Brevet FR2529426A1 — publié le 19831230

GENERATEUR DE FREQUENCES UTILISEES DANS UN AUTOCOMMUTATEUR TEMPOREL NUMERIQUE La présente invention concerne un générateur de fréquences utilisées dans un autocommutateur temporel numérique. Pendant ou avant une conversation entre deux terminaisons analogiques, il est souvent nécessaire d'émettre des fréquences soit de l'une ou l'autre de ces terminaisons vers l'autocommutateur, soit de l'autocommutateur vers l'une ou l'autre de ces terminaisons. Ces fréquences consistent par exemple en un signal de numérotation ou en une tonalité d'invitation à numéroter, de sonnerie, de retour d'appel, d'occupation, d'erreur, etc ... Toutes ces tonalités sont généralement à fréquence unique ou double. Dans la pratique les valeurs de ces fréquences sont soit des multiples de 10 Hz (c'est le cas par exemple pour les diverses tonalités précitées et pour les codes multifréquence R2 et MF Socotel) soit des valeurs particulières non multiples de 10 Hz (c'est le cas du code multifréquence Q 23). Ainsi, le code MF Socotel utilise les fréquences 700, 900, 1100, 1300, 1500, 1700 Hz et 1900 Hz, le code R2 deux groupes de six fréquences: 1380, 1500, 1620, 1740, 1860 et 1980 Hz d'une part, 1140, 1020, 900, 780, 660 et 540 Hz, d'autre part, et le code Q 23 deux groupes de quatre fréquences: 697, 770, 852 et 941 Hz d'une part, 1209, 1336, 1477 et 1633 Hz d'autre part. Quant aux tonalités, elles ont pour fréquences 330, 350, 440, 480 et 620 Hz. Toutes ces fréquences doivent être générées avec la plus grande précision possible, l'erreur maximale tolérée étant généralement de l'ordre de + 0,5 %, sauf pour le code Q 23 où l'erreur admise est de + 1,5 %. Dans un autocommutateur temporel numérique, ces fréquences doivent être générées suivant la technique de. modulation par impulsions codées (MIC), c'est-à-dire conformément au normes internationales, sous forme d'échantillons de huit éléments binaires, ces échantillons se succédant à la fréquence d'échantillonnage F (F étant égal à 8 kHz) et les éléments binaires étant émis sous forme série au rythme de 2,048 MHz ou 1,544 MHz (suivant les pays). Cette technique permet de multiplexer 32 ou 24 intervalles de temps, suivant les pays, sur un meme support de transmission. Pour générer suivant cette technique les différentes fréquences utilisées par l'autocommutateur, il est donc nécessaire d'échantillonner ces fréquences, de coder les échantillons sur huit éléments binaires, et de mémoriser les octets, ou échantillons numériques, ainsi obtenus. Etant donné J a périodicité des signaux à générer, il est suffisant de mémoriser pour chaque fréquence f un nombre d'octets égal au nombre entier "nit' le plus proche du rapport Fr, l'écart entre fur et le nombre entier le plus de F proche de étant représentatif de l'erreur commise lors de la génération de cette fréquence.Ces octets sont stockés sous forme séquentielle dans une mémoire et le système d'adressage de cette mémoire comporte nécessairement un compteur "modulo n" activé par un signal d'horloge de fréquence égale à la fréquence d'échantillonnnage F. La valeur n étant différente pour chacune des fréquences à générer, on est conduit naturellement, suivant la solution classique, à prévoir soit autant de mémoires et autant de compteurs d'adressage de ces mémoires que de fréquences à générer, soit une seule mémoire avec autant de compteurs d'adressage que de fréquences à générer et avec un organe de sélection de l'un de ces compteurs en fonction de la fréquence à générer. La présente invention a pour but de réduire de manière substantielle le nombre de eomposants nécessaires à la génération des différentes fréquences utilisées dans un autocommutateur temporel numérique. Moyennant une simple adaptation du nombre d'octets mémorisés pour chacune des fréquences, le générateur de fréquences suivant l'invention ne nécessite plus en effet qu'une seule mémoire et un seul compteur d'adressage commun à l'ensemble des fréquences à générer. Suivant l'invention, le générateur de fréquences utilisées dans un autocommutateur temporel numérique comporte une mémoire dans laquelle sont stockées des suites d'échantillons numériques représentatives des différentes