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Patent 1254627 Summary

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Claims and Abstract availability

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  • At the time the application is open to public inspection;
  • At the time of issue of the patent (grant).
(12) Patent: (11) CA 1254627
(21) Application Number: 484664
(54) English Title: RHYTHM EXTRACTOR FOR DATA TRANSMISSION SYSTEM
(54) French Title: EXTRACTEUR DE RYTHME POUR SYSTEME DE TRANSMISSION DE DONNEES
Status: Expired
Bibliographic Data
(52) Canadian Patent Classification (CPC):
  • 329/3
  • 354/95
(51) International Patent Classification (IPC):
  • H04L 7/00 (2006.01)
  • H04L 7/027 (2006.01)
  • H04L 7/033 (2006.01)
(72) Inventors :
  • HOUDARD, JEAN-PIERRE (France)
(73) Owners :
  • SOCIETE ANONYME DITE: LIGNES TELEGRAPHIQUES ET TELEPHONIQUES L.T.T. (Not Available)
(71) Applicants :
(74) Agent: GOUDREAU GAGE DUBUC
(74) Associate agent:
(45) Issued: 1989-05-23
(22) Filed Date: 1985-06-20
Availability of licence: N/A
(25) Language of filing: French

Patent Cooperation Treaty (PCT): No

(30) Application Priority Data:
Application No. Country/Territory Date
84 10 355 France 1984-06-29

Abstracts

French Abstract





ABREGE

Extracteur de rythme pour système de transmission de données

L'invention concerne un extracteur de rythme fournissant un
signal de synchronisation correspondant au rythme de transmission de
symboles sur une porteuse modulée.
L'extracteur comporte: des moyens (1) pour échantillonner et
numériser la porteuse modulée; un multiplicateur (2) pour élever au carré
chaque valeur du signal d'entrée; un filtre passe-bande (7) dont la
fréquence centrale est égale au rythme de transmission des symboles,
dont la bande passante est commandable, et dont le retard de transmission
est rendu constant quelque soit la bande passante; un détecteur de
passage à zéro (8) recevant les valeurs du signal filtré et fournissant un
signal traduisant le rythme des symboles transmis; des moyens (16) de
contrôle de la pureté spectrale du signal filtré, fournissant un signal
logique V indiquant que le régime de fonctionnement est établi et
commandant une réduction de la bande passante du filtre (7); et comporte
en outre des moyens (17 et 18) pour fournir un signal de synchronisation de
remplacement pendant les périodes où la transmission est perturbée.
Application aux équipements récepteurs de données.

FIGURE UNIQUE

Claims

Note: Claims are shown in the official language in which they were submitted.



13
REVENDICATIONS

1. Extracteur de rythme pour système de transmission de données
comportant:
- des moyens (1) pour échantillonner et numériser un signal
d'entrée constitué par une porteuse modulée par des symboles transmis à
un rythme Fs;
- un multiplicateur (2) pour élever au carré chaque valeur du
signal d'entrée;
- un filtre passe-bande (7) dont la fréquence centrale est égale à
Fs , recevant une suite de valeurs fournies par le multiplicateur (2) et
restituant une suite de valeurs y(n), correspondant à un signal filtré;
- un détecteur de passages à zéro (8) recevant les valeurs y(n) et
fournissant un signal logique C lorsque cette suite de valeurs change de
signe, ce signal C traduisant le rythme des symboles transmis;
caractérisé en ce que la bande passante du filtre passe-bande (7)
est commandable;
et en ce qu'il comporte en outre des moyens (16) pour contrôler la
pureté spectrale du signal filtré et fournir un signal de commande V de la
bande passante du filtre (7), afin de diminuer sa valeur lorsque le
fonctionnement de ce filtre (7) a atteint son régime permanent.
2. Extracteur de rythme selon la revendication 1, caractérisé en
ce que le filtre (7) comporte:
- un circuit de filtrage numérique (20, et 22 à 28), ayant une
pluralité d'entrées recevant respectivement des coefficients dont les
valeurs déterminent la bande passante;
- un dispositif de sélection (21) fournissant deux jeux de valeurs
pour ces coefficients, en fonction de la valeur du signal V appliquée à une
entrée de commande, pour commander une bande passante large lorsque le
signal V est absent et une bande passante étroite lorsque le signal V est
généré;
- un multiplexeur (6) commandé par le signal V;
- deux dispositifs à retard (4, 5) couplés alternativement en série
avec le circuit de filtrage (20 et 22 à 28) par le multiplexeur (6) et
procurant des retards tels que le retard de l'ensemble du filtre passe-


