Brevet FR2621191A3 — publié le 19890331

FR 2621191 A3 19890331 FR 8713438 A 19870929 Générateur de signaux gigués L'invention concerne les générateurs de signaux gigués, de tels générateurs étant utilisés pour connaltre les caractéristiques d'un système de transmission de signaux numériques. Il est en effet bien connu que la transmission de signaux numériques par un système peut être affectée d'une anomalie de transmission appelée gigue. Un générateur de signaux gigués permet de dégrader volontairement le signal numérique injecté à l'entrée du système. L'observation du signal gigué en sortie du système permet la qualification de la transmission. Il existe des générateurs de signaux gigués, mais leur utilisation n'est pas envisageable dans tous les cas. En effet les générateurs existant peuvent engendrer un signal gigué à des fréquences de rythme continuement variable de 1,5 à 45 MHz et fixe à 139,264 MHz. Ces fréquences de rythme sont différentes de celles utilisées actuellement dans les transmissions numériques à haut débit, telles que par exemples celles concernant la vidéo, qui peuvent d'ailleurs évoluer dans l'avenir. L'invention a pour but de permettre de mesurer les caractéristiques des lignes de transmission dans une gamme étendue de fréquences élevées et notamment aux fréquences utilisées pour les transmissions vidéo. L'invention a également pour but de permettre de faire varier, à volonté la phase d'un signal délivré par un générateur de signaux gigués. L'invention a pour objet un générateur de signaux gigués caractérisé par le fait qu'il comprend un circuit générateur et un circuit de commande, que le circuit générateur comporte un oscillateur local de fréquence FOL, un oscillateur commandé en tension de fréquence FVCO variable, un mélangeur relié à l'oscillateur local et à l'oscillateur commandé en tension, et un filtre passebas, ledit circuit générateur délivrant un signal gigué de fréquence F égale à la différence FVCO-FOL des fréquences des oscillateurs, et que le circuit de commande comporte un comparateur de phase ayant une entrée reliée au circuit générateur dont il reçoit le signal gigué et une autre entrée qui reçoit un signal d'horloge de référence, et un filtre de boucle relié en sortie du comparateur de phase et ayant sa sortie reliée à une entrée de commande de l'oscillateur commandé en tension. Le générateur de signaux gigués de l'invention est constitué par un circuit générateur et un circuit de commande. Le circuit générateur comporte un oscillateur local de fréquence FOL, fixe, et un oscillateur commandé en tension de fréquence FVCO variable entre une valeur minimale supérieure à la fréquence FOL de l'oscilla- teur local et une valeur maximale ; le circuit générateur délivre, après filtrage, un signal gigué de fréquence FVCO-FOL. L'oscillateur commandé en tension est commandé par le circuit de commande qui compare les phases d'un signal d'horloge de fréquence FO et du signal gigué et délivre un signal de commande à une entrée de commande de l'oscillateur commandé en tension ; le signal d'horloge impose ainsi sa fréquence FO au signal gigué.Un signal de modulation de phase peut être ajouté algébriquement au signal de commande afin de faire varier la phase du signal gigué par rapport au signal d'horloge, ce signal de modulation de phase pouvant être un signal continu, un signal alternatif ou encore un signal alternatif modulant un signal continu. L'invention sera bien comprise par la description qui va suivre d'un exemple de réalisation illustré par les figures annexées dans lesquelles - la figure 1 est un schéma électrique d'un générateur de signaux gigués de l'invention, - la figure 2 est un schéma montrant l'utilisation dans la figure 1 d'un circuit de mise en forme du type amplificateur symétrique, - la figure 3 est un schéma d'un comparateur de phase et d'un filtre de boucle de la figure 1. La figure 1 est un schéma électrique d'un générateur de signaux gigués de l'invention, constitué d'un circuit générateur G et d'un circuit de commande C. Le circuit générateur