Brevet FR2666947A1 — publié le 19920320

Dispositif d'égalisation de spectre. Description: La présente invention concerne un dispositif d'éga- lisation comportant une entrée pour un signal à égaliser et une sortie pour fournir un signal égalisé, dispositif formé d'une part d'au moins une cellule de correction comportant une entrée pour un signal à corriger, une sortie pour un signal corrigé et une borne de commande pour recevoir une information de commande déterminant la correction à apporter et, d'autre part, d'un circuit de mesure d'égalisation destiné à mesurer l'égalisation apportée par le dispositif pour fournir ladite information de commande. De tels dispositifs sont bien connus et trouvent d'importantes applications notamment dans la transmission de données numériques par voie hertzienne. On sait que les liaisons hertziennes sont sujettes au phénomène de chemins multiples dûs à des réflexions de l'onde hertzienne sur différents obstacles, notamment le sol. Ces chemins multiples détériorent le spectre de l'onde émise Pour éviter cette détérioration on inclut dans le récepteur des cellules qui présentent des fonctions de transfert inverses qui se rapprochent de la propagation On pourra, à ce sujet, consulter le brevet des Etats- Unis d'Amérique N 04 870 658. Dans ce brevet cité, on utilise un premier circuit hybride pour séparer en deux voies (une voie en phase et une voie en opposition de phase) des cellules insérées dans ces voies et un deuxième circuit hybride pour fournir le signal égalisé en combinant les signaux issus de ces deux voies. La présente invention propose un dispositif de ce genre qui présente une structure bien plus simple que celle décrite dans le brevet précité tout en ayant des performances comparables. Pour cela, un tel dispositif est remarquable en ce qu'au moins une cellule est constituée à partir d'un cir- cuit hybride comportant des accès pour le signal à corriger et le signal corrigé et des accès auxiliaires dans lesquels est inséré au moins un circuit réflectif présentant une réflexion variable en fonction de ladite information de commande. La description suivante, accompagnée des desssins ci-annexés, le tout donné à titre d'exemple non limitatif, fe- ra bien comprendre comment l'invention peut être réalisée. La figure 1 représente un dispositif d'égalisation conforme à l'invention. La figure 2 représente la variation du module de la fonction de transfert du dispositif de l'invention. La figure 3 représente un mode de réalisation du circuit hybride. La figure 4 représente un mode de réalisation du circuit de désadaptation. La figure 5 représente la variation du coefficient de réflexion apportée par le circuit de désadaptation en fonc- tion d'un paramètre R. La borne 1 de la figure 1 représente la borne d'en- trée pour un signal à égaliser de type numérique A cette bor- ne d'entrée 1 est reliée une première cellule égalisatrice 5 dite à phase minimale présentant une fonction de transfert Hm(w): H (w) = 1 + e e i ( 1) m( 1 o W est la fréquence considérée, T est un retard qui sera explicité ci-dessous, g est le paramètre qui varie en fonction d'un signal appli- qué à la borne de commande 10 de la cellule 5. La sortie de la cellule 5 est reliée à l'entrée d'une deuxième cellule égalisatrice 15, dite à phase non mini- male présentant une fonction de transfert Hnm(w) H (w) = +e j WT ( 2) nm o Q est défini par le signal appliqué à la borne de commande de la cellule 15. La fonction de transfert globale H(w) s'écrit: Hm() = H Hnm(w) = Q + p 2 e j WT + e-j WT + j W m nm -jwt = ej ( 1 +g 2 + 2 Q cosw T) on constate qu'il n'y a pas de variation de temps de groupe Atg car le temps de groupe tg est constant: d(w T) tg =d = T Ainsi, la transmission d'impulsions sera peu affectée par le dispositif. A la figure 2, on a représenté la variation de j H(w) en fonction de W; ces variations sont centrées autour le la droite 1 +g 2 et ses amplitudes sont de 4 e. Pour une bande d'observation Aw faible devant w/2 et centrée autour de wk l'allure peut être approximée à un segment de droite dont la pente (positive ou négative) est fonction de @, wk étant la valeur d'w o 1 H(w) l coupe la droi- te 1 +g 2. Inversement si le signal à égaliser est centré au- tour de wo, on peut choisir T = Tk = r/2 W O + kn/w O tel que H(w) satisfasse aux conditions