Brevet FR2520952A1 — publié le 19830805

DISPOSITIF DE CONTROLE AUTOMATIQUE DE GAIN (CAG) A ACTION RAPIDE. L'invention concerne un dispositif de contrôle automatique de gain (CAG) à action rapide, disposé dans la partie à fréquence intermé- diaire d'un récepteur haute fréquence recevant les informations provenant de canaux de transmission multiples avec changememt fréquent de canal, ledit dispositif comportant un amplificateur à CAG commandé lors de l'utilisation d'un canal par l'application d'une tension de commande dont la valeur numérique est prélevée dans une mémoire o elle a été inscrite pendant la précédente utilisation dudit canal et transmise éga- lement à un additionneur pour être ajoutée algébriquement à la valeur numérique d'un signal de correction élaboré dans une chaîne de mesure et de comparaison de la tension de sortie de l'amplificateur à CAG afin de fournir la valeur numérique de la tension de commande corrigée. Dans un poste émetteur-récepteur à modulation d'amplitude, un dis- positif de CAG classique consiste en une boucle d'asservissement compre- nant un amplificateur à gain variable inséré dans la partie à fréquence intermédiaire du récepteur et un circuit d'élaboration de la tension de commande obtenu par détection du signal en sortie de l'amplificateur Un problème 'important et souvent difficile est l'optimisation des constan- tes de temps du dispositif dites de sensibilisation et de désensibilisa- tion, la première étant la plus élevée et atteignant quelques centaines de millisecondes. Dans certains équipements émetteurs-récepteurs utilisés spéciale- ment pour les transmissions de données, celles-ci sont effectuées sui- -vant des canaux multiples utilisés à cadence élevée C'est le cas par exemple des systèmes à liaisons en évasion de fréquence habituellement conçus pour assurer le secret des transmissions et des systèmes à liai- sons multipoints L'intervalle de temps, relatif à un palier de fréquen- ce ou à l'établissement de liaisons avec les points o sont situés di- vers correspondants pouvant être très court, les constantes de temps relativement élevées d'un dispositif à CAG classique constituent la principale limitation de tels systèmes. Un dispositif de contrôle automatique du gain qui réagit plus ra- pidement eu égard à ces conditions particulières d'exploitation et dont la conception est identique à celle déjà mentionnée dans le préambule est décrit dans le brevet français no 2 074 201 concernant un émetteur- récepteur permettant la transmission d'informations à fréquence varia- ble L'amplificateur à CAG est commandé par une mémoire constituée par une matrice à registre à décalage travaillant au rythme des changements de fréquence et ayant autant de positions mémorisées que le nombre de fréquences de la porteuse émise La connaissance de l'état antérieur du niveau de tension de commande mis en mémoire et le fait que lés change- ments de fréquence sont exploités avec une récurrence telle que les va- riations d'affaiblissement du signal entre deux utilisations consécuti- ves de la même fréquence sont relativement faibles permettent de réduire le temps de réponse du dispositif Il faut remarquer cependant que la valeur corrigée de la tension de commande transmise dans le premier re- gistre n'est utilisable pour être réappliquée à l'amplificateur à CAG que lorsqu'elle est parvenue dans le dernier registre, c'est-à-dire au bout d'un intervalle de temps égal à la période de récurrence des fré- quences successives. La présente invention a pour but d'augmenter notablement la rapi- dité et la précision du dispositif en permettant de réutiliser la ten- sion de commande immédiatement après sa correction et en introduisant un moyen de corriger les imperfections des divers éléments de la boucle d'asservissement. A cet effet et conformément à l'invention, l'élaboration dudit signal de correction de la tension de commande pendant laquelle celle- ci est maintenue constante et l'application consécutive de ladite ten- sion de