Brevet FR2498403A1 — publié le 19820723

Procédé et dispositif de mélange de signaux basse fréquence transmis par des voies temporelles différentes vers un même organe téléphonique récepteur. La présente invention a pour objet un procédé et un dispositif de mélange de signaux basse fréquence transmis sous forme échantillonnée numérique par des voies différentes multiplexées dans le temps d'une même liaison téléphonique temporelle à destination d'un même organe téléphonique récepteur. Un tel procédé et un tel dispositif permettent notamment de mettre en communication simultanée un même organe téléphonique récepteur, tel qu'un écouteur ou haut-parleur de poste, avec plusieurs organes émetteurs distincts. Ceci permet par exemple la transmission d'une tonalité d'information à un poste téléphonique en communication, ou l'intervention d'une opératrice en tiers sur une communication établie pour informer l'un des abonnés en communication, ou encore la réception par un même poste d'informations provenant de plusieurs postes avec lesquels il est en conférence. Dans les systèmes téléphoniques spatiaux o les informations téléphonées sont transmises sous forme de signaux électriques analo- giques, on sait superposer des informations provenant de deux émetteurs téléphoniques différents et en particulier de deux postes par connexion en Y des fils de liaison, il est par contre beaucoup plus délicat d'assurer une mise en conférence de plusieurs postes téléphoniques de manière satisfaisante. Dans les systèmes téléphoniques temporels actuels, les informa- tions générées par les sources électroniques ou humaines, sont produites ou converties sous forme numérique au niveau des émetteurs téléphoniques qui assurent leur communication au réseau temporel. Cette communication s'effectue par l'intermédiaire de liaisons physiques de transmission dites temporelles dont le temps d'utili- sation est partagé en trames de structures identiques qui sont elles mêmes divisées en un nombre égal d'intervalles de temps égaux correspondants chacun à une voie temporelle susceptible d'être réservée à un émetteur téléphonique pour la durée du message qu'il a à émettre. En conséquence chaque émetteur téléphonique produit ou convertit les informations à transmettre en une succession d'échan- -2 - tillons numériques destinés à être émis par une voie temporelle spécifique. De manière classique les échantillons transmis sont compressés selon des lois bien définies de manière à réduire le nombre d'éléments binaires à transmettre aux seuls éléments nécessaires à la reconsti- tution de l'information téléphonée au niveau des organes récepteurs. Cette compression a pour inconvénient de ne pas permettre une sommation décodable de deux échantillons, ce qui complique les éventuelles mises en communication simultanée de plusieurs émetteurs téléphoniques avec un même organe récepteur. En effet s'il est aisé de transmettre les signaux issus d'un même émetteur à destination de plusieurs organes récepteurs après duplication de chaque échantillon émis, il est plus compliqué de réunir plusieurs échantillons issus d'émetteurs téléphoniques diffé- rents pour transmettre simultanément sous forme d'un seul échantillon décodable. Ceci exige classiquement une décompression des échantillons à combiner afin de pouvoir les additionner et une compression ultérieure du signal somme pour réobtenir un échantillon transmissible. Pour remédier à cet inconvénient la présente invention propose donc un procédé et un dispositif de mélange de signaux basse fréquence, tels que des signaux de parole ou leurs analogues, ce procédé et ce dispositif étant prévus pour assurer le mélange de signaux transmis par des voies temporelles différentes d'une même liaison téléphonique temporelle à destination d'un même organe téléphonique récepteur. Selon une première caractéristique de l'invention le procédé comporte les étapes suivantes: - décodage successif des échantillons, reçus pour l'organe téléphonique récepteur au cours de chaque trame temporelle, en autant d'impulsions dont les valeurs sont respectivement représentatives des échantillons reçus et dont les durées respectives sont faibles par rapport à la durée d'une trame pour ladite liaison, - mémorisation temporaire de chacune des impulsions décodées pendant une trame, sommation des impulsions décodées reçues en cours de trame, - transmission de l'impulsion somme obtenue préalablement à l'arrivée de la première impulsion décodée de la trame suivante. -3- Selon une autre caractéristique de l'invention, le dispositif de mélange comporte un agencement de sommation d'impulsions relié en sortie du convertisseur numérique-analogique de décodage qui reçoit les échantillons transmis par la liaison pour l'organe télépho- nique récepteur, ledit agencement de sommation comprenant au moins un amplificateur opérationnel de sommation et une capacité de mémori- sation en parallèle et étant relié par un premier organe de commutation à la sortie du convertisseur et par un second organe de commutation au circuit de maintien qui produit le signal de sortie appliqué à l'entrée de signaux basse fréquence de l'organe téléphonique récepteur. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront évoqués au cours de la description et en relation avec les figures mentionnées ci-dessous. La figure 1 présente un schéma synoptique d'un coupleur de commutation temporelle comprenant des dispositifs mélangeurs selon l'invention. La figure 2 présente un diagramme de principe présentant le fonctionnement du dispositif mélangeur selon l'invention, La figure 3 présente un exemple de réalisation du dispositif. selon l'invention La figure 4 présente un diagramme de fonctionnement du dispositif selon la figure 3. Ainsi qu'énoncé plus haut, le procédé et le dispositif de mélange de signaux basse fréquence selon l'invention sont destinés à être mis en oeuvre dans des réseaux de commutation temporelle dans lesquels les informations sont échangées sous forme d'échantillons de même format, tels que des échantillons MIC, qui sont identiquement répartis au cours des trames successives de transmission. La figure 1 présente un exemple non limitatif de coupleur doté de dispositifs selon l'invention et destiné à un réseau temporel tel qu'évoqué ci-dessus, étant entendu que l'on englobe dans le terme coupleur tout équipement assurant une commutation temporelle d'échantillons provenant d'organes émetteurs téléphoniques différents. Le coupleur temporel présenté figure 1 est classiquement relié par un ensemble de liaison de transmission LE et LS d'une _4 - part aux portes ou terminaux téléphoniques locaux 1 qu'il dessert et d'autre part à d'autres coupleurs distants CTE qui desservent d'autres postes ou terminaux. De manière classique, une unité de commande 3, basée sur un ou des processeurs centralisés ou répartis, et fine horloge de synchronisation 4 assurent l'établissement, le maintien et la rupture des liaisons pour les postes ou terminaux 1, tels 1A et 1N, rattachés au coupleur. Dans l'exemple présenté figure 1 la liaison entrante LE1 1o et la liaison sortante LS1 sont reliés aux postes 1 par l'intermé- diaire d'interfaces 5. Ces interfaces 5 comportent des agencements 51 assurant un certain nombre de fonctions communes, des agencements 52 plus spécialement réservés à la conversion des signaux reçus des liaisons en signaux adaptés aux écouteurs ou haut-parleurs qui constituent classiquement les récepteurs de poste ou de terminal, et des agencements 53 plus spécialement réservés à la conversion des signaux émis par chaque poste ou terminal en signaux transmissibles sur les liaisons. De manière connue l'agencement commun 51 comporte une logique de commande 510 reliéeà l'unité de commande 3 et à l'horloge 4 ainsi qu'un ensemble 511 dans lequel seront regroupés les circuits classiques sans rapport avec l'invention, tels que les circuits de protection contre les surtensions ou les circuits de conversion deux fils-quatre fils. Dans l'exemple présenté l'agencement 51 comporte de plus un convertisseur numérique-analogique 5-12 dont les fonctions seront évoquées plus loin. Dans un bon nombre d'applications actuelles on tente de réunir en un même circuit intégré un maximum de fonctions réalisées par les agencements 51, 52, 53 évoqués ci-dessus et en particulier des codecs permettant de rassembler en un même circuit intégré les fonctions de conversion remplies par ces agencements 51, 52. 53. Un tel codec assure par exemple la conversion des signaux électriques analogiques reçus d'un poste ou terminal téléphonique, tel 1A, en échantillons transmissibles sur la liaison entrante LE1, -5 - et la conversion des échantillons, reçus de la liaison LS1 au cours des intervalles de temps de même rang dans les trames successives, en signaux analogiques exploitables par le poste ou terminal 1. Une logique de codage 530 associée à un échantillonneur 531, à un comparateur 532 et au convertisseur 512, assure la conversion des signaux analogiques en échantillons, sous le contrôle de la logique de commande 510. Le convertisseur 512 associé à un registre d'entrée 520 et à un circuit de maintien 521 assure la conversion des échantillons en signaux analogiques, sous le contrôle de la logique de commande 510. De manière connue les différentes interfaces 5 tels 5A et N et par conséquent les différents codecs qui les constituent éventuellement, sont reliés en parallèle sur les liaisons LE1 et LS1 par leurs logiques de codage 530 et par leurs registres d'entrée 520 et l'unité de commande 3 assure l'attribution des intervalles de temps impartis à chaque interface 5 active. Bien entendu chaque conversion s'effectue en un temps déterminé, la production