CA1051983A - Correcteur automatique de frequence en modulation de phase differentielle - Google Patents

Correcteur automatique de frequence en modulation de phase differentielle

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CA1051983A CA196,846A CA196846A CA1051983A CA 1051983 A CA1051983 A CA 1051983A CA 196846 A CA196846 A CA 196846A CA 1051983 A CA1051983 A CA 1051983A
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    • H04L27/00Modulated-carrier systems
    • H04L27/18Phase-modulated carrier systems, i.e. using phase-shift keying
    • H04L27/22Demodulator circuits; Receiver circuits

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Abstract

Dispositif correcteur assurant automatiquement à la réception un calage exact de la fréquence démodulée à la valeur nominale, calage nécessaire pour que la démodulatlon se fasse correctement, la correction étant effectuée par un asservissement de fréquence à partir d'un signal d'erreur extrait d'un discriminateur de fréquence dans des conditions déterminées.

Description

~5~33 L'invention est du domaine de la transmission des données par modulation d'une porteuse par saut de phase, ou phase differentielleO
Elle concerne un dispositif correcteur assurant automatiquement à la réception un calage exact de la fréquence démodulee à la valeur nominale, calage necessaire pour que la demodulation se fasse correctement, la correction étant effectuée par un asservissement de fréquence à partir ;; d'un signal d'erreur extrait d'un discriminateur de frequence dans des conditions determinees.
Dans la transmission par modulation de phase differentielle la demodulation exige pour son bon fonctionnement une grande stabilite de la frequence arrivant sur le demodulateur, du fait que le demodulateur contient des lignes de retard qui sont dimensionnees pour donner un dephasage bien precis à la frequence nominale : si la frequence derive de la valeur nominale, le déphasage nominal n'est plus obtenu, et le dëmodulateur provoque des erreurs de démodulationO Une correction auto-matique de fréquence est donc nécessaireO
La solution connue pour realiser un tel dispositif consiste, .~ pour une onde reçue modulee à n etats de phase~ à multiplier la frequence .~ par n, ce qui revient à effacer la modulation de phase dans l'onde à :
frequence multipliée ; ensuite un discriminateur de frequence fournit ; :
une tension d'erreur qui est appliquee à un oscillateur de transposition qui ramène la frequence arrivant sur le demodulateur à la valeur nominale (asservissement de fréquence)O Cette solution peut présenter des difficultés de realisation si la frequence re~ue par le de dulateur est eleveeO
.,; L'invention pallie cette difficulté en opérant tout le traite-ment sur la fréquence intermédiaire reçue A cet effet, l'invention fait usage d'un discriminateur de frequence, en soi connu, qui recoit l'onde ~ modulée en phase, et est ~:
suivi d'un organe d'echantillonnage, lequel fait des prelèvements sur le signal de sortie du discriminateur à des epoques ajustees, pour des . valeurs convenables des paramètres, de facon à tomber sur un si~nal nul'~ .

~(~59~3 au cas où la fréquence porteuse a la valeur nominale, et sur un signal d'erreur dans le cas contrairer Le ~iscriminateur de fréquence utilisé
est construit en fait comme un discriminateur de phase, par exemple nodulateur en anneau, recevant sur une entrée l'onde directe et sur une autre entrée l'onde retardée d'un temps T~ Si le déphasage ~T constitue ... ~..
une quadrature, le discriminateur fournit une tension de sortie nulleO
Sinon la tension de sortie est positive ou négative selon la polarité
du déphasage.
Ce principe de base est appliqué sous l'une ou l'autre de deux modalitésO
Selon une première forme de réalisation, les trains logiques sortant du démodulateur (par exemple deux trains dans le cas d'une modulation quatre sauts de phase, ~ 2~ ~ 32~ ou ~ ~2 fournissent des configurations logiquea dont certaines correspondent à un dephasage de ~ 2 En excitant l'échantillonneur par les états décodés correspondant - à un déphasage de + ou ~ 2 de l'onde reçue, on obtient à la sortie du discriminateur dimensionne en consequence le signal d'erreur voulu (par .. . .
exemple temps ~ égal à un temps bit) ; Selon une deuxième forme, on applique à chaque moment de l'onde reçue un retard (inférieur à la durée d'un moment unitaire) tel qu'à
l'expiration de ce retard l'onde retardée est en quadrature avec l'onde re~ue : pendant la dernière partie de chaque moment, il arrive donc sur le discriminateur deux ondes en quadrature : en calant convenablement l'échelle de prélèvement on échantillonne le signal de sortie du discriminateur pendant la durée de la quadrature. Ici le retard interne du discriminateur de frequence est inferieur à un temps bito L'invention va être décrite en detail sur des exemples de realisation en se referant aux figures annexees, parmi lesquelles :
La figure I est un schema d'une première forme de realisation.
La igure 2 est un graphique facilitant la comprehension du montage selon la figure 1.
- 2 -.

