Brevet FR2843253A1 — publié le 20040206

METTEUR R CEPTEUR AYANT UN CIRCUIT HYBRIDE INT GR La présente invention se rapporte à un émetteur récepteur ou à un circuit d'émission et de réception ayant un circuit hybride intégré. La Figure 1 représente un circuit de réception et d'émission ou émetteur récepteur sur la base de l'art antérieur. Le circuit d'émission et de réception contient une source de signal d'émission qui envoie un signal d'émission à un dispositif LT d'attaque du signal de ligne. Le dispositif d'attaque de ligne est de conception différentielle et amplifie le signal d'émission reçu. Le côté de sortie du dispositif d'attaque de ligne est relié par l'intermédiaire de résistances à une ligne de signal d'émission pour émettre un signal d'émission et de réception. La ligne de signal a une impédance de ligne particulière. Le circuit d'émission et de réception contient un filtre de réception qui filtre le signal reçu par l'intermédiaire du signal de ligne. Un filtre à annulation d'écho ou filtre d'équilibrage relié entre le dispositif d'attaque LT de ligne et les résistances R est utilisé pour simuler la réponse en fréquence que subit le signal d'émission jusqu'à l'entrée du soustracteur en résultat de Ziigne et du filtre de réception. Le filtre à annulation d'écho filtre le signal d'émission 20 amplifié par le dispositif d'attaque LT de ligne. Le signal d'émission qui a été filtré par le filtre d'annulation d'écho est soustrait d'un signal de sortie provenant du filtre de réception par un soustracteur, de sorte que le signal d'émission contenu dans le signal de sortie provenant du filtre de réception est compensé. La sortie du soustracteur fournit ensuite le signal de réception 25 souhaité, qui est fourni pour un traitement de signal qui suit à un circuit de traitement de signal de réception à l'intérieur de l'émetteur récepteur. Des circuits d'émission et de réception ou des émetteurs récepteurs utilisés dans des systèmes de communication à large bande, notamment des systèmes xDSL, ont besoin de satisfaire des exigences très grandes en terme de pertes de puissance. Le Brevet allemand no 100 45 721 décrit un circuit d'attaque de ligne différentiel qui nécessite uniquement une tension d'alimentation basse et a des pertes de puissance faibles. Le circuit d'attaque de ligne différentiel qui y est décrit comporte deux connexions d'entrée pour appliquer un premier 35 signal d'entrée et un deuxième signal d'entrée. Le circuit d'attaque de ligne différentiel contient également deux amplificateurs opérationnels. L'entrée non inversée sur le premier amplificateur opérationnel est connectée à la première connexion d'entrée sur le circuit d'attaque de ligne, et la sortie de signal du premier amplificateur opérationnel est connectée par l'intermédiaire d'une résistance à rétroaction à l'entrée inversée sur le premier amplificateur opérationnel. L'entrée non inversée sur le deuxième amplificateur opérationnel est reliée à la deuxième connexion d'entrée sur le circuit d'attaque de ligne. La sortie de signal du deuxième amplificateur opérationnel est connectée par l'intermédiaire d'une résistance à rétroaction supplémentaire à l'entrée inversée sur le deuxième amplificateur opérationnel. Une résistance de réglage est utilisée pour régler le gain, la résistance de réglage étant reliée entre les entrées inversées sur les deux amplificateurs opérationnels. En outre, une première résistance d'accord connectée entre la sortie de signal du premier amplificateur opérationnel et une connexion de sortie sur le circuit d'attaque de ligne est prévue. Une deuxième résistance d'accord est disposée entre la sortie de signal du deuxième amplificateur opérationnel et une deuxième connexion de sortie sur le circuit d'attaque de ligne. Le circuit d'attaque de ligne différentiel dans DE 100 45 721 comporte une première résistance à rétroaction positive et