fréquences à générer et un circuit d'adressage de cette mémoire comportant lui-meme un circuit d'adressage séquentiel des échantillons de chacune de ces suites, le nombre d'échantillons numériques de chaque suite étant fixe et égal à N (avec N entier) et le circuit d'adressage-séquentiel des échantillons de chaque suite comportant un seul compteur modulo N. Les objets et caractéristiques de la présente invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante d'un exemple de réalisation, ladite description étant faite en relation avec le dessin ciannexé représentant un générateur de fréquences conforme à l'invention. Le générateur de fréquences représenté sur la figure comporte une mémoire 1 dans laquelle sont stockées des suites d'échantillons numériques représentatives des différentes fréquences à générer. On a délimité symboliquement ces différentes suites sur la figure. à l'aide de traits horizontaux divisant la mémoire 1 en autant de zones que de fréquences à générer. Le nombre d'échantillons numériques de chaque suite est fixe et égal à N (avec N entier), la valeur N étant déterminée comme on le verra ultérieurement. Les àdresses de cette mémoire proviennent d'un bus d'adresse 2 comportant trois ensembles de fils. Un premier ensemble de fils provient d'un circuit 3 délivrant les adresses correspondant aux différentes suites. Un deuxième ensemble de fils provient d'un circuit 4 déllvrant les adresses correspondant aux différents échantillons numériques d'une meme suite. Un troisième ensemble de fils provient d'un circuit 5 délivrant les adresses correspondant aux différents éléments binaires d'un même échantillon numérique. En effet, dans l'exemple de réalisation décrit, la mémoire 1 est une mémoire à mots de un élément binaire et les données sont disponibles sous forme série sur un bus 6 d'émission MIC connecté directement en sortie de la mémoire 1. Si la mémoire 1 était une mémoire à mots de huit éléments binaires, le circuit 5 serait inutile et les sorties de la mémoire 1 seraient connectées au bus 6 par l'intermédiaire d'un convertisseur parallèle-série activé par le signal d'horloge h. Les circuits 3, 4 et 5 forment un circuit 5' d'adressage de la mémoire 1. Le circuit 5 est un compteur modulo huit, dit compteur d'adressage d'éléments binaires, incrémenté par un signal d'horloge h de fréquence égale à la fréquence d'émission des éléments binaires sur le bus 6 d'émission MIC. Le circuit 4 est un compteur modulo N, dit compteur d'adressage d'échantillons, incrémente par un signal d'horloge H de fréquence égale å la fréquence d'échantillonnage F. Le circuit 3 est un décodeur qui reçoit sur un bus 7 l'adresse de la suite à générer. L'unité de commande de l'autocommutateur (non représentée sur la figure) ayant préalablement choisi un intervalle de temps pour l'émission d'une fréquence, l'adresse de la suite à générer est fournie sur le bus 7, pendant cet intervalle de temps. L'unité de commande de l'autocommutateur fournit en même temps que cette adresse, sur un fil 8, le signal de commande d'une porte à sortie trois états 9 connectée en sortie de la mémoire 1. Ceci permet d'autoriser l'émission de la suite sélectionnée, sur le bus 6 d'émission MIC, pendant l'intervalle de temps sélectionné par l'unité de commande de l'autocommutateur. Contrairement aux systèmes classiques dans lesquels les différentes fréquences sont générées cycliquement, même si elles ne sont pas utilisées, sur un support de transmission (bus MIC ou intervalle de temps d'un bus MIC) spécialisé dans la transmission de ces différentes fréquences, et dans lesquels la commutation de ces différentes fréquences sur les autres supports de transmission en mode MIC se fait au sein du réseau de connexion sous le contrôle de l'unité de commande de l'autocommutateur, ce système d'adressage des différentes suites d'échantillons numériques présente l'avantage de ne pas réserver de support de transmission pour la transmission des différentes fréquences utilisables par l'autocommutateur, c'est-à-dire d'accroître la capacité de l'autocommutateur. La présente invention n'utilise des intervalles de temps que pour les fréquences devant être générées à cet instant. Sur la figure on a