FR2716053A1

FR2716053A1 - Signal generation method for particular frequency signal

Info

Publication number: FR2716053A1
Application number: FR9401451A
Authority: FR
Inventors: Arnaune Jean-Pierre
Original assignee: SAT
Current assignee: Sagemcom Energy and Telecom SAS
Priority date: 1994-02-09
Filing date: 1994-02-09
Publication date: 1995-08-11
Anticipated expiration: 2014-02-09
Also published as: FR2716053B1

Abstract

The method involves generating a signal at a particular frequency by dividing the frequency of a reference signal at predetermined frequency in which the two divisions correspond to two frequencies surrounding a particular frequency. The two signals generate by successive subtraction a function of particular surrounding frequencies and form a sequence of signal periods at the particular frequency. The division frequencies are at least twice the reference frequency.

Description

Procédé de génération d'une fréquence particulière
par division d'une fréquence de référence
La présente invention concerne un procédé de génération d'un signal à une fréquence particulière par division de la fréquence d'un signal de référence à une fréquence déterminée, dans lequel on détermine deux rapports de division correspondant à deux fréquences, encadrant la fréquence particulière, de deux signaux qu'on génère, on prélève successivement, en fonction des fréquences particulières d'encadrement, des périodes de l'un et de l'autre des signaux à fréquences d'encadrement pour former une séquence de périodes du signal à fréquence particulière.Method for generating a particular frequency
by division of a reference frequency
The present invention relates to a method for generating a signal at a particular frequency by dividing the frequency of a reference signal at a predetermined frequency, in which two division ratios corresponding to two frequencies, framing the particular frequency, are determined. of two signals that are generated, successively, depending on the particular framing frequencies, the periods of one and the other of the framing frequency signals are taken successively to form a sequence of periods of the signal at a particular frequency. .

Les appareils électroniques transmettant des données utilisent généralement plusieurs signaux d'horloge à des fréquences différentes. Si l'on prend le cas d'un multiplexeur numérique relié à plusieurs terminaux, comme des terminaux d'abonnés d'un réseau téléphonique, il doit, selon le type des terminaux, pouvoir échanger avec eux des données, par exemple à 48, 56 ou 64 kilohertz (kHz) ou des multiples de 64 kHz. Electronic data transmitting devices generally use several clock signals at different frequencies. If we take the case of a digital multiplexer connected to several terminals, such as subscriber terminals of a telephone network, it must, depending on the type of terminals, be able to exchange data with them, for example at 48, 56 or 64 kilohertz (kHz) or multiples of 64 kHz.

Pour engendrer ces diverses fréquences, il est connu d'utiliser une fréquence unique, de référence, produite par un oscillateur pilote à haute fréquence, précis et stable. Le signal issu de l'oscillateur est appliqué à divers circuits logiques qui, chacun, comptent cycliquement le nombre de périodes reçues, jusqu'à un nombre entier spécifique, et fournissent alors une impulsion. Ces impulsions se répètent avec une périodicité fonction du nombre spécifique, qui règle ainsi la période, et donc la fréquence, du signal engendré considéré. To generate these various frequencies, it is known to use a single reference frequency produced by a high frequency, precise and stable pilot oscillator. The signal from the oscillator is applied to various logic circuits that each cyclically count the number of received periods to a specific integer and then provide a pulse. These pulses are repeated with a periodicity function of the specific number, which thus regulates the period, and therefore the frequency, of the generated signal considered.

Comme ces changements de fréquence sont effectués de façon logique, par comptage, il n'en résulte aucune dégradation et chaque signal à la fréquence recherchée présente les mêmes précision et stabilité que la fréquence de référence. Since these frequency changes are made logically, by counting, no degradation occurs and each signal at the desired frequency has the same accuracy and stability as the reference frequency.

Ce procédé de génération de fréquence comporte cependant des limitations. En effet, comme la division de fréquence est effectuée par des circuits logiques de comptage, elle ne peut être effectuée, comme indiqué, qu'avec des nombres spécifiques entiers. De ce fait, il faudrait théoriquement choisir une valeur de fréquence de référence qui soit un commun multiple de toutes les fréquences désirées. Or, le plus petit commun multiple correspond à une valeur bien trop élevée pour être du domaine du possible. This frequency generating method, however, has limitations. Indeed, as the frequency division is performed by counting logic circuits, it can be performed, as indicated, with specific integer numbers. Therefore, it would theoretically be necessary to choose a reference frequency value which is a common multiple of all the desired frequencies. However, the smallest multiple multiple corresponds to a value much too high to be of the realm of the possible.

Bien entendu, le procédé ci-dessus peut aussi être appliqué pour engendrer une seule fréquence à partir d'un oscillateur à haute fréquence, donc très précis, oscillant à une fréquence normalisée qui n'est pas un multiple entier de la fréquence souhaitée. Of course, the above method can also be applied to generate a single frequency from a high frequency oscillator, so very accurate, oscillating at a normalized frequency that is not an integer multiple of the desired frequency.

Pour contourner la difficulté soulignée ci-dessus, il est connu de choisir une fréquence de référence à une valeur moindre que celle théorique. To circumvent the difficulty outlined above, it is known to choose a reference frequency at a lower value than the theoretical one.

On ne peut pas alors obtenir exactement toutes les fréquences souhaitées, mais on peut cependant, pour celles qui ne sont pas un sous-multiple entier de la fréquence de référence, obtenir deux fréquences proches encadrant la fréquence souhaitée. Ces deux fréquences sont obtenues en divisant la fréquence de référence par le nombre théorique considéré, après l'avoir respectivement arrondi aux entiers inférieur et supérieur. We can not then obtain exactly all the desired frequencies, but we can however, for those which are not an entire submultiple of the reference frequency, can obtain two close frequencies framing the desired frequency. These two frequencies are obtained by dividing the reference frequency by the theoretical number considered, after having respectively rounded it to the integers inferior and superior.