14

bande (7) est constant quelle que soit la valeur de la bande-passante
commandée.
3. Extracteur de rythme selon la revendication 1, caractérisé en
ce qu'il comporte en outre:
- un générateur (17) d'un signal d'horloge S, de fréquence Fs,
ayant une entrée de synchronisation recevant le signal C, et une entrée de
validation recevant le signal V;
- un dispositif d'aiguillage (18) commandé par le signal V pour
constituer un signal représentant le rythme des symboles transmis, soit
avec le signal d'horloge S, soit avec le signal C, respectivement quand le
signal V est absent et quand le signal V est généré.
4. Extracteur de rythme selon la revendication 1, caractérisé en
ce que les moyens (16) pour contrôler la pureté spectrale du signal C
comportent:
- des moyens (30 à 33) pour calculer une valeur théorique y'(n) du
signal filtré par le filtre passe-bande (7), à partir des deux dernières
valeurs y(n) fournies par le filtre (7);
- des moyens (39 à 44) pour calculer une valeur quadratique
moyenne Pe de y'(n) - y(n);
- des moyens (29 et 34 à 38) pour calculer, à partir des valeurs
y(n), une valeur Ps de la puissance instantanée du signal filtré par le filtre
(7);
- des moyens (45, 46) pour générer le signal logique V lorsque
Image < Sq où Sq est une valeur prédéterminée, fixant le seuil de pureté
spectrale à partir duquel le régime permanent est considéré comme
établi.

Description

Note: Descriptions are shown in the official language in which they were submitted.


lZ5~27


Extracteur de rythme pour système de transmission de données

L'invention concerne un extracteur de rythme qui, dans la partie
réceptrice des équipements de transmission de données, a pour fonction de
fournir un signal de synchronisation dont le rythme est identique au
rythme de transmission des symboles.
La transmission des symboles par modulation d'une porteuse est
réalisée à un rythme constant Fs L'extraction de ce signal de synchroni-
sation doit être réalisée avec précision car ce signal est utilisé pour
commander réchantillonnage et la démodulation de l'onde porteuse ~es
données et le taux des erreurs de démodulation dépend beaucoup de la
10 précision de ce signal de synchronisation.
La suite des symboles transmis étant aléatoire, le signal reçu n'a
pas de périodicité apparente, cependant le rythme de transmission des
symboles étant constant, le spectre du carré du signal reçu comporte une
oscillation à la fréquence Fs. L'extraction de cette oscillation permet
15 d'obtenir un signal de synchronisation. Cette extraction doit ~tre réalisée
avec une grande sélectivité pour obtenir une onde sinusoldale pure et en
déduire un signal de synchronisation précis. ,~
Il est connu de réaliser un extractéur de rythme comportant: un
convertisseur analogique-numériqué recevant la porteuse modulée et
20 restituant une suite de valeurs numériques traduisant son amplitude; un
multiplicateur pour élever au carré les valeurs de cette suite; un filtre
passe-bas pour réaliser un filtrage préliminaire éliminant les fréquences
supérieures à la fréquence Fs; un filtre passe-bande dont la fréquence
centrale est égale à Fs et dont la bande passante est fixe; et un dispositif
25 de détection des passages à zéro, fournissant un signal logique quand la
suite des valeurs fournies par le filtre passe-bande change de signe. Ce
signal logique constitue le signal de synchronisation.
Pour obtenir une bonne précision de la synchronisation, la sélecti-
vité du filtre passe-bande doit être très grande. Malheureusement une
30 grande sélectivité entraine une durée de convergence très longue. D'une
part, celle-ci allonge la période d'établissement d'une liaison et, d'autre
part, quand la liaison est établie, elle nuit parfois à la précision de la

