Brevet FR2625387A1 — publié le 19890630

DISPOSITIF DE CONTROLE AUTOMATIQUE DE GAIN POUR RECEPTEUR RADIOFRrUENCE, A BANDE LATERALE UNIQUE ET EVASION DE FRÈQUENCE ET RECEPTEUR COMPORTANT UN TEL DISPOSITIF. La présente invention concerne un dispositif de contrôle automatique de gain pour récepteur radiofréquence, à bande latérale unique, fonctionnant en évasion de fréquence. Dans les récepteurs radiofréquence à bande latérale unique l'absence de porteuse dans le signal reçu fait que le contrôle de gain des amplificateurs de la chaine de réception s'effectue sur le signal utile. Quand ces récepteurs fonctionnent en évasion de fréquence, le fait de sauter en fréquence d'un canal à un autre canal, dans une bande prédéterminée et suivant une loi pseudo-aléatoire, entraide, avec un dispositif de contrôle automatique de gain conventionnel, des étouffements et une perte de sensibilité quand certains canaux sont bouchés, c'est à dire complètement perturbés, par des interférences ou des brouilleurs forts. La présente invention a pour but d'éviter ou, pour le moins, de réduire très fortement ces inconvénients. Ceci est obtenu en gardant en mémoire la valeur du gain moyen et en imposant ce gain moyen au début de chaque changement de fréquence. Selon l'invention un dispositif de contrôle automatique de gain pour récepteur radiofréquence à bande latérale unique fonctionnant en évasion de fréquence, c'est a dire par paliers de réception successifs avec saut de fréquence entre les pallers, et comportant un générateur d.e commande pour la commande du gain du récepteur, est caractérisé en ce qu'il comporte également des moyens d'intégration et de mise en mémoire pour la mise en mémoire d'un signal de commande fourni par le généra teur, l'intégration étant effectuée sur les valeurs du signal de commande pendant un temps prédéterminé précédant chaque nouveau palier, et des moyens de commutation pour, à chaque début de palier, fournir, comme signal de commande de gain au - récep- teur, le signal mis en mémoire. La présente invention sera mieux comprise et d'autres caractéristiques apparaîtront à l'aide de la description ci-après et des figures sy rapportant qui représentent la figure 1, le schéma d'un récepteur équipé d'un dispositif selon l'invention; - la figure 2, un schéma plus détaillé du dispositif de la figure 1 - les figures 3 et 4, des graphiques relatifs respectivement à des dispositifs selon l'art antérieur et selon- l'invention, - la figure 5, le schéma d'un autre dispositif selon l'invention. Sur les différentes figures les éléments correspondants sont désignés par les mêmes repères. La figure 1 est un schéma d'un récepteur radiofréquence å bande latérale unique, fonctionnant en évasion de fréquence et comportant un dispositif de contrôle de gain selon l'invention. La figure 1 montre un étage radiofréquence, 1, du récepteur ; sur les entrées de signal et de commande de l'étage 1 sont respectivement appliqués un signal Sr capté par le récepteur et une tension de commande, Vg, destinée à commander le gain d'un ampllficateur à gain variable qui fait partie de l'étage 1. Le signal de sortie de l'étage radiofréquence, 1, est appliqué à l'entrée de signal d'un étage à fréquence intermédiaire, 2, et la tension de commande Vg est appliquée sur l'en- trée de commande de - gain de l'étage 2 pour commander le gain d'un ampllficateur à gain variable qui fait partie de cet étage. Le signal audiofréquence, Sa, fourni par l'étage, 2, est appliqué à l'entrée d'un générateur de commande, 3, dont la sortie principale fournit la tension de commande aux étages 1 et 2. La partie du schéma qui vient d'être décrite et qui comporte les circuits 1 à 3 correspond au schéma d'un récepteur équipé d'un dispositif de contrôle automatique de gain classique. La figure 1 montre également un circuit d'intégration et de mémorisation, 4, relié à un accès du générateur 3 par un commutateur électronique 5 dont la fermeture est commandée par des impulsions, P, au rythme des paliers de fréquence de la réception à évasion de fréquence ; ces impulsions ont des fronts avant qui correspondent aux-débuts des paliers. La figure 2 est un schéma plus détaillé des circuits 3, 4 et 5 de la figure 1 dans le cas d'une réalisation avec traitement analogique. Le générateur 3, non compris les condensateurs ci a C3 dont il va être question ci-après, est constitué par un cir- cuit SL620C de Plessey Semiconductors ; il comporte un amplificateur d'entrée, 30, qui amplifie le signal audiofréquence Sa et l'applique à un détecteur d'amplitude A détection rapide, 31, 9 un détecteur d'amplitude à détection lente, 32, et å un circuit de maintien 33 qui est, en fait, un circuit de comparaison et décharge. La sortie du détecteur rapide 31 est reliée à l'une des entrées d'un