demandées (k est un entier égal à 1, 2,) - Pour pouvoir régler convenablement cette fonction de transfert, on a prévu un circuit de mesure de distorsion de spectre 22 connecté à la sortie de la cellule 15 par l'inter- médiaire d'un amplificateur tampon 24 Le signal fourni par le circuit de mesure est appliqué aux entrées de commande 10 et des cellules 5 et 15 par l'intermédiaire d'un filtre d'as- servissement 26. La sortie 30 du dispositif est reliée à la sortie de l'amplificateur 24, par l'intermédiaire d'un circuit de ré- gulation de niveau 26 de conception classique. En A on a représenté un spectre du signal appliqué à l'entrée 1 distordu par la propagation Sur ce signal on constate que le sommet du spectre n'est pas horizontal et présente une cer- taine pente p = pl Le dispositif d'égalisation va rendre cet- te pente égale à O p = 0 (voir en B à la figure 1) d'o le nom de "correcteur de pente" associé à ce genre de dispositif. Pour réaliser cela, l'invention propose des cellu- les de correction de structure particulièrement avantageuses. Ces cellules sont constituées à partir d'un seul circuit hy- bride 50, 51 pour respectivement les cellules 5 et 15 Ces circuits 50 et 51 comportent respectivement des accès Al, A 2, A 3 et A 4 Elles comportent, en outre, des circuits réflectifs connectés aux accès A 2 et A 4. Le circuit réflectif connecté à l'accès A 2 du cir- cuit 50 est formé d'un miroir court-circuit 52 amenant un coefficient de réflexion -1, le circuit réflectif connecté à l'accès A 4 du circuit 50 est formé d'une ligne à retard 54 et d'un circuit de désadaptation 56 Le circuit réflectif connec- té à l'accès A 2 du circuit 51 est formé d'un circuit de désa- daptation 59 et le circuit réflectif connecté à l'accès A 4 est formé d'une ligne à retard 61 et d'un miroir court-circuit 63. Les entrée des cellules 5 et 15 sont constituées respectivement par les entrées d'amplificateur-tampon 70 et 71 dont les sorties sont reliées aux accès Ai des circuits hybri- des 50 et 51; ces amplificateurs, non forcément nécessaires, évitent les effets des désadaptations apportées par les mesu- res préconisées par l'invention. Les sorties des cellules sont constituées, elles, par respectivement, les accès A 3 des circuits 50 et 51. Le fonctionnement des cellules 5 et 15 est basé sur les considérations suivantes: La fonction de transfert H 13 (w) d'un circuit hybri- de est égale à la différence-des coefficients de réflexion F 2 et r 4 (à un coefficient multiplicatif près) apportés par les dipôles connectés aux accès A 2 et A 4 H 13 (w) = r 4 r 2 pour la cellule 5: R(Vd)-Zo e_ j WT r = R(Vd)+Zo o R(Vd) est la résistance présentée par le circuit 56, Zo est l'impédance caractéristique du milieu de propagation des signaux. r 2 = 1 d'o: Hm = 1 + R(Vd)-Zo ejw T ( 3) m R(Vd)+Z i Si R(Vd) varie de 0 à l'infini, R(Vd)+Zo varie de -1 à + 1. en combinant cette formule ( 3) avec ( 1) on a: R(Vd)-Zo ( 4) R(Vd)+Zo pour la cellule 15: r 4 = e-jw T r R(Vd)-Zo 2 = R(Vd)+Z O d'o H = R(Vd)-Zo + ej WT ( 5) nm =R(Vd)+Z O en composant avec la formule ( 2) on retrouve la relation ( 4). La figure 3 montre un exemple de réalisation préfé- ré des circuits hybrides 50 et 51 convenant pour un w/2 r = 70 M Hz. Il est constitué à partir d'un transformateur dif- férentiel 70 formé d'un enroulement primaire 71 et d'un enrou- lement secondaire 72 muni d'un point milieu Une extrémité de l'enroulement primaire constitue l'accès A 1 par rapport à la masse, une extrémité de l'enroulement secondaire, l'accès A 2, l'autre extrémité, l'accès A 3 et le point milieu, l'accès A 4. Le circuit de désadaptation 57, 58 montré à la fi- gure 4 est constitué à partir d'une diode PIN 80 dont le trajet anode-cathode est polarisé par la tension Vd par l'in- termédiaire d'une bobine de self induction de découplage 82. Cette diode est connectée à la ligne 54 (cellule 5) ou à l'ac- cès A 2 du circuit 15 (cellule 15) par l'intermédiaire d'un condensateur 84 de forte capacité, qui peut donc être considé- rée comme un court-circuit à la fréquence de travail considé- rée. Si on prend une diode PIN de bonne qualité sa ré- sistance varie de O à l'infini pratiquement; la figure 5 don- ne, compte tenu de l'équation 4 la valeur de g associé On doit bien remarquer que cette valeur varie de = -1 à g = + 1. On notera également que