~f~




synchronisation car le dispositif extracteur de rythme n'arrive pas à suivre
des fluctuations brusques de la phase des signaux transmis lorsque ceux-ci
sont affectes par des perturbations de la ligne de transmission. Il est
connu de diminuer la durée de la convergence, lors de l'établissement
5 d'une liaison, en transmettant une séquence particulière de symboles
fournissant une oscillation d'amplitude particulièrement forte à la fré-
quence Fs. Cette solution nécessite donc la transmission d'une séquence
particulière lors de l'établissement d'une liaison, et surtout a pour
inconvénient de n'être pas applicable lors d'un régime transitoire dû à une
lO perturbation de la ligne.
L'invention a pour objet un extracteur de rythme qui n'a pas cet
inconvénient. A cet effett l'extracteur selon l'invention comporte un filtre
à bande passante variable, celle-ci étan~ large pendant les régimes
transitoires, que ce soit lors de l'établissement d'une liaison ou lors d'une
15 perturbation de la ligne, et étant étroite en régime établi. I~a discrimina-
tion entre les régimes transitoires et !e régime établi est réalisée en
contrôlant la pureté spectrale du signal de synchronisation obtenu.
Selon l'invention, un extracteur de rythme pour système de
transmission de données comportant:
- des moyens pour échantillonner et numériser un signal d'entrée
constitué par une porteuse modulée par des symboles transmis à un
rythme Fs;
- un multiplicateur pour élever au carré chaque valeur du signal
d'entrée;
- un filtre passe-bande dont la fréquence centrale est égale à Fs ~
recevant une suite de valeurs fournies par le multiplicateur et restituant
une suite de valeurs y(n), correspondant à un signal filtré;
- un détecteur de passages à zéro recevant les valeurs y(n) et
fournissant un signal logique C lorsque cette suite de valeurs change de
30 signe, ce signal C traduisant le rythme des symboles transmis;
est caractérisé en ce que la bande passante du filtre passe-bande
est commandable;
et en ce qu'il comporte en outre des moyens pour contrôler la
pureté spectrale du signal filtré et fournir un signal de commande V de la

~Z5~6Z7

bande passante du filtre, afin de diminuer sa valeur lorsque le fonctionne-
~ ment de ce filtre a atteint son régime permanent.
- L'invention sera mieux comprise et d'autres détails apparaî~ront à
I'aide de la description ci-dessous, d'un exemple de réalisation de l'extrac-
5 teur de rythme selon l'invention, et à l'aide de la figure l'accompagnant,
qui représente le schéma synoptique de cet exemple de réalisation.
Dans cet exemple, une porteuse de fréquence 1200 Hz est modu-
lée selon une modulation QAM qui est une combinaison d'une modulation
d'amplitude et d'une modulation de phase permettant de transmettre des
10 symboles pouvant prendre 16 valeurs distinctes à un rythme de 600 bauds.
Un signal analogique constitué de la porteuse modulée est appliquée à une
borne d'entrée 17, et un signal de synchronisation représentatif du rythme
de transmission des symboles est restitué sur une borne de sortie 15.
Cet exemple de réalisation comporte: un convertisseur
15 analogique-numérique 1; un multiplicateur 2; un filtre passe-bande 7, à
fréquence centrale fixe et à largeur de bande commandable; un circuit 16
de contrôle de pureté spectrale; un détecteur 8 de passage à zéro; un
générateur 17 d'un signal d'horloge S; et un dispositif d'aiguillage 18. Le
signal analogique appliqué à la borne d'entrée 17 est échantillonné à la
20 fréquence de 9600 Hz et numérisé par le convertisseur analogique-
numérique 1. Le générateur de l'horloge d'échantillonnage n'est pas
représenté. Chaque valeur fournie par le convertisseur I est élevée au
carré par le multiplicateur 2 qui possède deux entrées reliées à la sortie
du convertisseur 1. La sortie du multiplexeur 2 est reliée à une première
25 entrée du filtre 7.
Le signal d'entrée a un spectre qui ne comporte pas de raie à la
fréquence 600 Hz. Le multiplicateur 2 a pour fonction de falre appara~tre
une raie à 600 Hz correspondant à la périodicité cachée des transitions
intersymboles, ces transitions étant séparées par des durées aléatoires
30 mais qui sont toujours multiples de F . Le filtre passe-bande 7 a pour rôle
d'extraire l'oscillation à 600 Hz en éliminant toutes les autres oscillations,
de fréquence proche ou éloignée. Quand la suite de symboles est aléatoire
le spectre du signal appliqué au filtre 7 est un spectre continu comportant
un maximum à la fréquence 600 Hz; la sélectivité du filtre 7 doit alors
35 être tres grande pour obtenir une oscillation pure à 600 Hz.