une deuxième 20 résistance à rétroaction positive. La première résistance à rétroaction positive est connectée entre la première connexion de sortie sur le circuit d'attaque de ligne et l'entrée inversée sur le deuxième amplificateur opérationnel. La deuxième résistance à rétroaction positive est connectée entre la deuxième connexion de sortie sur le circuit d'attaque de ligne et l'entrée inversée sur le premier amplificateur opérationnel. Dans le cas du circuit d'attaque de ligne différentiel classique, comme décrit dans DE 100 45 721, l'impédance de sortie du circuit d'attaque de ligne est adaptée à l'impédance de la ligne de signal. Dans ce contexte, l'impédance de sortie est déterminée par le produit d'un facteur de synthèse d'impédance de sortie et de la somme des impédances de deux résistances d'accord. Dans le cas de l'émetteur récepteur représenté à la Figure 1, sur la base de l'art antérieur, il n'est pas possible d'utiliser un circuit d'attaque de ligne différentiel, comme décrit dans DE 100 45 721, car le filtre d'annulation d'écho lorsque l'on utilise un dispositif LT d'attaque de ligne avec une 35 synthèse d'impédance ne peut plus être connecté directement aux sorties libres de signal de réception du dispositif d'attaque de ligne. Un dispositif LT d'attaque de ligne ayant une impédance de sortie synthétisée physiquement n'a pas de sortie libre de signal de réception. Il est de même impossible de connecter le filtre d'annulation d'écho aux entrées de signal sur le dispositif LT d'attaque de ligne car les non linéarités du dispositif LT d'attaque de ligne ne s sont plus compensées sur le soustracteur. Dans ce but, le dispositif d'attaque de ligne a besoin de plus de conception linéaire autour de la suppression d'écho du filtre d'annulation d'écho analogique ou filtre d'équilibrage, c'est-àdire d'un ordre de grandeur compris entre 20 et 30 décibels. Ceci se traduit de manière désavantageuse par des courants au repos plus grands dans le 10 dispositif LT d'attaque de ligne et ainsi par des pertes de puissance plus élevées. De même il n'est pas possible de connecter le filtre d'annulation d'écho entre la partie synthétisée (Rsyn) et la partie physique (R) de l'impédance de terminaison. Dans ce cas, une grande partie du signal de réception est supprimée par le soustracteur. Compte tenu des inconvénients mentionnés ci-dessus, il n'a par conséquent précédemment pas été utilisé de dispositif LT d'attaque de ligne synthétisé, c'est-à-dire des dispositifs d'attaque de ligne qui ont une impédance de sortie synthétisée, dans des systèmes de communication à large bande contenant des filtres d'annulation d'écho. C'est par conséquent un objectif de la présente invention de mettre à disposition un émetteur récepteur ayant un filtre d'annulation d'écho qui a une faible perte de puissance en ce qui concerne le dispositif d'attaque de ligne de conception différentielle ayant une impédance de sortie synthétisée. L'invention atteint cet objectif au moyen d'un émetteur récepteur 25 pour un signal d'émission réception qui peut être émis par l'intermédiaire d'une ligne de signal ayant une impédance Z1igne de ligne particulière, ayant: a) un dispositif d'attaque de ligne pour faire passer un signal d'émission par l'intermédiaire de la ligne de signal, b) un filtre d'annulation d'écho analogique pour une suppression de signal 30 pour un signal d'écho acheminé par le signal d'émission, caractérisé en ce que le dispositif d'attaque de ligne a une impédance de sortie synthétisée, le dispositif d'attaque de ligne ayant un circuit hybride aval pour une connexion à un filtre d'annulation d'écho analogique. L'émetteur récepteur suivant l'invention est muni d'un circuit 35 hybride qui permet la connexion du filtre d'annulation d'écho analogique, même lorsque l'on utilise un dispositif d'attaque de ligne ayant une impédance de sortie synthétisée. Dans un mode