Ces échantillons d'amplitude sont des signaux bipolaires en MIA (modulation d'impulsions en amplitude) c'est-à-dire qu'en fonction de la tension vocale alternative à partir de laquelle ils sont prélevés, ces signaux peuvent assumer toutes les valeurs de tension entre le maximum positif et le maximum négatif. La modulation d'impulsions en amplitude (MIA) doit Btre considérée comme une phase intermédiaire dans la constitution des signaux en MIC. On attribue ensuite aux signaux en MIA des valeurs numériques qui, sous la forme codée en binaire, constituent le signal MIC. On peut utiliser à cet égard divers procédés, par exemple à l'aide d'un codeur numérique, d'un codeur parallèle ou d'un codeur itératif. A la différence des signaux MIA, à partir des signaux MIC on ne peut pas reconstituer sans erreur le signal d'information original. Cela tient à la quantification, par laquelle on ne peut pas attribuer à chaque valeur de l'amplitude une valeur de sortie déterminée. Les différentes valeurs d'amplitude comprises & I'intérieur d'une plage déterminée sont transmises avec la méme valeur discrète, par conséquent au point de réception elles ne peuvent plus se distinguer l'une de l'autre. Si dans un système de modulation par impulsions codées on représente la tension de sortie en fonction de la tension d'entrée (UA en fonction de UE, voir la figure 6) on obtient une fonction en escalier. La tension de sortie modifie en valeur par saut chaque fois que la caractéristique d'entrée passe d'un intervalle de quantification ou dans un autre. On voit donc que plus le nombre des gradins d'amplitude est réduit, plus l'erreur de quantification est grande. Si l'on divise toute la plage de modulation en gradins d'égale hauteur, la valeur absolue de l'erreur de quantification aura partout la meme valeur. Aussi désigne-t-on les signaux obtenus de cette manière par 'signaux MIC linéaires". Déterminant est cependant le rapport entre l'erreur et la valeur originale de l'amplitude.Pour une valeur d'amplitude importante l'erreur de quantification doit être elle-aussi importante, pour une valeur d'amplitude réduite l'erreur doit, par contre rester réduite. Cela conduit à une division logarithmique des hauteurs des gradins avec un échelonnement très fin au milieu de la plage de modulation (les petites valeurs d'amplitude positives et négatives, voir les figures 4 et 5). et avec des gradins notablement plus grands aux limites de la plage de modulation. Pour que l'erreur de quantification puisse être maintenue constante sur une large plage d'amplitudes on utilise la quantification non linéaire basée sur la caractéristique dite caractéristique A (figures 4 et 5) qui en général a, en Europe, un caractère obligatoire.En abscisse sont portées les valeurs d'amplitude positives et négatives, tandis que l'ordonnée est divisée en 256 gradins de quantification (= bits). La caractéristique A est composée en tout de 13 segments linéaires, à chaque segment correspondant une valeur déterminée du gradin de quantification. A l'intérieur de chaque segment la hauteur du gradin est constante et varie d'un segment à l'autre d'un facteur 2. Un signal MIC ou-mot de code est composé de 8 bits dont les quatre premiers bits caractérisent la position du point angulaire (coude) et la valeur du gradin de quantification correspondant, tandis que les quatre autres bits déterminent la distance par rapport au coude. Le processus de conversion non linéaire des valeurs d'amplitude en signaux numériques est désigné également par compression-extension. Une caractéristique typique de la technique MIC est la diaphonie inintelligible qui est désignée aussi par bruit de fond, produit par le basculement d'un seuil de décision, basculement causé par les plus faibles tensions surtout lorsque le point zéro du système est déplacé par la dérive des semiconducteurs. Par ce basculement des gradins résulte une tension rectangulaire. utilisant la représentation d'une partie de la caractéristique de compression-extension de la figure 6 on peut expliquer l'effet de basculement des gradins. Si à l'état de repos la valeur de la tension d'entrée appliquée UE n'est pas nulle (ce qui n'est pas réalisable en pratique non plus) mais oscille, en raison du phénomène de dérive mentionné, par exemple au voisinage du seuil de séparation entre la valeur 1/2048 et 1/1024 de la tension d'entrée UE maximale par l'évaluation de la tension peut être formée aussi bien la valeur binaire 1000 0001 ou 1000 0010. Un autre effet qui apparat dans la technique MIC est la diaphonie intelligible, par quoi on ne comprend cependant pas la diaphonie aux fréquences élevées entre les paires de conducteurs d'un même cable. La diaphonie intelligible peut se produire par exemple du fait que le condensateur qui sert pour le stockage de la tension de l'échantillon de lecture en vue de la conversion en une valeur