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Physical
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4 radians
(9)
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2 radians
(5)
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de 2 N
(4)
[9][_]
2 N
(3)
[10][_]
2 W
(1)
[11][_]
1 s
(1)
[12][_]
Gene Or Protein
(7/ 20)
[13][_]
Est A
(5)
[14][_]
Etre
(5)
[15][_]
Tre
(4)
[16][_]
LEURS
(2)
[17][_]
Fre
(2)
[18][_]
DANS
(1)
[19][_]
Tric
(1)
[20][_]
Organism
(5/ 6)
[21][_]
r radians
(2)
[22][_]
propor
(1)
[23][_]
sages
(1)
[24][_]
proba
(1)
[25][_]
e radians
(1)
[26][_]
Molecule
(2/ 2)
[27][_]
reso
(1)
[28][_]
nega
(1)
[29][_]
Disease
(1/ 1)
[30][_]
Bruits
(1)
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Publication
_________________________________________________________________
Number FR2512963A1
Family ID 8012055
Probable Assignee Moskalik Leonid
Publication Year 1983
Title
_________________________________________________________________
FR Title DISPOSITIF DE MESURE DU DEPHASAGE ENTRE DEUX SIGNAUX
ELECTRIQUES
EN Title PHASE MEASUREMENT BY REVERSIBLE CYCLE COUNTING - USING
ADDITIONAL CONVERSION CHANNELS FOR INCREASED SENSITIVITY, INVERSION
RATE AND RELIABILITY
Abstract
_________________________________________________________________
UN PHASEMETRE COMPORTE DEUX BLOCS DE CONVERSION DE PHASE 1 DOTE CHACUN
DE DEUX SORTIES A NIVEAUX DE POTANTIEL 2 ET 3 ET DE DEUX SORTIES A
IMPULSIONS 4 ET 5. LEURS PREMIERES ENTREES 6 SONT RACCORDEES A UNE
PREMIERE SOURCE DE SIGNAUX D'ENTREE 7 ET LA DEUXIEME ENTREE 9 DU
PREMIER BLOC DE CONVERSION DE PHASE 1 EST RACCORDEE A UNE DEUXIEME
SOURCE DE SIGNAUX D'ENTREE 8 ET, A TRAVERS UN CIRCUIT DE DEPHASAGE 10
A LA DEUXIEME ENTREE 9 DU DEUXIEME BLOC DE CONVERSION DE PHASE 1. LE
PHASEMETRE EST COMPLETE PAR N-2 BLOCS DE CONVERSION DE PHASE 1 (N
ETANT SUPERIEUR A 2) QUI ONT LEURS PREMIERES ENTREES 6 RACCORDEES A LA
PREMIERE SOURCE DE SIGNAUX D'ENTREE 7; LA DEUXIEME ENTREE 9 DE CHAQUE
BLOC DE CONVERSION DE PHASE POSTERIEUR EST RELIEE A LA DEUXIEME ENTREE
9 DE CHAQUE BLOC DE CONVERSION DE PHASE ANTERIEUR A TRAVERS UN CIRCUIT
DE DEPHASAGE 10, QUI INTRODUIT UN DEPHASAGE DE PN RADIANS. CE
PHASEMETRE EST UTILISABLE DANS LES MESUREURS DE DEPLACEMENTS ET DE
VIBRATIONS PAR INTERFEROMETRIE LASER.
The phase measurement device for measuring the phase between two
electrical signals using reversible cycle counting can be used in
laser interferometer instruments for measurement of displace-ment and
vibrations. Increased resolution inversion rate and reliability are
achieved by adding phase conversion channels and using a different
circuit arrangement compared to conventional arrangements. Additional
phase conversion units (1) have their first inputs (6) connected to
the first signal source (7). The second input (9) of each successive
conversion unit is connected to that of the preceding unit via a phase
shaft chain (10). The phase shift in each phase shift chain (10) is
'pi' divided by one more than the number of phase shift chains.
Description
_________________________________________________________________
12963
Dispositif de mesure du dephasage entre deux signaux electriques.
La presente invention concerne la metrologie et plus particulierement
les dispositifs de mesure de phase destines a mesurer le dephasage
entre deux si- gnaux electriques par decomptage de cycles.
L'invention est susceptible d'applications dans les appareils de
mesure de deplacements et de vibra- tions par interferometrie laser a
conversion propor- tionnelle de la grandeur physique a mesurer en
depha- sage. On constate actuellement un grand developpement des
methodes de mesure par interferometrie laser uti- lisant
l'heterodynage optique: l'information sur la grandeur physique a
mesurer est finalement transformee en dephasage entre deux signaux
electriques.
