Brevet FR2531825A1 — publié le 19840217

DI5CRlMJNATEUiR DE SIGNAL UTILE POUR LA RECEZ'FION D'UN SIGNAL NUMéRIQUE TRANSMIS SUR SUPPORT iNFRROUGF- La présente invention est relative å un discriminateur du signal utile destiné à être exploité par l'étage réception d'un système dè transmission numérique sur support infra-rouge. Elle est particulièrement prévue pour être mise en oeuvre dans un dispositif de transmission bidirectionnelle, utilisant la technique de l'alternat synchrone. Les principes d'un tel type de dispositif sont illustres par la- publication de brevet DE-A-2 823 931, par exemple la figure 4. Le dispositif décrit dans la publication DE 823 931 est un appareil d'abonné avec un appareil de base et un combiné sans fil. L'appareil de base contient un émetteur d'impulsions infra-rouges destiné à fournir- les Informations numériques à transmettrè vers le combiné sans fil, et un récepteur d';mpulsions infra-rouges destiné'à recevoir les informations numériques en provenance du combiné sans fil.De la même façon, le combiné sans fil comporte un émetteur et un récepteur d'impulsions infra-rouges afin de pernettre l'échange d'informations entre l'appareil de base et le combiné sans fil. La présente invention repose sur le fait qu'il a été constaté les problèmes suivants: de tels dispositifs présentent un grave inconvénient dans le cas où les séquences d'ìnformations numériques transmises dans les deux sens, sont échangées entre deux paires émetteur-récepteur réglées sur une même longueur d'onde infra-rouge. En effet, chacun des récespteurs reçoit non seulement les trains d'impulsions numériques en provenance de la source émettrice éloignée dans l'espace et génératrice du signal- utile, mais - également une partie du signal correspondant aux trains d'impulsions numériques en provenance de l'émetteur implanté au voisinage de ce récepteur. Ce second type de signal est indésirable au niveau de la réception. A celà s'ajoute, au niveau réception, un certain nombre de signaux parasites supplémentaires : un signal basse fréquence créé au sein de l'élément photorécepteur, ayant pour origine la lumière artificielle (néon, lampe à incandescence) dont la composante essentielle est centrée sur 100 Hz, un signal de bruit dans toute la largeur de la bande passante du récepteur créé par la lumière ambiante, et une composante très basse fréquence crée les variations d'illumination de la lumière ambiante dues à l'interposition d'obstacles tels que des nuages. Etant donné que, pour des questions de rendement des récepteurs, les deux émetteurs optoélectroniques doivent être de préférence réglés tous les deux sur la longueur d'onde optimale, l'invention a pour but de proposer un discriminateur qui extrait, à partir de l'ensemble des signaux détectés, un signal exploitable en ce qui concerne l'information utile, ce signal pouvant être traité par l'unité logique situé en aval de chaque récepteur. En outre, le choix technique de travailler sur deux longueurs d'onde différentes impliquerait la présence de filtres qui, sur le plan pratique, serait irréaliste étant donné l'augmentation du coût qui serait impliquée par une telle présence. L'invention a pour objet un discriminateur du signal utile pour la réception d'un signal numérique transmis dans une liaison bidirectionnelle sur support infra-rouge comportant: - une liaison capacitive pour éliminer la composante trés basse - fréquence engendrée par les variations de la lumière ambiante, - un ensemble de filtrage ayant en cascade, a) un premier circuit de filtrage comportant un circuit soustracteur et un filtre passe-bande le circuit soustracteur ayant une entre gi reçoit signal destiné à être filtré par ledit premier circuit, et une seconde entrée qui reçoit le même signal à travers le filtre passe-bande, et b) un deuxième circuit de filtrage comportant un autre circuit soustracteur et un échantillonneur, ledit autre circuit soustracteur ayant une première entrée qui reçoit le signal filtré par ledit premier circuit de filtrage, et une seconde entrée