également représenté une interface 10 apte à transformer un bus de données 11 venant de l'unité de commande de l'autocommutateur en un bus d'adresse 12 et en un bus de données 13 respectivement raccordés au bus 2 et à un bus 14. Ceci permet de charger la mémoire 1 avec n'importe quelle fréquence à partir de J'unité de commande de l'autocommutateur. Les bus 2 et 12 constituent le bus d'adresse de la mémoire 1, alors que les bus 13 et 14 constituent le bus de données de cette mémoire. On explique maintenant comment déterminer le nombre N d'échantillons numériques commun à l'ensemble des suites stockées dans la mémoire 1. F Soit n le nombre entier le plus proche du rapport f où F désigne la fréquence d'échantillonnage et f toute fréquence à générer. Le nombre n constitue le nombre minimum d'échantillons à mémoriser pour pouvoir générer la fréquence f. Si l'on souhaite maintenant avoir un nombre N d'échantillons, avec N entier, qui soit le même pour toutes les fréquences f à générer, ce nombre N doit être supérieur à F , le rapport Nf désignant alors le nombre de fois où la fréquence f sera générée (nombre de périodes) lors de la lecture de la suite d'échantillons correspondante dans la mémoire 1.Pour obtenir une synthèse correcte des différentes fréquences, il est nécessaire que le début et la fin de chaque portion de sinusolde de fréquence f mémorisée sous la forme d'une suite de N échantillons Nf numériques soient en phase, c'est-à-dire que le rapport F soit entier. Le f nombre N (avec N entier et f entier ou non) doit donc être choisi de manière que, quelle que soit la fréquence f à générer, Nr soit entier, ou sinon le plus proche possible d'un entier. f Si les valeurs N, f et F (avec N entier et F entier ou non) sont telles que quelle que soit la fréquence f à générer, Nf est entier, l'erreur r- commise lors de la génération des fréquences f est nulle. A titre d'exemple, pour des fréquences à générer f multiples de 10 Hz et pour une fréquence d'échantillonnage F égale à 8 kHz, le nombre d'échantillons N est avantageusement choisi égal à 800. Il faut souligner que toute valeur multiple de 800 conviendrait également, la seule différence tenant au volume occupé par la mémoire 1. Pour ces valeurs particulières, l'erreur dans la génération des fréquences f est nulle. En effet le rapport Nf est alors égal à 10, , et par hypothèse f est multiple de 10 10 Hz. Pour ces valeurs particulières le compteur 4 est un compteur à dix éléments binaires qui est remis à zéro lorsqu'il atteint la valeur 800, ou qui, pour une réalisation pratique plus économique, compte jusqu'à 1024 et est alors chargé à la valeur 224 comme début de comptage. S'il n'existe pas de valeur N telle que quelle que soit la fréquence f à Nf f générer, le rapport Nr (avec N entier et F entier ou non) soit entier, le nombre N doit être choisi de manière que quelle que soit la fréquence f à Nf générer, r-soit le plus proche possible d'un entier, l'écart entre cet entier et NFfreprésentant alors l'erreur commise lors de la génération de la fréquence f. Soit f. l'une des fréquences à générer et 8 l'erreur maximum tolérée sur cette fréquence. Le nombre ni d'échantillons à mémoriser par période est tel que: Si l'on désire reproduire la période K. fois dans une suite, on obtent: Le produit Ki ni est égal à N, c'est-à-dire au nombre d'échantillons de la suite. Nous obtenons ainsi un système d'inéquations pour les fréquences f. à générer: Ce système de k inéquations à k + 1 inconnues montre qu'il y a une infinité de solutions. En effet si N échantillons vérifient ce système, 2 N, 3 N, etc ... vérifient également ce système. Une contrainte sur N peut être donnée par le constructeur en fonction de la taille de la mémoire utilisée. Par exemple si on utilise un boitier mémoire de 64 K mots de 1 élément binaire pour générer 16 fréquences différentes le nombre N maximum sera : N# #### , c'est-à-dire N# ##### , soit N# 512 où le chiffre 16 représente les 16 fréquences à générer et le chiffre 8 le nombre d'éléments binaires par échantillon MIC. A titre d'exemple, lorsque les fréquences f à générer sont les fréquences constitutives du code multifréquence Q 23, et lorsque la fréquence d'échantillonnage