METHOD OF RESHAPING A DISTORTED DIGITAL SIGNAL AND ARRANGEMENT FOR CARRYING OUT SAID METHOD

Abstract: 1. Process for the restoration of a distorted digital signal S, in which there is produced, from the signal S, an intermediate analog signal SI, the difference, as an absolute value, between the amplitude of the analog signal SI and the amplitude of the signal S being maintained at a value at least equal to a first predetermined value DELTA X, and the said signals SI and S are compared, the result of this comparison providing a binary signal SN constituting a restoration of the signal S, the said process being characterized in that the said first predetermined value DELTA X is less than the peak value of the signal S, and in that, in addition, the slope, as an absolute value, of the intermediate signal SI is maintained at least equal to a second predetermined value DELTA P, such that the difference in amplitudes of the signals SI and S remains, as an absolute value, less than DELTA X, the said second predetermined value DELTA P being less than the slope of the useful transitions of the signal S and the sign of this slope DELTA P being equal to that of the sign of the difference SI-S.

Description: Procédé pour remettre en forme un signal numérique déformé et dispositif pour La mise en oeuvre dudit procédé La présente invention concerne un procédé pour régénérer un signal numérique déformé et un dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé. Cette invention trouve notamment son anplication en transmission numérique dans les récepteurs de signaux numériques. Une transmission numérique consiste en un émetteur E, un canal de transmissiorl C, et un receD- teur R. L'émetteur E envoie des impulsions dans Le canal de transmission C. Ce canal de transmission C constitue un filtre qui déforme les impulsions émises par l'émetteur E. En oarticulier, si le canal de transmission C comprend des transformateurs, ceux ci passent mal les fréquences basses. Par tailleurs, le câble affaiblit les fréquences élevées. En sortie du canal de transmission C, les impulsions sont donc déformées. Elles sont allongees et peuvent même se chevaucher entre elles. Dans la majorité des cas, le récepteur R ne peut donc pas les détecter de maniére simple. Pour réaliser cette réception, L'homme de L'art utilise de façon connue un égaliseur pour com penser la distorsion d'affaiblissement du câble et un filtre complémentaire de Nyquist pour séoarer les impulsions se chevauchant. Cette solution a plu sieurs inconvénients. L'égaliseur favorise les fré quences élevées, donc en particulier les parasites haute fréquence, et rend plus complexe la réalisa tion du filtre passe-bas associé. D'autre part, ce type de récepteur élimine les signaux comportant une composante basse fréquence à cause de la difficulté qu'il y a à égaliser de tels signaux. Enfin, L'uti- lisation d'un filtre de Nyquist fait de ce récepteur un dispositif complexe La présente invention a précisément pour objet de remédier à ces inconvénients. L'invention vise un procédé de traitement simple du signal reçu par le récepteur R pour remettre en forme ce signal numérique déformé. Elle vise également un dispositif simple, économique et performant pour la mise en oeuvre de ce procédé. De manière plus précise, l'invention a pour objet un procédé pour remettre en forme un signal numérique déformé, dans lequel on élabore, à partir du signaL S, un signal ana Logique intermédiaire SI sur lequel on i@@ose deux contraintes qui sont, d'une part, que l'on maintient la différence, en valeur absolue, entre l'amplitude du signal analogique SI et l'amplitude du signal S à une valeur au plus égale à une première va Leur prédéterminée #X inférieure à la valeur crête du signal S, et d'autre part, que l'on maintient La pente, en valeur abso lue, du signal intermédiaire SI au plus égale à une deuxième valeur prédéterminée #P inférieure à La pente des transitions utiles du signal S, Le signe de cette pente #P étant egaL à ce lui du résultat de la comparaison des signaux SI-S, avec la condition qu'en cas de conflit pour satisfaire les deux contraintes, on satisfait la première contrainte, le résultat de la comparaison des amplitudes des signaux SI et S fournissant un signal binaire SN constituant une remise en forme du signal S. bans le procédé de L'invention, La première valeur prédéterminée hX est inférieure à ta va Leur crête du signal S. De manière préférée, elle est inférieure à La moitié de La valeur crete du si gnal S Par transition utile du signal S, on entend une transition qui représente une information, c'est-à-dire une transition réelle du signal binaire ou bipolaire