Brevet FR2486750A1 — publié le 19820115

La présente invention est relative à une disposition de circuit apte à synchroniser l'unité de synchronisation d'un central téléphonique de type numérique à impulsions de référen- ce extraites du signal MIC (Modulation par impulsion codée) provenant d'un autre central téléphonique. On sait que pour obtenir le degré de précision requis aux différentes unités de synchronisation des centraux de commutation faisant partie d'un réseau téléphonique de type numérique, il est nécessaire d'utiliser des horloges atomiques ou bien des horloges à quartz thermostatées acrochées entre elles au niveau du réseau national. Les modalités suivant lesquelles il faut maintenir accrochées les horloges des différents centraux de commutation sont habituellement du type maitre-asservi; - hiérarchique maître-asservi; - synchronisme mutuel. La disposition de circuit en question est décrite en rapport avec la modalité de synchronisation du type hiérarchique maitre-asservi, mais elle est apte à être utilisée avec l'une quelconque des modalités indiquées ci-dessus. La modalité de type hiérarchique maître-asservi prévoit l'attribution d'un gra- de hiérarchique à chaque central de commutation et la synchroni- sation indiquée ci-dessus est effectuée, de la part d'un central de commutation générique, sur les impulsions de référence ex- traites de la ligne MIC en entrée qui aboutit au central de commutation de hiérarchie supérieure parmi ceux qu'elle reçoit en entrée. Le central de commutation sychroniseur se comporte donc comme maître, tandis que le central de commutation synchronisé se comporte comme asservi. On connaît des unités de synchronisation constituées par un comparateur de phase apte à comparer la phase des impulsions de référence, extraites par le signal MIC disponible à la sortie du central de commu- tation maître et la phase des impulsions qui correspondent à la sortie d'un oscillateur local. La parole numérique qui correspond à la sortie du comparateur de phase constitue l'erreur de phase et est appliquée sur l'entrée de contrôle de l'oscillateur au moyen d'un convertisseur numérique-- analogique. Une solution de circuit du type décrit présente comme inconvénient le fait que lorsque se manifeste un saut de phase, da par exemple au fait qu'on a changé la ligne MIC dont on extrait les impulsions dé référence, cela se répercute sur la sortie déterminant une variation de fréquence de l'oscillateur local; cette variation de fréquence demeure jusqu'à ce que le saut de phase présent à l'entrée ait été transféré à la sortie et se répercute sur tous les centraux de grade hiérar- chique inférieur dans lesquelles une perte d'informations peut donc se manifester. Le but de la présente invention est la réalisation d'une unité de synchronisation apte à obvier à l'inconvénient indiqué ci-dessus. Dans ce but l'invention prévoit la présence de moyens aptes à calculer l'erreur de phase moyenne entre une fréquence produite localement et la fréquence des impulsions de référence et on a prévu en outre la présence de moyens aptes à calculer l'écart entre ladite erreur de phase moyenne et --30 l'erreur de phase moyenne que l'on obtient une fois que s'est manifesté le saut de phase dont il a été question ci-dessus et aptes en outre à corriger l'erreur de phase moyenne obtenue après ce saut de phase d'une quantité telle que cela rende disponible en sortie un signal numérique dont la valeur coincide avec la valeur fournie en sortie avant le saut de phase. L'objet de la présente invention est donc constitué par une unité de synchronisation comprenant: - un oscillateur local apte à produire une première fréquence fi; - une unité d'extraction des impulsions de référence de fréquence-f2 par le signal MIC provenant du central de com- mutation maître; - un comparateur de phase apte à rendre disponible en sortie une parole numérique exprimant la différence de phase entre la fréquence f1 et la fréquence f2; - une unité fonctionnelle apte à additionner au signal qu'elle reçoit en entrée le même signal intégré; - un convertisseur numérique-analogique apte à conver- tir