,

~.Z~ 6~


Le filtre passe-bande 7 possède une seconde entrée reliée à une
sortie du circuit 16 de contrôle de pureté spectrale, et une sortie reliée
d'une part à une entrée du détecteur 8 et à une entrée du circuit 16. Le
générateur 17 possède une première et une seconde sortie reliées respec-
5 tivement à une première et une seconde entrée de l'aiguillage 18. Unepremière et une seconde entrée du générateur 17 sont reliées respective-
ment à une sortie du détecteur 8 et à la sortie du circuit 16. L'aiguillage
18 possède une troisième entrée reliée à la sortie du circuit 16, et une
sortie reliée à la borne de sortie 15 de l'extracteur de rythme.
Le filtre passe-bande 7 a une fréquence centrale fixe, égale à
600 Hz. Sa bande passante peùt prendre deux valeurs distinctes sous la
commande d'un signal logique appliqué à sa seconde entrée. Ce signal
logique est constitué par un signal V f ourni par la sortie du circuit 16
lorsque celui-ci détecte une pureté spectrale insuffisante du signal filtré
15 fourni par la sortie du fil~re 7. Ce si~nal filtré, représenté par une suite
de valeurs numériques y(n), est appliqué à l'entrée du détecteur 8 de
passage à zéro, lequel a pour rôle de fournir un signal logique C lorsque la
suite des valeurs y(n) change de signe, ce changement de signe traduisant
la fin d'une période de l'onde sinusoldale pure représentée par cette suite.
Le générateur 17 comprend une porte ET 9 et un compteur 10
modulo M. La porte 9 possède deux entrées reliées respectivement à la
première et à la seconde entrée du générateur 17 et possède une sortie
reliée à la seconde sortie du générateur 17 et à une entrée de remise à
zéro du compteur 10.
La première entrée du générateur 17 reçoit le signal C. Lorsque le
signal C et le signal V sont générés simultanément, le générateur 17
transmet sur sa seconde sortie le signal C qui représente le rythme des
symboles transmis, et ce signal est transmis par l'aiguillage 18 jusqu'à la
borne de sortie 15. D'autre part, le signal C synchronise le signal d'horloge
30 S fourni par la première sortie du générateur 17. Lorsque le signal C n'est
pas généré, ou bien lorsque le signal V n'est pas généré, par exemple à la
suite d'une interruption momentanée de la transmission, le signal S
continue à être généré par le générateur 17 et il est aiguillé vers la borne
de sortie 15 par l'aiguillage 18 afin de constituer un signal de synchronisa-

S~27


tion permettant de maintenir un fonctionnement synchrone du récepteur
de données relié à la borne 15.
La sortie du circuit 16 fournit le signal logique V lorsque le signal
représenté par la suite des valeurs y(n) a une pureté spectrale supérieure à
5 un seuil fixé, c'est-à-dire lorsque le régime de fonctionnement de l'extrac-
teur de rythme est établi. Le signal V est appliqué à la seconde entrée du
générateur 17 pour valider le signal logique C, et lui permettre alors de
synchroniser le signal d'horloge S et d'etre transmis vers la seconde sortie
du générateur 17.
Les signaux logiques C et V sont générés sous la forme d'un niveau
haut. Le sigr:al V valide la porte 9 pour transmettre le signal C à l'entrée
de remise à zéro du compteur 10 et à la seconde sortie du générateur 17.
Le compteur 10 possède une entrée d'horloge non représentée qui reçoit le
signal d'horloge d'échantillonnage. Le modulo est égal au rapport M entre
15 la fréquence d'échan~illonnage et la fréquence de transmission des sym-
boles, dans cet exemple M = 16. Une sortie du compteur 10 est reliée à la
première sortie du générateur 17 et fournit un signal logique de niveau
haut lorsque le contenu du compteur 10 passe par la valeur zéro. Ce signal
constitue le signal d'horloge S. Il est synchronisé par le signal C lorsque le
20 signal logique V est généré, mais il n'est pas transmis par l'aiguillage 18.
Par contre, lorsque le signal V n'est plus généré le compteur 10 continue à
compter sur sa lancée et le signal S est transmis par l'aiguillage 18 vers la
borne 15.
L'aiguillage 18 est constitué de deux portes ET 12 et 13, d'une
25 porte OU 14 et d'un inverseur logique 11. La première entrée de
l'aiguillage 18 est reliée à une première entrée de la porte 12, la troisième
entrée est reliée à l'entrée de l'inverseur 11 et à une première entrée de
la porte 13, et une seconde entrée est reliée à une seconde entrée de la
porte 13. Une première et une seconde entrée de la porte 14 sont reliées
30 respectivement aux sorties des portés 12 et 13. La sortie de la porte 14
constitue la sortie de l'aiguillage 18 et est reliée à la borne de sortie 15 de
l'extracteur de rythme. Quand le signal V est généré il valide la porte 13
pour transmettre le signal C, et lorsque le signal V n'est pas généré la
porte 13 est bloquée et la porte 12 est validée pour transmettre le
35 signal S.