F est égale à 8 kHz, le nombre d'échantillons N est avantageusement choisi égal à 508. L'erreur dans la génération des fréquences est alors inférieure à + 0,6 %. Pour ces valeurs particulières, le compteur 4 est un compteur à neuf éléments binaires qui compte jusqu'à 508 et est alors remis à zéro, ou pour une réalisation plus économique, compte jusqu'à 512 et est alors chargé à la valeur 4. Toute valeur multiple de 508 conduirait également à une erreur maximum de +0,6%. Avec un nombre N d'échantillons compris entre 500 et 510, ou entre tout multiple de 500 et de 510,1'erreur maximum serait de + 1 %. Avec un nombres N d'échantillons compris entre 374 et 512, ou entre tout multiple de 374 et de 512,1'erreur serait de + 1,5 %. REVENDICATIONS 1. Générateur de fréquences utilisées dans un autocommutateur temporel numérique, comportant une mémoire (1) dans laquelle sont stockées des suites d'échantillons numériques représentatives des diffé- rentes fréquences à générer, et un circuit d'adressage (5') de cette mémoire comportant lui-même un circuit d'adressage séquentiel des échantillons de chacune de ces suites, caractérisé en ce que le nombre d'échantillons numériques de chaque suite est fixe et égal à N (avec N entier) et en ce que le circuit d'adressage séquentiel des échantillons de chaque suite comporte un seul compteur (4) modulo N. 2. Générateur selon la revendication 1, dans lequel F désigne la fréquence d'échantillonnage définissant l'autocommutateur, caractérisé en ce que le nombre N commun à l'ensemble des fréquences à générer est tel Nf que pour toute fréquence f à générer, le rapport F est un nombre entier, l'erreur sur les fréquences à générer étant alors nulle. 3. Générateur selon la revendication 2, dans lequel la fréquence d'échantilonnage F est égale à 8 kHz, et dans lequel les fréquences à générer sont multiples de 10 Hz, caractérisé en ce que le nombre N est égal à 800 ou à tout multiple de 800. 4. Générateur selon la revendication 1, dans -lequel F désigne la fréquence d'échantillonnage définissant l'autocommutateur et b l'erreur maximum tolérée sur les fréquences à - générer, caractérisé en-ce que le nombre N commun à l'ensemble des fréquences à générer vérifie, pour toute fréquence f à générer, l'inéquation suivante: K F/f(1+#)# N # K F/f(1-#) , où K est un nombre entier. 5. Générateur selon la revendication 4, dans lequel la fréquence d'échantillonnage F est égale à 8 kHz, et dans lequel les fréquences f à générer sont les fréquences constitutives du code multifréquence Q 23, caractérisé en ce que le nombre N est égal à 508 ou à tout multiple de 508, I'erreur maximum sur les fréquences générées étant alors de + 0,6 %. 6. - Générateur selon la revendication -4,- dans-lequel- la fréquence d'échantillonnage F est égale à 8 kHz, ét dans lequel les fréquences f à générer sont les fréquences constitutives du code multifréquences Q 23, caractériséen ce que le nombre N est compris entre 500 et 510, ou entre tout multiple de 500 et de 510, J'erreur maximum sur les fréquences générées étant alors de + 1 %. 7. Générateur selon la revendication 4, dans lequel la fréquence d'échantillonnage F est égale à 8 kHz, et dans lequel les fréquences f à générer sont les fréquences constitutives du code multifréquence Q 23, caractérisé en ce que le nombre N est compris entre 374 et 512 ou entre tout multiple de 374 et de 512, I'erreur maximum sur les fréquences générées étant alors de + 1,5 %. 8. Générateur selon l'une des revendications 1 à 7, dans lequel l'autocommutateur comporte une unité de commande, caractérisé en ce que le circuit d'adressage de la mémoire (1) comporte également un décodeur (3) qui reçoit de l'unité de commande l'adresse de la suite à générer, une porte à sortie trois-états (9), commandée par l'unité de commande, étant prévue en sortie de la mémoire (1). 9. Générateur selon l'une des revendications 1 à 8, dans lequel l'autocommutateur comporte une unité de commande qui communique avec l'extérieur au moyen d'un bus (7), caractérisé en ce qu'il comporte un circuit d'écriture de la mémoire (1), comportant lui-meme un décodeur (10) qui transforme le bus (7) en un bus d'adresse (12) et en un bus de données (13) de la mémoire 1.