Pour créer le signal à la fréquence désirée, on prélève alternativement des portions, ou périodes, du signal à la fréquence inférieure et des portions du signal à la fréquence supérieure, c'est-à-dire que, en fait, on dispose virtuellement de deux signaux que l'on transforme alternativement en un signal réel pour constituer des portions du signal voulu. To create the signal at the desired frequency, portions, or periods, of the signal at the lower frequency and portions of the signal at the higher frequency are taken alternately, that is, virtually two signals that are alternately transformed into a real signal to form portions of the desired signal.

Le signal "hybride" obtenu présente donc globalement des périodes trop longues et des périodes trop courtes par rapport au signal théorique souhaité mais, après cumul d'un certain nombre de chacune de ces périodes des deux types, et des erreurs positives ou négatives associées, les erreurs cumulées se compensent et le signal instantané est alors, temporairement, en phase avec le signal souhaité, qui est à la fréquence voulue si le rapport retenu des prélèvements, des portions de signal des deux types, convient exactement ou qui en diffère légèrement dans le cas contraire. The "hybrid" signal obtained thus generally has periods that are too long and periods that are too short relative to the desired theoretical signal, but after cumulation of a number of each of these periods of the two types, and associated positive or negative errors, the cumulative errors compensate each other and the instantaneous signal is then, temporarily, in phase with the desired signal, which is at the desired frequency if the selected ratio of the samplings, signal portions of the two types, is suitable exactly or differs slightly in the opposite case.

Un nouveau cycle d'alternances recommence alors pour à nouveau intégrer, dans le signal, en proportions voulues, les deux périodes de chacun des deux signaux des deux types. A new cycle of alternations then starts again to integrate again, in the signal, in desired proportions, the two periods of each of the two signals of the two types.

Ainsi, et en référence à la figure 1, présentée à des fins purement didactiques, sans aucun rapport avec la réalité, pour obtenir une fréquence f = 50 Hz (figure 1B) à partir d'une fréquence de référence
Fr = 120 Hz (figure 1A), les deux fréquences étant liées par le rapport p/q, dans lequel, ici, p = 12 et q = 5, donc pour effectuer, en moyenne, une division par le nombre 2,4, que l'on exprime par E (partie entière) = 2 et D (partie décimale) = 0,4, on effectue (figure 1C) un cycle de prélèvement avec des divisions par 2 et par 3, dans lequel on utilise en majorité le signal à fréquence 120/2 = 60 Hz et, en complément, le signal à fréquence 120/3 = 40 Hz, dans des proportions respectives 1 - D = 0,6 et D = 0,4. En d'autres termes, sur un nombre de périodes [m E + n (E+1)] du signal de référence, on prélève m = 3 périodes du signal à fréquence Fr/2 et n = 2 périodes du signal à fréquence Fr/3 pour obtenir une portion de 5 périodes d'un signal à fréquence moyenne de 50 Hz.Thus, and with reference to FIG. 1, presented for purely didactic purposes, unrelated to reality, to obtain a frequency f = 50 Hz (FIG. 1B) from a reference frequency
Fr = 120 Hz (FIG. 1A), the two frequencies being linked by the ratio p / q, in which, here, p = 12 and q = 5, therefore to perform, on average, a division by the number 2.4, expressed by E (integer part) = 2 and D (decimal part) = 0.4, we carry out (figure 1C) a sampling cycle with divisions by 2 and by 3, in which we use in majority the signal at 120/2 frequency = 60 Hz and, in addition, the signal frequency 120/3 = 40 Hz, in respective proportions 1 - D = 0.6 and D = 0.4. In other words, over a number of periods [m E + n (E + 1)] of the reference signal, we take m = 3 periods of the signal at frequency Fr / 2 and n = 2 periods of the signal at frequency Fr / 3 to obtain a portion of 5 periods of a medium frequency signal of 50 Hz.

En d'autres termes, m, n, E, Fr et f sont liés par le système suivant:
m E + n (E + 1) = p
m + n = q duquel on tire:
m = q (E + 1) - p n=p p -Eq
Dans cet exemple, la période du signal à fréquence
Fr/2 (60 Hz) est de 16,67 millisecondes (ms), celle du signal Fr/3 (40 Hz), de 25 ms, ce qui donne une durée de cycle de:
3 . 16,7 + 2 . 25 = 100 ms pour un cycle de prélèvement de q = 5 périodes du signal engendré, avec, par conséquence, une période moyenne de 20 ms, correspondant bien à un signal à 50 Hz.In other words, m, n, E, Fr and f are linked by the following system:
m E + n (E + 1) = p
m + n = q from which we draw:
m = q (E + 1) - pn = pp -Eq
In this example, the period of the frequency signal
Fr / 2 (60 Hz) is 16.67 milliseconds (ms), that of the Fr / 3 signal (40 Hz), 25 ms, which gives a cycle time of:
3. 16.7 + 2. 25 = 100 ms for a sampling cycle of q = 5 periods of the generated signal, with, consequently, an average period of 20 ms, corresponding to a 50 Hz signal.

