Brevet FR2542532A1 — publié le 19840914

Circuit de récupération du rythme d'une transmission synchrone de données utilisant une combinaison des codes biphase L et biphase modifié La présente invention concerne les transmissions synchrones de données utilisant un signal qui, en bande de base, est formé d'une succession d'éléments de signal à deux niveaux sans recouvrement, isochrones de durée T pouvant prendre l'une des quatre formes définies par les fonctions + signe (sin 2 T t) ; + signe (cos 2t) Ces transmissions synchrones de données résultent d'une combinaison des codes biphase L et biphase modifié. Le biphase L également connu sous la dénomination "Manchester" transforme une suite d'informations binaires disponibles à la cadence 1/T en un signal de transmission formé d'une succession d'éléments de signal à deux niveaux, isochrones et sans recouvrement présentant en milieu de période une transition dont le sens dépend de la valeur de l'information binaire codée. Le biphase modifié transforme une suite d'informations binaires disponibles à la cadence 1/T en un signal de transmission formé d'une succession d'éléments de signal à deux niveaux, isochrones et sans recouvrement, présentant deux transitions de sens opposés à la fin des premier et troisième quarts de période, le sens de la première transition dépendant de la valeur de l'information binaire codée. Les signaux résultant des codes biphase L et biphase modifié ont, pour une période Baud 1/T identique, des lobes principaux du spectre de fréquence de même largeur 0,2/T avec un maximum décalé vers les basses fréquences pour le biphase L et vers les hautes fréquences pour le biphase modifié. Ils présentent la particularité de pouvoir être consi dérés comme des modulations à double bande latérale de deux fonctions de Walsh en quadrature :: signe (sin 2 # t), signe (cos 2 #t) T T et de pouvoir être combinés par une modulation en quadrature pour définir un code dont le signal en ligne z'(t) peut stexprimer à un facteur multiplicatif près, par aK et bK étant deux suites synchrones d'informations binaires à transmettre de valeur + 1 disponibles à la cadence 1/T et d(t-KT) une fonction du temps ayant une valeur unitaire sur le Kième intervalle Baud et nulle en dehors.Ce code présente l'intérêt de doubler le débit d'informations par rapport aux codes biphase L et biphase modifié sans pour autant doubler la largeur de bande occupée Son élément de signal peut prendre une parmi quatre formes possibles qui sont définies par les fonctions + signe (sin T 25 > t) + ~ signe (cos T t) et qui peuvent se distinguer les unes des autres à partir des valeurs prises par les niveaux au cours de leurs deuxième et troisième quarts de période. Avec ce genre de code de transmission, il est facile de repérer dans le signal reçu, placé en bande de base, les périodes Baud des éléments de signal à K 19/2 près en se synchronisant sur les transitions mais il est plus difficile de lever l'incertitude de K7/2. En effet, il n'est plus possible de lever cette incertitude comme celle de K apparaissant avec le biphase L en distinguant les transitions en milieu de période Baud de celles en extrémités de période Baud par le fait que les unes apparaissent systématiquement et les autres non ou comme celle de K^5/2 apparaissant avec le biphase modifié en se basant sur l'absence systématique de transition en milieu de période Baud car ces deux critères ne sont plus valables. La présente invention a pour but de résoudre le problème précité à l'aide d'un circuit simple, facile à réaliser sous forme numérique. Elle a pour objet un circuit de récupération de rythme comportant un circuit de sélection triant, parmi les transitions du signal reçu placé en bande de base, les transitions séparées de celles qui les précèdent immédiatement sensiblement de la durée d'un élément de signal et une base de temps qui est synchronisée sur les transitions triées par le circuit de sélection et qui délivre le rythme récupéré des éléments de signal. Selon un mode préféré de réalisation, la base de temps comporte un oscillateur délivrant un signal d'horloge à une cadence multiple de celle