G comprend un oscillateur local 1, un oscillateur commandé en tension 2, un mélangeur 3 relié à l'oscilla- teur.local 1 et à l'oscillateur commandé en tension 2, un filtre passe-bas 4 relié en sortie du mélangeur, un amplificateur 3 relié en sortie du filtre passe-bas, et un circuit de mise en forme 6, relié en sortie de l'amplificateur, et délivrant un signal gigué SG. Le circuit de commande C commande l'oscillateur commandé en tension 2 du circuit générateur. Le circuit de commande comprend un circuit de mise en forme 7 recevant un signal d'horloge HO, de fréquence FO, un premier diviseur de fréquence 8 qui est un diviseur par quatre relié en sortie du circuit de mise en forme 6 du circuit générateur G, un deuxième diviseur de fréquence 9 qui est un diviseur par quatre relié en sortie du circuit de mise en forme 7, un comparateur de phase 10 relié en sortie des diviseurs de fréquence 8 et 9 par des fils al et a2, respectivement, et un filtre de boucle 11 relié en sortie du comparateur de phase 10 et relié en sortie par un fil a4 à une entrée de commande de l'oscillateur commandé en tension 2 ; le filtre de boucle 11 reçoit également en entrée, par un fil a3, un signal de modulation de phase SMP. Le circuit de mise en forme 7 délivre un signal d'horloge de référence HI. L'oscillateur local 1 a une fréquence FOL de 500 MHZ : l'oscilla- teur commandé en tension 2 (VCO) a une fréquence FVCO qui varie de 510 à 720 MHZ ; le mélangeur 3 est un mélangeur à ultra haute fréquence (UHF). L'association des oscillateurs 1 et 2 et du mélangeur 3 engendre les fréquences suivantes la fréquence différence Fd = FVCO - FOL la fréquence somme Fs = FVCO + FOL la fréquence image Fi - 2 FOL - FVCO Avec les fréquences données ci-dessus on a : Fd min = FVCO min - FOL = 510 - 500 = 10 MHz Fd max = FVCO max - FOL = 720 - 500 = 220 MHZ Fs min = FVCO min + FOL = 510 + 500 = 7010 MHz Fs max = FVCO max + FOL = 720 + 500 = 1220MHz Fi max = 2 FOL - FVCO min = 2x500 - 510 = 490 MHZ Fi min = 2 FOL - FVCO max = 2x500 - 720 = 280 MHZ Le spectre de fréquence utile du circuit générateur correspond à la fréquence différence Fd, et s'étend de Fd min = 10 MHZ à Fd max = 220 MHz. Les spectres de fréquence indésirables correspondent aux fréquences somme Fs et image Fi, et s'étendent de 289 MHZ (Fi min) à 1220 MHZ (Fs max). Le spectre de fréquence utile Fd est isolé à l'aide du filtre passe-bas 4 ayant une fréquence de coupure de 220 MHz ; en sortie du filtre passe-bas il ne subsiste que le spectre de fréquence de la fréquence différence Fd qui s'étend de 10 à 220 MHz. L'amplificateur 5, d'un gain de 20dB, permet d'accroitre le niveau du signal utile. Le circuit de mise en forme 6 réalise la mise en forme du signal reçu de l'amplificateur et délivre un signal gigué SG dont le temps de montée et le temps de descente sont de l'ordre de 700 ps. Le circuit générateur G délivre donc un signal gigué SG dont la fréquence peut varier de 10 à 220 MHZ ; ce signal qui constitue le signal de sortie du circuit générateur est également appliqué au premier diviseur de fréquence 8, du circuit de commande C. Le signal d'horloge HO, de fréquence Fo, est appliqué au circuit de mise en forme 7, identique au circuit de mise en forme 6. Ce signal d'horloge HO va imposer la fréquence de fonctionnement du circuit générateur G entre 10 et 220 MHz. Le signal délivré par le circuit de mise en forme 7 constitue le signal de référence H1 qui est également appliqué au deuxième diviseur de fréquence 9. Ce signal d'horloge H1, synchrone du signal d'horloge HO peut être utilisé pour synchroniser d'autres appareils de mesure. Les signaux délivrés par les diviseurs de fréquence 8 et 9 sont appliqués au comparateur de phase 10 qui délivre un signal d'erreur au filtre de boucle 11, lequel délivre un signal d'erreur filtré à une entrée de commande en tension de l'oscillateur commandé en tension 2 qui se verrouille donc en phase avec le signal d'horloge HO. Le circuit de commande C assure donc un asservissement du circuit générateur G. Le signal de modulation de phase SMP