Si la période moyenne est bien de 20 ms, la durée de chacune des périodes réelles du signal engendré, par contre, diffère de cette période moyenne d'une erreur qu'on appelle "gigue". Afin de limiter la gigue maximale cumulée, il est connu d'entrelacer au mieux les périodes prélevées de l'un et de l'autre des signaux des deux types. Ici, en intercalant les deux périodes du signal de fréquence Fr/3 en deuxième et quatrième positions, on crée, pour les 5 périodes, les erreurs respectives suivantes:
gigue gigue
(ms) cumulée
16,7 - 20 = - 3,33 - 3,3
25 - 20 = + 5 + 1,7
16,7 - 20 = - 3,33 - 1,7
25 - 20 = + 5 + 3,3
16,7 - 20 = - 3,33 0
On voit que, sur une période de 20 ms, l'erreur maximale est de 3,3 ms, ce qui est loin d'être négligeable.If the average period is 20 ms, the duration of each of the actual periods of the generated signal, however, differs from this average period of an error called "jitter". In order to limit the cumulative maximum jitter, it is known to interleave at best the periods taken from one and the other of the signals of the two types. Here, by interpolating the two periods of the frequency signal Fr / 3 in second and fourth positions, the following respective errors are created for the five periods:
jitter jitter
(ms) cumulative
16.7 - 20 = - 3.33 - 3.3
25 - 20 = + 5 + 1.7
16.7 - 20 = - 3.33 - 1.7
25 - 20 = + 5 + 3.3
16.7 - 20 = - 3.33 0
We see that, over a period of 20 ms, the maximum error is 3.3 ms, which is far from negligible.

En résumé, on peut obtenir la fréquence souhaitée, ou au moins une fréquence proche, mais il subsiste une gigue. In summary, one can obtain the desired frequency, or at least a near frequency, but there is a jitter.

La présente invention vise à réduire cette gigue. The present invention aims to reduce this jitter.

A cet effet l'invention concerne un procédé du type mentionné ci-dessus, caractérisé par le fait que lesdits rapports de division sont déterminés en fonction d'une fréquence au moins double de la fréquence de référence. For this purpose the invention relates to a method of the type mentioned above, characterized in that said division ratios are determined according to a frequency at least twice the reference frequency.

Ainsi, pour constituer le signal à la fréquence particulière et former la séquence de périodes du signal à fréquence particulière, on dispose de périodes de durées plus proches l'une de l'autre que ne l'étaient celles de l'art antérieur, ce qui permet de réduire la gigue au moins de moitié. En effet, dans le cas de rapports de division fonction d'une fréquence double de la fréquence de référence, on peut ajuster les périodes prélevées à une demi-période près du signal à fréquence de référence, si bien que les équations ci-dessus de l'art antérieur deviennent, pour le procédé de 1 'invention:
m'. E + n' (E + 0,5) = p
m' + n'
soit:
m' = 2 [ q (E + 0,5) - p] n' = 2 p P - E q] où le terme E + 0,5, qui remplace E + 1, traduit la diminution de moitié de la gigue maximale, due au fait que la fréquence de référence est remplacée virtuellement par une fréquence double.Thus, in order to constitute the signal at the particular frequency and to form the sequence of periods of the signal at a particular frequency, there are periods of durations which are closer to one another than were those of the prior art. which reduces jitter by at least half. In fact, in the case of division ratios based on a frequency twice the reference frequency, the half-period sampling periods can be adjusted close to the reference frequency signal, so that the above equations of the prior art become, for the process of the invention:
m. E + n '(E + 0.5) = p
m '+ n'
is:
m '= 2 [q (E + 0.5) - p] n' = 2 p P - E q] where the term E + 0.5, which replaces E + 1, represents the reduction of the maximum jitter in half , due to the fact that the reference frequency is virtually replaced by a double frequency.

Avantageusement, on prélève les périodes d'encadrement en synchronisme avec un front montant ou descendant dudit signal de référence. Advantageously, the framing periods are taken in synchronism with a rising or falling edge of said reference signal.

Ainsi, alors que, dans l'art antérieur, on ne disposait que des fronts actifs pour prélever les périodes d'encadrement, on dispose désormais des fronts montants et descendants. De ce fait, la gigue maximale, qui était d'une demi-période de la fréquence de référence, est réduite à un quart de période. Thus, whereas, in the prior art, only active fronts were available to take the framing periods, the rising and falling fronts are now available. As a result, the maximum jitter, which was half a period of the reference frequency, is reduced to a quarter of a period.

On peut aussi utiliser une fréquence harmonique de la fréquence de référence. It is also possible to use a harmonic frequency of the reference frequency.

On réduit ainsi d'autant plus la gigue que l'harmonique est élevé. This reduces the jitter even more that the harmonic is high.

De préférence, ladite fréquence harmonique est engendrée par une pluralité de déphasages dudit signal de référence. Preferably, said harmonic frequency is generated by a plurality of phase shifts of said reference signal.

L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description suivante du mode de réalisation préféré d'un générateur de fréquences programmable mettant en oeuvre le procédé de l'invention, en référence au dessin annexé, sur lequel: - les figures 1A à 1D sont des diagrammes temporels illustrant les constitutions de périodes de signaux respectivement engendrés selon l'art antérieur et selon le procédé de l'invention, - la figure 2 est un diagramme fonctionnel illustrant le procédé de l'invention et - la figure 3 est un schéma électrique par blocs du générateur de fréquences. The invention will be better understood with the aid of the following description of the preferred embodiment of a programmable frequency generator embodying the method of the invention, with reference to the appended drawing, in which: FIGS. 1D are timing diagrams illustrating the constitutions of signal periods respectively generated according to the prior art and according to the method of the invention, - Figure 2 is a functional diagram illustrating the method of the invention and - Figure 3 is a block diagram of the frequency generator.