le signal numérique qui correspond à la sortie de ladite unité fonctionnelle dans le signal analogique de contrôle de l'oscillateur local. L'invention prévoit la connexion, à la sortie du compa- rateur de phase, de premiers moyens aptes à rendre disponible en sortie une première parole numérique exprimant l'erreur de phase moyenne qui se manifeste au cours d'un intervalle de temps de la durée T. A la sortie des premiers moyens sont connectés des deuxièmes moyens aptes à calculer la valeur de l'importance de la correction, que l'on appellera par la suite réajustement, à apporter à la première parole numérique afin que le signal qui correspond à sa propre sortie présente une valeur préétablie. Les deuxièmes moyens sont en outre aptes à effectuer la compa- raison entre ladite première parole numérique qu'ils reçoivent en entrée à la fin d'un intervalle de temps générique ayant la durée T et la même parole numérique qu'ils reçoivent en entrée à la fin de l'intervalle de temps Ti+l; ils sont encore aptes à corriger la première parole numérique ayant une importance égale au réajustement calculé précédemment, ou bien une impor- tance égale à la nouvelle valeur de réajustement calculée jusqu'à ce que les grandeurs comparées s'écartent d'une quantité inférieure, ou supérieure, à une valeur préétablie. La disposition de circuit suivant l'invention est donc apte à minimiser les effets négatifs dus au saut de phase qui suit le changement de la ligne MIC dont on extrait les impul- sions de référence, lorsqu'on adopte une modalité de synchronisa- tion du type maître-asservi ou bien du type hiérarchique maître- asservi; elle est par contre apte à minimiser les effets néga- tifs dus à l'absence des impulsions de référence lorsqu'on adopte une modalité de synchronisation du type mutuel-synchronisme. D'autres caractéristiques de l'invention apparaîtront plus claires à la lecture de la description suivante relative a un exemple non limitatif de réalisation et accompagnée des figures cijointes dans lesquelles: La figure 1 montre le diagramme à blocs de l'unité de synchronisation réalisée suivant l'invention. La figure 2 montre un exemple de réalisation des moyens PM-SM de la figure 1 réalisés suivant l'invention. La figure 3 montre le diagramme du flux sur la base duquel opèrent les moyens illustrés dans la figure 2. La disposition de circuit de la figure 1 prévoit la présence d'un oscillateur local OL qui est apte à produire une première fréquence f, ayant une valeur égale à 128 KHz, laquelle est appliquée à la première entrée d'un comparateur de phase CF. L'unité CP-reçoit sur une deuxième entrée une deuxième fréquence f2 disponible à la sortie d'une unité d'extraction UE des impulsions de référence du signal MIC présent sur la ligne de jonction aboutissant au central de commutation maître. Puisque l'unité UE est apte à extraire la fréquence d'alignement de trame, la fréquence f2 présente une valeur égale à 4 KHz. L'unité CF, suivant une forme préférée de réalisation, est constituée par un compteur qui regoit sur son entrée de comptage un signal de fréquence F3 = 8,192 MHz, est rendu apte par un signal dérivé de f2 et est arrêté par un signal dérivé de f1. -30 La différence de phase entre les signaux f1 et f2 est constituée par le nombre d'impulsions que l'unité CF compte dans l'intervalle de temps qui sépare un front ascendant du signal f2 d'un front ascendant du signal f1. La parole numérique qui cor- respond à la sortie du compteur parvient en entrée à des premiers moyens PM aptes à calculer l'erreur moyenne de phase qui se manifeste au cours d'un intervalle de temps ayant la durée T, à la sortie de laquelle sont connectés des deuxièmes moyens SM aptes à calculer l'importance de la correction (réajustement) à apporter à l'erreur de phase moyenne qui correspond à la sortie des moyens PM dans-le but de rendre disponible en sortie un signal présentant une valeur préétablie. A la sortie de l'unité SM est connectée une unité fonc- tionnelle UF apte à rendre disponible en sortie un signal obtenu en additionnant au signal d'entrée le même signal après qu'il ait traversé un