~Z5~Z7




Le filtre passe-bande 7 comporte: un filtre passe-bas 3; deux
dispositifs à retard 4 et 5; un multiplexeur 6; quatre multiplica~eurs: 20,
25, 27, e~ 28; deux registres 23 et 24; deux additionneurs 22 et 26; et un
dispositif 21 de sélection de coefficients. Le filtre passe-bas 3 est un
filtre numérique classique dont la bande passante est de 1200 Hz, ayant
une entrée qui constitue la première entrée du filtre 7 et qui est donc
reliée à la sortie du multiplicateur 2. Une sortie du filtre passe-bas 3 est
reliée à une entrée du dispositif à retard 4 et à une entrée du dispositif à
retard 5. Les sorties de ces dispositifs à retard 4 et 5 sont reliées
10 respectivement à deux entrées du multiplexeur 6.
La seconde entrée du filtre 7 est reliée à une entrée de commande
du multiplexeur 6 et à une entrée de commande du dispositif 21 de
sélection de coefficients. Trois sorties du dispositif 21 fournissent respec-
tivement les valeurs de trois coefficients respectivement à trois pre-
15 mières entrées des multiplicateurs: 20, 27, 28. Une seconde entrée du
multiplicateur 20 est reliée à une sortie du multiplexeur 6, et sa sortie est
reliée à une première entrée de l'additionneur 22. Deux autres entrées de
l'additionneur 22 sont reliées respectivement à des sorties du multiplica-
teur 27 et du multiplicateur 28.
Une sortie de l'additionneur 22 est reliée d'une part à une
premiere entrée de l'additionneur 26 et d'autre part à une entrée du
registre 23. Une sortie du registre 23 est reliée à des secondes entrées des
multiplicateurs 25 et 27 et à une entrée du registre 24. Une sortie du
multiplicateur 25 est reliée à une seconde entrée de l'additionneur 26. Une
25 sortie du registre 24 est reliée à une troisième entrée de l'additionneur 26
et à une seconde entrée du multiplicateur 28. Une sortie de l'additionneur
26 constitue la sortie du filtre passe-bande 7.
Les dispositifs à retard 4 et 5 sont constitués respectivement de
cinq registres reliés en série et de trois registres reliés en série pour
30 procurer des retard ll et l2 respectivement égaux à cinq et à trois
périodes d'échantillonnage. Ces registres, ainsi que les registres 23 et 24
ont une capacité correspondant à une valeur numérique et sont comman-
dées par le signal de l'horloge d'échantillonnage. Quand le signal logique V
est généré, c'est-à-dire quand le régime de fonctionnement est établi, le
35 multiplexeur 6 relie sa seconde entrée à sa sortie pour mettre en service