de réalisation préféré de l'émetteur récepteur de l'invention, le filtre d'annulation d'écho analogique peut être programmé. Dans un mode de réalisation préféré tout particulièrement de l'émetteur récepteur de l'invention, la fonction de transfert du filtre d'annulation d'écho a un point polaire programmable et un point zéro programmable. Le dispositif d'attaque de ligne est de préférence de conception différentielle. Le circuit hybride utilisé dans l'émetteur récepteur suivant l'invention a de préférence une première connexion à deux pôles pour la connexion à la sortie du dispositif d'attaque de ligne, une deuxième connexion à deux pôles pour la connexion au signal de ligne, et une troisième connexion à deux pôles pour la connexion au filtre d'annulation d'écho. La première connexion sur le circuit hybride et la deuxième connexion sur le circuit hybride ont de préférence des résistances en série entre elles, qui sont connectées en série avec l'impédance Zligne de la ligne de signal. De préférence la première connexion sur le circuit hybride et la deuxième connexion sur le circuit hybride ont respectivement une première et une deuxième résistance à couplage croisé et connectées en série entre elles. La troisième connexion à deux pôles sur le circuit hybride pour une connexion au filtre d'annulation d'écho est de préférence branchée entre deux résistances connectées en série respectives à rétrocouplage. Les résistances connectées dans le circuit hybride sont de préférence des résistances réelles. Dans un mode de réalisation préféré, le circuit hybride est de conception symétrique. L'émetteur récepteur suivant l'invention a de 30 préférence un filtre de réception analogique pour filtrer un signal reçu par l'intermédiaire de la ligne de signal. Dans un mode de réalisation préféré de l'émetteur récepteur suivant l'invention, un circuit de soustraction est prévu, qui soustrait du signal de sortie filtré du filtre de réception le signal d'émission filtré par le filtre 35 d'annulation d'écho analogique afin de produire un signal de réception qui a été débarassé du signal d'écho. L'émetteur récepteur suivant l'invention est utilisé de préférence pour des systèmes de communication à large bande. Le système de communication à large bande est de préférence un système de communication à large bande xDSL. Un mode de réalisation préféré de l'émetteur récepteur suivant l'invention est décrit ci-dessous en référence aux figures annexées afin de décrire des particularités qui sont fondamentales à l'invention. Aux Figures: - la Figure 1 représente un émetteur récepteur basé sur l'art antérieur; - la Figure 2 représente un mode de réalisation préféré de l'émetteur récepteur suivant l'invention. L'émetteur récepteur ou circuit 1 d'émission et de réception fondé sur l'invention, comme représenté à la Figure 2, a une interface de ligne ayant deux connexions 2a et 2b pour connecter une ligne de signal ayant une 15 impédance Zigne de ligne particulière. L'émetteur récepteur 1 utilise la ligne de signal pour émettre un signal d'émission et pour recevoir un signal de réception. L'émetteur récepteur 1 a une source 3 de signal d'émission, dont le côté de sortie est connecté par l'intermédiaire de lignes 4a, 4b à des connexions 5a, 5b d'entrée sur un dispositif 6 d'attaque de ligne. Le 20 dispositif 6 d'attaque de ligne est utilisé pour une amplification du signal d'émission et est de préférence de conception différentielle. Pour l'amplification de signal, le dispositif 6 d'attaque de ligne contient, dans un mode de réalisation préféré, au moins un amplificateur 7 opérationnel ayant des impédances 7a, 7b de sortie synthétisée pour minimiser les pertes de 25 puissance. Le dispositif 6 d'attaque de ligne comporte des bornes 8a, 8b de signal de sortie qui sont connectées par l'intermédiaire de lignes 9a, 9b à des bornes 10a, 10b de connexion d'une première connexion 