Brevet FR2473825A1 — publié le 19810717

La présente invention, concernant des commu- nications du genre télex ou analogues, est plus spéci- fiquement relative à l'émission et à la réception d'in- formations numériques et plus particulièrement à un appareil de test à cet effet. L'émission et la réception d'informations numé- riques onat une importance croissante, particulièrement en télévision. Un aspect de cette évolution consiste en ce que l'information sous forme numérique (dite digitale) est émise pendant les périodes de suppression (blanking) d'image d'un signal video classique. C'est ce qu'on appelle des télétextes, qui sont en service en Grande-Bretagne à l'heure actuelle. Dans la demande de brevet britannique en instance NI 19609/77, on expose un appareil qui peut 9tre utilisé de façon à procurer un degré de distorsion variable sur un signal de données d'un télétexte pour des déco- deurs de contrôle. Bien que l'appareil puisse être utilisé dans certains cas pour vérifier la qualité inconnue d'un signal de télétexte, ceci ne représente pas son emploi principal. La présente invention a pour objet, entre autres, de fournir un appareil mesurant avec précision, sur un signal de télétexte, la qualité non connue de celui-ci. Un autre objet de l'invention consiste à fournir un tel appareil de conception digitale, qui peut ttre ainsi mieux susceptible d'exercer un contrôle automatique en fonctionnant sans l'assistance d'un opérateur. Aussi, si nécessaire, en ajoutant un équipe- ment de télémétrie, l'appareil pourra fonctionner à partir d'une station centrale sans nécessiter d'inter- vention manuelle. La présente invention fournit un appareil pour contrôler un signal de données digitales en stockant numériquement une partie du signal et en analysant le signal emmagasiné. De préférence, on utilise un microprocesseur pour commander l'appareil et ceci permet de tester la partie stockée du signal de données suivant un certain nombre de paramètres. Afin que l'invention puisse être plus facilement comprise, on en décrira, à titre d'exemple non limita- - tif, un mode de réalisation avec référence aux dessins ci-annexés, sur lesquels: - la figure I montre un modèle de télétexte britannique; - la figure 2, une partie du signal de données; - la figure 3, un schéma-bloc d'appareil selon la présente invention; - la figure 4, un autre schémabloc du mode de réalisation o l'on a indiqué les trajets de contr8le et - la figure 5 montre le panneau avant de l'appa- reil, sur lequel on voit un bouton-poussoir servant à sélectionner les paramètres à contr8ler et les têtes moletées servant à déterminer la ligne qui doit 9tre soumise au contr8le. En Grande-Bretagne, l'émission de télétextes est effectuée à 7/8 Négaoctets/s (un octet étant constitué par un mot de 8 bits), qui en pratique fournit un débit de données d'environ 7 Mégabits/s (6,9575 MHz). L'appareil qu'on va décrire échantillonne la forme d'onde digitale à une fréquence qui est un multi- ple entier du débit de données en bits, lequel est avantageusement situé au-dessus du niveau de Nyquist, de sorte qu'après échantillonnage la forme d'onde ori- ginale peul 9tre reconstruite avec exactitude. Par con- séquent on/choisi une fréquence d'échantillonnage qui est le triple du débit de données en bits, soit en Grande-Bretagne 3 x 7 Mégahertz, ce qui fournit appro- ximativement 21 x 106 échantillons/seconde. On préfère également utiliser des mots de 8 bits pour les échan- tillons, ce qui fournit une exactitude suffisante pour l'invention. On voit sur la figure I que l'information digitale -est transmise par paquets d'information, dont chacun est marqué par les impulsions normales de synchronisa- tion de ligne. En outre, sur la figure 2, on voit que le signal de données qui arrive n'est pas conformé comme une série d'impulsions rectangulaires et qu'il a plutôt l'apparence d'un signal analogique, mais lorsqu'on choisit un niveau particulier de découpage en tranches il peut 9tre rétabli en signal digital. L'appareil qu'on va décrire est agencé pour échantillonner le signal de données reçu à une fréquence voisine de 21 MHz et stocker les échantillons. Une particularité du télétexte consiste en ce que toutes les périodes disponibles d'un signal de télé- vision ne sont pas remplies par des données et il est donc nécessaire que l'appareil compte les impulsions de synchronisation de ligne pour identifier et échantillonner la partie correcte du signal de télévision. Il est pré- férable d'échantillonner et de stocker une partie du signal de télévision de part et d'autre du signal de données intéressant pour assurer que toute la