~Z~6Z7




le dispositif à retard 5 et réciproquement quand le signal logique V n'est
pas généré le multiplexeur 6 relie sa première entrée à sa sortie pour
mettre en service le dispositif à retard 4. Ces dispositifs à retard ont pour
roles de garder constant le retard causé par l'ensemble du filtre 7 quelque
5 soit la valeur de la bande passante qui est commandée.
Les éléments 20 à 28 constituent un filtre récursif du second
ordre ayant une fréquence centrale fixe et une bande passante variable
qui est déterminée par les valeurs des coefficients fournis par le dispositif
21. Pendant un régime transitoire, le dispositif à retard 4 est en service et
10 le dispositif 21 fournit des coefficients aO ~ - bl, - b2 respectivement aux
multiplicateurs 20, 27 et 28. La fonction de transfert de l'ensemble du
filtre passe-bande 7 est:
-nl 1 + al . z-l + z-2
Hl (z) = aO . z . -1 -2 (1)
1 + bl Z + b2 Z
où nl est le nombre de périodes d'échantillonnage correspondant
15 au retard ~1 .
La sortie du filtre 7 fournit une suite de valeurs numériques y(n)
telles que:
y(n) = w(n). + al .~u (n-l) + w(n-2) (2)
où w(n), w(n-l), et w(n-2) sont les valeurs fournies à l'instant
20 considéré respectivement par la sortie de l'additionneur 22, la sortie du
registre 23 et la sortie du registre 24. A l'instant considéré, uJ(n) est égal
a :
w(n) = aO u(n-nl) - bl .~(n-l) - b2 ._(n
où u(n-nl) est la valeur fournie par la sortie du dispositif à retard
25 4 qui provoque un retard de nl périodes d'échantillonnage.
Dans cet exemple, pendant le régime transitoire les coefficients
du filtre sont les suivants:
aO = I al - 1,84 bl = ~ 1,66 b2 = 0,81
La bande passante du filtre 7 est alors: -+ 5 Hz à - 1 dB et -+ 50 Hz
30 à - 20 dB.
Quand le signal logique V est généré, c'est-à-dire lorsque le
régime permanent est atteint, le dispositif 21 fournit des valeurs

:

lZS~627




Ao ,- Bl, - B2 à la place des valeurs aO ~ - bl, et - b2 . La fonction de
transfert du filtre 7 devient:
-n2 1 + al . z 1 ~ z 2
H (z) = A . z . 2
2 o 1 +B z~l +B z~
où n2 est le nombre de périodes d'échantillonnage du retard
5 correspondant à T2 .
La suite des valeurs y(n) fournie par la sortie du filtre 7 est alors
donnée par les formules:
y(n) =~(n) + al .w(n-l) +u (n-2) avec (5)
~-~(n) = Ao . u(n-n2) - Bl .w(n-l) - B2 .~(n-2) (6)
Dans cet exemple les coefficients du filtre ont pour valeurs:
Ao = 1 Bl = - 1,8459 B2 = 0,998
La bande passante obtenue est alors égale à: - 1 Hz à - 1 dB et
20 Hz à - 20 dB.
Cette bande passante très étroite permet d'extraire une oscilla-
15 tion à la fréquence Fs et d'une grande pureté bien qu'elle soit noyée dansle spectre continu engendré par la transmission d'une suite aléatoire de
symboles.
Au moment de la commutation du multiplexeur 6 et du change-
ment des valeurs des coefficients par le dispositif 21, il n'y a pas de
20 discontinuité dans la suite des valeurs y(n) fournie par le filtre 7 car les
valeurs numériques u(n-l) et u(n-2) fournies par les registres 23 et 24
correspondent à un régime permanent. Les coefficients du filtre sont
choisis en respectant les conditions mathématiques suivantes:
al = 2 cos 0

b2= e
Bl = - 2rcos~
B2 = r
l>r> e etO= 360 = 360 =cos22,5
pour obtenir un filtre passe-bande dont la fréquence centrale est