d'un échantillon à partir de signaux analogiques nécessite un temps de codage te -figure 2- pour chaque échantillon de tension UCD et le décodage d'un échantillon codé en une impulsion UDCD nécessite un temps de décodage td. Dans la mesure o certains composants et en particulier le convertisseur numérique-analogique 512 sont utilisés pour les deux types de conversion, il est nécessaire d'interdire le recoupement des opérations de codage et de décodage à l'intérieur d'une même interface. Dans le cas de codecs performants les temps te et td peuvent être de faible durée par rapport à la durée d'une trame de transmission et l'on peut envisager d'utiliser le temps pendant lequel le codec serait inactif pour d'autres opérations et en particulier pour recevoir plus d'un échantillon à décoder. Ceci permet de relier un même récepteur à plusieurs émetteurs émettant sur des voies temporelles séparées entre elles par des temps supérieurs au temps de décodage du codec desservant ce récepteur. Toutefois les récepteurs ne sont généralement pas adaptés à la réception simultanée d'informations différentes en particulier les écouteurs ou haut-parleurs ne permettent pas une reproduction -6 - compréhensible de signaux qui leur sont soumis simultanément. Dans la plupart des cas o une réception simultanée est envisagée on s'arrange soit par affaiblissement temporaire des signaux émanant d'une voie par rapport à une autre, comme dans l'intervention en tiers d'une opératrice, soit par une discipline librement consentie, comme dans les cas de mise en conférence, pour privilégier tempo- rairement les informations reçues par une voie au détriment des autres. De ce fait les signaux reçus par le codec correspondront à des signaux de silence pour toutes les voies reçues et décodées sauf une, la figure 2 présente un exemple s'appliquant à un codec qui émet sur la voie temporelle V7 correspondant à l'intervalle de temps IT7 et qui reçoit sur les voies temporelles V12, V18, V26 correspondant respectivement aux intervalles de temps IT12, IT18 et IT26. Si le codec est apte à produire trois impulsions de tension différentes à partir des échantillons reçus en IT12, IT18 et IT26, l'écouteur ou le haut-parleur relié au codec, recevra soit 3 niveaux de tension successifs pendant la durée d'une trame, soit le premier d'entre eux suivant la nature du circuit de maintien 521. Si l'on suppose par exemple que seul parle l'interlocuteur utilisant la voie V12 et que les interlocuteurs utilisant les voies V18 et V26 sont présents mais silencieux pour un temps donné, les échantil- lons obtenus des voies V18 et V26 pendant ce temps correspondent à des signaux de tension de valeur nulle et seule la voie V12 fournit des impulsions de tension. En conséquence le circuit de maintien 521 produit des signaux de tension dont la durée est pratiquement égale au temps séparant les voies V12 et V18 ainsi que le montre la courbe US1, si ce circuit de maintien 521 est activé pour chacune des trois voies V12, V18, V26. Si, moyennant certaines précautions, il est possible d'obtenir quand même un signal convenable au poste 1 ainsi desservi, il n'en est pas moins vrai qu'en l'absence de telles précautions, les signaux US1 transmis ne permettent pas une reproduction fidèle des signaux originellement émis. C'est pourquoi selon l'invention on ajoute un dispositif -7- de mélange de voies destiné à assurer la sommation d'impulsions, ce dispositif est inséré entre la sortie de décodage du convertisseur numérique-analogique 512 et l'entrée du circuit de maintien 521, de manière à ne pas supprimer à tort les tensions significatives à l'entrée de ce circuit de maintien. En conséquence, ainsi que le montre la courbe US2, il subsiste toujours une tension représentative en entrée du circuit de maintien 521 tant que l'une des voies V12, V18 ou V26 produit un échantillon qui ne correspond pas à un échantillon de silence, au fur et à mesure du déroulement des trames successives. Selon l'invention, le convertisseur numérique-analogique 512 est relié à un organe de commutation 522 bistable qui assure la liaison directe du circuit de maintien 521 au convertisseur 512 lorsque le poste 1A n'émet que par l'intermédiaire d'une seule is voie temporelle, selon le processus classique. Lorsque la logique de commande 510 reçoit un ordre en vue d'organiser un mélange de signaux basse fréquence issues de plusieurs voies, telles V12, V18 et V26 à destination du poste 1A, elle commande la mise en seconde position stable de l'organe de commutation 522 de manière à mettre en circuit l'agencement de sommation essentiellement constitué par un amplificateur opérationnel 523 aux bornes duquel est reliée une capacité 524 qui assurent la sommation et la mise en mémoire des impulsions de tension reçues. Un second organe de commutation 525 est inséré entre l'entrée du circuit de