des éléments de signal et un diviseur qui engendre un premier signal de rythme récupéré à partir dudit signal d'horloge et qui est remis à zéro à chaque transition retenue par le circuit de sélection. L'oscillateur est avantageusement muni d'une boucle à verrouillage de phase à forte constante de temps asservie au signal de sortie du diviseur de manière à engendrer un deuxième signal de rythme récupéré dépourvu de gigue et de sauts de phase parasites. Toujours selon un mode préféré de réalisation, le circuit de sélection des transitions comporte : - un détecteur de transition engendrant une impulsion de courte durée en réponse à chaque transition du signal reçu placé en bande de base, - une porte assurant le triage des impulsions, intercalée entre la sortie du détecteur de transition et une entrée de synchronisation de la base de temps, - un compteur de temps remis à zéro par les impulsions du détecteur de transition engendrant un ordre d'ouverture de la porte lorsque son compte atteint la valeur d'une durée donnée légèrement inférieure à celle d'un élément de signal - et un circuit de maintien dudit ordre pendant un court moment intercalé entre le compteur et la porte. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront des revendications jointes et de la description ci-après d'un mode de réalisation donné à titre d'exemple. Cette description sera faite en regard du dessin dans lequel La figure 1 représente le schéma d'un circuit de récupération de rythme selon l'invention et la figure 2 est un diagramme de courbes explicitant le fonctionnement du circuit de récupération de rythme de la figure 1. Dans un signal résultant d'une succession Jointive, sans recou vrement, d'éléments de signal isochrones de durée T pouvant prendre l'une des quatre formes possibles définies par les fonctions + signe (sin 21tt) + signe (cos on observe que les transitions consécutives sont espacées d'une durée inférieure à celle T d'un élément de signal à la seule exception près du cas de deux éléments consécutifs ayant des formes définies pour l'un par la fonction + signe (sin 2 trot) et pour l'autre par la fonction - signe (sin 2t) où les transitions de milieu de période de chaque élément de signal se suivent à un intervalle de temps T sans être séparées par d'autres transitions.Les transitions séparées de celles qui les précèdent immédiatement de la durée T d'un élément de signal repèrent donc à coup sûr le milieu de période d'un élément de signal. En admettant que les quatre formes d'un élément de signal soient équiprobables ce qu'il est toujours possible d'obtenir par un embrouillage préalable des données à transmettre, la probabilité pour que l'on ait une succession de deux éléments de signal donnant lieu à deux transitions consécutives séparées de la durée T d'un élément de signal est de un huitième. Cela correspond à une fréquence moyenne d'apparition de ces dernières transitions égale au seizième du débit binaire de la transmission ce qui est amplement suffisant pour une synchronisation de rythme. La figure 1 représente le schéma d'un circuit de récupération de rythme synchronisé par les transitions séparées de celles qui les précèdent immédiatement sensiblement de la durée T d'un élément de signal. Celui-ci comporte une base de temps 10 synchronisée par un circuit de sélection des transitions 20 précédé d'un circuit de mise en forme 30. La base de temps 10 comporte un oscillateur contrôlé en tension 11 engendrant un signal d'horloge H1 dont la fréquence est très grande par rapport à celle du rythme des éléments de signal reçus et égale à un multiple entier m de celle-ci, un diviseur par m 12 formé d'un compteur par m incrémenté par le signal d'horloge H1 et remis à zéro par le circuit de sélection des transitions 20 à chaque apparition, dans le signal reçu, d'une transition séparée de celle qui la précède immédiatement d'une durée sensiblement égale à celle, référencée T, d'un élément de signal et une boucle à verrouillage de phase formée d'un autre diviseur par m 13 fonctionnant à partir du signal d'horloge H1, d'un comparateur de phase 14 opérant sur les signaux de sortie des deux