est appliqué à l'entrée du filtre de boucle 11. Ce signal s'ajoute algébriquement au signal d'erreur appliqué à l'entrée du filtre de boucle, et modifie donc la valeur du signal d'erreur, ce qui se traduit par une modification de la phase du signal gigué SG par rapport au signal d'horloge HO. Si le signal de modulation de phase est un signal continu, le signal gigué est déphasé d'une certaine valeur, fixe, fonction de la valeur du signal de modulation de phase, et du signe de ce signal par rapport au signal d'erreur ; le déphasage du signal gigué SG peut donc être positif-#ou négatif, ce qui signifie que le signal gigué peut être en retard ou en avance de phase par rapport au signal d'horloge HO. Le signal de modulation de phase SMP peut être un signal alternatif ce qui permet de faire varier le déphasage entre deux valeurs fonction de l'amplitude du signal alternatif. il est également possible de superposer un signal alternatif à un signal continu, ce qui permet d'obtenir un déphasage variable autour d'une valeur fixée par la valeur du signal continu. Les oscillateurs 1 et 2, le mélangeur 3, le filtre passebas 4, l'amplificateur 5, les circuits de mise en forme 6 et 7, les diviseurs de fréquence 8 et 9, le comparateur de phase 10 et le filtre de boucle 11 sont des circuits classiques bien connus de l'homme de l'art. Avantageusement les circuits de mise en forme 6 et 7 sont des amplificateurs symétriques, bien connus de l'homme de l'art, et ayant une sortie directe S1 et une sortie complémentaire S2, le signal sur la sortie directe étant en phase avec le signal d'entrée.Comme représenté figure 2, pour le circuit de mise en forme 6 du circuit générateur G la sortie directe S1 délivre le signal gigué SG, et la sortie complémentaire S2 est reliée à l'entrée du premier diviseur de fréquence 8 ; pour le circuit de mise en forme 7 du circuit de commande C la sortie directe S1 délivre le signal d'horloge de référence H1, et la sortie complémentaire S2 est reliée au deuxième diviseur de fréquence 9. Le comparateur de phase 10 est avantageusement constitué essentiellement d'un comparateur 20 de type connu, tel que par exemple le comparateur MC 12040, commercialisé par la société MOTOROLA, et le filtre de boucle 11 comporte deux amplificateurs opérationnels 30 et 40, comme représenté figure 3. Le comparateur 20 a deux entrées R et V reliées aux diviseurs de fréquences 8 et 9 de la figure 1, et deux sorties Cl et C2 reliées chacune par un circuit de filtrage au filtre de boucle 11. Les circuits de filtrage sont identiques et constitués chacun d'une résistance 21 reliant une sortie du comparateur 20 à la masse, d'une résistance 22 reliant ladite sortie à un condensateur 23 relié à la masse et d'autre part à une entrée du filtre de boucle 11. La sortie Cl est reliée par un circuit de filtrage à l'entrée négative de l'amplificateur opérationnel 30, la sortie C2 étant reliée par un autre circuit de filtrage à l'entrée positive dudit amplificateur opérationnel 30. Le filtre de boucle il comporte deux amplificateurs#opération- nels 30 et 40. L'entrée positive de l'amplificateur 30 est reliée à la masse par une résistance 31, et par une résistance 24 à un point commun à la résistance 22 et au condensateur 23 du circuit de filtrage relié à la sortie C2 du comparateur 20 ; l'entrée négative est reliée d'une part à la sortie par une résistance 32, et d'autre part à la masse par un circuit série constitué d'une résistance 33, d'un condensateur 34 et d'une autre résistance 35 ; l'entrée négative est également reliée par une résistance 24 à un point commun à la résistance 22 et au condensateur 23 du circuit de filtrage relié à la sortie Cl du comparateur 20 ; le fil a3 du signal de modulation de phase SMP est relié à un point commun à la résistance 35 et au condensateur 34.L'amplificateur 40 a une entrée positive reliée d'une part à la sortie de l'amplificateur 30 par une résistance 36 en parallèle sur un condensateur 37, et d'autre part à la masse par une résistance 38 et un condensateur 39 en série ; l'entrée négative de l'amplificateur 40 est reliée d'une part à la masse par une résistance 41 et d'autre part à la sortie de l'amplicateur 40 par une résistance 42 et un condensateur 43.