les lignes 54 et 61 tra- vaillent en réflexion et que, pour un retard donné, leur lon- gueur est deux fois moindre. Selon un mode de réalisation préféré le circuit de mesure de distorsion de spectre est formé à partir d'un cir- cuit intégré 90 destiné à opérer comme discriminateur de fré- quence sur des signaux analogiques A ce circuit est associé un circuit résonant composé d'un condensateur 92 et d'une bo- bine d'inductance 94 Le circuit résonant est réglé, dans le cadre de cet exemple, à 70 M Hz et le circuit intégré est un circuit fabriqué par PLESSEY sous l'immatriculation SL 1454. Revendications 1 Dispositif d'égalisation comportant une entrée pour un signal à égaliser et une sortie pour fournir un signal éga- lisé, dispositif formé d'une part d'au moins une cellule de correction comportant une entrée pour un signal à corriger, une sortie pour un signal corrigé et une borne de commande pour recevoir une information de commande déterminant la cor- rection à apporter et, d'autre part, d'un circuit de mesure d'égalisation destiné à mesurer l'égalisation apportée par le dispositif pour fournir ladite information de commande, carac- térisé en ce qu'au moins une cellule est constituée à partir d'un circuit hybride comportant des accès pour le signal à corriger et le signal corrigé et des accès auxiliaires dans lesquels est inséré au moins un circuit réflectif présentant une réflexion variable en fonction de ladite information de commande. 2 Dispositif d'égalisation selon la revendication 1, formé d'au moins deux cellules dont une première est dite à phase minimale et la deuxième à phase non minimale dont les fonctions de transfert respectives Hm(w) et Hnm(w) sont H (w) = 1 + Q e j W H (w) e-jwr nm o Q est le coefficient de réflexion variable, r est un retard fixe W représente la fréquence, caractérisé en ce que la première cellule comporte, inséré dans un accès auxiliaire d'un circuit hybride, un premier cir- cuit réflectif fixe formé d'un circuit miroir présentant un coefficient de réflexion fixe r 2 = K et, inséré dans un deu- xième accès auxiliaire, un deuxième circuit réflectif formé d'une ligne à retard et d'un circuit de désadaptation, présen- tant un coefficient de réflexion variable r 4 (R(Vd)-Zo) R(Vd)+Zo o R(Vd) est une résistance variable en fonction de Vd qui re- présente l'information de commande, Zo est l'impédance caractéristique du milieu de propaga- tion des signaux à corriger, et T est le double du retard apporté par la ligne à re- tard, et en ce que l'accès de sortie de cette cellule est prévu pour recevoir la superposition des ondes réfléchies par le premier et le deuxième circuit réflectif de la première cellule. 3 Dispositif d'égalisation selon la revendication 1 ou 2 formé d'au moins deux cellules dont une première est dite à phase minimale et la deuxième à phase non minimale dont les fonctions de transfert respectives Hm(w) et Hnm(w) H (w) = 1 + pe C H (w) = + e j WT nm o g est le coefficient de réflexion variable, T est un retard fixe w représente la fréquence, caractérisé en ce que la deuxième cellule comporte, inséré dans un accès auxiliaire d'un circuit hybride, un premier cir- cuit réflectif formé d'une ligne à retard et d'un circuit mi- roir présentant un coefficient de réflexion fixe r 2 ' e = et, inséré dans un deuxième accès auxiliaire, un circuit de désadaptation présentant un coefficient de réflexion variable r 4 ' r 4 = R(Vd)-Zo 4 R(Vd)+Zo dans ces formules: R(Vd) est une résistance variable en fonction de Vd qui re- présente l'information de commande, Zo est l'impédance caractéristique du milieu de propaga- tion des signaux à corriger, et T est le double du retard apporté par la ligne à re- tard. 4 Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le ou les circuits réflectif(s) présen- te(nt) une réflexion variable, est ou sont constitué(s) par une diode PIN. 5 Dispositif selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les circuits hybrides sont constitués par un transformateur différentiel. 6 Dispositif selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le circuit de mesure d'égalisation est constitué par un discriminateur de fréquence. 7 Dispositif selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le discriminateur de fréquence est formé d'un circuit intégré coopérant avec un circuit résonant.