amplificateur 34 dont l'autre entrée est reliée aux sorties du détecteur lent 32 et du circuit de maintien 33. L'amplificateur 34 est un amplificateur continu, conçu pour amplifier celui des deux signaux appliqués respectivement sur ses deux entrées dont le niveau est le plus élevé ; l'amplificateur 34 délivre la tension Vg déjà mentionnée lors de la description de la figure 1; dans la réalisation qui a servi d'exemple à la description selon les figures 1 et 2 , il est à noter que la variation des gains des étages 1 et 2 selon la figure 1 est inverse- ment proportionnelle à la valeur de Vg. Les constantes de temps associées au générateur de commande 3 sont obtenues à l'aide de trois condensateurs C1, C2, C3 connectés respectivement au détecteur rapide 31, au détecteur lent 32 et au circuit de maintien 33. Sur la figure 2, comme sur 1R figure 1, le commutateur électronique 5 est schématisé par un simple contact commandé par les impulsions P qui marquent les débuts de paliers. Ce commutateur couple la sortie du détecteur lent 32 au circuit d'intégration et de mémorisation 4 qui est constitué par un condensateur C4 et une. résistance de décharge, R4, branchés en parallèle entre la masse et une borne du commutateur 5. La tension aux bornes du condensateur C2 représente, au coefficient d'amplification de l'amplificateur 34 près, la tension de commande Vg ; pour un niveau constant du signal d'entrée, Sr, le condensateur C4, dans le cas où il est déchargé au début de n paliers (avec C4 = nC2), est complétement chargé après ces n paliers et il y a égalité entre les tensions aux bornes des condensateurs C2 et C4.Le condensateur C4 constitue ainsi une mémoire de la tension moyenne aux bornes du condensateur C2 intégrée sur n paliers et la connexion de C4 en parallèle sur C2 impose au dispositif un démarrage avec un gain moyen, avant toute autre correction durant le reste du palier, c'est à dire lorsque le condensateur C4 n'est plus connecté en parallèle avec le condensateur C2. La tension de commande Vg est délivrée, en correspondance avec le signal Sr capté, pour maintenir constante l'amplitude du signal audiofréquence Sa fourni par l'étage à fréquence intermédiaire 2 de la figure 1. La constante de temps dite de désensibilisation, obtenue à l'aide du condensateur C1, est courte (tl = 20ms) de façon à faciliter une montée rapide de la tension Vg telle que l'action de la commande automatique de gain soit effective rapidement pour éviter la saturation du récepteur dans le cas d'un signal Sr fort. La resensibilisation du récepteur, correspondant à une baisse de la tension de commande, est organisée pour suivre les variations lentes du signal Sr et assurer un maintien du gain pendant les blancs de parole. La constante de temps dite de resensibilisation, obtenue à l'aide du condensateur C2, est longue (t2 = 100ms) de façon que la baisse de la tension Vg soit lente, assurant ainsi la stabilité du dispositif de contrôle vis à vis des variations de la parole.Quant à la constante de temps de maintien obtenue grâce à C3, elle est très longue (t3 = is) ; elle est destinée à permettre le blocage de la décharge du condensateur C2 par le circuit 33 pendant un temps correspondant à cette constante, dès que le signal audiofréquence Sa descend brutalement de plus de 6 décibels lors des blancs de parole. Dans le cas de l'évasion de fréquence les dispositifs de contrôle automatique de gain connus, qui comportent le générateur de commande 3 mais ne comportent pas les éléments 4 et 5, ne sont pas valables car, avec plusieurs sauts de fréquence par seconde, la réception sur un canal d'un signal plus fort que sur les autres canal entraîne une augmentation en correspondance de la tension de commande Vg qui est conservée pendant un laps de temps égal à la durée de la constante de temps de maintien obtenue à l'aide du condensateur C3, augmentée du temps de décharge du condensateur C2 ; pendant ce laps de temps qui, dans l'exemple décrit est supérieur à une seconde, la réception des canaux qui suivent immédiatement un canal à signal fort, est supprimée.Dans la pratique il y a toujours assez de canaux perturbés par des interférences et des brouilleurs dans la bande des radiofréquences pour désensibiliser un récepteur en évasion de fréquence qui utilise un dispositif. de contrôle automatique de gain conventionnel et le rendre inopérationnel pour des liaisons à grande distance. Les éléments 4 et 5 des figures 1 et 2 permettent de palier cet inconvénient en amenant le dispositif à contrôle automatique de gain à réagir de façon satisfaisante en évasion de fréquence c'est à dire sans étouffer la réception après un canal fort. Pour adapter le contrôle automatique de gain à l'évasion de fréquence, les éléments 4 et 5 selon les figures 1 et 2 effectuent un