commande corrigée à l'amplificateur à CAG afin de maintenir son niveau de sortie pratiquement constant, sont effectuées pendant une partie du temps d'utilisation dudit canal et peuvent être renouvelées une ou plusieurs fois pendant le reste de ce temps, la dernière valeur numérique de la tension de commande corrigée étant mise en mémoire, ladite mémoire étant une mémoire vive (RAM) adressée par un générateur d'adresses des différents canaux, ladite chaîne de mesure et de compa- raison de la tension de sortie de l'amplificateur à CAG comportant de plus une mémoire morte (PROM) adressée en zones dans lesquelles sont rangées suivant différents niveaux mesurés de la tension de commande les valeurs prédéterminées correspondantes dudit signal de correction, réajustées pour tenir compte des imperfections de l'amplificateur à CAG et de ladite chaîne de mesure et de comparaison, ladite valeur nu- fièrique de la tension de commande prélevée dans la mémoire vive et transmise également à la mémoire morte, déterminant dans celle-ci la zone o l'on doit se situer pour sélectionner ledit signal de correc- tion réajusté dont la valeur numérique est transmise à l'additionneur en sortie duquel on obtient la valeur numérique de la tension de com- mande corrigée, adaptée auxdites imperfections. La description suivante en regard des dessins annexés le tout donné à titre d'exemple fera bien comprendre comment l'inven- tion peut être réalisée. La figure 1 représente le bloc diagramme du dispositif de contrôle automatique de gain à action rapide conforme à l'invention. La figure 2 donne en coordonnées logarithmiques les formes idéale et expérimentale de la caractéristique de gain de l'ampli- ficateur à CAG et de sa chaîne de mesure et de comparaison en fonction de son niveau d'entrée. La figure 3 montre l'adressage en zones de la mémoire morte pour différentes valeurs mesurées de la tension de commande. Le dispositif de contrôle automatique de gain à action rapide représenté sur la figure 1 comporte un amplificateur à C-AG 1 disposé dans la partie à fréquence intermédiaire du récepteur d'un sys- tème à évasion de fréquence par exemple, avec un niveau d'entrée Ve va- riable et un niveau de sortie Vs que l'on cherche à maintenir constant par l'application d'une tension de commande dont la valeur numérique est prélevée dans une mémoire 2 lors de l'utilisation d'une fréquence donnée et ajoutée algébriquement dans un additionneur 3 à la valeur nu- mérique d'un signal de correction élaboré dans une chaîne de mesure et de comparaison de la tension de sortie de l'amplificateur 1 pour four- nir une valeur numérique de la tension de commande corrigée La valeur numérique prélevée est celle qui a été mise en mémoire pendant la précédente utilisation de ladite fréquence Cette valeur est transfor- mée en analogique dans le convertisseur numérique-analogique 4 et ajou- tée en 5 à une tension fixe (VCAG) min qui définit le cas échéant un seuil minimum à la tension de commande VCAG appliquée à l'amplificateur 1 Le signal Vs en sortie de cet amplificateur est détecté et traité dans ladite chaîne de mesure et de comparaison qui comporte un redres- seur 6, un intégrateur à remise à zéro 7, afin d'obtenir une valeur moyenne du signal et un amplificateur logarithmique 8 dont la tension de sortie linéaire en décibels est comparée dans un comparateur 9 à un seuil de tension de valeur V égal à la tension qui serait engendrée en sortie de l'amplificateur logarithmique 8 si l'amplificateur à CAG 1 fournissait sa tension de sortie nominale V On obtient ainsi en sor- tie du comparateur 9 un signal de correction positif ou négatif selon , le sens de l'erreur et dont la valeur est convertie en numérique dans le convertisseur analogique-numérique 10 pour être transmise à l'addi- tionneur 3. Afin d'améliorer le temps de réponse de ce dispositif, il est avantageux de pouvoir réutiliser immédiatement après sa correc- tion la valeur corrigée de la tension de commande transmise à la mémoi- re 2 A cet