La variation du dephasage associee a celle de la grandeur physique a
mesurer peut rester interieure a une periode (2 X radians) ou la
depasser largement jusqu'a devenir son multiple, un taux de variation
suffisamment eleve de dephasage etant a l'origine de frequences
Doppler qui peuvent aller jusqu'a des cen- taines et des milliers de k
Hz Pour mesurer ces depha- sages, on fait generalement appel a des
phasemetres a decomptage de cycles.
Ces dispositifs doivent remplir des conditions de cadence elevees de
comptage des cycles et d'inver- sion de celui-ci et de haute
resolution sans perdre pour autant en fiabilite.
On connait deja un phasemetre comportant un cir- cuit de dephasage,
deux convertisseurs phase-valeur analogique et un logometre Les
premieres entrees des convertisseurs phase-valeur analogique sont rac-
cordees a une premiere-source de signaux d'entree; la deuxieme entree
du premier convertisseur phase-valeur analogique est raccordee a une
deuxieme source de si- gnaux d'entree, et, par un circuit de
dephasage, a une deuxieme entree d'un deuxieme convertisseur phase-va-
leur analogique Les sorties des convertisseurs phase- valeur
analogique sont reliees aux entrees du logome- tre ("Elements de
navigation radio-electrique" de
Belavine O V, Moscou, "Sov Radio", 1977, p 203).
Ce dispositif a l'inconvenient de ne pas permet- tre la mesure de
dephasages superieurs a X radians, les indications fournies par le
logometre et par l'en- semble du dispositif n'etant a valeur unique
que dans la plage de + X radians (le logometre mesure le quo- tient de
deux tensions: A O sin ' et Ao cos If).
Il existe egalement un phasemetre comprenant un circuit de dephasage
et deux convertisseurs phase-va- leur analogique fonctionnant dans la
gamme optique, des bascules de Schmitt, des formateurs d'impulsions de
comptage et un compteur bidirectionnel.
Le circuit de dephasage et les convertisseurs phase-valeur analogique
font partie d'un inter*ferome- tre homodyne a deux voies dans lequel
le dephasage necessaire s'obtient par reglage en position de l'un des
miroirs influencant le trajet optique La conver- sion phase-valeur
analogique s'opere par des recep- teurs optiques (par exemple
photomultiplicateurs) qui transforment l'energie et la phase des
rayons respec- tivement en energie et en intensite de courant elec-
tric, la modification du trajet optique provoquant la variation
periodique de courants de sortie des re- cepteurs dont les phases sont
decalees entre elles de w/2 radians Les sorties des convertisseurs
phase-va- leur analogique sont reliees, a travers les bascules de
Schmitt, aux entrees des formateurs d'impulsions de comptage, les
sorties de ceux-ci etant raccordees a un compteur bidirectionnel
("Mesure des reseaux par comptage de franges d'interference" par
Zorine D I et al., travaux de VNIIM Mendeleev, f 78 (138), Editions
des Normes, Moscou-Leningrad, J 965).
Ce dispositif presente pourtant une mauvaise resolution de decomptage,
limitee a une seule frange d'interference (2 W radians), une faible
cadence de comptage et d'inversion de celui-ci (1300 impulsions par
seconde), ce qui tient tant a la limitation de frequence du signal de
sortie des convertisseurs phase-valeur analogique, inherente aux
circuits de mesure homodynes, qu'a des defauts technologiques et
conceptuels des formateurs d'impulsions de comptage et du compteur
bidirectionnel.
Il est a noter egalement que le dispositif a une mauvaise fiabilite a
cause des organes a courant con- tinu, contenus dans les circuits de
formation d'impul- sions et souffrant de derive de zero et de bruits
qu'on ne peut non plus eviter avec la methode de mesure homo- dyne
Mise en application par ledit dispositif, la me- thode d'amelioration
de la resolution par mesure de la partie fractionnaire des franges en
affichage-cathodi- que s'oppose a l'automatisation et aucun moyen
d'ame- liorer la resolution du decomptage de cycles n'a ete trouve. Il
existe un phasemetre comportant un circuit de dephasage et deux blocs
de conversion de phase dans la gamme optique Chacun des blocs de
conversion de phase utilise comme convertisseur phase-valeur
analogique un recepteur photo-electrique contenu dans un interfe-
rometre de Michelson du type homodyne, un amplifica- teur, une bascule
de Schmitt et deux formateurs d'im- pulsions Sur le parcours de l'un
des faisceaux inter- ferents qui vient eclairer l'un des recepteurs
photo- electriques, il y a une lame quart d'onde faisant fonction de
circuit de dephasage Les sorties non in-
-verseuse et inverseuse de 1 a besciuile de Schmitt cons- tituent les
sorties a niveaux de potentiel du bloc de
2512963 - conversion de phase, les sorties des formateurs etant
impulsionnelles. Le dispositif contient egalement un aiguilleur
d'impulsions dont les entrees sont reliees aux sorties des blocs de
conversion de phase, leurs sorties etant raccordees a un compteur
bidirectionnel relie a un enregistreur numerique {"Interferometre
laser pour mesurer les longueurs" par Koronkivitch V P et al. et
"Dispositif electronique de comptage et d'enregis- trement pour
mesureur de deplacements laser" par Kirjanov V P et al, "Avtometria"
NI 1, 1971, Novosibirsk, S S de l'Academie des Sciences de l'URSS).