ligne video, y compris les impulsions de synchronisation, soit traitée. Si l'on se réfère maintenant au mode de réali- sation de l'invention représenté schématiquement sur les figures 3 et 4, on voit qu'un signal d'entrée video alimente un circuit séparateur de synchronisation 10 et un circuit de fixation (clamping) Il commandé par le circuit 10. Le circuit de fixation est équipé d'un filtre video passe- bas à 5,5 MHz pour limiter la bande dusignal reçu et son signal de sortie alimente, par l'intermédiaire d'un commutateur video 12, un convertis- seur analogue/digital 14 fonctionnant à 20,8 MHz sous la commande d'un circuit d'horloge 15 pour prélever les échantillons et d'un circuit déphaseur 16 dont le rôle sera indiqué plus loin. Le signal de sortie provenant du convertisseur 14 est constitué par une série de mots de 8 bits qui sont stockés dans un accumulateur rapide 17, adressé par un compteur d'adresses 18 action- né par le circuit d'horloge 15 ou par le conducteur com- mun d'adresse d'un microprocesseur 20 entraîné par un circuit d'horloge, qui est, dans le cas présent, un circuit d'horloge séparé 21, parce que le micro- processeur ne peut fonctionner à 20,8 MHzo Le microprocesseur est agencé de façon à effectuer un ou plusieurs tests sur les données emmagasinées dans l'accumulateur 17 et à visualiser le résultat de ce test sur l'unité d'affichage 23. Une particularité de l'appareil consiste en ce que les données emmagasinées dans l'accumulateur-17 peuvent être lues sous la commande du processeur 20, appliquées à un circuit convertisseur digital/analogique 25, dont le signal de sortie revient, par l'intermé- diaire d'un filtre passe-bas 26, à une autre borne du commutateur 12, également sous la commande du processeur et arrive à nouveau par suite au convertisseur analogique/digital 14 pour nouvel échantillonnage en des positions dépendant de l'état du circuit déphaseur 16. En d'autres termes, une représentation numé- rique d'une partie du télétexte est emmagasinée dans l'accumulateur 17. Celle-ci peut être utilisée pour reconstruire le signal de données analogique original qui est ensuite ré-échantillonné en des points choisis par le microprocesseur comme étant les mieux appropriés au paramètre à contrôler. Ceci procure des résultats satisfaisants, plus rapidement que ne le ferait 'l'inter- polation digitale par le microprocesseur, bien qu'une telle interpolation puisse être utilisée pour le calcul de certains paramètres. La façon dont ceci est réalisé est comprise au mieux en se reportant à la figure 4, qui comporte autant que possible les m9mes repères que ceux précédemment utilisés pour les mêmes parties. On notera, entre autres, qu'il existe des commutateurs supplémentaires et que l'interconnexion entre le circuit d'horloge à. échantillons 1 __ 247382' et le compteur d'adresse 18 est représentée plus en détail de façon à inclure un circuit 18a diviseur par 256 et un commutateur 18b. Également, le circuit déphaseur 16 est représenté dans un pointillé et com- prend un verrou de déphasage 16a, un circuit 16b de division par 256 et un commutateur 16c. Les commuta- teurs sont commandés par le processeur 20 par un signal de sortie sur la ligne de données qui alimente un verrou de commande 30 des commutateurs ou un circuit logique 31 de décodage d'adresse détermine quel est celui des différents éléments de circuit qui fonctionne à tout moment en fonction du paramètre à contr8ler ou bien la fonction requise est déterminée par le processeur. On admettra maintenant qu'on souhaite contr8ler un paramètre particulier et que des échantillons de la forme d'onde sont prélevés en des positions qui ne fournissent pas les meilleurs résultats. Ceci peut advenir, car la fréquence d'échantillonnage n'est pas synchronisée en phase sur les données dans la période de la ligne de télévision considérée. Le circuit logique fonctionne d'abord pour ouvrir l'interrupteur 33 interposé entre la ligne de données du iprocesseur 20 et l'accumulateur rapide 17, pour fer- mer le commutateur 34 lors du signal de sortie de l'accumulateur rapide 17, pour fermer l'interrupteur 35 à l'entrée du convertisseur analogique/digital 25 et actionner le commutateur d'adresses 37, le commutateur 12 et un auire commutateur 38 interposé entre le con- vertisseur analogique/digital 14 et l'accumulateur rapide 17, de façon que l'information dans l'accumula- teur puisse 9tre lue par le compteur d'adresses 18, convertie par le convertisseur 25 et retransformée en numérique par le convertisseur 14 et emmagasinée par l'accumulateur 17. Les instants d'échantillonnage sont synchronisés sur l'adressage