effet, ladite mémoire est, selon l'invention, une mémoire vive (RAM) recevant d'un générateur d'adresse 12 les adresses des dif- férentes fréquences L'adressage des fréquences qui peut être pseudo- aléatoire provient d'un système de gestion du programme de sélection de fréquence non représenté On suppose que la synchronisation'des pro- grammes de l'émetteur et du récepteur est assurée par toute méthode ap- propriée par exemple au début de l'émission Le signal numérique en sortie de la mémoire 2 est rééchantillonné dans un registre 13 avant sa conversion en analogique Par ailleurs le dispositif conforme à l'invention permet également la correction des imperfections de l'am- plificateur à CAG et de la chaîne de mesure et de comparaison de sa tension de sortie Pour cela, une mémoire morte (PROM) 1 l insérée entre le convertisseur analogique-numérique 10 et l'additionneur 3 est adres- sée en zones dans lesquelles sont rangées suivant les valeurs expéri- mentales de la tension de commande les valeurs correspondantes du si- gnal de correction, réajustées pour tenir compte de ces imperfections. La valeur numérique de la tension de commande prélevée dans la mémoire 2 et transmise à la mémoire 11 détermine dans celle-ci la zone o l'on doit se situer pour sélectionner le signal de correction réajusté Ce signal est transmis à l'additionneur 3 dont la sortie fournit la valeur numérique de la tension de commande corrigée, adaptée auxdites imper- fections. Le fonctionnement de ce dispositif est le suivant Si l'on passe à l'instant t de la fréquence fi à la fréquence fi, la ten- sion de commande (VCAG)i nécessaire au réglage de la boucle d'asservis- Qement à l'instant t et à la fréquence f est d'abord mise en mémoire dans la mémoire vive 2 La valeur (VCAG)j correspondant à la dernière utilisation du canal j est ensuite prélevée dans la mémoire 2, appli- quée à l'amplificateur 1 et maintenue constante pendant une partie du temps d'utilisation du canal j Pendant cette partie de temps, on me- sure et on traite la tension de sortie de l'amplificateur 1 et le ré- sultat de cette mesure et de ce traitement est comparé à un seuil VO correspondant à sa tension de sortie nominale V s Un signal de correc- tion (AVCAG)j est déduit de cette comparaison. La mémoire (PROM) Il serait inutile si les conditions idéales suivantes étaient réalisées: linéarité de la caractéristique de gain de l'amplificateur à CAG, obtention d'une fonction d'amplifi- cation logarithmique parfaite, absence de distorsion du système de me- sure du signal de sortie de l'amplificateur à CAG, en particulier du redresseur On aurait alors dans une représentation en coordonnées lo- garithmiques une variation linéaire de la caractéristique de gain G de l'amplificateur à CAG et de la chaîne de mesure et de comparaison de son signal de sortie en fonction du niveau d'entrée Ve et une mesure rigoureuse en décibels. La figure 2 sur laquelle on a représenté cette varia- tion linéaire idéale (a) avec la variation expérimentale (b) montre l'évolution de leur écart qui croît avec le niveau d'entrée Différents niveaux de la tension de commande appliquée VCA Gld VCAG 2, VCA Gn, sont indiqués en paramètre sur la caractéristique expérimentale. Le rôle de la mémoire morte (PROM) 11 est de corriger les imperfections de l'amplificateur à CAG et de la chaîne de mesure et de comparaison de sa tension de sortie A cet effet, la mémoire morte est divisée en différentes zones représentées sur la figure 3 qui cor- respondent chacune à une valeur de la tension VCAG fournie par la ca- ractéristique expérimentale Un double adressage de cette PROM par les informations numériques de la tension de commande et de son signal de correction permet d'établir une correspondance biunivoque entre le couple tension (VCAG)j appliqué et l'écart, Vs Vso entre la tension de sortie de l'amplificateur 1 et sa valeur nominale d'une part et le ter- me de correction (AVCAG)j d'autre part, la valeur prédéterminée du si- gnal de correction (AVCAG) 