maintien 521 et la sortie de l'amplificateur opéra- tionnel 523 de manière à commander l'application de la tension somme recueillie à cet entrée de circuit maintien 521 pendant un temps déterminé de chaque trame. Ce temps sera par exemple pris pendant le temps te réservé au codage, de manière à positionner le circuit de maintien à la valeur de tension correspondante pour la durée de la trame suivante, ceci étant obtenu soit par l'emploi d'un circuit de maintien 521 de type monostable soit par l'emploi d'un circuit de maintien 521 commandé de l'extérieur par la logique de commande 510. Dans l'exemple de réalisation présenté figure 3 on retrouve les éléments classiques définis plus haut et en particulier le -8 - convertisseur numérique-analogique 512 relié ici par un multiplexeur 513 en sortie du registre d'entrée 520 auquel est connecté la liaison temporelle LS1. On retrouve également le poste 1A et l'ensemble 511 auquel vient se relier le circuit de maintien 521 ici constitué par un amplificateur opérationnel dont la sortie est reliée à l'entrée inverseuse et dont l'entrée non inverseuse est reliée à la masse via une eapaeité 529, selon un arrangement classique. De même on retrouve la logique de commande 510 et l'amplificateur opérationnel 523 qui forme avec la capacité 524 l'essentiel de l'agencement de sommation. Selon l'invention la sortie d'impulsions décodées du convertisseur numérique-analogique 512 est reliée à un transistor 522A, iei du type CMOS, de manière à être intégrable dans un eircuit de même nature que les autres composants mentionnés ici. Ce transistor 522A est commandé depuis la logique de commande 510 par un signal QX de qui]e rend eonducteur/ manière à ce qu'il assure la transmission des impulsions décodées. Le transistor 522A est relié à une pluralité de transistors 526 destinés à permettre chacun l'emmagasinage d'une impulsion décodée pendant une trame en vue de sa sommation. en ce but chaeun d'eux est inséré entre le transistor 522A et une capaeité 528 et chacun d'eux est commandé par une impulsion spécifique Q de la logique de commande 510. Dans l'exemple présenté on a fait figurer trois branches respectivement composées d'un transistor 526A et d'une capacité 528A pour la première, d'un transistor 526B et d'une capacité 528B pour la seconde et d'un transistor 526C et d'une capacité 528C pour la troisième, ce qui permet donc la mise en eommunieation simultanée de trois postes ou émetteurs téléphoniques avec le poste 1A. Les commandes QA, QB, QC des transistors 526A, 526B, 526C sont établies par la logique de commande de manière à permettre le chargement sélectif de chacune des capacités 528 par l'impulsion de tension émise par la voie temporelle qui lui correspond telle par exemple V12 pour 528A, V17 pour 528B et V26 pour 528C. On notera que cet agencement peut être utilisé en cas de communication poste à poste et correspond pratiquement au premier état stable de l'organe de commutation 522 décrit en relation avec 9 _ la figure 1. Les capacités 528 sont également reliées par leurs secondes bornes à l'entrée inverseuse de l'amplificateur paramétrique 523 qui est elle même reliée à l'une des bornes de la capacité 524 dont l'autre borne est reliée en sortie de l'amplificateur 523 selon une disposition classique. Un transistor 527 commandé par un signal QS de la logique de commande 510 est apte à mettre en court-circuit la capacité 524 pour en assurer la décharge. Un transistor 525 commandé par un signal QM est inséré entre la sortie de l'amplificateur de sommation 523 et le point coun à l'entrée noninverseuse de l'amplificateur de maintien 521 et à la capacité 529 de manière à appliqaerà ce point la tension somme obtenue US2 qui se présente classiquement sous la forme US2 = C (UA + UB + UC) si on appelle CS la valeur de la capacité 524, CA la valeur commune aux capacités 528A, 528B, et 528C, et UA, UB, UC les tensions aux bornes de ces capacités et si l'on suppose que les temps de charge et de décharge de ces capacités sont appropriés. De manière pratique lors de l'établissement d'une comummication les condensateurs 524 et 528 sont déchargés par l'intermédiaire d'un transistor 522B commandé en inverse du transistor 522A par la commande QX présente par exemple en un temps "tdc" pendant le codage des échantillons émanant du poste 1A, voir figure 4. Le chargement du premier échantillon émanant au cours d'une trame Tn - 1 sur par exemple la voie V12 est précédé par la conduction des transistors 522A et 526A après blocage préalable des transistors 526B, 526C et 527. L'impulsion transmise est donc stockée dans le conden- sateur 528A sous forme d'une tension UA et le transistor 526A est bloqué après un délai correspondant au temps de charge admissible. Le chargement des seconds et troisièmes échantillons s'effectuent de manière identique dans les condensateurs 