émis. La pente AP doit être inférieure à la pente des transitions utiles. Elle ne doit pas être cependant trop faible car elle doit être égale ment supérieure à la pente des signaux parasites du signal S. L'invention a aussi pour objet un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé comprenant un moyen d'élaboration d'un signal intermédiaire SI, muni d'une entrée de commande, recevant sur une entrée le signal S et délivrant sur une sortie le signal intermédiaire SI, ledit moyen d'élaboration comprenant un premier moyen pour limiter la différence entre l'amplitude du signal intermédiaire SI et l'amplitude du signal S à une première valeur prédéterminée EX, ledit premier moyen étant relié à L'entrée et à la sortie du moyen d'élaboration, un deuxième moyen pour limiter la pente du signal intermédiaire SI relié à la sortie dudit moyen d'élaboration, ledit deuxième moyen recevant sur une entrée un courant d'intensité constante I, et un moyen d'inversion dont l'entrée est constituée par l'en- trée de commande du moyen d'élaboration et dont une sortie délivre un courant d'intensité + I, ledit dispositif comprenant en outre un moyen de comparai son recevant sur son entrée inverseuse le signal S et sur son entrée non-inverseuse le signal intermé diaire SI et délivrant un signal binaire SN applique d'une part sur l'entrée de commande du moyen d'ela- boration, L'état binaire dudit signal SN déterminant le sens du courant d'intensité I, et d'autre part sur L'entrée d'un inverseur qui délivre Le signal SN identique au signal S avant déformation. Selon une caracteristique secondaire du dispositif seton l'invention, le premier moyen est constitua de deux diodes identiques montées en pa- rallèle, L'anode d'une diode étant reliée à la cathode de L'autre diode. Selon une autre re caracteristique secondaire, le deuxième moyen est constitué d'un condensateur. Les caracteristiques et avantages de l'in- vent ion ressortiront mieux de la description qui va suivre, donnée à titre illustratif mais non limitatif, en référence aux dessins annexés dans les quels - ta figure 1 est un diagramme représentant différents signaux numériques, - la figure 2 est un schéma des états du signal intermédiaire SI, - la figure 3 est un organigramme montrant tes règles d'évolution temporelle du signal intermédiaire SI, - la figure 4 est un diagramme schématique représentant un dispositif pour la aise en oeuvre du procédé selon l'invention, - la figure 5 est un schéma illustrant un mode de réalisation du dispositif selon l'invention. Le signal numérique S1 de La figure 1 représente un signal binaire à émettre par L'émetteur E. Ce signal est effectivement émis dans Le canal de transmission C apres codage. Ce codage peut etre par exemple bipolaire, tel que représenté en S2 de la figure 9 su autre. Le canal de transmission C défor- ne le signal émis en ne passant pas Les fréquences basses et en affaiblissant les fréquences élevées, Ceci se produit notamment par un élargissement, et éventuellement des chevauchements, des impulsions. Le signal reçu par le recepteur numérique R, et correspondant au signal émis par l'émetteur E, a alors l'allure du signal S. Pour retrouver le signal original émis par l'émetteur E, il suffit de retrouver dans le signal S représenté en trait plein sur la figure, les transitions du signal émis. Ceci est obtenu dans le procédé selon l'invention par l'élaboration d'un signal intermédiaire SI représenté en traits tiretés sur la figure 1. Les règles d'obtention et d'évolution du signal intermédiaire SI seront détaillées en référence aux figures 2 et 3. Ce signal intermédiaire SI est construit de telle sorte que son amplitude soit égale à celle du signal S à chaque transition du signal numérique S1-. Par comDarLaison des signaux SI et S, on peut donc engendrer un signal SN dont les transitions sont identiques à celles du signal S1. On remarque sur la figure 1 que le signal intermédiaire SI peut être décrit comme étant régi par quatre états d'évolutions différents E1, Ev, E3 et E. Dans le premier état E1, la pente du signal SI est égale à la pente du signal S et l'amplitude du signal SI est inférieure à l'amplitude du signal S ; dans le deuxième état E2, la pente du signal SI est toujours égale à la pente du signal S, mais L'amplitude du signal SI est supérieure à l'amplitude du signal S ; dans le troisième état E3, la pente du signal SI est constante et décroissante, et dans le quatrième état E4, la pente du signal SI est constante et croissante. On peut exprimer les deux étapes de la séquence d'élaboration du signal intermédiaire SI du procéde selon L'invention à L'aide de ces quatre états. a première étape est