de tension numérique n'est pas complètement déchargé. Le condensateur peut avoir des tensions rédisuelles stockées lors de l'échantillon de lecture précédent-auxquelles s'ajoute la tension de l'échantillon de lecture suivant. On connais déjà des mesures prises en vue de réduire la diaphonie non désirée dans les systèmes MIC, d'autant plus que l'administration postale a émis des prescriptions concernant la hauteur de la diaphonie. Ces conditions minimales ont été établies initialement pour systèmes de transmission analogique et doivent être satisfaites pour assurer également une haute qualité de transmission par les procédés de transmission basés sur la technique MIC. En vue d'une technique MIC de transmission et de commutation intégrée, la réduction de la diaphonie constitue la prémisse pour l'exploitation des centraux téléphoniques secondaires dans un réseau MIC, car la valeur admissible du bruit de fond des centraux téléphoniques secondaires ne peut être maintenue dans les systèmes MIC sans des mesures spéciales. Une possibilité de réduction du bruit de fond consiste par exemple réduire encore davantage les gradins individuels de tension et à utiliser à la place d'un mot en code MIC de 8 bits un mot d'une longueur de 10 bits. Il a été,en outre, déjà propose d'éliminer les phénomènes de dérive par des moyens numériques en formant une valeur moyenne, en ce que la valeur moyenne calculée partir d'un nombre d'échantillons est prise en compte lors de la constitution du mot codé en MIC. La diaphonie intelligible peut être réduite par exemple en consacrant des mesures spéciales à la conformation des impulsions MIA, telles que la décharge complète du condensateur de stockage temporaire de ltéchantillon de lecture (impulsion MIA) ou la division du rail collecteur MIA en deux parties, pour les canaux pairs et impairs. Il résulte des possibilités de réduction de la diaphonie décrites que les mesures àprendre sont très conteuses et ne peuvent concerner dans chaque cas qu'une seule cause de diaphonie. t' invention s 'est fixé pour objet de réaliser un montage de réduction simple et générale de la diaphonie. Selon l'invention cet objet est atteint en ce qu'une ou plusieurs positions de bit de chaque mot de code MIC qui contiennent l'information sur la valeur la plus faible de tension sont mises à la valeur de tension la plus basse (zéro) lorsqu'on établit au moyen d'un dispositif de surveillance qui vérifie lés autres positions de bit, sauf le bit de signe, du mot en code MIC, que lesdites positions de bit représentent la valeur de tension la plus basse; et en ce que la mise desdites positions de bit sur la valeur de tension la plus basse (zéro) est effectuée par ledit dispositif de surveillance. Au moyen du dispositif de surveillance chaque mot du code MIC est vérifié pour établir s'il contient une information sur une valeur de tension qui se trouve en dessous d'une valeur de seuil prédé- terminée.La hauteur du seuil est déterminée par le nombre des positions de bit surveillées. Du fait que les derniers un à deux bits ne contiennent que l'information sur de très faibles tensions (voir la figure 6), que se situent dans l'ordre de grandeur de la diaphonie, on peut de cette manière éliminer largement cet effet non désiré Puisque par cette mesure on empêche en général la transmission des faibles valeurs de tension les signaux vocaux transmis sont eux aussi affectés en conséquence. I1 est déjà connu par des études que dans le cas de la parole limitée par valeurs de seuil la qualité de la parole est sensiblement améliorée car les bruits de repos naturels, tels que la diaphonie et éventuellement le bruit de salle sont supprimés et on a l'impression d'une parole "pure" (voir aussi "Etude sur l'intelligibilité des syllabes dans la parole limitée par des valeurs de seuil" Nachrichtentechnik 21 (1971), fascicule 2, pages 77 à 79). Un autre mode de réalisation de l'invention consiste en ce qu'un convertisseur parallèle-série est relié avec un registre, contenant dans chaque cas un mot de code MIC, par un nombre de lignes correspondant au nombre de positions de bit et que dans les lignes pour les positions de bit qui contiennent l'information sur le saut de tension le plus bas est intercalé un dispositif de blocage lequel est couplé avec le dispositif de surveillance. Un autre mode d'exécution avantageux de l'invention consiste en ce que dans un convertisseur analogLque- numérique la formation d'un mot de code MIC s'arrête prématurément lorsqu'au moyen d'un dispositif de surveillance on établit que la partie du mot en code MIC formée jusqu'd cet instant représente la valeur de tension la plus basse et en ce que par l'action du dispositif de surveillance les autres positions de bit du registre qui contient le mot codé en MIC constitué sont mises à la valeur de tension la plus basse \zéro). Etant donné que des