1051L~3 La figure 3 est un schéma partiel d'une variante du montage selon la figure 10 La figure 4 est un graphique correspondant à une deuxième forme de réalisationO
La figure 5 est un schéma correspondant à une deuxième forme ~ de réalisationO
: FIG~RES I et 2 - Par une borne I il arrive une onde à modulation de phase différentielle, de pulsation ~lo ~lle est transposée par des yens 2 bien connus en une onde de fréquence intermédiaire de pulsation . 10 nominale~ oO
. L'onde de pulsation~ o est appliquée à un diviseur de puis~ance
3, qui l'applique d'une part à un ensemble de démodulateurs 4 qui délivrent ; en sortie des trains logiques 5. La figure illus~re le cas de deux trains logiques, correspondant à quatre sauts de phase, ainsi qulil est connu. De : : .
façon générale, pour une dulation à 2m sauts de phase, le demodulateur 4 ` fournit m trains logiques 5, et comporte m' démodulateurs unitaires, avec m'~mO :
Sur une autre sortie de l'organe 3, on trouve en série un organe de retard 6, un discriminateur de fréquence 7, un organe d'échantillonnage .. :
8, un amplificateur 9, quî peut appliquer un signal de correction d'erreur à
un oscillateur à fréquence variable contenu dans l'organe 2.
Les trains de sortie 5 sont appliqués à un décodeur d'état logique 10 qui décode les configurations logiques correspondant à une quadrature de l'onde recue : pour une modulation à quatre sauts de phase, - deux trains de sortie, il existe deux configurations de quadraturè ~ ~2.
:. Le decodeu~ 10 peut commander un generateur d'impulsions fines 11, qui excite l'echantillonneur 8.
.~ Le diseriminateur de frequence 7 comprend à l'entree un diviseur de.puissance 71, dont une sortie est connectee directement à une première entree a d'un di~criminateur de phase 72, et llautre sortie est connectee à
.. . .
. 30 une deuxième entrée b du discriminateur de phase à travers une ligne de retard 73 de durée de retard T~

Le retsrd T est dimensionné à la valeur d'un temps b;t.

, .

- \

~os~s3 Si on admet, co~me sur la figure 2 première ligne, que les temps bits successifs appliques directement au discriminateur de phase 72, entrée a, sont dephase (pO,~ 2, etcO, les b;ts appliqués avec un retard ~OT sur l'entrée b sont décalés d'une unité, comme on le voit sur la deuxième ligne de la figure 2.
La quadrature décelée par le décodeur 10 doit correspondre au même moment à la quadrature entre les deux bits appliqués au discrimi-nateur de phase 72, un prélèvement ef~ectué au même ment fournit donc à la sortie du discriminateur de fréquence 7 un signaL nul si la fréquence est correcte.
Le retard apporté par l'organe 6 est ajusté expérimentalement , :
de a~on à compenser le temps de fonctionnement des divers organes, en particulier du dé dulateur 4. Il est en général de l'ordre de 1 à 3 temps ~ bito ; FIGURE 3 - La figure 3 correspond à une variante du dispositif selon La figure 1, apportant le perfectionnement suivant :
L'onde re~ue a subi des filtrages au cours de l'é~ission e~
de la réception : les raccordements entre moments déphasés ne se font pas avec une rigueur géométrique, les circuits de filtrage arrondissent . .
les contours. On a donc intérêt à sélectionner la prise d'échantillonnage 8ur les sauts de phase les moins affectés par les filtrages, par exemple en prenant un échantillon sur un saut de phase, précédé et s~ivi d'un saut de phase nulO Pour cela, le retard utilisé dans le discriminateur doit l être ajusté : on ajoute un dephasage supplémentaire de ~ 2 dans le cas de quatre phases, le décalage produit (figure 2) ne dépassant pas quelques d'un temps bit. Le décodeur 10 sera également modifié en conséquence.
Dans le montage selon la figure 3, les états décodés "déphasage nul" sortant du décodeur 10 défilent en permanence dans un regis;tre à
décalage 12. La situation "trois sauts de phases nuls successis" est décelée par une porte ET 13, qui déclenche le générateur d'impuLsions d'échantillonnage 11. Le reste du montage est identique au schéma selon la . , , , ~ 4 -. -:
... , .