constituée de la succession des états E2 puis E4 àu de la succession des états E puis E3. L'état E2, ou L'état E1 correspond à la partie de L'étape ou la première contrainte est atteinte, et où oar conséquent la deuxième contrain té est ignorée, ou où aucune contrainte n'est atteinte, Le signal intermédiaire SI suivant librement le signal S. barns cette première étape, la différence entre l'aptitude du signal intermédiaire SI et l'amplitude du signal S est toujours égale à la première valeur prédéterminée #X. L'état E4' ou l'état E3 correspond à la partie de l'étape où La deuxième contrainte est atteinte. La deuxième étape est constituée de l'état E4 ou de l'état E3. On va maintenant décrire plus en détail, en référence aux figures 2 et 3, Les ouatre états qui viennent d'entre mentionnés et les règles de transition d'un état à un autre. On a représenté sur ta figure 2 un graphe des états du signal SI et des transitions entre ces états. La transition entre un état E. et un état E., où ; et j sont compris entre 1 et 4, est représentée par Tii. Dans le cas où i est égal à j, la transition Tii ex prime que le signal intermédiaire SI reste dans l'état Ei. Chacun de ces quatre etats caractérise une loi particulière d'évolution du signal intermédiaire SI. Les transitions Tij entre un état E. et un état Ej, où i et j sont des entiers compris entre 1 et 4, apparaissent précisement lorsque l'une, ou Les deux contraintes sont atteintes, ou lorsqu'une condition particulière est réalisée, telle que L'égalité entre l'amplitude du signal intermédiaire SI et L'amplitude du signal S. Les transitions du type Tii expriment le maintien dans l'état Ei. On va maintenant décrire les équations ré- gissant l'évolution du signal intermédiaire SI dans chacun des états et les contraintes ou conditions correspondant aux transitions entre ces états. Dans l'état E1, te signal intermédiaire SI a, à chaque instant, une amplitude égale à celle du signal S minoré de la valeur prédéterminée EX. On reste dans cet état tant que la pente du signal S est supérieure à l'opposé de la valeur prédéterminée #P. Ceci est exprimé par la transition T11. Si la pente du signal S devient inférieurde à l'opposé de la valeur prédéterminee AP, il y a transition T13 de l'état E1 à l'état E3. Dans cet état E3, le signal intermédiaire SI a une Dente constante qui est égale en module à la valeur prédéterminée # et dont le signe est négatif. Cet état peut être quitté pour une transition vers L'état E1, Lorsque la première contrainte est atteinte. Il oeut également être abandonné pour L'état E4, par la transition T34 lorsque L'amplitude du signal S est égale à L'amplitude du signal intermédiaire SI. Dans l'état E4, la pente du signal intermédiaire SI est égale en valeur absolue à AP, comme dans l'état E3, mais son signe est positif. Ainsi qu'on peut le remarquer sur la figure 1, il y a deux moyens de quitter cet état E4. Une transition apparait lorsque l'amplitude du signal intermédiaire SI est égale à l'amplitude du signal S. Cette transition T34 fait passer de l'état E4 à l'état E3. Une autre transition est possible à partir de L'état E4. Elle apparait lorsque la différence d'amplitude entre le signal intermédiaire SI et le signal S devient supérieure à la valeur prédéterminée EX. On passe alors par la transition T42 de l'état E4 à L'état E2. Le quatrième et dernier état est L'état E2. Dans cet état, le signal SI a, à chaque instant, une amplitude égale à celle du signal S augmenté de La va Leur prédéterminée #X. On reste dans cet état tant que La pente du signal S reste inférieure à La deuxième vateur prédéterminée #P. Lorsque cette contrainte est atteinte, on passe de L'état E2 à L'état E4 par la transition T24. Sur La figure 3, on a représenté L'organigramme décrivant l'évolution du signal intermédiaire SI en fonction du temps et qui corresoond au graphe de La figure 2. Le signal intermédiaire SI éla- bore au moyen de cet organigramme est connu par son amplitude à des instants t0, t0+1, t0+2, etc... Cette discrétisation du signal intermédiaire SI éla- bore n'a pour but qu'une présentation plus claire de l'organigramme. Elle ne saurait limiter l'invention à l'élaboration d'un signal intermédiaire SI dis- cret. En effet, un signal continu peut être simpLe- ment considéré comme étant un signal discret dont La fréquence d'échantillonnage est extrêment élevée. Les références 1, 2, 3 et 4 représentent respectivement les règles d'évolution du signal intermédiaire SI dans les états E1, E2, E3 et E4. Supposons qu'Åa un instant t, on se trouve dans l'état 1. L'amplitude du signal intermédiaire SI est aLors égale à l'amplitude du signal S au meme instant