Le procédé de l'invention est mis en oeuvre, dans cet exemple, dans un générateur de fréquences programmable, dont le schéma électrique par blocs est représenté sur la figure 3 et qui est décrit plus loin. The method of the invention is implemented, in this example, in a programmable frequency generator, whose block electrical diagram is shown in Figure 3 and which is described below.

Dans un but de simplification des valeurs numériques des périodes des signaux, comme indiqué plus haut, les fréquences de cet exemple ont été choisies relativement basses et dans un rapport défini par un nombre décimal de longueur très limitée. On comprendra bien cependant que le procédé de l'invention s'applique à toute valeur de fréquence et à tout rapport de ces fréquences. In order to simplify the digital values of the periods of the signals, as indicated above, the frequencies of this example have been chosen relatively low and in a ratio defined by a decimal number of very limited length. It will be understood, however, that the method of the invention applies to any frequency value and any ratio of these frequencies.

Le signal 1 de référence est ici à une fréquence de 120 Hz et la fréquence fx à engendrer est à une fréquence de 50 Hz. La figure 1A représente, en fonction du temps t, le signal 1 de référence présentant alternativement des fronts montants et des fronts descendants qui, ici, sont régulièrement espacés d'une demi-période, soit Tr/2 = 8,33/2 = 4,16 millisecondes (ms), douze périodes étant représentées, sur une durée d'un cycle de prélèvements Tp de 100 ms, en commençant par l'un des fronts montants, ici supposés actifs pour effectuer la division de fréquence. Sur les figures 1A à 1D, les temps sont normés en fonction de la période de référence Tr. The reference signal 1 is here at a frequency of 120 Hz and the frequency fx to be generated is at a frequency of 50 Hz. FIG. 1A represents, as a function of time t, the reference signal 1 having alternatively rising edges and descending fronts which, here, are evenly spaced by half a period, ie Tr / 2 = 8.33 / 2 = 4.16 milliseconds (ms), twelve periods being represented, over a period of a sampling cycle Tp 100 ms, starting with one of the rising edges, here assumed active to perform the frequency division. In FIGS. 1A to 1D, the times are normalized according to the reference period Tr.

Le signal théorique 2 à engendrer, de fréquence fx, est représenté sur la figure 1B. I1 comporte des périodes Tx de 20 ms, dont cinq sont représentées sur la durée du cycle de prélèvements Tp de 100 ms. The theoretical signal 2 to be generated, of frequency fx, is represented in FIG. 1B. I1 has Tx periods of 20 ms, of which five are represented over the duration of the sampling cycle Tp of 100 ms.

Chaque période du signal théorique 2 commence par un front avant 3, ici montant, suivi d'un front intermédiaire 4 descendant, et se termine sur le front avant 3 de la période suivante. Dans cet exemple, mais hors du cadre de l'invention, le signal engendré subit une division de fréquence ultérieure par deux, pour le rendre temporellement symétrique d'une demipériode à la suivante, si bien que seule la position des fronts montants, actifs pour cette division ultérieure, est à considérer. Each period of the theoretical signal 2 begins with a front edge 3, here rising, followed by an intermediate front 4 down, and ends on the front front 3 of the next period. In this example, but outside the scope of the invention, the signal generated undergoes a subsequent frequency division by two, to make it temporally symmetrical from one half-period to the next, so that only the position of the rising edges active for this later division is to be considered.

Par rapport à l'instant t = O, les fronts montants du signal 2 doivent se produire aux instants 20, 40, 60, 80 et 100 ms, c'est-à-dire toutes les 120 Hz / 50 Hz = 2,4 périodes du signal 1 de référence. I1 faudrait donc, comme le montre la figure 1B, pouvoir disposer d'un front actif après successivement: 2,4, 4,8, 7,2, 9,6 et 12 périodes Tr. Dans l'art antérieur, on générerait, comme expliqué précédemment, des fronts avant 6 du signal engendré 5 à des instants multiples entiers de la période Tr, ici 2, 5, 7, 10 et 12 Tr, comme le montre la figure 1C, ce qui créerait ici une gigue maximale de 2,4 - 2 = 0,4 Tr pour les fronts montants 6 de début de deuxième et cinquième périodes. With respect to the instant t = 0, the rising edges of signal 2 must occur at times 20, 40, 60, 80 and 100 ms, that is to say every 120 Hz / 50 Hz = 2.4 periods of reference signal 1. It would therefore be necessary, as shown in FIG. 1B, to have an active front after successively: 2.4, 4.8, 7.2, 9.6 and 12 periods Tr. In the prior art, it would be possible to generate, as explained previously, fronts before 6 of the generated signal 5 at multiple integer times of the period Tr, here 2, 5, 7, 10 and 12 Tr, as shown in FIG. 1C, which would create here a maximum jitter of 2 , 4 - 2 = 0.4 Tr for the rising edges 6 of the beginning of the second and fifth periods.

Selon le procédé de l'invention, et comme le montre la figure 1D, on crée le front montant 8, séparant deux périodes avec gigue du signal 7 engendré, en synchronisme avec soit un front montant soit un front descendant du signal 1 de référence. According to the method of the invention, and as shown in FIG. 1D, the rising edge 8, separating two periods with jitter of the generated signal 7, is created in synchronism with either a rising edge or a falling edge of the reference signal 1.