circuit intégrateur, à la sortie duquel est connecté un convertisseur numérique-analogique DA qui rend disponible en sortie un signal analogique apte à contrôler l'oscillateur local OL. L'unité UF a comme fonction de récupérer les variations de fréquence de l'oscillateur local. En particulier la branche de l'unité UF qui rend disponible en sortie un signal proportion- nel au signal d'entrée, a comme fonction de récupérer les varia- tions les plus rapides de fréquences dues par exemples auxdites variations thermiques, tandis que la branche comprenant le cir- cuit intégrateur se charge de récupérer les variations les plus lentes de fréquence; en effet les circuits intégrateurs sont conformés d'une façon telle qu'ils mémorisent la grandeur élec- trique qu'ils rendent disponible en sortie à un instant générique, et ils font varier par inertie leur propre sortie en réponse à des variations de la grandeur qu'ils reçoivent en entrée. Un exemple de réalisation de l'unité fonctionnelle UF est décrit dans la revue "THE BELL SYSTEM TECHNICAL JOURNAL" May-June 1975 - pages 878 + 892. La durée dudit intervalle de temps T prévu pour la mesure de l'erreur moyenne de phase doit être choisie d'une façon telle qu'elle rende l'unité de synchronisation indépendante de l'insta- -30 bilité de ligne, ce qui fait que d'éventuelles variations instan- tanées de la fréquence de référence f 2, dues à des phénomènes anormales, ne doivent pas provoquer des variations de fréquence de la part de l'oscillateur local. Suivant une forme préférée de l'invention cet intervalle de temps est choisi de façon à ce que les moyens PM calculent l'erreur de phase moyenne sur 512 paroles numériques disponibles à la sortie de l'unité CF. Pour effectuer la correction indiquée ci-dessus, les moyens SM se chargent de mémoriser la parole numérique qui correspond à la sortie des moyens PM à la fin d'un générique intervalle de temps Ti 1 et se chargent en outre de comparer la parole mémorisée à la parole qu'ils reçoivent à l'entrée à la fin de l'intervalle de temps T. Les moyens SM se chargent en outre de corriger l'erreur de phase moyenne, calculée par les moyens PM, d'une quantité égale au réajustement calculé précédemment, jusqu'à ce que les grandeurs comparées s'écartent d'une quantité inférieure à un seuil préétabli. Lorsque se manifeste un saut de phase, la comparaison met par contre en évidence un écart des grandeurs comparées qui dépasse le seuil dont il a été question ci-dessus et par conséquent la correction suivant les modalités décrites est interdite, car la valeur du réajustement doit être calculée de nouveau. Les moyens SM sont en outre aptes à relever l'instant o s'achève le transitoire, dû au saut de phase, en effectuant la comparaison entre la moyenne calculée à la fin de l'intervalle de temps Ti et la moyenne calculée à la fin de l'intervalle de temps T.+î et ils considèrent que le transitoire n'est éteint que lorsque la présence d'un écart entre les grandeurs comparées inférieur à une valeur préétablie est mise en évidence. Pendant ce transitoire à la sortie de l'unité UF et en particulier à la sortie du circuit intégrateur un code exprimant le signal de contrôle de l'oscillateur OL précédant le saut de phase reste mémorisé, ce qui fait que la fréquence f2 ne subit pas de variations appréciables. Une fois que ce transitoire est terminé, les moyens SM --30 calculent la valeur de la correction (réajustement) à apporter à la valeur moyenne qui correspond à la sortie des moyens PM et après avoir corrigé cette valeur moyenne d'une quantité égale au réajustement calculé ils la transmettent à l'unité fonction- nelle UF. Si par exemple à un instant générique à la sortie de l'unité UF2 corresponde une erreur de phase moyenne dont la valeur est 30 et que, par conséquent, dans l'hypothèse o à la sortie des moyens SM serait prévue la présence d'un signal zéro, la valeur du réajustement correspondant présente la valeur 30. Si par exemple à la fin du transitoire suivant le saut de phase, l'erreur de phase présente la valeur 55 les moyens SM calculent l'écart entre les deux valeurs moyennes