~ZS~6'X-~




égale à I fois la fréquence d'échantillonnage. Sa bande passante est
réduite pendant le régime établi grâce à r >~.
Le choix de la valeur de la bande passante détermine les valeurs
des coefficients mais ces valeurs sont légèrement modifiées ensuite pour
5 que la difference des temps de propagation soit égale à un nombre entier
de périodes d'échantillonnages lorsque la bande passante varie, afin de
pouvoir réaliser les dispositifs à retard 4 et 5 au moyen d'un nombre entier
de registres. Enfin les valeurs nl et n2 sont déterminées afin de satisfaire
à la relation:
nl . T + T'l = n2 . T + T'2 où T est la période d'échantillonnage et
où Tll et ~'2 sont les temps de propagation de groupe à travers le filtre 7
dans les deux cas considérés. Cette dernière équation ~raduit le fait que le
retard du signal à travers le filt, e 7 est maintenu constant par les
dispositifs à retard 4 et 5 quand la bande passante varie.
Le circuit 16 de contrôle de pureté spectrale comporte des
moyens pour calculer une valeur théorique y'(n) du si~nal filtré par le
filtre passe-bande 7, à partir des deux dernières valeurs, y(n-2) et y(n-l),
fournies par ce filtre 7 et des moyens pour calculer une valeur quadrati-
que moyenne Pe de y'(n) - y(n). Ces moyens comportent trois registres 30,
20 31 et 44; quatre multiplicateurs 33, 40, 41, et 43; et trois additionneurs
32, 39, et 42. Les additionneurs 32 et 39 comportent une première entrée
sans inversion de signe et une seconde entrée avec une inversion de signe
permettant de réaliser des soustractions.
Les registres 30 et 31 sont reliés en série à l'entrée du circuit 16.
25 Les sorties des registres 30 et 31 sont reliées respectivement à une
premiere entrée du multiplicateur 33 et à la seconde entrée de l'addition-
neur 32. Une seconde entrée du multiplicateur 33 reçoit une valeur
constante 2 cos.0 et sa sortie est reliée à la première entrée de
l'additionneur 32. La sortie de l'additionneur 32 est reliée à la première
30 entrée de l'additionneur 39. La seconde entrée de l'additionneur 39 est
reliée à l'entrée du circuit 16 et sa sortie est reliée à deux entrées du
multiplicateur 40. Une sortie du multiplicateur 40 est reliée à une
première entrée du multiplicateur 41.
Une seconde entrée du multiplicateur 41 resoit une valeur cons-
35 tante l-K et une sortie est reliée à une premiere entrée de l'additionneur

- ~.Z5~6z7


42. Une seconde entrée de l'additionneur 42 est reliée à une sortie du
multiplicateur 43 et une sortie est reliée à une entrée du registre 44. La
seconde entrée du multiplicateur 43 reçoit une valeur constante et sa
sortie est reliée à une seconde entrée de l'additionneur 42.
La sortie de l'additionneur }2 fournit la valeur y'(n) calculée à
partir des valeurs y(n-l) et y(n-2) stockées respectivement par les
registres 30 et 31. La valeur y'(n) est calculée par résolution de la suite
récurrente linéaire des valeurs fournies précédemment par le filtre 7,
selon la formule:
y'(n) = 2(cosû).y(n-1) - y(n-2)
avec cos 0 = cos 360 = cos 22,5 dans cet exemple.
L'additionneur 39 permet de calculer la différence entre la valeur
théorique y'(n) et la valeur réelle y(n) du signal filtré. La valeur e(n) de la
différence est élevée au carré par le multiplicateur 40 puis une moyenne
15 temporelle est réalisée par le multiplicateur 41, l'additionneur 42, le
multiplicateur 43, et le registre 44. La constante de temps de cette
moyenne temporelle est fixée par la valeur des coefficients l-K et K.
Dans cet exemple, K = O,g9 .
La sortie de l'additionneur 42 fournit la valeur Pe de la moyenne
20 quadratique des valeurs e(n). Cette puissance est nulle lorsque le signal
filtré est une sinusolde pure car alors les valeurs fournies par le filtre 7
sont égales aux valeurs théoriques correspondant à une sinusolde.
Le circuit 16 comporte en outre des moyens pour calculer une
valeur Ps de la puissance instantanée du signal filtré par le filtre 7. Ces
25 moyens sont constitués par: le registre 30; quatre multiplicateurs 29, 34,
35 et 37; et deux additionneurs 36 et 38. Des premières entrées des
multiplicateurs 29 et 34 sont reliées à la sortie du registre 30, et des
secondes entrées reçoivent des valeurs constantes: - cos 0 et sin 0
respectivement. La sortie du multiplicateur 29 est reliée à une première
30 entrée de l'additionneur 36. Une seconde entrée de l'additionneur 36 est
reliée à l'entrée du circuit 16, et la sortie de l'additionneur 36 est reliée à
deux entrées du multiplicateur 37. La sortie du multiplicateur 37 est
reliée à une première entrée de l'additionneur 38. La sortie du multiplica-
teur 34 est reliée à deux entrées du multiplicateur 35, et la sortie de ce