traitement de la tension de commande Vg, en synchronisme avec les changements de palier ; ce traitement con siste à mettre en mémoire la tension moyenne de commande relative å n paliers successifs (n valeur déterminée par le rapport C4/C2) précédant un nouveau palier et å initialiser, avec cette tension moyenne, le gain de la chaîne de réception au début du nouveau palier ; dans l'exemple décrit l'intégration se fait sur n = 10 paliers, Ainsi la réception d'un palier perturbé, de niveau fort, modifie peu la valeur moyenne tout en permettant la réception d'une nouvelle communication avec un niveau plus fort, par une évolution progressive vers une nouvelle moyenne. Le fait d'obliger le gain du récepteur à prendre cette valeur moyenne à chaque début de palier évite l'effet d'étouffement sur les paliers suivants et permet cependant de conserver les posslbilités de compenser, durant le palier, les variations lentes de niveau dues aux évanouissements (fadings dans la littérature anglo-saxonne) et d'éviter les remontées de bruits pendant les poses de parole, c'est À dire de conserver les avantages liés aux constantes de temps d'un dispositif conventionnel de commande automatique de gain. I1 est à noter qu'une Initialisation au gain moyen réalisée en début de palier sur une durée inférieure au dixième de la durée du palier, est particulièrement efficace ; dans l'exemple décrit ce temps, c'est à dire la largeur des impulsions P, est de 10ms, mais la durée de forçage au gain moyen est représentée plus large que iOms sur la figure 4 pour une meilleure compréhension du dessin.. Les figures 3 et 4 représentent le signal d'entrée Sr, la tension de commande de gain Vg et le signal de sortie Sa du dispositif de contrôle automatique de gain, respectivement lorsque ce dispositif est de type conventionnel, c'est à dire ne comporte pas les éléments 4 et 5 des figures 1 et 2, et lorsque ce dispositif est réalisé selon les figures i et 2. Pour permettre la comparaison des résultats, le signal d'entrée est le même dans les deux cas et ses paliers ont été référencés de P1 à P9 il s'agit d'un signal sautant en fréquence toutes les 200ms. Les constantes de temps de désensibilisation, tl = 20ms, de résensibilisation, t2 = 100ms, et de maintien, t3 = is, du montage, sont celles indiquées plus avant.L'origine des temps sur les figures 3 et 4 est le début du palier P1. L'étude des courbes de la figure 3 montre que, a l'instant 200ms, sur le palier P2 un signal Sr fort est reçu qui entraîne une augmentation brutale de la tension de commande Vg et, donc, une baisse de gain compensant la différence de niveau ; cette désensibilisation s'effectue rapidement, suivant la constante de temps tl = 20ms et ne laisse apparaître dans le signal de sortie Sa qu'une pointe de transition.A l'instant 400ms le signal Sr retrouve un niveau légèrement inférieur au niveau moyen ; le circuit de maintien 33 entre en action, en raison de la baisse brutale du signal d'entrée qui est assimilée à une pose de parole et il bloque la tension de commande Vg pendant t3 = is, à la valeur acquise sur le palier P2 ; le récepteur se trouve désensibilisé pendant toute la durée t3 si bien que les paliers P3 à P7 ne sont pas perçus en raison du maintien de la tension de commande Vg à un niveau trop élevé. Au début du palier P8, le temps de maintien t3 étant terminé, la tension de commande Vg baisse avec la constante de temps t2 = zooms, ce qui ramène le gain à une valeur correcte compte tenu du signal d'entrée. Le palier P9 du signal d'entrée Sr comporte une pose de 50ms dans la parole ; cette pose est intégralement transmise au signal de sortie Sa car cette pose est de durée inférieure à t3 = is si bien que le condensateur C3 ne se décharge pas complètement ce qui entraîne que le condensa: teur C2 ne se décharge pas et que le gain est maintenu, Vg étant conservé. La figure 3 a mis en évidence l'inconvénient d'un dispositif conventionnel de commande automatique de gain dans le cas de son application à un fonctionnement avec évasion de fréquence : le gain faible maintenu pendant une durée t3 = is après réception d'un signal fort sur le palier P2 a conduit à la perte des informations sur les paliers P3 à P7 alors que ces paliers présentaient un niveau de réception correct. Comme le montrent les courbes de la figure 4 cet Inconvénient est évité par le dispositif de contrôle automatique de gain selon les figures i et 2. A l'instant 200ms, au début du palier P2, le commutateur 5 étant fermé par une impulsion P, la tension de commande Vg est forcée à la valeur moyenne obtenue grâce au condensateur C4, de valeur nC2, comme il a été vu précédemment. La pointe de transition qui apparaisssit dans le signal Sa de la figure 3 au début du palier P2, a ici une durée augmentée du temps pendant