enregistrées; puisque cet écart présente la valeur 25, on suppose qu'il dépasse le seuil de référence, à la suite de quoi ils interdisent la correction de l'erreur de phase utilisant comme valeur de réajus- tement 30. Ils procèdent ensuite au calcul de la nouvelle valeur de réajustement en additionnant au réajustement précédent 30 l'écart enregistré 25. La correction de la nouvelle erreur de phase 55 est donc faite avec la nouvelle valeur de réajustement 55, à la suite de quoi la sortie des moyens SM présente encore une valeur zéro; de cette façon les moyens PM et SM empêchent que le saut de phasesaLt perçu par l'oscillateur local OL en accord avec le but énoncé. Dans la figure 2 on a illustré le diagramme à blocs des moyens PM et SM de la figure 1 réalisés suivant l'invention qui sont constitués, suivant une première forme préférée de réalisa- tion, par une unité micro-programmée comprenant la mémoire des programmes MP dont le contenu parvient à une unité logique et arithmétique ALU qui reçoit en entrée ladite différence de phase Ar' calculée par l'unité CF. A la sortie de l'unité ALU est connecté un bus auquel aboutissent les registres RA, RB, RC et RD ainsi que les compa- rateurs CM1 et CM2. Sur la deuxième entrée des unités CM1 et CM2 est appliquée une parole numérique de comparaison, A respective- ment B, tandis que les sorties de ces unités CM parviennent à la -.30 mémoire MP conditionnant l'évolution du programme. On va maintenant décrire le fonctionnement de ces moyens PM et SM à l'aide du diagramme de flux de la figure 3 en tenant compte du fait qu'au début d'un intervalle de temps générique Ti le contenu des registres indiqués ci-dessus est le suivant - le registre RA est mis à zéro; - dans le registre RB est contenue la valeur du réajuste- ment calculé précédemment; - dans le registre RC est contenu le numéro qui corres- pond à la sortie des moyens SM à la fin de l'intervalle de temps T. - dans le registre RD est contenue la valeur de phase moyenne obtenue à la fin de l'intervalle de temps T. Le programme opératif prévoit - une phase 1 pendant laquelle est effectué le transfert dans le registre RA de la différence de phase A1 qui correspond à la sortie-de l'unité CF au début d'un intervalle de temps générique Ti; - une'phase 2 pendant laquelle sont effectuées 511 addi- tions entre le contenu du registre RA et autant de différences de phaseàfi qui correspondent à la sortie de l'unité CF. A la fin de chaque addition le résultat est écrit dans le registre RA - une-phase 3 pendant laquelle est effectuée la division par 512 du résultat des additions effectuées précédemment et pendant laquelle s'effectue aussi la mémorisation du résultat de cette division, constituant la moyenne mi, dans le registre RA; - une phase 4 pendant laquelle est effectuée la diffé- rence entre le contenu du registre RA et le contenu du registre RB et pendant laquelle est en outre effectuée la comparaison du résultat, au moyen de l'unité CM1, avec le numéro A. Le fait que cette différence ne dépasse pas le numéro A constitue une pre- mière hypothèse i qui est un indice du fait qu'aucun saut de phase ne s'est manifesté, tandis que la condition contraire constitue une deuxième hypothèse 2 et est un indice du fait qu'un saut de phase s'est manifesté. Si la première hypothèse se vérifie le programme opératif prévoit: une phase 5 pendant laquelle est effectuée la mémorisa- tion dans le registre RC de la différence effectuée entre le contenu du registre RA et le contenu du registre RB; - une phase 6 pendant laquelle est effectué le transfert, dans le registre RD, de la moyenne mi contenue dans le registre RA dans le but de transmettre à l'unité UF la valeur de la nou- velle moyenne calculée. Si la deuxième hypothèse se vérifie le programme opé- ratif prévoit: - une phase 7 pendant laquelle est effectuée la diffé- rence entre le contenu du registre RA.et le contenu du- registre RC ainsi que la comparaison du résultat, au moyen de l'unité- CM2, avec le numéro B. Le fait que cette différence ne dépasse pas le numéro B constitue une troisième hypothèse 3 qui est un indice du fait que le