de l'accumulateur 17 par le verrou 16a, avec les circuits diviseurs par 256, 16b et 18a, l'in- terrupteur 16c et un autre interrupteur 18b interposé entre le circuit d'horloge 15 et le compteur d'adresses 18. La disposition globale est aménagée de façon que - l'interrupteur 18b soit ouvert pour inhiber l'adressage de l'accumulateur 17 et que le verrou de déphasage 16a reçoive la charge d'un mot de données fourni par le processeur 20, qui indique la position que le processeur a calculé pour fournir les points d'échantillonnage les mieux appropriés au cours de la conversion analo- gique/digital. Le signal de sortie du verrou 16a est utilisé pour prérégler le circuit 16b sur un total de comptage particulier. Ainsi il se fait que l'adressage de l'accumulateur pour en lire les données et le déclen- chement du convertisseur analogiaue/digital 14 sont synchronisés par les deux circuits de division par 256, les instants de prélèvement des échantillons étant modifiés en changeant les conditions préréglées du circuit 16b. Dans cet exemple, l'accumulateur rapide est lu à une vitesse de 20,8 MHz divisés par 256. De la sorte, le déphasage introduit par les circuits 16a et 16b permet de déplacer une position d'échantillonnage vers l'une de 256 positions entre les points d'échantillons existants. Le chiffre de 256 est un exemple commode, mais on pourrait le modifier suivant la précision recher- chée. Il apparaît, d'après ce qui précède, qu'on peut adresser l'accumulateur 17 avec une multiplicité de vitesses différentes possibles, par exemple la vitesse du circuit d'horloge 15, ou celle du microprocesseur qui est plus lente que la vitesse du circuit d'hor- loge, ou la vitesse du signal de sortie du circuit diviseur 18a qui permet d'obtenir un signal de sortie video pour une seule ligne video, à une brillance plus grande qu'il n'a été possible d'obtenir jusqu'à pré- sent. C'est ce qu'on appelle, sur la figure 5, "video à exploration lente". La vitesse de 20,8 MHz divisés par 256 est utilisée à la fois pour la ligne video unique lue et pour le déphasage, parce qu'en pratique ceci s'est révélé con- venable. Dans certains cas, il peut ttre souhaitable de modifier la vitesse pour l'une des opérations ci- dessus ou pour toutes les deux. En outre, un équipement de télémétrie peut ttre ajouté pour permettre le fonctionnement de l'appareil à distance. Afin d'apprécier la variété des paramètres qu'on peut contrôler gr9ce à cet appareil, on trouvera ci-après une liste des paramètres qu'on contr8le actuellement décodage de la marge amplitude crAte à crtte amplitude de base niveau de bruit video position des données niveau de bruit du télétexte nombre d'impulsions passées vacillement du passage par zéro. On décrira maintenant le procédé grâce auquel l'appareil mesure le décodage de la marge. L'instrument échantillonne la ligne 332 et à défaut la ligne 19. L'amplitude de la ligne commune est déduite comme différence de tension entre la moyenne des échantillons de niveau blanc et des échantillons de niveau noir. L'amplitude de la ligne est ensuite utilisée pour normaliser le résultat. En l'absence d'ITS, on admet que le signal est au niveau standard. Une ligne de données est emmagasinée. On stocke le plus bas "un" et le plus haut "zéro" aux points d'hor- loge nominaux de la ligne de données. La différence entre les deux est divisée par (0,66 x amplitude ITS de la ligne) est affichée. Une deuxième ligne de données est emmagasinée. Le plus bas "un" remplace celui de la ligne précédente s'il est inférieur et le plus haut "zéro" remplace celui de la ligne précédente s'il est plus élevé. La marge de décodage est recalculée et affichée. L'opération continue jusqu'à 6 lignes de données et la lecture finale représente les "I" nécessaires sur 1000 de la marge de décodage. Ce résultat est utilisé pour la télémétrie. Si les vitesses de calcul se révèlent suffisam- ment rapides, on peut emmagasiner plusieurs échantillons par ligne de données, par exemple 10 lignes d'échan- tillons,et un registre opérationnel conserve les 10 pires.uns et zéros se produisant sur une longue succes- sion, dans le cas présent sur 58 lignes de données (ou 10.000 bits). Le résultat final se déduit alors de la différence entre le 10e mauvais "1" et le 10e mauvais "0". Un autre exemple consisterait à emmagasiner les 5 pires uns et les cinq pires zéros sur 29 lignes de données. Si l'on stocke plus d'une valeur d'impulsion, il faut alors définir les affichages intermédiaires, lorsque les lignes de données sont analysées, en relation avec le nombre de lignes qui y contribuent. En tout cas, l'invariance statistique du