10 à deux pôles sur un circuit 11 hybride. Le circuit 1 1 hybride en tout trois connexions 1 Oa, 1 Ob à deux pôles. La première connexion à deux pôles est utilisée pour une 30 connexion à la sortie du dispositif 6 d'attaque de ligne. La deuxième connexion 12 à deux pôles ayant les bornes 12a, 12b de connexion est utilisée pour connecter le circuit 11 hybride à l'interface 2a, 2b de ligne sur l'émetteur récepteur 1. Dans ce but, les bornes 12a, 12b de connexion sont connectées par l'intermédiaire de lignes 13a, 13b de signal aux bornes 2a, 2b 35 de connexion sur l'interface 2 de ligne. Le circuit 11 hybride a une troisième connexion 14 à deux pôles ayant des bornes 14a, 14b de connexion pour une connexion à un filtre d'annulation d'écho analogique ou filtre 15 B. Le filtre 15 d'annulation d'écho est connecté par l'intermédiaire de lignes 16a, 16b aux bornes 14a, 14b de connexion sur le circuit 11 hybride. Le filtre 15 d'annulation d'écho est un filtre analogique qui est prévu pour une suppression de signal pour un signal d'écho acheminé par le signal d'émission. Le filtre 15 d'annulation d'écho analogique est de préférence programmable. Dans ce cas, le filtre 15 d'annulation d'écho peut être accordé à l'impédance Ziigne de ligne complexe. Suivant un mode de réalisation préféré 10 du filtre 15 d'annulation d'écho ou filtre B, ce filtre comporte un étage actif et une partie de circuit passive. Le filtre 15 d'annulation d'écho a de préférence une fonction de transfert ayant un point polaire et un point zéro. Le filtre 15 d'annulation d'écho simule le signal d'émission transmis par l'émetteur récepteur 1 et envoie ce signal d'émission simulé par l'intermédiaire de 15 lignes 17 à une première entrée 18 sur un circuit 19 de soustraction. Dans ce cas, le filtre 15 d'annulation d'écho simule la réponse en fréquence que le signal d'émission subit jusqu'à l'entrée du soustracteur en tant que résultat de Ziigne et du filtre de réception. Le circuit 19 de soustraction a une entrée 20 supplémentaire qui est connectée par l'intermédiaire de lignes 21 à une sortie 20 sur un filtre 22 de réception. Le côté d'entrée du filtre 22 de réception analogique est connecté par l'intermédiaire de lignes 23a, 23b à l'interface 2a, 2b de ligne sur l'émetteur récepteur 1. Le filtre 22 de réception filtre le signal de réception du signal qui est présent sur l'interface 2a, 2b de ligne. Le signal de réception et son signal d'émission superposé sont envoyés à partir du côté 25 de sortie du filtre 22 de réception vers la deuxième entrée 20 sur le circuit 19 de soustraction. Le circuit 19 de soustraction soustrait du signal de réception ayant le signal d'émission superposé le signal d'émission filtré par le filtre 15 d'annulation d'écho, de sorte que le signal d'émission contenu dans le signal superposé est compensé. Le côté de sortie du circuit 19 de soustraction 30 envoie le signal de réception pur par l'intermédiaire de lignes 24 a un circuit 25 de traitement de signal de réception contenu dans l'émetteur récepteur dans le but d'un traitement de signal supplémentaire. Le circuit 11 hybride est prévu dans le but de connecter le filtre 15 d'annulation d'écho analogique à la ligne de transmission de signal. Le 35 circuit 6 d'attaque de ligne amplifie le signal d'émission envoyé par la source 3 de signal d'émission et le soumet à des non linéarités. Afin d'obtenir le signal d'émission soumis à des non linéarités à partir du dispositif 6 d'attaque de ligne à la sortie du dispositif 6 d'attaque de ligne, le circuit 11 hybride a une conception spéciale. Le circuit 11 hybride a des résistances RI, RI' en série qui sont connectées dans la direction longitudinale entre la première connexion 1Oa, 1Ob à deux pôles et la deuxième connexion 12a, 12b à deux pôles. Les résistances RI, RI' séries sont formées de préférence par les résistances d'accord dans le dispositif 6 