qui reçoit ledit signal filtré à travers ledit échantillonneur, - un circuit de recalage du signal de sortie de I'ensemble de filtrage par rapport à une tension de référence, et - un circuit interrupteur destiné à être commandé au court-circuit dans des: conditions prédéterminées, de manière a' supprimer les compo santes non désirées du signal de sortie du circuit de recalage. Selon un mode de réalisation préférentiel de l'invention, le circuit be recalage comporte un amplificateur dont l'entrée inverse reçoit le signal de sortie de l'ensemble de filtrage, et un détecteur de valeurs négatives du signal de sortie de cet amplificateur qui est rebouclé sur l'entrée directe de t'amplificateur par un circuit résistance-capacité. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront dans la description qui va suivre, donnée a titre illustratif et non limitatif, en référence aux dessins annexés dans lesquels: la figure 1 illustre les formes d'ondes des 2 signaux numériques existant au niveau du récepteur, - la figure 2 représente l'alteration que subirait ces signaux numériques en cas d'utilisation d'un simple filtre coupe bande, - la figure 3 est un schéma illustrant le première circuit de filtrage du discriminateur, - la figure 4 est un schéma illustrant le deuxième circuit de filtrage du discriminateur, - la figure 5 montre des formes d'ondes de signaux illustrant de manière schématique le fonctionnement du circuit de la figure 4, - la figure 6 est un schéma illustrant le circuit de recalage du signal de sortie dè l'ensemble de filtrage par rapport à une tension de référence, - la figure 7 montre des formes d'ondes de signaux illustrant le Ionctionnement du circuit déla figure 6 et - la figure 8 est un schéma synoptique général illustrant les circuits inclus dans le discriminateur. Sur la figure 1, on a représenté de manière schématique les signaux numériques présents au niveau d'un récepteur; il doit être ici supposé qu'on a fait abstraction des divers signaux parasites qui existent, pour la clarté de l'explication. Bien entendu, ces signaux parasites sont présents dans la - réalité, comme il a déjà été expliqué et comme il sera discuté par la suite. Les signaux numériques se présentent donc, suivant une période T, sous la forme d'un premier bloc, de durée T , d'éléments binaires provenant de l'émetteur "local" ; suivi d'un deuxième bloc, de même durée, d'éléments binaires représentant le signal utile émis par l'émetteur éloigné qui constitue. l'émetteur réellement associé avec le récepteur.Le terme émetteur "local" doit ici être interprété comme désignant l'émetteur physiquement implanté au voisinage du récepteur, et dont les signaux doivent être éliminés avant traitement du signal reçu par Je bloc logique Les blocs de durée 7 sont séparés par des intervalles de temps At comme illustré sur la figure 1. Ainsi on a la relation: T = 2 (T + At) Bien que l'échelle de la figure I ait été volontairement déformée pour la clarté de l'explication, on conçoit que, vu au niveau du récepteur, le signal émis par l'émetteur local a une amplitude beaucoup plus grande que le signal émis par liémetteur éloigné. Le discriminateur comporte en série un certain nombre de circuits dont le signal de sortie global sera le signal utile destiné à être traité par le bloc logique. Il comprend un premier circuit destiné à supprimer le signal parasite engendré par la lumiere artificielle. En première approximation, ce circuit a pour ionction de supprimer essentiellement la composante de fréquence prédominante de 100 Hertz.La solution normale à adopter aurait été d'utiliser un filtre coupe- bande centré sur cette fréquence. Néanmoins il a faillu écarter cette possibilitc" qui aurait pour conséquence de provoqcter, à la fin du signal unipolaire de grande amplitude provenant de l'émetteur "local'", un tratnage se prolongeant durant la réception du signal utile et qui altérerait ce dernier, comme illustré sur la figure-2. C'est pourquoi, il a fallu envisager une solution différente. La solution qui a été