Brevet FR2559000A1 — publié le 19850802

i Dispositif correcteur des distorsions d'amplitude du premier et du deuxième ordre du spectre d'un signal numérique La présente invention concerne un dispositif correcteur des dis- torsions d'amplitude du premier et du deuxième ordre du spectre d'un signal numérique crées lors de troubles de propagation dus à des trajets multiples. Elle s'applique notamment à la réalisation des filtres autocorrecteurs des chaînes d'amplification à fréquence intermédiaire des émetteurs-récepteurs de faisceaux hertziens numériques, o les signaux numériques sont modulés par saut de phase et filtrés dans la bande de Nyquist. Pour limiter l'occupation spectrale théoriquement infinie des signaux numériques modulés en phase, constitués par des symboles de durée déterminée 0, il est connu de placer, dans la chaine de transmis- sion, un filtre à flancs raides présentant peu de distorsion de temps de propagation de groupe et dont la bande passante, encore appelée bande de Nyquist, est égale à 2a Lorsque des troubles de propagation apparaissent les suroscilla- tions du signal temporel obtenu ne sont pas toutes nulles aux instants caractéristiques multiples de O des symboles suivants et une distorsion intersymbole se produit. On remédie en partie à cet inconvénient en plaçant des cellules correctrices qui permettent d'égaliser l'énergie ou l'amplitude de chaque raie du spectre d'un symbole filtré dans une bande de fréquence égale à l +r réatu ofiin 2'-- r étant un coefficient inférieur à l'unité généralement désigné sous le nom de "Roll off". Les cellules correctrices permettent soit de compenser les variations d'amplitude du premier ordre des raies du spectre qui sont à peu près linéaires en fonction de la fréquence f = 2 de chaque raie, soit encore de compenser des variations d'amplitude du deuxième ordre des raies du spectre qui peuvent être assimilées à une loi à peu près parabolique formant un creux ou un bombé sur la courbe d'amplitude du spectre sans apporter de distorsions supplémentaires de variations de temps de propagation de groupe. Pour corriger les distorsions d'amplitude du premier et du deu- xième ordre il est connu de mettre en série deux cellules correctrices dont l'une corrige les distorsions d'amplitude du premier ordre et la deuxième les distorsions d'amplitude du second ordre. La correction d'amplitude du premier ordre est obtenue en donnant à la première cellule une fonction de transfert H(jw) de la forme A0 (l+acos. T) et à la deuxième cellule une fonction de transfert H'(juJ) pouvant être exprimée sous la forme A'0 (l+a' cos w T'). Comme les deux cellules sont montées en série, la fonction de transfert globale des cellules est égale au produit des fonctions de transfert de la première et la deuxième cellule. Ce produit peut être exprimé sous la forme H(jw) x H'(j v) = A0 A'0 x (l+ a cos wT + a'cosuiT' + aa' cos w T COS UJT') Dans cette expression les valeurs T et T' dépendent des consti- tuants de chaque cellule et ces valeurs sont choisies pour permettre la correction des distorsions d'amplitude qui apparaissent autour d'une fré- quence centrale fc de fonctionnement, les valeurs T et T' pouvant être déterminées pour qu'autour de cette fréquence la réponse en amplitude- fréquence des cellules corresponde approximativement, soit à une droite, soit à une parabole dont le sommet est centré sur la fréquence centrale de fonctionnement. Ce mode de réalisation a toutefois pour inconvénient que la fonction de transfert globale des cellules ainsi obtenue comporte un terme parasite égal à A A' cos W r cos w T' qui suivant les signes des coefficients A et A' peut aller quelquefois à l'encontre des corrections souhaitées. Le but de l'invention est de pallier l'inconvénient précité. A cet effet, l'invention a pour objet un dispositif correcteur des distorsions d'amplitude du premier et du deuxième ordre du spectre d'un signal numérique, caractérisé en ce qu'il comprend un filtre dont la fonction de transfert globale H(jw) est de la forme H(jw) = 1 + a coswT0 + a' coswT'0, les constantes de temps T et T' étant déterminées pour satisfaire les 2K+l1 K' I a relations T 0 2 x 1 et = x, a et a' étant des constantes, K 0 4 fc 2fc et K' étant des nombres entiers positifs et fc représentant la fréquence autour de laquelle doit s'effectuer la correction, le filtre comprenant un premier atténuateur couplé entre l'entrée et la sortie du filtre à travers une première ligne à retard à constante de retard fixe t, un deuxieme atténuateur couplé entre l'entrée et la sortie du filtre à travers une deuxième ligne à retard courtcircuitée sur elle-même, de constante de retard T1 égale approximativement à 2 fois la constante de retard T0 de la première ligne à retard, un troisième atténuateur couplé entre l'entrée et la sortie du filtre à travers une troisième et quatrième ligne à retard branchées en parallèle, la troisième ligne à retard ayant une constante de retard T2 égale à la différence T - Tl'0 de la constante de retard de la première ligne de retard avec la constante de retard T''0 et la quatrième ligne à retard ayant une constante de temps de retard T3 égale à la somme de la constante de retard T0 de la première ligne à retard avec la constante de temps T' '0. ' D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la description faite au regard des dessins annexés donnés uniquement à titre d'exemple et qui représentent: - la figure I le schéma de principe du dispositif correcteur des distorsions d'amplitude du premier et du deuxième ordre du spectre d'un signal numérique selon l'invention; - la figure 2 la réponse amplitude de fréquence du filtre représen- té à la figure I; - la figure 3 un mode de réalisation d'un dispositif correcteur selon l'invention. Le dispositif correcteur des distorsions d'amplitude du premier et du deuxième ordre du spectre d'un signal numérique représenté à la figure I comprend un filtre transverse composé de trois atténuateurs 1, 2 et 3 dont les entrées respectives sont couplées à l'entrée E du dispositif correcteur par l'intermédiaire de lignes à retard 4, 5, 6 et 7 de constantes de retard respectives To, 'T T2 et T3. Les sorties de chacun des atténuateurs 1, 2 et 3, sont reliées ensemble à la sortie S du dispositif correcteur. La ligne à retard 5 de constante de retard T1 est court- circuitée sur elle-même par une ligne conductrice 8. Le filtre représenté à la figure 1 a une fonction de transfert qui peut être mise sous la forme -ju'0 juJTI -j,'t2 jJt3 H(ju,)=A0E +A1 E +A1 +A2E +A2E (1) 255900 0 ou encore sous la forme 2A2 H(j)= A0e 2Al- coso0 + - co12 s j (2) si les retards Tl ' T2 et t3 de l'équation (1) ont respectivement pour valeurs 1 = 2 T (3), T T r0T -t' (4) T2 = T0 - '0 et T3 = TO + T' (5) Suivant les valeurs des coefficients A1 ou A2 la fonction de transfert H(jwu) exprimée suivant l'équation (2) peut être représentée à la manière de la figure 2, par un cosinusoTde de période L ou l en T0 -- t0 graduant l'axe des abscisses en fréquence ou en u.T. En choisissant judicieusement les valeurs de T0 et T'0 il est possible sur la figure 2 de placer la fréquence centrale de fonctionnement du dispositif correcteur soit aux points PI, P3' P7 etc... pour lesquels la cosinusolde représentée s'annule afin d'obtenir autour de ces points une variation d'amplitude à peu prés linéaire, soit encore, aux points P0, P2 ' P4 ' P6 etc... pour lesquels la cosinusolde représentée passe par une amplitude maximale de façon à obtenir autour de ces points une correction en amplitude du deuxième ordre de type "creusé bombé". Des corrections du premier ordre autour d'une fréquence centrale fc seront obtenues par exemple chaque fois que la relation: w T0 = 21r fc To = (2k+l) (6) sera vérifiée, quelque soit la valeur positive ou nulle du nombre entier k. La valeur à donner à la constante TO sera égale dans les conditions de l'équation (6) à: WT = 2k+1 (7) Par contre les corrections du deuxième ordre autour de la fréquence centrale fc pourront être obtenues en choisissant le coefficient T'0 de façon à vérifier la relation uW T'0 = 2r fc