d'attaque de ligne, qui sont prévues pour une synthèse d'impédance. En outre, le circuit 11 hybride comporte des premières et deuxièmes résistances R2, R3 et R2' et R3' à rétrocouplage. Dans ce cas, deux résistances R2, R3' et R3, R2' à couplage croisé sont connectées en série, comme on peut le voir à la figure 2. La troisième connexion 14 à deux pôles sur le circuit 11 hybride est branchée entre les résistances R2', R3 et R2, R3' à rétrocouplage sont connectées en série, par l'intermédiaire de lignes 26a, 26b. Le circuit 11 hybride est de conception symétrique c'est-à-dire: RI = RI' R2 = R2' et R3 = R3' Les impédances 7a, 7b de sortie synthétisée dans le circuit 6 d'attaque de ligne et les résistances RI, RI' sont utilisées comme impédances de terminaison pour l'émetteur récepteur 1. Le circuit 11 hybride émet en sortie le signal d'émission amplifié par un dispositif 6 d'attaque de 25 ligne sur la troisième connexion 14a, 14b à deux pôles. Ceci est obtenu en éliminant complètement le signal de réception arrivant sur l'interface 2a, 2b de ligne à la sortie 14a, 14b du circuit 11 hybride. Le signal reçu par l'émetteur récepteur 1 sur l'interface 2a, 2b de ligne est facteur de F F= Rsyn F = (Rsyn + RI) plus petit à la sortie du dispositif 6 d'attaque de ligne comparé à l'amplitude de l'interface 2a, 2b de ligne en prenant en compte la division de tension qui a été créée par les résistances. Pour faire en sorte que le signal de réception n'ait aucun effet sur la connexion 14a, 14b de sortie du circuit 11 hybride, la résistance R2 est choisie pour être plus petite de ce facteur F que la résistance de la résistance R3. Avec cette conception, la contrainte que les valeurs de résistance des résistances RI, RI' séries soient bien plus petites que les valeurs de résistance des résistances R2, R2' et R3, R3' à couplage croisé, par exemple approximativement 200 fois plus petites, s'applique également. Pour un mode de réalisation particulièrement préféré du circuit 11 hybride, ce dernier est de conception symétrique, o RI = RI' R2 = R2' et R3 = R3' En outre, dans les conditions auxiliaires o RI, RI' est plus faible que R2, R2', R3, R3', les valeurs de résistance satisfont la relation suivante: R2 R3 Rsyn R1+ Rsyn Si le circuit 11 hybride est conçu conformément aux conditions mentionnées ci-dessus, le signal de sortie provenant du circuit hybride sur la troisième connexion 14a, 14b est entièrement libéré des composantes de signal de réception. Ceci s'applique pour n'importe quelle valeur d'impédance de l'impédance Zligne de ligne. Le filtre B 15 est ainsi alimenté exclusivement en le signal d'émission amplifié soumis aux non linéarités en provenance du 25 dispositif 6 d'attaque de ligne. Le filtre B ou filtre 15 d'annulation d'écho produit de là un signal d'émission qui est simulé à partir de la réponse en fréquence des trajets de signal de réception et est envoyé au soustracteur 19. Le circuit 11 hybride permet à un filtre 15 B ou filtre 15 d'annulation d'écho d'être prévu même pour des dispositifs 6 d'attaque de ligne ayant une 30 impédance de sortie synthétisée. En prenant en compte l'impédance de sortie synthétisée, la perte de puissance du dispositif 6 d'attaque de ligne à l'intérieur de l'émetteur récepteur 1 est faible. L'émetteur récepteur 1 suivant l'invention se distingue ainsi par une faible perte de puissance avec une suppression simultanée de signal d'écho élevé. L'émetteur récepteur 1 est ainsi particulièrement adapté à l'utilisation dans des systèmes de communication large bande, en particulier des systèmes de communication xDSL. REVENDICATIONS 1. metteur récepteur pour un signal d'émission et de réception qui peut être transmis par l'intermédiaire d'une ligne de signal ayant une impédance de ligne particulière (Zligne), ayant: a) un dispositif (6) d'attaque de ligne pour attaquer un signal d'émission par l'intermédiaire du signal de ligne; et ayant b) un filtre (15) d'annulation d'écho analogique pour une suppression de signal pour un signal d'écho qui a été acheminé par le signal d'émission, caractérisé en ce que le dispositif (6) d'attaque de ligne a une impédance 10 (RsYn) de sortie synthétisée, le dispositif (6) d'attaque de ligne ayant un circuit (I1) hybride en aval pour une connexion à un filtre (15) d'annulation d'écho analogique. 