retenue est illustrée sur la figure 3.Le signal S à filtrer est d'une part envoyé directement sur l'entrée directe d'un circuit soustracteur 12 et d'autre part sur l'entrée inverse du circuit 12 par l'intermédiaire d'un filtre passe-bande 14 qui reconstituele signal à éliminer avant que celui-ci ne soit soustrait pour délivrer un signal S1. Le circuit 10 ainsi constitué élimine la difficulté précédemment évoquée Il est ensuite nécessaire d'éliminer le reste des composantes à basse-fréquence qui n'ont pas été supprimées Pour ce faire, on procède à un échantillonnage du signal sortant du circuit 10 pendant les périodes de temps At séparant les blocs de signaux numériques provenant de 11 émetteur local et de l'émetteur éloigné.Le signal basse-frequence ainsi reconstitué est soustrait au signal S1 pour délivrer un signal S2. La figure 4 illustre un circuit de filtrage 20 mettant en oeuvre les techniques de l'échantillon- nage :- le circuit 20 comporte un circuit soustracteur 22 dont l'entrée directe reçoit le signal S1 et dont l'entrée inverse reçoit le signal basse-fréquence reconstitué par un échantillonneur 24. Afin d'améliorer la rejection du signal de commande d'échantillonnage, le signal détecté est amplifié (gain A) par un amplificateur 26 avant d'être échantillonné. Le signal échantillonné est ensuite affaibli de la même quantité A dans un circuit d'affaiblissement 28 avant d'etre sous trait. La nature des différents signaux présents dans le circuit 20 est illustrée sur la figure 5. A ce propos, il faut noter que le signal présent sur la sortie'du circuit 22 est en réalité sensiblement différent du signal théorique indiqué sur la figure 5. En effet, il faut noter que le discriminateur, objet de la présente demande, présente également à son entrée une liaison capacitive 1 (Fig. 8) destinée à éviter la transmission vers les étages suivants du signal très basse fréquence, dû aux fluctuations de l'éclairage ambiant.Cette liaison capacitive provoque une perte du signal de référence continue et la transmission aux étages suivants d'un signal alternatif dont la valeur moyenne sera centrée sur leur niveau de polarisation continue; dans le cas où les étages sont réalisés à partir d'amplificateurs opérationnels alimentés entre + V et - V, le signal se centrera sur le niveau Ovolt. Le signal délivré sur la sortie du circuit 24 est donc en réalité un signal bipolaire dont liamplitude varie de part et d'autre de la tension de polarisation de l'étage de sortie. Avant de pouvoir utiliser ce signal, il est donc nécessaire de la recentrer par rapport à une tension de référence qui peut être la masse par exemple. Un exemple de réalisation d'un tel circuit 30 est illustré sur la figure 6.Le circuit 30 de recalage des impulsions par rapport à une tension de référence comporte un amplificateur opérationnel 32 dont l'entrée inverse reçoit le signal en provenance du circuit 20. L'amplificateur est monté de manière à avoir un gain G déterminé par les résistances d'entrée 34 et de contre-réaction 36. La sortie de l'amplificateur 32 constitue également la sortie du circuit 30. Ce dernier comporte également une boucle de retour sur l'entrée directe qui inclut un détecteur actif 38 sensible uniquement aux valeurs négatives du signal de sortie de l'amplificateur 32. Le signal négatif détecté est ensuite réinjecté sur l'entrée directe de l'amplificateur opérationnel 32, après filtrage par un circuit RC de manière à annuler les composantes négatives détectées. Les différents signaux engendrés dans le circuit de la figure 6, sont représentés sur la figure 7. A noter qu'au niveau du signal de sortie, il existe toujours un certain écart e étant donné que l'on procède à une régulation. Le signal ainsi obtenu est transmis vers un égaliseur qui peut être de type classique, afin d'égaliser à un niveau convenable les impulsions destinées à être traitees par l'unité logique.Entre le circuit 30 et l'égaliseur, est disposé un interrupteur électronique 40 (Fig. 8) commandé de manière à être rendu conducteur pendant la