t minoré de la valeur prédéterminée 4X. On va chercher à déterminer maintenant L'amplitude du signal intermédiaire SI à l'instant successif t+1. Pour cela, on compare ta pente entre les instants t et t+1 du signal S à La valeur prédéterminée #P. Si La décrois- sance du signal S entre t et t+1 est supérieure à #P, on passe dans L'état E3. bans Le cas contraire, on reste dans L'état E1. Le premier cas correspond à La transition T13 de la figure 2 et Le second cas à la transition T11. Lorsque l'on est dans l'état E3, l'amplitu- de du signal intermédiaire SI à un instant quelconque est égale à l'amplitude de ce meme signal à l'instant précédent diminué de la valeur prédéterminée #P. Si, en diminuant ainsi d'une valeur #P, l'amplitude du signal intermédiaire SI devient inférieure à un instant donné à l'amplitude du signal S au même instant minoré de la valeur prédéterminée EX, on repasse dans l'état E1. Ceci correspond à la transition T31 de la figure 2. Dans le cas contrai re, selon que l'amplitude du signal intermédiaire SI est égale à l'amplitude du signal S ou non, on passe dans l'état E4 (c'est la transition T.34) ou on reste dans l'état E3 (c'est la transition T33). Lorsque l'on est dans l'état E4, l'amplitu- de du signal intermédiaire SI à un instant donné est égale à son amplitude à l'instant précédent augmen tee de La valeur prédéterminée AP. Si, en augmentant de la valeur #P, L'amplitude du signal intermédiaire SI devient supérieure à l'amplitude, au même ins tant, du signal S augmenté de la valeur prédétermi née EX, on passe dans L'état E2 (c'est la transition T42). Dans le cas contraire, selon que l'amplitude du signal intermédiaire SI devient égale ou non à L'amplitude du signal S à la suite d'une augmenta tion de la valeur #P, on passe dans L'état E3 (c'est la transition T43) ou on reste dans L'état E4 (c'est la transition T44) Lorsque l'on est dans L'état E2, l'amplitu- de du signal intermédiaire SI est égale à un instant donné, à L'amplitude du signal S au même instant augmentée de La valeur prédéterminée EX. Si, alors que l'on est dans cet état E2, la pente du signal S devient supérieure à #P, c'est-à-dire si la diffé rence d'amplitude du signal S entre deux instants successifs devient supérieure à AP, on passe dans l'état E4 (c'est la transition Tz4) Dans le cas contraire, on reste dans l'état E2 (c'est La transition T22). L'organigramme décrit à la figure 3 est mis en oeuvre dans le dispositif dont une représentation schématique est donnée a la figure 4. IL comprend un premier moyen 1Q pour Limiter la différence d'ampli- tude entre le signal S et Le signal intermédiaire SI à une valeur prédéterminée #X. Ce premier moyen 10 reçoit sur son entrée le signal S et est relié sur une autre entrée au signal intermédiaire SI. Ce dispositif comprend également un deuxième moyen 12 pour limiter La vitesse de uariation de l'amplitude du signal SI à une valeur maximale prédéterminée AP. Ce deuxième moven 12 reçoit sur une entrée un courant d'intensité constante I dont le signe est déterminé par un moyen d'inversion 14. L'ensemble du premier moyen 10, du deuxième moyen 12 et du moyen d'inversion 14 constitue un moyen d'élaboration 15 qui dé Livre te signal intermédiaire SI. Le dispositif comme prend en outre un comparateur 16 recevant sur une entrée inverseuse te signal S et sur une entrée noninverseuse Le signal intermédiaire SI. Il délivre un signal binaire SN qui est identique au signe prés au signal S non déforme. Le signal binaire SN est applique d'une part sur une entrée du moyen d'inversion 14 pour déterminer le signe du courant I delivré par Ledit moyen d'inversion, et d'autre part sur l'entrée d'un inverseur t7 qui restitue le signal SN égal au signal S avant déformation. On a représenté sur la figure 5 un mode de réalisation de ce dispositif, Le premier moyen 10 est constitué par deux diodes 18 identiques, en parallèle, l'anode d'une diode étant reliée à la ca thode de t'autre diode. La valeur prédéterminée EX correspond à la chute de tension entre tes bornes de chaque diode. Le moyen d'inversion 14 est constitué par un générateur de courant délivrant un courant I constant dont le signe est déterminé par t'état du signal binaire SN. Ce courant I, selon son signe, charge ou décharge un condensateur 20 de valeur C qui constitue le deuxième moyen 12. Ce deuxième moyen 12 permet de limiter la oente du signal inter médiai re SI à une valeur prédéterminée AP qui est égale au rapport Comme on peut le voir sur les signaux S et SI de la figure 1, les instants où ces deux signaux ont une même amplitude déprend de la pente maximale #P du signal intermédiaire SI, de La tension EX, de la période