diviseurs 12 et 13, et d'un filtre intégrateur 15 intercalé entre le comparateur de phase 14 et une entrée de contrôle en tension de l'oscillateur 11. Le diviseur par m 12, remis à zéro par le circuit de sélection des transitions 20, délivre un premier signal de rythme récupéré synchronisé sur les milieux de période des éléments de signal reçu. Ce premier signal de rythme récupéré n'est pas utilisable tel quel car il reproduit la gigue de phase affectant les transitions utilisées pour la synchronisation et peut comporter des sauts de phase erronés dus à un triage imparfait des transitions provoqué par les déformations subies en ligne par le signal de tranmission. La boucle à verrouillage de'phase assure un filtrage de cette gigue et de ces sauts de phase parasites et délivre, en sortie de son diviseur par m 13, un deuxième signal de rythme récupéré synchronisé avec les débuts des éléments de signal reçu, utilisable pourle décodage de ces derniers. Le circuit de sélection des transitions 20 comporte un détecteur de transition 21 placé en tête transformant chaque transition des éléments de signal reçu en impulsion, une porte de triage 22 intercalée entre la sortie du détecteur de transitions 21 et une entrée de synchronisation de la base de temps 10, un compteur de temps 23 qui est remis à zéro par les impulsions du détecteur de transition 21 et qui engendre un ordre d'ouverture de la porte de triage 22 lorsqu'il atteint la valeur d'une durée donnée légèrement inférieure à celle d'un élément de signal, et un circuit de maintien 24 dudit ordre pendant un court moment, intercalé entre le compteur de temps 23 et la porte de triage 22. Le détecteur de transition 21 peut être formé d'une porte logique de type "ou exclusif" reliée par ses deux entrées à celle du circuit de sélection des transitions 20, l'une directement et l'autre par lsinter- médiaire d'un circuit à retard, par exemple de type RC, déterminant la largeur de l'impulsion émise, largeur qui est choisie inférieure à la période du signal d'horloge H1 de la base de temps 10 mais suffisante pour provoquer la remise à zéro du compteur par m 12 de la base de temps 10 et du compteur de temps 23. Le compteur de temps 23 est incrémenté par le signal d'horloge H1 de la base de temps 10. Il est constitué de deux circuits de comptage en série 230 et 230'. Le circuit de comptage 230 est un compteur-diviseur par n fonctionnant à partir du signal d'horloge H1 et délivrant un signal d'horloge H2 qui a une fréquence huit fois supérieure à celle des éléments de signal. Le circuit de comptage 230' est formé d'un compteur par huit 231 qui est incrémenté par le signal d'horloge H2 et dont les sorties parallèles QO' Q1 et Q2 sont reliées aux entrées d'une porte logique de type "et" 232 dont la sortie constitue celle du circuit de comptage 230'.Les comptes des deux circuits de comptage 230 et 230' sont remis à zéro par les impulsions du détecteur de transition et les signaux de sortie de ces deux circuits sont délivrés en sortie du compteur de temps 23. Le circuit de comptage 230' est à déclenchement sur front montant, le signal d'horloge H2, de support cyclique 1/2 entre deux impulsions du détecteur de transition 21, présentant par exemple ici un front montant lorsque le compte du circuit de comptage 230 passe à zéro. Un ordre d'ouverture de la porte de triage 22 est émis par le 15 compteur de temps 23 chaque fois que celui-ci arrive à la valeur 16 T. Un tel ordre se traduit en sortie du compteur de temps 23 par un front descendant du signal d'horloge H2 se produisant alors que le signal fourni par le circuit de comptage 230' est au niveau logique 1 indiquant que ce circuit de comptage est à sept unités de comptage ce qui représente la valeur approchée par défaut de 15 T mesurée à l'aide du 16 signal d'horloge H2. Le circuit de maintien 24 est formé d'une bascule de tvpe D à déclenchement sur front descendant qui est connectée par son entrée D à la sortie du circuit de comptage 230' et qui est cadencée par le signal d'horloge H2. Cette bascule enregistre chaque ordre d'ouverture de la porte de triage 22 donné par le compteur -de temps 23 et maintient