528B et 528C sous forme de tension UB et UC. - 10 - Après chargement de la dernière impulsion attendue pour la trame T (n-l), la logique de commande bloque le transistor 522A déconnectant temporairement l'agencement de sommation du convertisseur 512, la tension US2 évoquée plus haut est obtenue aux bornes de l'amplificateur de sommation 523 lors de la conduction des transistors 522B, 526A, 526B, 526C au temps tt. Lorsque la sommation est faite le transistor 525 est rendu conducteur en un temps ts et assure la transmission de la tension somme aux bornes de la capacité de charge 529 de l'amplificateur 521 qui maintient cette tension somme référencée UP à l'entrée de l'agencement 511 Jusqu'à l'opération ultérieure du transistor 525 au cours de la trame suivante Tn. Ensuite les capacités 524 et 528 sont déchargées par conduction simultanée des transistors 522B, 526A, 526B, 526C et 527 au temps tdc situé pendant la phase de codage des échantillons de poste de la trame Tn dans l'exemple choisi. Ceci permet ainsi que le montre la figure 4 pour la trame tn+l de touJours avoir une tension UP non nulle à partir du moment ou au moins l'un des échantillons décodés au cours d:une trame ne correspond pas à une tension nulle. REVENDICATIONS 1/ Procédé de mélange de signaux basse fréquence transmis sous forme échantillonnée numérique par des voies différentes multiplexées dans le temps d'une même liaison téléphonique temporelle (LS) à destination d'un des organes téléphoniques récepteurs (1) desservi par cette liaison, caractérisé en ce qu'il comporte les étapes suivantes: - décodage successif des échantillons, reçus pour l'organe téléphonique récepteur (lA) concerné au cours de chaque trame, en autant d'impul- sions dont les valeurs sont respectivement représentatives des échantillons reçus et dont les durées respectives sont faibles par rapport à la durée d'une trame pour ladite liaison, - mémorisation temporaire de chacune des impulsions obtenues par décodage au cours de chaque trame pour ledit organe téléphonique récepteur (1A), - sommation des impulsions mémorisées pendant une trame, - transmission de l'impulsion somme obtenue, préalablement à l'arrivée de la première impulsion décodée de la trame suivante. 2/ Dispositif destiné à permettre le mélange de signaux basse fréquence transmis sous forme échantillonnée numérique par des voies différentes multiplexées dans le temps d'une même liaison téléphonique temporelle (LS1) à destination d'un des organes téléphoniques récepteurs (1) desservis par cette liaison, en application du procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte un agencement de sommation d'impulsions, relié en sortie du convertisseur numérique- analogique (512) de décodage qui reçoit les échantillons transmis par la liaison (LS1) pour l'organe téléphonique récepteur (1A), ledit agencement de sommation d'impulsions comprenant au moins un amplificateur opérationnel de sommation (523) et une capacité de mémorisation (524) en parallèle et étant relié par un premier organe de commutation (520) en sortie dudit convertisseur numérique- analogique (512) et par un second organe de commutation (525) à un circuit de maintien (521) produisant le signal de sortie, de valeur constante pour la durée de chaque trame, qui est appliqué à l'entrée de signaux basse fréquence de l'organe téléphonique récepteur (lA). - 12 - 3/ Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'agen- cement de sommation comporte essentiellement un amplificateur opéra- tionnel (523) associé à une capacité de mémorisation (524) connectée entre une entrée et la sortie de cet amplificateur opérationnel en parallèle avec un transistor de décharge f527) de ladite capacité (524) ainsi qu'au moins deux branches d'alimentation comportant chacune un transistor de commutation (526) et une capacité de transmission en série (528) les branches étant reliées d'une part au convertisseur numérique- analogique (512) et d'autre part à l'entrée de l'amplificateur opérationnel (523) à laquelle est reliée la capacité de mémorisation (524) . 4/ Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que le premier organe de commutation est un transistor (522A) inséré entre le convertisseur numérique-analogique (512) et l'entrée commune aux branches d'alimentation, le second organe de commutation est un transistor inséré entre la sortie de l'amplificateur opérationnel de sommation (525) et l'entrée de commande du circuit de maintien, qui est constitué par un amplificateur opérationnel (521) dont la sortie est rebouclée sur l'entrée qui n'est pas commandée et dont l'entrée de commande est relié à une capacité mémoire (529), et en ce qu'il comporte également un transistor de décharge (522B) des condensateurs de transmission commandé en opposition par rapport au transistor (522A) formant le premier organe de commutation.