De ce fait, disposant de deux fois plus de fronts de synchronisation, ici équirépartis, on choisit alors, pour engendrer le signal 7, un front descendant du signal 1 de référence lorsque la position théorique (figure 1B) du signal 2 à engendrer est plus proche du front descendant que d'un des deux fronts montants l'encadrant, ce qui limite l'erreur, ou gigue, maximale à un quart de la période Tr. La gigue maximale est ici de 4,8 - 5 = - 0,2 et 7,2 - 7 = + 0,2 périodes Tr, respectivement en fin des deuxième et troisième périodes du signal 7. . As a result, having twice as many synchronization fronts, here uniformly distributed, a falling edge of the reference signal 1 is then chosen to generate the signal 7 when the theoretical position (FIG. 1B) of the signal 2 to be generated is no longer present. close to the falling edge than one of the two rising edges flanking it, which limits the error, or jitter, maximum to a quarter of the period Tr. The maximum jitter is here 4.8 - 5 = - 0, 2 and 7.2 - 7 = + 0.2 periods Tr, respectively at the end of the second and third periods of the signal 7..

La figure 2 illustre le procédé de l'invention. Figure 2 illustrates the process of the invention.

A une étape 11, on calcule le rapport "Fr"/"fx" = p/q =
E + D, E en étant la partie entière et D la partie décimale, les références "Fr" et "fx" désignant des nombres représentant respectivement la valeur des fréquences Fr et fx.At a step 11, the ratio "Fr" / "fx" = p / q =
E + D, E being the integer part and D the decimal part, the references "Fr" and "fx" denoting numbers respectively representing the value of the frequencies Fr and fx.

On divise ensuite la fréquence de référence Fr par respectivement les entiers E et E + 1 aux étapes respectives 12 et 13, c'est-à-dire que l'on engendre deux périodes de signaux 16, 18 dont les fréquences respectives Fr/E et Fr/(E + 1) encadrent la fréquence voulue fx = Fr/(E + D). The reference frequency Fr is then divided by the integers E and E + 1 respectively at the respective steps 12 and 13, ie two signal periods 16, 18 are generated whose respective frequencies Fr / E and Fr / (E + 1) enclose the desired frequency fx = Fr / (E + D).

A une étape 14, on engendre, à partir du signal 16 de période la plus courte, et comme expliqué plus loin, un signal 17, ici de période (E + 0,5) Tr. At a step 14, from the signal 16 of the shortest period, and as explained below, a signal 17, here of period (E + 0.5) Tr, is generated.

A une étape 15, on compare les instants de fin de période du signal théorique fx souhaité 2 à ceux des fronts actifs des signaux 16, 17 et 18 et on choisit le front actif le plus proche du front théorique pour engendrer un front actif 8 du signal engendré 7. In a step 15, the end-of-period times of the desired theoretical signal fx 2 are compared with those of the active edges of the signals 16, 17 and 18 and the active edge closest to the theoretical edge is chosen to generate an active edge 8 of the generated signal 7.

On dispose donc de deux paires de signaux d'encadrement: 16 - 17 et 17 - 18, de périodes présentant une différence deux fois moindre que dans l'art antérieur et l'on utilise l'une ou l'autre paire selon que D est respectivement inférieur ou supérieur à 0,5.There are therefore two pairs of framing signals: 16 - 17 and 17 - 18, periods with a difference that is two times smaller than in the prior art and one or the other pair is used depending on whether D is respectively less than or greater than 0.5.

Comme cela est expliqué plus en détail en regard de la figure 3, le signal 17, présentant un front actif intermédiaire entre ceux des signaux 16 et 18, peut être créé en engendrant tout d'abord une impulsion sur le front actif en fin de période du signal 16, de période la plus courte, et en retardant cette impulsion de la durée d'une demi-période Tr/2 du signal 1 de référence. As explained in more detail with reference to FIG. 3, the signal 17, having an active front intermediate between those of the signals 16 and 18, can be created by first generating a pulse on the active front at the end of the period. signal 16, the shortest period, and delaying this pulse of the duration of half a period Tr / 2 of the signal 1 reference.

Ce retard peut être créé en lisant cette impulsion à travers une bascule transférant l'impulsion en synchronisme avec un front actif de l'horloge qu'elle reçoit, par exemple montant. Dans ce cas, l'application du signal 1 de référence ou de son inverse à l'entrée d'horloge de la bascule permet de retarder à volonté d'une demi-période de Tr cette lecture, donc d'obtenir le signal intermédiaire 17 qui, dans l'art antérieur, nécessitait de disposer d'une fréquence de référence de valeur double de celle de la fréquence Fr. This delay can be created by reading this pulse through a flip-flop transferring the pulse in synchronism with an active edge of the clock it receives, for example amount. In this case, the application of the reference signal 1 or its inverse to the clock input of the flip-flop makes it possible to delay at will a half-period of Tr this reading, thus to obtain the intermediate signal 17 which, in the prior art, required to have a reference frequency of twice the value of the frequency Fr.

Ainsi, selon la valeur de la partie décimale D, on utilise les fronts montants, actifs, du signal 1 ou ses fronts descendants, toujours inactifs dans l'art antérieur, selon le tableau 1 suivant:
TABLEAU 1

Thus, according to the value of the decimal part D, the rising, active edges of the signal 1 or its falling edges, still inactive in the prior art, are used according to the following Table 1:
TABLE 1

<tb> D <SEP> Front
<tb> 0 <SEP> à <SEP> 0,25 <SEP> Fr <SEP> (16)
<tb> 0,25 <SEP> à <SEP> 0,75 <SEP> 1 <SEP> <SEP> NFr <SEP> (17)
<tb> 0,75 <SEP> à <SEP> 1 <SEP> Fr <SEP> (18)
<tb>
Fr et NFr désignant le signal 1 de référence ou son complément, c'est-à-dire le signal 1 inversé pour rendre actifs ses fronts descendants, pour respectivement engendrer les signaux 16 et 18 ou 17. Dans les tableaux 1 et 2, qui suit, on ne tient pas compte de la gigue cumulée.<tb> D <SEP> Front
<tb> 0 <SEP> to <SEP> 0.25 <SEP> En <SEP> (16)
<tb> 0.25 <SEP> to <SEP> 0.75 <SEP> 1 <SEP><SEP> NFr <SEP> (17)
<tb> 0.75 <SEP> to <SEP> 1 <SEP> En <SEP> (18)
<Tb>
Fr and NFr designating the reference signal 1 or its complement, that is to say the inverted signal 1 to make active its falling edges, respectively to generate the signals 16 and 18 or 17. In tables 1 and 2, which follows, it does not take into account the cumulative jitter.