T du signal émis et de L'amplitude du signal S. La pente #P et le niveau de S doivent donc être choisis pour un bon fonctionnement du dispositif et en particulier pour une bonne résistance aux éventuels signaux perturbateurs présents sur la li- gne. L'expérience montre que l'on obtient un bon ré sultat avec les valeurs suivantes : I 2#X - la pente #P donnée par = C T - le niveau crête à crête du signal S mesuré entre deux crêtes consecutiv-es séparées de la période T, compris entre 3.AX et 5.EX. Le demandeur a réalisé un dispositif tel que représenté sur la figure 5. Ses caractéristiques sont : #X=0,7 volt, C=3,3 nf et 1=1 mA. Le compara teur utilisé est du type LM 311. Ce dispositif a notamment été utilisé par le demandeur pour mettre en forme un signal binaire de débit 150 Kbit/s émis sous forme de signal bipolaire de tension + 2 v ayant été déformé 'par une ligne téléphonique consti tuée d'un câble métallique en cuivre de diamètre 0,4 mm. Entre la ligne et le dispositif décrit, le demandeur a inséré un amplificateur dont le gain est indépendant de La fréquence jusou'à 150 kHz et qui compense L'affaiblissement du câble vers 80 kHz. La longueur du cable utilisé est de l'ordre de 4200 m. Pour des cables de Longueur inférieure, on peut inserez entre la ligne téléphonique et l'amplificateur un complément de ligne classique connu de L'homme de l'art. Le même dispositif a été aussi utilisé pour mettre en forme un signal tinaire, émis en binaire, déformé oar une ligne de zéro à 1000 m de cable té- léphonique de diamètre #=0,4 mm sans égaliseur ni complément de ligne.

Claims: REVENDICATIONS 1. Procédé pour remettre en forme un sinal numérique déformé S, caractérisé en ce au'on élabore, à partir du signal S, un signal analogique intermédiaire SI sur lequel on impose deux contraintes qui sont, d'une part, que l'on maintient la différence, en valeur absolue, entre L'amplitude du si- gnal analogique SI et l'amDlitude du signal S à une valeur au plus égale à une première valeur prédéterminée #X inférieure à la valeur crête du signal S, et d'autre part, Que l'on maintient la pente, en valeur absolue, du signal intermédiaire SI au plus égale à une deuxième valeur prédéterminée #P infé r i e u r e à la pente des transitions utiles du signal S, le signe de cette pente #P étant égal à celui du résultat de la comparaison des signaux SI-S, avec a condition qu'en cas de conflit pour satisfaire les deux contraintes, on satisfait la première contrainte, le résultat de la comDaraison des amplitudes des signaux SI et S fournissant un signal binaire SN constituant une remise en forme du signal S. 2. Procédé selon la revendication 1,;carac- térisé en ce que La valeur prédéterminée EX est inférieure à la moitié de la valeur crête du signal S. 3. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé, caractérisé en ce qu'il comprend un moyen d'élaboration (15) d'un signal intermédiaire SI, muni d'une entrée de commande recevant sur une entrée le signal S et délivrant sur une sortie le signal intermediai-re SI, ledit moyen d'élaboration comprenant un premier moyen (10) pour limiter la différence entre l'amplitude du signal intermédiaire SI et L'amplitude du signal S à une première va leur prédéterminée #X, ledit premier moyen étant relié à l'entrée et à la sortie du moyen d'élaboration, un deuxieme moyen (12) pour limiter la pente du signal intermédiaire SI relié à la sortie dudit moyen d'élaboration, ledit deuxième moyen recevant sur une entrée un courant d'intensité constante I, et un moyen d'inversion (14) dont l'entrée est constituée par L'entrée de commande du moyen d'élaboration et dont une sortie délivre un courant d'intensite # I ; et en ce que ledit dispositif comprend en outre un moyen de comparaison (16) recevant sur son entre inverseuse te signat S et sur son entrée noninverseuse te signal intermédiaire SI et délivrant un signal binaire SN appliqué d'une part sur l'entrée de commande du moyen d'élaboration, l'état bi- naire dudit signal SN déterminant le sens du courant d'intensité I, et d'autre part, sur L'entrée d'un inverseur (17) qui délivre Le signal SN identique au signal S avant déformation. 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que le premier moyen (10) est constitué de deux dipodes (18) identiques montées en parallèle, l'anode d'une diode étant reliée à la Ca- thode de l'autre diode. 5. Dispositif selon la revendication 3, ca racte-rise en ce que le deuxième moyen (12) est constitué d'un condensateur (20).

Inventors: MILON, JEAN, Kerdiles, Jean-François
Applicants: KERDILES, JEAN-FRANCOIS, MILON, JEAN
Application year: 1984
Main classification: H03K5
IPC codes: H04L25, H04B3, H03K5