1 réajustée pour tenir compte de la non-li- néarité de la caractéristique expérimentale du gain G étant rangée dans la zone de la mémoire 13 correspondant au niveau de (VCAG)j appliqué. La valeur de (AVCAG) lue en mémoire de la PROM est ajoutée algébriquement dans l'additionneur 3 à la valeur de (V CAG)j is- sue de la RAM pour déterminer la valeur de la tension de commande corri- gée. Lorsque la correction a été effectuée, le registre à échantillonnage 13 autorise l'application de cette valeur de la tension de commandé corrigée, via la mémoire 2 rendue transparente et le conver- tisseur numérique-analogique 4, à l'amplificateur 1 de manière à en mo- difier le gain pour rapprocher sa tension de sortie de la valeur nomi- nale souhaitée Ainsi dans un tel dispositif de CAG à action rapide, la correction est consécutive à la mesure, alors que dans un dispositif de CAG classique, la mesure et la correction se font simultanément Pen- dant le reste du temps d'utilisation du canal j, les mêmes opérations de mesure et de correction peuvent être renouvelées une ou plusieurs fois selon le temps d'utilisation du canal au terme duquel la derniè- re valeur de la tension de commande corrigée est mise en mémoire. Il faut remarquer qu'un dispositif de CAG à action ra- pide convient particulièrement bien aux systèmes à transmission de données dont les signaux ont un spectre assez bien concentré et relativement dépourvu de fréquences basses On sait en effet que les fréquences les plus basses du spectre du signal modulant sont d'autant moins bien transmises qu'un tel dispositif est plus rapide, son temps de réponse tendant à se rapprocher du temps de montée du signal B F. REVENDICATION: 1 Dispositif de contrôle automatique de gain (CAG) à action rapide, disposé dans la partie à fréquence intermédiaire d'uin récepteur haute fréquence recevant les informations provenant de canaux de transmission multiples avec changement fréquent de canal, ledit dis- positif comportant un amplificateur à CAG commandé lors de l'utilisa- tion d'un canal par l'application d'une tension de commande dont la valeur numérique est prélevée dans une mémoire o elle a été inscrite pendant la précédente utilisation dudit canal et transmise également à uin additionneur pour être ajoutée algébriquement à la valeur numérique d'un signal de correction élaboré dans une chaîne de mesure et de com- paraison de la tension de sortie de l'amplificateur à CAG afin de four- nir la valeur numérique de la tension de commande corrigée, caractéri- sé en ce que l'élaboration dudit signal de correction de la tension de commande pendant laquelle celle-ci est maintenue constante et l'appli- cation consécutive de ladite tension de commande corrigée à l'amplifi- cateur à CAG afin de maintenir son niveau de sortie pratiquement cons- tant, sont effectuées pendant une partie du temps d'utilisation dudit canal et peuvent être renouvelées une ou plusieurs fois pendant le res- te de ce temps, la dernière valeur numérique de la tension de commande corrigée étant mise en mémoire, ladite mémoire étant une mémoire vive (RAM) adressée par un générateur d'adresses des différents canaux, la- dite chaîne de mesure et de comparaison de la tension de sortie de l'amplificateur à CAG comportant de plus une mémoire morte (PROM) adressée en zones dans lesquelles sont rangées suivant différents ni- veaux mesurés de la tension de commande les valeurs prédéterminées cor- respondantes dudit signal de correction réajustées pour tenir compte des imperfections de l'amplificateur à CAG et de ladite chaîne de mesu- re et de comparaison, ladite valeur numérique de la tension de commande prélevée dans la mémoire vive et transmise également à la mémoire morte, déterminant dans celle-ci la zone o l'on doit se situer pour sélection- ner ledit signal de correction réajusté dont la valeur numérique est transmise à l'additionneur en sortie duquel on obtient la valeur numéri- que de la tension de commande corrigée, adaptée auxdites imperfections.