convertisseurs analogiquesnumériques sont de plus en plus fabriqués sous la forme de composants integrés, le montage selon l'invention peut être intégré également dans ces composants. D'autres particularités et avantages de l'invention ressortent des revendications 2 å 4 qui doivent être considérées comme faisant également partie intégrante de la présente description. La description qui va suivre en regard du dessin annexé, donné titre d'exemple non limitatif, fera bien comprendre comment l'invention peut'étire réalisée. La figure 1 montre le schéma synoptique d'un montage pour la réduction de la diaphonie. La figure 2 montre la structure d'un motde code en MIC et la modification du contenu d'information par l'utilisation de l'invention. La figure 3 montre le montage d'un convertisseur analogique-numérique dans un agencement selon l'invention. Les figures 4 & 6 montrent diverses représentations de la caractéristique de compression-extension. Sur la figure 1 est représenté un registre REG, qui est prévu pour le stockage d'un mot de code MIC et qui possède dans ce but autant de positions de stockage qne de positions de bit prévues dans un mot de code MIC. L'enregistrement d'un mot de code MIC dans le registre REG peut se faire en parallèle ou en série. En conformité avec l'exemple d'un mot W de code MIC d'une longueur de 8 bits représenté sur la figure 2, le registre REG possède une sortie pour chaque position de stockage ou position de bit. Lesdites sorties sont marquées bv, bl jus; qu' & bn, bn+l jusqu'S bn+m, où la position de bit bv représente le bit de sign Danscet exemple le poids des positions de bit est croissant, à savoir de droite à gauche, ce qui signifie que la position de bit de plus faible poids est la position de bit bl et la position de bit du plus fort poids (except8 -le bit de signe bv) est la position de bit bn+m. Comme il a été déjà expliqué, la position de bit du plus faible poids (bl) représente le saut de tension le plus bas et la position de bit du plus fort poids (bn+m) le saut de tension le plus haut (voir égale ment les figures 4 à 6). Par un nombre de lignes, correspondant aux positions de bit du mot de code MIC le registre REG représenté sur la figure 1 est relié avec un convertisseur parallèle-série (PS) qui sert délivrer en série les mots de code MIC sur la ligne MIC. Le dispositif de surveillance UG constitué d'une porte OU et relié avec les lignes bn+l Jusqu'à bn vérifie le contenu d'information du registre REG quant à la présence de "unse logiques. Tant qu'une de ces lignes se trouve à ce potentiel la sortie de la porte OU du dispositif de surveillance UG se trouve elle aussi à ce potentiel. , L'exemple de la figure 2 montre que parmi les positions de bit surveillées, celle du plus faible poids (bn+l) est la position de bit 3. De la représentation graphique d'une partie de la caractéristique de compression-extension de la figure 6, il résulte que le premier mot de code MIC ayant un "1" logique (par rapport à la valeur zéros correspond à la valeur de tension 1/512 de UEmax. La sortie du dispositif de surveillance UG montré sur la figure 1 est reliée à l'entrée du dispositif de blocage SP. Le dispositif de blocage SP est constitué de n portes ET, dans le présent exemple (figure 2) étant constitué de deux portes ET, qui sont insérées dans les lignes correspondantes, bl jusqu'd bn, et qui sont libérées par le dispositif de surveillance UG lorsqu'au moins une des lignes bn+l à bn+m se trouve à un potentiel qui correspond à la valeur "1" logique. Dans le cas où les lignes bn+l à bn+m se trouvent toutes a un potentiel qui correspond à la valeur "0" logique, la sortie du dispositif de surveillance UG se trouve elle aussi a ce potentiel, ce qui signifie que la valeur de tension du mot code en MIC, qui est stocké dans le registre REG, est inférieure à la valeur 1 UEmax. Dans ce cas le dispositif de blocage SP bloque les lignes bl à bn, et de ce fait dans le convertisseur paral- ldle-série PS ces positions de bit sont mises à la valeur "O" logique. Dans la description du processus de modification du contenu des positions de bit avant le transfert d'un mot code MIC du registre REG au convertisseur parallèle-série PS, pas plus que dans le graphique de la figure 1, n'a pas été abordé le problème de la commande temporelle du processus décrit. Une telle commande est certes une condition pour la réalisation du transfert mais non pas pour la modification du contenu de la position des bits et ne sera pas examinée dans ce qui 'suit car cela n'appartient pas à l'objet de l'invention. Le processus de modification des positions de bit selon l'invention sera expliqué également en utilisant la représentation de la figure 2. Dans le premier-exemple (BI) la ligne REG montre un mot code MIC contenu dans le registre REG, dans ce cas n'étant mises à i logique que les positions de bit 2 