résultat s'améliore lorsque croit la vitesse de calcul et par suite le nombre de bits contribuant au critère d'erreur "1" sur 1000. L'appareil décrit ci-dessus a -été construit comme suit: Convertisseur digital/analogique est fourni par Précision Monolithics (DAC-03), convertis- seur à octets avec une exactitude de 9 bits. Filtre: filtre passe-bas sur 32EHz, avec une correction de retard de groupe et une correction d'ouverture pour 82000 échan- tillons par seconde. Doit reconstituer avec exactitude la forme d'onde video originale dans les limites du bruit de quantification intro- duit par l'opération de conversion ana- logique/digital. Interrupteur video Unité centrale Intel 8086 Séparateur de synchro: Fixation (Clamp) Alimentation Affichage Accumulateur rapide : Siliconix DG 180. Doit fournir une bonne isolation quand il est ouvert, avec une faible distorsion quand il est en service. Microprocesseur à 16 bits avec mé- moire morte effaçable et reprogram- mable et mémoire à accès aléatoire sur le tableau. Fonctkeneavec un cristal à 15 MHz. Processeur équipé de circuits de multiplication et de division à 16 bits, essentiel pour calculer les résultats des paramètres du télétexte. S 221/1. Module conçu par IBA. S 756. Module conçu par IBA. Equipé d'un filtre video passe-bas sur ,5 MHz pour limiter la bande du signal incident. 24 V courant continu à l'entrée fournissant 5V, 10A et environ 14 V, 2A. Panneau avant qui incorpore 5x7 affichagesà matrice de points; Levier à main C (Monsanto MAN 2A)+ interrupteurs K avec des indica- teurs LED rectangulaires rouges. Système électronique à contrôleur périphérique universel INIEL 8741. 2C000 octets du type mémoire à accès aléatoire de Fairchild 93425 APC. Adressé par des compteurs 745161 par l'intermédiaire de multiple- xeurs 745158. Panneau du con-: vertisseur analogique/ digital Accumulateur adressable par compteur rapide lorsque la période du cycle est de 48 s ou par unité centrale capa- ble d'emmagasiner une ligne Y2 de video. pour octets à grande vitesse TRW TDC 1007 J Vitesse de conversion minimale/maximale = MHz dans la spécification Vitesse de conversion nominale/maximale = MHz. il REVENDICATIONS 1. Appareil de test pour contr8ler des transmis- sions de données numériques, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens d'échantillonnage (14, 15, 16) pour échantillonner un signal numérique d'entrée à une fréquence supérieure à la vitesse des bits dudit signal d'entrée et pour produire des mots numériques de sortie représentant les échantillons, des moyens de stockage (17) pour emmagasiner lesdits mots numériques de sortie et des moyens de calcul (20, 25, 26, 12, 14) pour calculer, à partir desdits mots numériques emmagasinés, une valeur d'un paramètre du signal numéri- que d'entrée. 2. Appareil de test selon revendication 1, caractérisé en ce que le moyen d'échantillonnage (14, , 16) est agencé pour fonctionner à une fréquence supérieure au niveau de Nyquist et comprend un moyen de conversion (14) relié au moyen d'échantillonnage pour recréer ledit signal numérique d'entrée à partir desdits mots numériques de sortie et un moyen de commande (20) relié audit moyen d'échantillonnage et relié d'autre part audit moyen de conversion, ce qui fait que le signal numérique d'entrée recréé ré-échantillonne ledit signal pour fournir de nouveaux mots numériques de sortie. 3. Appareil de test selon revendication 2, caractérisé en ce que le moyen de commande comprend un circuit déphaseur (16). 4. Appareil de test selon revendication 3, carac- térisé en ce que le circuit déphaseur comprend un compteur numérique (16b) dont la valeur comptée repré- sente le décalage de phase à produire depuis une position d'échantillonnage antérieure. 5. Appareil de test selon revendication 1, carac- térisé en ce qu'il comprend des moyens pour adresser le moyen de stockage (17) pour lire les mots numériques de sortie à une vitesse permettant d'obtenir une seule ligne video et un moyen de conversion digital/analogique (25) pour produire ladite ligne video unique. 6. Appareil d'essai selon revendication 1, caractérisé en ce que les susdits moyens de calcul com- prennent un microprocesseur (20). - 7. Procédé pour contr8ler un signal numérique, caractérisé en ce qu'il comprend l'échantillonnage d'un signal numérique d'entrée à une fréquence supérieure à la vitesse des bits du signal numérique d'entrée, la production de mots numériques de sortie représentant les échantillons, le stockage des mots numériques de sortie et le calcul, à partir des mots numériques de sortie emmagasinés, d'une valeur d'un paramètre du signal numérique d'entrée.