~\

~5~983 figure 1.
FIGURES 4 et 5 - Selon l'autre forme de réalisation de l'invention, on règle le retard de l'organe 73 interieur au discriminateur de fréquence 7, de façon à obtenir, sur chaque temps bit~ une portion terminale du temps bit retardé qui soit en quadrature avec le temps bit non retardé. Cette situation est représentée dans la figure 4 : on voit que pendant la dernière portion de la durée d'un temps bit, de phase ~ O,~ 2, etc., il y a quadrature entre le bit non retardé et le bit retardé (portion hachurée)~
On declenche alors l'echantillonnage par une horloge H calée de fa~on à déclencher l'impulsion d'échantillonnage dans la portion en quadrature.
Dans la figure 5, où les reférences communes avec la figure I ont la même signification, l'horloge H est recupérée par un organe 14, bien connu dans la technique, et qui, pour cette raison, ne sera pas décrit en détail. Dans le cas ou il se présente une succession prolongée de déphasages nuls, la conservation de l'horloge est assurée par des circuits à très faible décrémen~ (surtension équivalente de plusieurs milliers) qui sont connusO
Le réglage de l'organe 6 assure le calage correct de l'horlogeO
La comparaison avec la solution selon la figure I donne les re8ultats suivants :
La solution selon la figure 5 est moins sensible, le signal d'erreur à la sortie du discriminateur de frequence 7 ne depasse pas quelques millivolts : elle exige donc des circuits une stabilité élevee Par contre, elle admet une largeur de bande superieureO En ' effet, un discriminateur de phase tel que l'organe 72 a une caracteris-tique de fonctionnement monotone sur une a~plitude de phase ~ ~2 Pour une variation totale de pulsation ~ telle que ~ , plus~ est petit, plus . .
admissible est grand. Or dans le montage selon la figure I le retard est en principe égal à un temps bit, alors qu'il est inEerieur ~ un temps bit dans le montage selon la figure 5.
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: ~05~3 L~une ou l'autre solution pourra donc être preferee selon le cas dlespèce.

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Claims (5)

Les formes de réalisation de l'invention pour laquelle une propriété ou un privilège exclusif est revendiqué sont définies comme suit :
1/ Correcteur automatique de fréquence d'un oscillateur local servant à une transposition de fréquence pour un démodulateur d'onde modulée par phase différentielle, comprenant un discriminateur de phase recevant sur une première entrée l'onde modulée et sur une deuxième entrée la même onde retardée d'un temps ?, caractérisé en ce que les signaux de sortie dudit discriminateur de phase (72) sont appliques à un organe d'échantillonnage (8) qui est excite par un générateur d'impulsions fines (11) déclenché aux instants où le signal de sortie du discriminateur (72) est nul si la fré-quence est correcte et non nul dans le cas contraire, le signal de sortie de l'organe d'échantillonnage (8) étant applique à travers un amplificateur (9) en correction de fréquence à l'oscillateur local (2).
2/ Correcteur automatique de fréquence selon la revendication 1, caractérisé
en ce que le générateur d'impulsions fines (11) est déclenché par un décodeur d'états singuliers (10) connecte derrière le démodulateur (4).
3/ Correcteur automatique de fréquence selon la revendication 2, caractérisé
en ce que le retard ? est égal à un temps bit et le décodeur (10) décode les états correspondant à une quadrature.
4/ Correcteur automatique de fréquence selon la revendication 2, caractérisé
en ce que le temps ? correspond à un temps bit augmenté d'une quantité
produisant une quadrature, que le décodeur (10) décode les états correspon-dant à un déphasage nul, et que l'appareil contient des moyens logiques (12, 13) pour déclencher le générateur d'impulsions fines (11) seulement quand il se présente au moins un nombre prédéterminé d'états logiques successifs correspondant à un déphasage nul.
5/ Correcteur automatique de fréquence selon la revendication 1, caractérisé
en ce que le temps ? correspond à une quadrature et que le générateur d'impulsions fines (11) est déclenché à chaque temps d'une horloge (H) obtenue par un moyen de récupération d'horloge (14) en liaison avec le démodulateur (4).
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