Le tableau 2, qui découle du tableau 1, fixe le choix initial d'une division par E (qui est aussi nécessaire, dans cet exemple, à l'obtention d'une division par E + 0,5) ou bien par E + 1, c'est-à-dire la première valeur à prendre en compte:
TABLEAU 2

Table 2, which derives from Table 1, fixes the initial choice of a division by E (which is also necessary, in this example, to obtain a division by E + 0.5) or by E + 1, that is to say the first value to be taken into account:
TABLE 2

<tb> D <SEP> Rapport <SEP> de <SEP> division
<tb> 0 <SEP> à <SEP> 0,75 <SEP> E <SEP> (16, <SEP> 17)
<tb> 0,75 <SEP> à <SEP> 1 <SEP> E <SEP> + <SEP> 1 <SEP> (18)
<tb>
Ensuite, la détermination de la séquence des divisions par E, E + 0,5 ou E + 1 est expliquée ci-après, en relation avec le tableau 3, dans lequel la gigue cumulée est prise en compte.<tb> D <SEP> Report <SEP> of <SEP> division
<tb> 0 <SEP> to <SEP> 0.75 <SEP> E <SEP> (16, <SEP> 17)
<tb> 0.75 <SEP> to <SEP> 1 <SEP> E <SEP> + <SEP> 1 <SEP> (18)
<Tb>
Then, the determination of the division sequence by E, E + 0.5 or E + 1 is explained below, in relation with Table 3, in which the cumulative jitter is taken into account.

Pour chacun des g termes de la séquence, ici q = 5, il s'agit de choisir Fr ou NFr et E ou E + 1, selon les tableaux 1 et 2 dans un premier temps, et 1 et 3 pour la suite. For each of the g terms of the sequence, here q = 5, it is a question of choosing Fr or NFr and E or E + 1, according to Tables 1 and 2 in a first time, and 1 and 3 for the continuation.

Le choix de Fr ou NFr dépend de partie décimale D, comme l'indique le tableau 1. Le choix de E ou de E + 1 pour respectivement créer les paires de signaux 16 et 17 ou bien 17 et 18, dépend de l'écart entre la position du front actif 8 de la dernière période prélevée pour former le signal 7 et de la position théorique du front 3 à créer. The choice of Fr or NFr depends on the decimal part D, as indicated in Table 1. The choice of E or E + 1 to respectively create signal pairs 16 and 17 or 17 and 18 depends on the difference between the position of the active front 8 of the last period taken to form the signal 7 and the theoretical position of the front 3 to be created.

Les positions théoriques des fronts actifs 3 du signal 2 souhaité sont données par la suite temporelle:
s(i) = i. p/q
avec i entier variant de 1 à q.The theoretical positions of the active fronts 3 of the desired signal 2 are given by the temporal sequence:
s (i) = i. p / q
with i integer varying from 1 to q.

Calculant la valeur s(i) de rang i concernée, on en détermine les parties entière et fractionnaire
E(i) et D(i):
s(i) = E(i) + D(i)
On arrondit ensuite s(i) au demi-entier le plus proche s'(i), selon le tableau 3, homologue du tableau 1 pour le choix de Fr ou NFr:
s(i) -- > sl(i)
TABLEAU 3

Calculating the value s (i) of rank i concerned, we determine the integer and fractional parts
E (i) and D (i):
s (i) = E (i) + D (i)
We then round s (i) to the closest half-integer s' (i), according to Table 3, homologous to Table 1 for the choice of Fr or NFr:
s (i) -> sl (i)
TABLE 3

<tb> <SEP> D(i) <SEP> s'(i)
<tb> 0 <SEP> à <SEP> 0,25 <SEP> E(i) <SEP>
<tb> 0,25 <SEP> à <SEP> 0,75 <SEP> E(i) <SEP> + <SEP> 0,5
<tb> 0,75 <SEP> à <SEP> 1 <SEP> E(i) <SEP> + <SEP> 1
<tb>
On arrondit ensuite s'(i) par excès:
sl(i) -- > s' '(i)
puis on calcule la différence:
d(i) = s' '(i) - s'' (i-I),
qui vaut E ou E + 1 et fixe ainsi le choix du rapport de division de fréquence.<tb><SEP> D (i) <SEP>s' (i)
<tb> 0 <SEP> to <SEP> 0.25 <SEP> E (i) <SEP>
<tb> 0.25 <SEP> to <SEP> 0.75 <SEP> E (i) <SEP> + <SEP> 0.5
<tb> 0.75 <SEP> to <SEP> 1 <SEP> E (i) <SEP> + <SEP> 1
<Tb>
Then round off s' (i) by excess:
sl (i) -> s '' (i)
then we calculate the difference:
d (i) = s '' (i) - s '' (iI),
which is worth E or E + 1 and thus fixes the choice of the frequency division ratio.

Le générateur de fréquences programmable de la figure 3 va maintenant être décrit. The programmable frequency generator of Figure 3 will now be described.