lequel le gain est maintenu, c'est à dire augmentée des iOms de la durée de l'impulsion P de début de palier. La tension de commande Vg, dès qu'elle est libérée, c'est à dire après l'impulsion P, augmente brutalement de façon à compenser la différence de niveau reçu : signal Sr de fort niveau sur le palier P2.Au début du palier P3 la tension de commande Vg, au lieu d'être maintenue à la forte valeur qu'elle a atteinte à la fin du palier P2, est ramenée à sa valeur moyenne grâce aux éléments 4 et 5 selon les figures 1 et 2 ; le signal de sortie Sa, présente alors, par rapport a la valeur moyenne vers laquelle tend de le ramener le dispositif de commande automatique de gain, une différence très nettement inférieure à la différence correspondante lors du palier P3 selon la figure 3 de plus dès la libération de la tension de commande de gain, c'est a dire après l'impulsion P de début du palier P3, cette différence est compensée, comme il apparaît sur la courbe Sa de la figure 4, par une remontée de la tension de commande et cette compensation se fait avec la constante de temps de resensibilisation t2 = zooms. Le processus se répète sur les paliers suivants, compensant les légères variations du signal d'entrée et ne laissant subsister que des impulsions correspondant aux transitions de niveau, lorsqu'elles existent, entre paliers successifs ; ces impulsions ont un sommet plat dont la largeur correspond au temps pendant lequel la tension de commande est forcée à la valeur déterminée par la charge de C4. La réception est ainsi facilitée puisque les paliers pendant lesquels le signal Sr reçu a un fort niveau n'empêcent plus la réception des paliers suivants. La présente invention n'est pas limitée à l'exemple décrit, c'est ainsi que le dispositif de contrôle automatique de gain peut être réalisé en numérique. La figure 5 montre.de façon schématique comment pourrait être réalisé un dispositif de contrôlé automatique de gain en version numérique, et donc comment pourrait être obtenu la tension de commande Vg des étages 1 et 2 de la figure 1, à partir du signal de sortie du récepteur. Le signal de sortie Sa est appliqué, à travers un détecteur rapide 65, suivi d'un convertisseur analogique-numérique 61, à un microprocesseur 60 qui délivre la tension de commande, sous forme numérique, à un convertisseur numérique analogique 62 qui comporte un amplificateur de sortie. Le microprocesseur 61 reçoit des impulsions P de début de paliers, semblables à celles de la version analogique, et est connecté å une mémoire à accès aléatoire 63 (RAM dans la littérature anglo-saxonne) et à une mémoire programmée 64 (PROM dans la littérature anglosaxonne). La mémoire 63 stocke la valeur moyenne, sur n paliers, de la tension Vg tandis que la mémoire 64 comprend les constantes de temps de désensibflisation, de resensibilisation et de maintien. Il est à noter que la réalisation numérique, si elle est plus compliquée que la réalisation analogique selon les figures 1 et 2, peut permettre d'effectuer une pondération sur le calcul de la valeur moyenne effectuée a partir des valeurs du signal Sa ; la pondération peut, par exemple, consister a affecter, pour le calcul de la valeur moyenne, un affaiblissement important au premier palier å fort signal rencontré et de ramener à 1 cet affaiblissement à partir du troisième palier a fort signal rencontré. Cette pondération permet de ne pas affecter la valeur moyenne de la tension Vg avec les paliers brouillés. REVENDICATIONS Dispositif de contrôle automatique de gain pour récepteur radiofréquence à bande latérale unique fonctionnant en évasion de fréquence (1, 2), c'est à dire par paliers de réception successifs avec saut de fréquence entre les paliers, et comportant un générateur de commande (3) pour la commande du gain du récepteur, caractérisé en ce qu 'il comporte également des moyens d'intégration et de mise en mémoire (4 ; 60, 63) pour la mise en mémoire d'un signal de commande fourni par le générateur (3), l'intégration étant effectuée sur les valeurs du signal de commandé pendant un temps prédéterminé précédant chaque nouveau palier, et des moyens de commutation (5 ; 60) pour, à chaque début de palier, fournir, comme signal de commande de gain au récepteur, le signal mis en mémoire. 2. Dispositif selon la revendication 1, réalisé en circuits analogiques, caractérisé en ce que les moyens dtintégra- tion et de mise en mémoire (4) comportent un condensateur (C4) et en ce que les moyens de commutation (5) couplent le condensateur au récepteur pour commander le gain du récepteur, pendant chaque début de palier. 3. Récepteur radiofréquence à bande latérale unique (1, 2), fonctionnant en évasion de fréquence, caractérisé-en ce qu'il comporte un dispositif selon l'une des revendications précédentes.