~Z5~627
11

dernier est reliée à une seconde entrée de l'additionneur 38. La sortie de
l'addltionneur 38 fournit la valeur Ps .
I~e registre 30, les multiplicateurs 29 et 34, et l'additionneur 36
constituent un réseau numérique fournissant une suite de valeurs com-
5 plexes u(n). La fonction de transfert de ce réseau est:
H4 (z) = 1 - cos û . z 1 + j .sin ~ . z 1 .
Lorsque la valeur y(n) est appliquée à l'entrée du circuit 16 ce
réseau restitue une valeur complexe:
u(n-l) = ul(n-l) + j .u2(n-1) avec:
ul(n-l) = y(n) - cos ~ . y(n-l) et
u2(n-1) = sin 0 . y(n-l).
La puissance du signal filtré de valeur y(n) est:
A2(n-1) = u2(n-1) + u2(n-1)
Les multiplicateurs 37 et 35 calculent ces deux carrés et l'addi-
15 tionneur 38 fait leur somme, qui est égale à la valeur Ps .
Enfin, le circuit 16 comprend un diviseur 45 et un comparateur 46.
Le diviseur 45 reçoit sur une première et une seconde entrée les valeurs
Ps et Pe fournies respectivement par les sorties des additionneurs 38 et 42
et il restitue sur une sortie la valeur du rapport pe. Cette valeur
20 constitue la puissance normalisée du signal d'erreur représenté par la suite
des valeurs e(n). Cette valeur est appliquée à une entrée du comparateur
46 qui reçoit sur une seconde entrée une valeur fixe Sq qui détermine le
seuil de pureté spectrale à partir duquel le régime est considéré comme
établi. La sortie du comparateur 46 constitue la sortie du circuit 16. Elle
25 fournit le signal logique V, de niveau haut, lorsque la valeur pe est
inférieure à la valeur Sq .
Le fonctionnement de l'extracteur de rythme selon l'invention ne
nécessite pas la transmission d'une séquence particulière de symboles,
cependant une séquence particulière donnant un spectre discontinu où la
30 raie 600 Hz est très forte et où les autres raies sont éloignées de 600Hz, a
pour avantage de raccourcir la durée de convergence. Dans cet exemple,
cette séquence peut être constituée de symboles tels que la phase de

12~4~
12

I'onde porteuse modulée saute périodiquement de 180, ou 90, ou 270.La durée de convergence est alors égale environ à trois fois la durée d'un
symbole. Dans le cas où la séquence est aléatoire, la durée de la
convergence est environ dix fois la durée d'un symbole, ce qui est
5 inférieur à la durée d'un régime transitoire dans les dispositifs de type
connu. D'autre part, pendant la durée de ce régime transitoire un signal de
synchronisation de remplacement est généré, ce qui permet de démoduler
correctement la porteuse pendant les régimes transitoires dus à des
perturbations de la ligne.
L'invention ne se limite pas à l'exemple de réalisation décrit ci-
dessus, de nombreuses variantes sont possibles, il est notamment à la
portée de l'homme de l'art de réaliser différemment le filtre à bande
passante commandable, de calculer le temps de propagation de groupe
dans ce filtre pour les deux valeurs de bande passante, et de déterminer
15 en conséquence les retards complémentaires nécessaires pour obtenir un
retard total constant quelque soit la valeur de la bande passante.

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Title Date
Forecasted Issue Date 1989-05-23
(22) Filed 1985-06-20
(45) Issued 1989-05-23
Expired 2006-05-23

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Document
Description 
Date
(yyyy-mm-dd) 
Number of pages   Size of Image (KB) 
Drawings 1993-12-13 1 43
Claims 1993-12-13 2 68
Abstract 1993-12-13 1 26
Cover Page 1993-12-13 1 17
Description 1993-12-13 12 499