Le signal 1 de référence est appliqué à l'entrée d'horloge d'un compteur 24 programmable, relié par des entrées de programmation à la sortie d'un multiplexeur 23 à deux voies respectivement reliées à deux registres tampon 21, 22 contenant respectivement des nombres représentant les valeurs E et E + 1, issus d'un bus 30 relié à un microprocesseur non représenté. Sur la figure 3, les références CK et L indiquent des entrées de signal respectivement d'horloge de comptage et de chargement. The reference signal 1 is applied to the clock input of a programmable counter 24, connected by programming inputs to the output of a multiplexer 23 with two channels respectively connected to two buffer registers 21, 22 respectively containing numbers representing the values E and E + 1, from a bus 30 connected to a microprocessor not shown. In FIG. 3, the references CK and L indicate signal inputs respectively of counting and loading clock.

La sortie de débordement CARRY du compteur 24 est reliée à une entrée d'un multiplexeur 27 à deux voies et à l'entrée de données d'une bascule 26, de type D, commandée par un inverseur 25 recevant le signal 1 de référence. La sortie de la bascule D 26 est reliée à la seconde entrée du multiplexeur 27. The CARRY overflow output of the counter 24 is connected to an input of a two-channel multiplexer 27 and to the data input of a D-type flip-flop 26 controlled by an inverter 25 receiving the reference signal 1. The output of the D flip-flop 26 is connected to the second input of the multiplexer 27.

Il est ici prévu un compteur diviseur programmable 29, commandé depuis le bus 30 à travers un registre 28, dont l'entrée d'horloge est reliée à la sortie du multiplexeur 27 et en reçoit, ou prélève, des périodes successives du signal 7 engendré. There is provided here a programmable divider counter 29, controlled from the bus 30 through a register 28, whose clock input is connected to the output of the multiplexer 27 and receives, or takes, successive periods of the signal 7 generated .

Un registre parallèle / parallèle 31 est relié au bus 30 pour en recevoir, à chaque cycle de prélèvements
Tp, un mot de, ici, q = 32 bits au maximum qui sont transférés dans un registre parallèle / parallèle 32 en début du cycle de prélèvements Tp. Ces g bits fixent successivement chacun le choix entre les valeurs E et
E + 1 respectivement contenues dans les registres 21 et 22. Un autre couple de registres 35, 36, semblables au couple 31, 32, reçoit un mot de 32 bits fixant le choix (Fr, NFr) des fronts montants ou descendants du signal 1 de référence pour fixer l'instant de fin de la portion temporelle prélevée. Un registre parallèle / parallèle 33 reçoit du bus 30 un mot de 8 bits pour le transférer, en début de chaque cycle de prélèvements Tp, dans un compteur 34 comptant les périodes du signal 7 engendré dans le cycle en cours et commandant le passage au cycle
Tp suivant lorsqu'il a effectué un nombre q de périodes défini par ce nombre de 8 bits.A parallel / parallel register 31 is connected to the bus 30 to receive it, at each sampling cycle.
Tp, a word of, here, q = 32 bits at most which are transferred in a parallel / parallel register 32 at the beginning of the sampling cycle Tp. These g bits each successively set the choice between the values E and
E + 1 respectively contained in the registers 21 and 22. Another pair of registers 35, 36, similar to the pair 31, 32, receives a 32-bit word setting the choice (Fr, NFr) of the rising or falling edges of the signal 1 reference point for setting the end time of the sampled time portion. A parallel / parallel register 33 receives from the bus 30 an 8-bit word to transfer it, at the beginning of each sampling cycle Tp, to a counter 34 counting the periods of the signal 7 generated in the current cycle and controlling the transition to the cycle.
Next Tp when it has performed a number q of periods defined by this number of 8 bits.

La sortie du registre 32 commande le multiplexeur 23, et le compteur 24 est, à la fin de chaque comptage par E ou E + 1, rechargé par une nouvelle valeur E ou E + 1. Le signal CARRY, qui passe à l'état actif, en phase avec le front montant du signal 1 de référence, après comptage de E ou E + 1 périodes Tr et y reste pendant la durée d'une période Tr, autorise ce rechargement en phase avec le signal 1 de référence, c' est-à-dire lors du front montant du signal 1 qui suit celui où il a été engendré, ce qui fait alors disparaître le signal CARRY. The output of the register 32 controls the multiplexer 23, and the counter 24 is, at the end of each count by E or E + 1, reloaded by a new value E or E + 1. The signal CARRY, which goes to the state active, in phase with the rising edge of the reference signal 1, after counting E or E + 1 periods Tr and y remains for the duration of a period Tr, authorizes this recharging in phase with the reference signal 1, that is to say at the rising edge of the signal 1 following the one where it was generated, which then makes the CARRY signal disappear.

Le registre 36 commande le multiplexeur 27 et commande ainsi la fourniture au compteur 29 du signal
CARRY, directement, ou du signal CARRY retardé d'une demi-période de Tr, du fait que la bascule 26 est commandée en opposition de phase par le signal 1 inversé. Le compteur diviseur 29 reçoit ainsi le signal 7 de fréquence fx à gigue réduite et fournit un signal à une fréquence sous-multiple de la fréquence fx, de valeur déterminée par le contenu du registre 28.The register 36 controls the multiplexer 27 and thus controls the supply to the counter 29 of the signal
CARRY, directly, or CARRY signal delayed by half a period of Tr, because the flip-flop 26 is controlled in phase opposition by the inverted signal 1. The divider counter 29 thus receives the signal 7 of frequency fx with reduced jitter and supplies a signal at a frequency sub-multiple of the frequency fx, of value determined by the contents of the register 28.