transitoire indiqué précédemment est terminé tandis que la condition contraire constitue une quatrième hypothèse 4 qui est un indice du fait que le transitoire n'est pas encore terminé. Si cette troisième hypothèse 3 se vérifie le programme opératif prévoit: une phase 8 pendant laquelle est calculée la nouvelle valeur de réajustement. Celle-ci est obtenue en effectuant la différence entre le contenu du registre RA et le contenu du re- gistre RB et en additionnant la différence au contenu du registre RB; une phase 9 pendant laquelle est mémorisée la nouvelle valeur de réajustement dans le registre RB. Si la quatrième hypothèse 4 se vérifie le programme opératif prévoit une phase 10 pendant laquelle est effectué le transfert du contenu du registre RA dans le registre RD. Suivant une autre forme préférée de réalisation les moyens PM et SM sont réalisés au moyen d'un microprocesseur dont la réalisation est à la portée d'un technicien en la matière. REVENDICATIONS 1. Disposition de circuit apte à synchroniser l'unité de synchronisation d'un central téléphonique de type numérique à impulsions de référence extraites du signal MIC provenant du central-de commutation maître, cette unité de synchronisation comprenant: - un oscillateur local (OL) apte à produire une première fréquence f1; - une unité d'extraction (UE) des impulsions de référence de fréquence f2 par ledit-signal MIC; - un comparateur de phase (CF) apte à rendre disponible en sortie une parole numérique exprimant l'erreur de phase entre la fréquence f1 et la fréquence f2; - une unité fonctionnelle (UF) apte à rendre disponible en sortie le signal d'entrée ou bien un signal obtenu en addi- tionnant au signal d'entrée le même signal une fois qu'il a tra- versé un circuit intégrateur; - - un convertisseur numérique-analogique (DA) apte à convertir le signal numérique qui correspond à la sortie de ladite unité fonctionnelle (UF) dans le signal de contrôle de -20 l'oscillateur local (OL); caractérisée par le fait qu'à la sortie du comparateur de phase sont connectés des premiers moyens aptes à rendre disponible en sortie une première parole numérique exprimant l'erreur de phase moyenne qui se manifeste au cours d'un intervalle de temps ayant une drée-T et par le fait qu'à la sortie des premiers moyens (PM) sont connectés des deuxièmes moyens (SM) aptes à calculer la valeur de la correction, que l'on appellera par la suite réa- justement, à apporter à la première parole numérique afin que le signal disponible à sa propre sortie présente une valeur pré- ?486750 établie, aptes en outre à effectuer la comparaison entre ladite première parole numérique qu'ils reçoivent en entrée à la fin de l'intervalle de temps Ti et la même parole numérique qu'ils reçoivent en entrée à la fin de l'intervalle de temps Ti+, et aptes en outre à corriger la première parole numérique d'une. quantité égale au réajustement calculé précédemment, ou bien aptes à calculer la nouvelle valeur de réajustement, lorsque les grandeurs comparées s'écartent d'une quantité inférieure, ou bien supérieure, à une valeur préétablie. 2. Disposition de circuit suivant la revendication 1 caractérisée par le fait que lesdits premierset lesdits deuxièmes moyens (PM et SM) sont constitués par une unité micro-programmée comprenant: - une mémoire des programmes (MP); - une unité logique et arithmétique (ALU) qui est apte à effectuer les opérations spécifiées par les instructions dis- ponibles à la sortie de la mémoire des programmes; - une pluralité de registres (RA, RB, RC et RD) connectés à l'unité logique et arithmétique (ALU) à travers un bus des données; - - un premier et un deuxième comparateur (CM1 et CM2) dont la première entrée est connectée au bus des données et à la deuxième entrée desquels est appliquée une première, respective- ment une deuxième, parole numérique constituant autant de seuils de référence, et dont la sortie parvient en entrée à la mémoire des programmes. 3. Disposition de circuit suivant la revendication 1 caractérisée par le fait que lesdits premiers et lesdits deuxiè- mes moyens (PM et SM) sont constitués par un micro-processeur.