transmission des impulsions provenant de l'émetteur ';local". Cet interrupteur est, suivant le mode de réalisation illustré, constitué par un transistor dont le circuit cmetteur-collecteur est monté en inverse et présente l'intérêt de posséder une tension VCE de saturation pratiquement nulle lorsque le transistor est à l'état conducteur. Ainsi, le signal à transmettre ou à supprimer est recru sur l'émetteur du transistor dont la base reçoit le signal de commande. La figure 8 illustre les éléments importants du discriminateur qui vient d'être-décrit. En résumé, on retrouve de l'entrée vers la sortie une liaison capacitive 1, un premier circuit de filtrage du type coupe-bande correspondant au circuit 10 de la figure 3, un second circuit de filtrage avec l'échantillonneur correspondant au circuit 20 de la figure 4, un circuit 30 de recalage par rapport à une tension de référence et un interrupteur 40 supprimant par mise en court-circuit les impulsions délivrées par l'émetteur local. On voit .que ltéchantillonneur et l'interrupteur sont tous deux commandés par des signaux élaboréés par une horloge 50 à travers une logique de commande 51. Bien que l'invention ait été décrite et expliquée pour le traitement de blocs d'impulsions, il va de soi-qutelle estégalement applicable au traitement de tout signal impulsionnel véhiculé sur support infra-rouge, où le même type de problème se pose, en particulier des impulsions isolées du type à modulation de position (PPM). L'invention est applicable dans les transmissions numériques rapides bidirectionnelles sur support infra-rouge, utilsables par exemple en rattachement de terminaux sans fil portables, -terminaux téléphoniques ou de données. Revendications 1 - Discriminateur de signal utile pour 1? réception d'un signal numérique transmis dans une liaison bidirectionnelle sur support infrarouge caractérisé en ce qu')L1 comporte une liaison capacitive (1) pour éliminer la composante très basse fréquence engendrée par les variations de la lumière ambiante, un ensemble de filtrage ayant en cascade, a) une premier circuit de filtrage (10) comportant un circuit soustracteur (12) et un filtre passe-bande (14), le circuit soustracteur ayant une première entrée qui reçoit le signal destiné à être filtré par ledit premier circuit, et une seconde entrée qui reçoit le même signal à travers le filtre passe bande, et b) un deuxième circuit de filtrage (20) comportant un autre circuit soustracteur (22) et un échantillonneur (24), ledit autre circuit soustracteur ayant une première entrée qui reçoit le signal filtré par ledit premier circuit de filtrage (10), et une seconde entrée qui reçoit ledit signal filtré à travers ledit échantillonneur, un circuit (30) de recalage du signal de sortie de 11 ensemble de filtrage (10, 20) par rapport à une tension de référence, et un circuit interrupteur (40) destiné à être commandé au court-circuit dans des conditions prédéterminées, de manière à supprimer les composantes non désirées du signal de sortie du circuit de recalage (30). 2 - Discriminateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le deuxième circuit de filtrage (20) comporte un amplificateur (26) en entrée de l'échantillonneur (24) et un circuit d'affaiblissement (28) en sortie de l'échantillonneur (24), l'amplificateur et le circuit d'affaiblissement ayant respectivement un gain et un affaiblissement égaux en valeur absolue. 3 - Discriminateur selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le circuit de recalage (30) comporte un amplificateur (32) dont l'entrée inverse reçoit le signal de sortie de l'ensemble de filtrage (10, 20) et un détecteur (38) de valeurs négatives du signal de sortie de cet amplificateur, qui est rebouclé sur l'entrée directe de l'amplificateur (32) par un circuit résistance-capacité (RC). 4 - Discriminateur selon l'une quelconque des revendications 3, caractérisé en ce que l'interrupteur commandé (40) est un transistor commandé par sa base et recevant le signal à. transmettre ou à court circuiter sur son émetteur.