Le compteur 34 avance au rythme d'une horloge 37, fournie par le compteur 24 avec une période de même valeur (E ou E+1 Tr) que celle du signal CARRY, horloge 37 commandant aussi le décalage des registres 32 et 36. The counter 34 advances at the rate of a clock 37, supplied by the counter 24 with a period of the same value (E or E + 1 Tr) as that of the signal CARRY, clock 37 also controlling the shift of the registers 32 and 36.

Le compteur 34 fournit, lorsqu'il déborde en fin de période de prélèvements Tp, un signal 38 de rechargement des registres 32 et 36 et de lui-même à partir des registres respectifs 31, 35 et 33.The counter 34 supplies, when it overflows at the end of the sampling period Tp, a signal 38 for reloading the registers 32 and 36 and of itself from the respective registers 31, 35 and 33.

Les registres 21 et 22 contiennent ici deux nombres qui sont respectivement le complément de E et E + 1 à la valeur de débordement du compteur 24, en tenant compte du délai de rechargement (durée du CARRY). The registers 21 and 22 here contain two numbers which are respectively the complement of E and E + 1 to the overflow value of the counter 24, taking into account the reloading time (duration of CARRY).

Un décompteur aurait aussi pu être utilisé à sa place, sans complémentation des valeurs.A down-counter could also have been used in its place, without complementing the values.

On remarquera que le supplément de durée, valant 0,5 Tr, pourrait être créé ailleurs qu'en fin de comptage de E périodes du signal 1 de référence. It will be noted that the additional duration, equal to 0.5 Tr, could be created elsewhere than at the end of the counting of E periods of the reference signal 1.

Par exemple, une porte OU exclusif, en entrée d'horloge du compteur 24, permettrait d'inverser le signal d'horloge en début ou en cours de comptage, en synchronisme avec l'un de ses fronts, c'est-à-dire de créer une seconde inversion simultanée supprimant le front créé par la première et ainsi de figer localement en quelque sorte le temps, en créant momentanément un signal 1 de référence déformé, dont l'une des deux demipériodes a une durée double de la normale.For example, an exclusive OR gate, at the clock input of the counter 24, would make it possible to invert the clock signal at the beginning or in the process of counting, in synchronism with one of its fronts, that is to say say to create a second simultaneous inversion deleting the front created by the first and thus to localize somehow time, creating momentarily a distorted reference signal 1, which one of the two half-periods has a duration twice the normal.

Afin d'augmenter la précision du réglage de la durée des périodes du signal 7 engendrées, on pourrait aussi compléter ou remplacer la bascule 26 par une série de bascules homologues, en cascade ou en parallèle, commandées par des signaux 1 de référence différemment déphasés. Ce déphasage pourrait être obtenu en utilisant des circuits analogiques à retard ou encore en utilisant un signal 1 de référence présentant un facteur de forme différent de 0,5, dont une "demipériode" fournirait, pour commander la série de bascules de retard comme 26, alors en cascade, une référence de durée inférieure à la valeur de la demi-période théorique, telle que le tiers, le quart ou encore moins. In order to increase the accuracy of the adjustment of the duration of the periods of the generated signal 7, one could also supplement or replace the flip-flop 26 by a series of parallel flip-flops, in cascade or in parallel, controlled by reference signals 1 which are differently phase-shifted. This phase shift could be obtained by using analog delay circuits or else by using a reference signal 1 having a form factor other than 0.5, a "half-period" of which would provide, for controlling the series of delay latches such as 26, then in cascade, a reference of duration less than the value of the theoretical half-period, such as the third, the quarter or even less.

Ainsi, trois signaux respectivement déphasés de Tr/4,
Tr/2 et 3/4 Tr permettraient d'engendrer, à l'intérieur de la période du signal 1 de référence, une pluralité de fronts supplémentaires, ici dtrois, représentant un signal harmonique de la fréquence de référence Fr, dont on utiliserait les transitions montantes comme fronts de synchronisation pour choisir la durée des portions de période prélevées du signal 1 de référence. On réduirait ainsi, dans ce cas, d'un coefficient 4 la gigue par rapport à l'art antérieur et cela équivaudrait à disposer des fronts d'un signal de fréquence 4 Fr. Thus, three signals respectively out of phase of Tr / 4,
Tr / 2 and 3/4 Tr would make it possible to generate, within the period of the reference signal 1, a plurality of additional fronts, here three, representing a harmonic signal of the reference frequency Fr, which would be used. rising transitions as synchronization edges for selecting the duration of the period portions taken from the reference signal 1. Thus, in this case, a jitter coefficient 4 would be reduced compared to the prior art and this would be equivalent to having the edges of a frequency signal 4 Fr.

Claims

A method of generating a signal (7) at a particular frequency (fx) by dividing the frequency of a reference signal (1) at a determined frequency (Fr), wherein two division ratios are determined ( E, E + 1) corresponding to two frequencies (Fr / E,

Fr / E + 1), framing the particular frequency (fx), of two signals (16, 18) that are generated, is taken successively, according to the particular framing frequencies (Fr / E, Fr / E + 1 ), periods of both framing frequency signals (16, 18) for forming a sequence of periods of the signal (7) at a particular frequency (fx), characterized in that said division ratios (E, E + 0.5, E + 1) are determined according to a frequency at least twice the reference frequency (Fr).

2. Method according to claim 1, wherein the framing periods are taken in synchronism with a rising or falling edge of said reference signal (1).

3. The method of claim 1, wherein said division ratios (E, E + 0.5, E + 1) are determined according to a harmonic frequency of the reference frequency (Fr).

The method of claim 3, wherein said harmonic frequency is generated by a plurality of phase shifts of said reference signal (1).

5. Method according to one of claims 3 and 4, wherein the framing periods are taken in synchronism with said harmonic frequency.