T'0 = 2 k (8) ou encore tel que: u k' I (9) 0'- 2 f c k' étant un nombre entier de valeur positive ou nulle. En reportant les valeurs de t0 et T'0 des relations (7) et (9) dans les relations (3), (4) et (5) on peut déduire les valeurs des constantes t1 t2 et T3 à donner aux lignes à retard 4 à 7 du dispositif de l'invention représenté à la figure 1. Ces valeurs sont les suivantes: 2k+l I (10) T10 4 f c 2k+l I 11 2k2kk'+1 I(12) to- 4 f. (10) 1-2 c4 f et *r3= 2k-2k'+l I (13) et T3 4 f (13) c Une variante de réalisation du dispositif correcteur selon l'inven- tion est représentée à la figure 3. Le filtre représenté dans le mode de réalisation de la figure 3 comprend comme dans le cas de la figure 1 des atténuateurs 1, 2, 3 couplés à l'entrée E du filtre au travers de lignes à retard 4, 5, 6 et 7. A la différence de la figure 1, des coupleurs 9, 10, 11 sont prévus entre l'entrée E du filtre et les lignes à retard 4, 5, 6 et 7 et des coupleurs 12, 13 sont prévus entre d'une part la ligne à retard 5 et l'atténuateur 2, et d'autre part entre les lignes à retard 6 et 7 et l'atténuateur 3, ces coupleurs étant nécessaires pour permettre le fonctionnement du dispositif correcteur selon l'invention en hautes fréquences voisines par exemple de 70 MHz. Le coupleur 9 relie l'entrée E du filtre à l'entrée de la ligne à retard 4 ainsi qu'à l'entrée des coupleurs 10 et 11. Une sortie du coupleur 10 est reliée à l'entrée de la ligne à retard 5 et une autre sortie du coupleur 10 est reliée à la ligne 8 à une entrée du coupleur 12. Le coupleur 11 a une première sortie reliée à l'entrée de la ligne à retard 6 et une deuxième sortie reliée à l'entrée de la ligne à retard 7. Le coupleur 12 assure le couplage entre les sorties de la ligne à retard 5, la ligne 8 et l'entrée de l'atténuateur 2. Le coupleur 13 assure le couplage entre la sortie de la ligne à retard 6, la sortie de la ligne à retard 7 et l'entrée de l'atténuateur 3. Les sorties des atténuateurs 1, 2 et 3 sont reliées respectivement aux entrées d'un circuit additionneur 14, qui fournit sur sa sortie S le signal numérique corrigé. REVENDICATIONS 1. Dispositif correcteur des distorsions d'amplitude du premier et du deuxième ordre du spectre d'un signal numérique, caractérisé en ce qu'il comprend un filtre dont la fonction de transfert globale H(jwu) est de la forme H(juj) = 1 + a cos u TO0 + a' cos Uto'0, les constantes de temps T et T'0 étant déterminées pour satisfaire les relations TO = 2 K+l x L et 1K-=T ct T'0 =2 x - - K- et K' étant des nombres entiers positifs, et fc représentant la fréquence autour de laquelle doit s'effectuer la correction, le filtre comprenant un premier atténuateur (1) couplé entre l'entrée et la sortie du filtre à travers une première ligne à retard (4) de constante de temps de retard fixe TO, un deuxième atténuateur (2) couplé entre l'entrée et la sortie du filtre à travers une deuxième ligne à retard (5), court-circuitée sur elle-même, de constante de retard T1 égale à 2 fois la constante TO0 de la première ligne à retard, un troisième atténuateur (3) couplé entre l'entrée et la sortie du filtre à travers une troisième (6) et une quatrième lignes à retard (7) branchées en parallèle, la troisième ligne à retard (6) ayant une constante de retard t3 égale à la différence TO -t'0 de la constante de retard de la première ligne de retard (4) avec la constante de retard T'0 et la quatrième ligne à retard (7) ayant une constante de retard t4 égale à la somme à la constante de retard TO0 de la première ligne à retard (4) avec la constante de temps T'0 ' 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le rapport d'atténuation du premier atténuateur (1) est fixe. 3. Dispositif selon l'une quelconque des revendications I et 2, caractérisé en ce que les atténuateurs sont couplés à la sortie du filtre à travers un additionneur (14). 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 et 3, caractérisé en ce que les- lignes à retard sont couplées à l'entrée du filtre à travers le circuit coupleur (9, 10, 11) haute fréquence.