cet ordre jusqu'au premier front descendant du signal H2 suivant cet ordre où celui-ci est alors effacé. La porte de triage 22 est une porte logique de type "et" à deux entrées connectées l'une à la sortie du détecteur de transition 21 et l'autre à la sortie Q de la bascule de type D du circuit de maintien 24. Le fonctionnement du circuit de sélection des transitions 20 est illustré par la figure 2 qui est un diagramme de courbes tracées en fonction du temps illustrant les états des sorties de ses principaux éléments. La courbe a donne un exemple d'une succession de trois éléments de signal reçu dont les limites sont repérées par des verticales en pointillés. Seule la dernière transition qui est séparée de celle qui la précède d'une durée égale à celle T d'un élément de signal convient pour la synchronisation. La courbe b représente le-train d'impulsions correspondant engendré par le détecteur de transition 21. La courbe c représente le signal d'horloge H2 qui est à une fréquence huit fois supérieure à celle du rythme des éléments de signal. La remise à zéro du circuit de comptage 230 fait coïncider ses fronts mon -tants avec les impulsions de détecteur de transition 21. La courbe d représente le signal de' la sortie QO du compteur 231 qui est à une fréquence moitié de celle du signal d'horloge H2 et dont les transitions correspondent aux fronts montants de ce dernier. La remise à zéro du compteur 231 fait coincider ses fronts descendants avec les impulsions du détecteur de transition 21. La courbe e représente le signal de la sortie Q1 du compteur 231 dont la fréquence est égale au quart de celle du signal d'horloge H2 et dont les transitions correspondent à des fronts montants de ce dernier. Les première et troisième impulsions du détecteur de transition (courbe b) ont pour effet de le maintenir à l'état bas. La courbe f représente le signal de la sortie Q2 du compteur 231 dont la fréquence est égale au huitième de celle du signal d'horloge H2 et dont les transitions correspondent à des fronts montants de ce dernier. Il ne parvient à l'état haut que lorsque deux transitions consé cutives détectées par le détecteur de transition sont séparées par plus d'une demi-période d'un élément de signal. La courbe g représente le signal de sortie de la porte logique 232 qui est également celui de la sortie du circuit de comptage 230'. Ce signal n'est au niveau logique 1 que lorsque les trois sorties parallèles QO Q1, Q2 du compteur 231 le sont également c'est-à-dire pendant une période du signal d'horloge H2 si le compteur 231 a pu compter pendant une durée égale à sept huitième de la période d'un élément de signal. La courbe h représente le signal de sortie du circuit de maintien 24 qui n'est autre que le signal de sortie du circuit de comptage 230' échantillonné sur les fronts descendants du signal d'horloge H2. La courbe j représente le signal de sortie de la porte 22 qui n'est autre que celui du circuit des sélections des transitions 20 et qui est formé des impulsions du détecteur de transition 21 qui sont séparées de celles qui les précèdent immédiatement d'une durée sensiblement égale à celle T d'un élément de signal.- La courbe k représente le premier signal de rythme récupéré qui est issu du diviseur par m 12 de la base de temps 10 et qui est synchronisé avec les milieux de certains éléments de signaux dont le dernier de la succession de trois représenté par la courbe a. Dans la figure 2, on a illustré un cas où les transitions du signal reçu coincident avec les fronts montants du signal d'horloge H2. Bien entendu, en raison par exemple d'une gigue de phase affectant les transitions du signal reçu, il peut exister un léger décalage entre ces transitions et les fronts montants du signal d'horloge H2. Il est facile de voir que la porte de triage 22 est ouverte à toute impulsion engendrée par le détecteur de transition 21 correspondant à une transition séparée de celle qui la précède immédiatement d'une durée supérieure à (T - T ) mais inférieure à (T + T16), cette porte se refermant au bout 16 16' d'-une durée égale à T après le passage d'une telle impulsion. On peut, sans sortir