2. metteur récepteur suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le filtre 15 d'annulation d'écho analogique est programmable. 3. metteur récepteur suivant la revendication 2, caractérisé en ce que la fonction de transfert du filtre (15) d'annulation d'écho a un point polaire programmable et un point zéro programmable. 4. metteur récepteur suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif 6 d'attaque de ligne est de conception différentielle. 5. metteur récepteur suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'impédance (Rsyn) de sortie synthétisée du dispositif (6) d'attaque de ligne est réelle. 6. metteur récepteur suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le circuit (11) hybride a une première connexion (1Oa,1 Ob) à deux pôles à proximité de la sortie du dispositif (6) d'attaque de ligne, une deuxième connexion (12a, 12b) à deux pôles pour une connexion à la ligne de signal, et une troisième connexion (14a, 14b) à deux pôles pour une connexion au filtre 15 d'annulation d'écho analogique. 7. metteur récepteur suivant la revendication 6, caractérisé en ce que la première connexion (10a, 10b) sur le circuit(11) hybride et la connexion (12a, 12b) sur le circuit (11) hybride ont des résistances (RI, RI') séries entre elles qui sont connectées en série avec l'impédance (Zligne) de la ligne de signal. 8. metteur récepteur suivant la revendication 6, caractérisé en ce que la première connexion (1 0a, 1 Ob) sur le circuit (11) hybride et la connexion (12a, 12b) sur le circuit (11) hybride ont respectivement une première et une deuxième résistance (R2, R2', R3, R3') à rétrocouplage connectées en série entre elles. 9. metteur récepteur suivant la revendication 6, caractérisé en ce que la troisième connexion (14a, 14b) à deux pôles sur le circuit (11) hybride pour une connexion du filtre (15) d'annulation d'écho est branchée entre les (R2, R3', R2', R3) à rétrocouplage connectées en série. 10. metteur récepteur suivant la revendication 6, caractérisé en ce que les valeurs de résistance des résistances connectées dans le circuit (11) hybride satisfont aux équations suivantes: R2 R3 Rsyn RI + Rsyn o RI est la valeur de résistance d'une résistance série, R2 et la valeur résistance de la première résistance à rétrocouplage, et R3 est la valeur de résistance de la deuxième résistance à rétrocouplage, et o Ryn est l'impédance de sortie synthétisée du dispositif (6) d'attaque de ligne. 11. metteur récepteur suivant la revendication 6, caractérisé en ce que les résistances (Ri, Rl', R2, R2', R3, R3') connectées dans le circuit (11) hybride sont des résistances réelles. 12. metteur récepteur suivant la revendication 6, caractérisé en ce que le circuit (11) hybride est de conception symétrique. 13. metteur récepteur suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'un filtre (22) de réception est prévu pour filtrer un signal reçu par l'intermédiaire de la ligne de signal. 14. metteur récepteur suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'un circuit (19) de soustraction est prévu pour soustraire à partir du signal de sortie filtré du filtre (22) de réception le signal d'émission simulé par le filtre (15) d'annulation d'écho afin de produire un signal de réception qui a été débarrassé du signal d'écho. 15. Utilisation de l'émetteur récepteur suivant l'une quelconque des revendications 1 à 14 pour un système de communication à large bande, notamment un système de communication large bande xDSL.