et 8 (bit de signe). Du fait que la position 2 est mise à 1 et que les positions de bit 3 à 7 ne contiennent que la valeur O logique, le dispositif de surveillance UG produit le blocage des lignes 1 et 2, après quoi le mot de code MIC prélevé par le convertisseur parallèle-série, dans la ligne PS, représente la valeur de tension la plus basse (zéro). Dans le deuxième exemple (B2) le processus est expliqué en utilisant un mot de code MIC qui représente une valeur de tension supérieure à la valeur de tension qui peut être représentée par les positions de bit 1 et 2, et dans ce cas le mot de code MIC prélevé par le convertisseur parallèle-série PS reste inchangé dans la ligne PS. Dans l'exemple décrit on suppose que le mot de code MIC est d'une longueur de 8 bits, cependant le montage peut être appliqué également pour des mots de code MIC plus longs ou plus courts. De même le nombre de positions de bit bloquer, donc le seuil pour l'évaluation de la tension, peuvent être choisis à volonté. La figure 3 montre le montage d'un convertisseúr analogique-numérique qui travaille selon le procéda itératif. Les échantillons d'amplitude présents sur la ligne MAI sont acheminés vers un comparateur K relié à un circuit logique L. La formation du mot de code MIC dans le registre REG se fait pas-à-pas, les bits séparés étant introduits dans l'ordre de succession décroissante de leur poids. On établit d'abord la polarite de 11 échantillon d'amplitude et on introduit d'abord le bit de signe (bv), ensuite les autres positions de bit sont ou ne sont pas mises à 1, selon le résultat de la comparaison de chaque séquence de poids fournie par le convertisseur W avec l'échantillon d'amplitude MAI. Aux sorties bl a bv du registre REG sont reliés dans ce cas également, comme déjà décrit, le dispositif de surveillance UG et le dispositif de blocage SP. Dès que dans le registre REG le mot de code MIC s'est formé jusqu'à la position de bit bnsl, le contenu des positions de bit bnum à bn+l peut être vérifié par le dispositif de surveillance UG. Si la valeur n de tension représentée dans ces positions de bit est égale à "zéro", le processus de formation des positions de bit bn & bl, peut être arrêté, car ces (deux) positions de bit doivent être mises à la valeur "0" logique. Cela peut être effectue de la manière déjà décrite par le dispositif de blocage SP ou bien directement par la ligne en tirets S et par le circuit logique L dans le registre REG. Dans ce cas le dispositif de blocage SP n'est plus nécessaire. Le mot final en code MIC peut être ensuite prélevé dans le convertisseur parallèle-série PS et délivre sous forme séquentielle sur la ligne MIC. REVENDICATIONS 1.- Montage pour la réduction de la diaphonie dans les systèmes MIC (modulation par impulsions codées), les mots codés en MIC étant toujours formés d'un bit de signe (bv) et de plusieurs bits d'information (bl å bn+m) pour représenter la valeur de la tension1 caractérisé en ce qu'une ou plusieurs positions de bit (bl à bn) de chaque mot de code MIC qui contiennent l'information sur la valeur la plus faible de tension sont mises à la valeur de tension la plus basse (zéro) lorsqu'on établit au moyen d'un dispositif de surveillance (UG) qui vérifie les autres positions de bit (bn+l jusqu'à bn+m) sauf le bit de signe, du mot en code MIC, que lesdites positions de bit (bn+1 jusqu'a bnum) représentent la valeur de tension la plus basse (zéro); et en ce que la mise desdites positions de bit (bl å bn) sur la valeur de tension la plus basse (zéro) est effectuée par ledit dispositif de surveillance (UG), 2.- Montage selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'un convertisseur parallèle-série (PS) est relié avec un registre (REG), contenant dans chaque cas un mot de code NIC, par un nombre de lignes correspondant au nombre de positions de bit (bv,bl à bn+m) et que dans les lignes pour les positions de bit (bl bn) qui contiennent l'information sur le saut de tension le plus bas est intercalé un dispositif de blocage (SP) lequel est couplé avec le dispositif de surveillance (UG). 3.- Montage selon la revendication 1, caractérisé en ce que dans un convertisseur analogique-numérique la formation d'un mot de code MIC s'arrête prématurément lorsqu'au moyen d'un dispositif de surveillance (UG) on établit que la partie. du mot en code MIC (bv, bn+m à bn+l) formée jusqu'd cet instant représente la valeur de tension la plus basse (zéro) et en ce que par l'action du dispositif de surveillance (UG) les autres positions de bit (bl à bn) du registre (REG) qui contient le mot codé en MIC constitué, sont mises à la valeur de tension la plus basse (zéro). 4.-. Montage selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le dispositif de surveillance (Ut) est constitué d'une porte OU à m entrées et le dispositif de blocage (SP) est constitué de n portes ET à deux entrées.