#en série ; la sortie de l'amplificateur 40 est reliée par le fil a4 à l'entrée de commande de l'oscillateur commandé en tension 2 de la figure 1. Le comparateur 20 du comparateur de phase 10 délivre sur ses sorties Cl et C2 des signaux symétriques par rapport à la masse ces signaux sont en dents de scie, à la fréquence f = f1 - f2, c'est-à-dire à une fréquence correspondant à la différence entre la fréquence f1 délivrée par le premier diviseur de fréquence 8 et la fréquence f2 délivrée par le deuxième diviseur de fréquence 9 les diviseurs de fréquence 8 et 9 étant des diviseurs par 4, les fréquences f1 et f2 sont donc égales aux fréquences du signal de sortie gigué SG et du signal d'horloge HO divisées par quatre. Les signaux délivrés par les sorties Cl et C2 du comparateur 20 sont filtrées par les circuits de filtrage avant d'être appliqués à l'amplificateur 30. Après filtrage on obtient des signaux dont la composante continue a une valeur moyenne proportionnelle à la différence des fréquences f1 et f2. Le filtre de boucle 11 délivre un signal continu dont la valeur est la somme algébrique des signaux appliqués en entrée de l'amplificateur 30, c'est-à-dire des signaux délivrés par le comparateur de phase 10 et du signal de modulation de phase SMP. L'utilisation de diviseurs de fréquence divisant par quatre autorise une excursion de phase de + 8#, , c'est-à-dire de + 4 périodes par rapport au signal d'horloge de référence H1 cette excursion de phase permet de connaitre les caractéristiques de transmission des lignes numériques soumises à des gigues importantes et de déterminer les plages de gigue admissibles au delà desquelles les transmissions sont affectés d'erreurs non tolérables. REVENDICATIONS 1/ Générateur de signaux gigués, caractérisé par le fait qu'il comprend un circuit générateur (G) et un circuit de commande (C), que le circuit générateur comporte un oscillateur local (1) de fréquence FOL, un oscillateur commandé en tension (2) de fréquence FCVO variable, un mélangeur (3) relié à l'oscillateur local et à l'oscillateur commandé en tension, et un filtre passe-bas (4), ledit circuit générateur délivrant un signal gigué (SG) de fréquence F égale à la différence FVCO-FOL des fréquences des oscillateurs, et que le circuit de commande comporte un comparateur de phase (10) ayant une entrée reliée au circuit générateur dont il reçoit le signal gigué (SG) et une autre entrée qui reçoit un signal d'horloge de référence (H1), et un filtre de boucle (11) relié en sortie du comparateur de phase (10) et ayant sa sortie reliée à une entrée de commande de l'oscillateur commandé en tension (2). 2/ Générateur de signaux gigués selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le circuit de commande (C) comporte également un premier diviseur de fréquence (8) relié en entrée au circuit générateur (G) dont il reçoit le signal gigué et en sortie au compsrateur de phase (10), et un deuxième diviseur de fréquence (9) recevant en entrée le signal d'horloge de référence (H1) et ayant une sortie reliée au comparateur de phase (10). 3/ Générateur de signaux gigués selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'un signal de modulation de phase (SMP) est appliqué en entrée du filtre de boucle (11) du circuit de commande (C). 4/ Générateur de signaux gigués selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le circuit générateur (G) comporte également un amplificateur (5) relié en sortie du filtre passe-bas (4) et un circuit de mise en forme (6) relié en sortie de l'amplificateur et délivrant le signal gigué (SG). 5/ Générateur de signaux gigués selon la revendication 2, caractérisé par le fait que le circuit de commande (C) comporte également un circuit de mise en forme (7) recevant en entrée un signal d'horloge (HO) et ayant une sortie reliée au deuxième diviseur de fréquence auquel il délivre le signal de référence (H1).