du cadre de l'invention modifier certaines dispositions ou remplacer certains moyens par des moyens équivalents. REVENDICATIONS 1/ Circuit de récupération du rythme d'une transmission synchrone de données utilisant un signal qui, en bande de base, est formé d'une succession d'éléments de signal à deux niveaux, sans recouvrement, isochrones de durée T pouvant prendre l'une des quatre formes définies par les fonctions (sîn 2t + 2 ; signe T > - signe (con T caractérisé en ce qu'il comporte un circuit de sélection des transitions (20) triant, parmi les transitions du signal reçu placé en bande de base, les transitions séparées de celles qui les précèdent immédiatement sensiblement de la durée d'un élément de signal et une base de temps (10) qui est synchronisée sur les transitions triées par le circuit de sélection (20) et qui délivre le rythme récupéré des éléments de signal. 2/ Circuit selon la revendication 1, caractérisé en ce que la base de temps (10) comporte un oscillateur (11) délivrant un signal d'horloge à une cadence multiple de celle des éléments de signal et un diviseur (12) qui engendre un premier signal de rythme récupéré à partir dudit signal d'horloge et qui est remis à zéro à chaque transition retenue par le circuit de sélection (20). 3/ Circuit selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'oscillateur (11) de la base de temps (10) est muni d'une boucle à verrouillage de phase à forte constante de temps asservie au signal de sortie du diviseur (12), ladite boucle comportant un autre diviseur (13) engendrant à partir dudit signal d'horloge un deuxième signal de rythme récupéré dépourvu de gigue, un comparateur de phase (14) recevant en entrée les premier et deuxième signaux de rythme récupéré et un filtre passe-bas (15) à forte constante de temps intercalé entre la sortie du comparateur de phase (14) et une entrée de commande en tension de la fréquence de l'oscillateur (11). 4/ Circuit selon la revendication 1, caractérisé en ce que le circuit de sélection des transitions (20) comporte - un détecteur de transition (21) engendrant une impulsion de courte durée en réponse à chaque transition du signal reçu placé en bande de base, - une porte (22) qui assure le triage des impulsions et qui est intercalée entre la sortie du détecteur de transition (21) et une entrée de synchronisation de la base de temps (10), - un compteur de temps (23) qui est remis à zéro par les impulsions engendrées par le détecteur de transition (21) et qui engendre un ordre d'ouverture de la porte (22) lorsque son compte atteint la valeur d'une durée donnée légèrement inférieure à celle d'un élément de signal - et un circuit de maintien (24) dudit ordre pendant un court moment, intercalé entre le compteur de temps (23) et la porte (22). 5/ Circuit selon la revendication 4 dans lequel le compteur de temps (23) est incrémenté par un premier signal d'horloge définissant des intervalles de temps élémentaires très petits par rapport à la durée d'un élément de signal mais supérieurs à la durée des impulsions du détecteur de transition (21), caractérisé en ce que ledit compteur de temps (23) est constitué de deux circuits de comptage (230 et 230') en série dont le premier (230) de la serie, incrémenté par le premier signal d'horloge, délivre un deuxième signal d'horloge définissant des intervalles de temps élémentaires petits par rapport à la durée d'un élément de signal, et dont le second (230') délivre un signal indiquant si la valeur de comptage de ce second circuit de comptage (230') correspond ou non à la valeur approchée par défaut de ladite durée donnée mesurée à l'aide du deuxième signal d'horloge, et en ce que le circuit de maintien (24) est formé d'une bascule de type D qui est connectée par son entrée D à la sortie du second circuit de comptage (230') et qui reçoit le deuxième signal d'horloge sur son entrée d'horloge, ledit second circuit de comptage (230') et ladite bascule étant déclenchés sur des fronts de sens différents du deuxième signal d'horloge. 6/ Circuit selon la revendication 5, caractérisé en ce que le premier signal d'horloge est engendré par la base de temps (10).