Le dispositif possede egalement un circuit a re- tard destine a
introduire une correction dans le comp- teur bidirectionnel, place
entre les sorties d'une bascule de signe servant a l'affichage du
signe de la grandeur a mesurer et les entrees de positionnement du
compteur bidirectionnel (entrees permettant de mettre a 1 et a O les
bascules du compteur bidirec- tionnel).
Ledit phasemetre a a son-desavantage une resolu- tion faible egale a
w/2 radians, une cadence d'inver- sion du compteur reduite par rapport
a celle de comp- tage possible et une fiabilite insuffisante Ces in-
convenients proviennent du fait qu'apres la mise a zero du compteur
bidirectionnel sa transition entre le mode de decomptage et celui de
comptage s'opere sur la premiere impulsion de comptage L'affichage du
compteur a cet instant est faux et sujet a correction necessitant un
certain delai Or, le temps mis a in- troduire la correction limite la
frequence d'impul- sions de comptage possible, egale, pour une
resolution de w/2 radians, a 4 fois celle de Doppler Cet incon-
venient est, lui aussi, a l'origine de la fiabilite insuffisante du
phasemetre consistant dans une proba- bilite elevee de rates du
compteur bidirectionnel dont le danger s'accentue particulierement
pour un grand taux de variation de dephasage entre les signaux d'en-
tree a la frequence Doppler respective.
La presente invention a pour but de supprimer les inconvenients
ci-dessus.
L'invention vise a creer un phasemetre dote d'une meilleure
resolution, d'un taux d'inversion de comptage et d'une fiabilite
eleves grace a l'adjonc- tion de voies de conversion de phase
supplementaires et a des solutions de schemas nouvelles adoptees pour
ses organes constitutifs.
Le probleme pose est resolu a l'aide d'un phase- metre comportant deux
blocs de conversion de phase a deux sorties a niveaux de potentiel
(inverseuse et non inverseuse) et a deux sorties a impulsions chacun,
qui ont leurs premieres entrees raccordees a une premiere source de
signaux d'entree, une deuxieme entree du premier bloc de conversion de
phase etant raccordee a une deuxieme source de signaux d'entree et, a
travers un circuit de dephasage, a une deuxieme entree du deuxieme
bloc de conversion de phase, un aiguilleur d'impulsions qui a ses
entrees reliees aux sorties des blocs de conversion de phase et ses
sorties a un compteur bidirectionnel relie a un enregistreur nume-
rique, ledit phasemetre etant, selon l'invention, caracterise en
ce:qu'il est complete par N 2 blocs de conversion de phase, N etant
superieur a 2; que les premieres entrees de ceux-ci sont raccordees a
la premiere source de signaux d'entree, qu'une deuxieme entree de
chaque bloc de conversion de phase poste- rieur est reliee a une
deuxieme entree de chaque bloc de conversion de phase anterieur par un
circuit de dephasage et que le dephasage associe a chacun des
N-1 circuits de dephasage est de n/N radians.
Il en resulte une amelioration de resolution du phasemetre,
c'est-a-dire la reduction de l'echantillon du dephasage a mesurer a
V/N radians (N and #x003E; 2) En cas d'association de ce phasemetre a
un mesureur de depla- cements laser utilisant l'interferometre de
Michelson une telle amelioration de resolution permet de mesurer les
deplacements avec une resolution de 2 N de longueur 2 N d'onde laser.
Il est utile, lorsqu'on fait appel a un compteur bidirectionnel de
nombres negatifs en code droit, que le phasemetre soit dote d'un bloc
de signe place entre l'aiguilleur et le compteur bidirectionnel et
compor- tant un indicateur de zero; il est egalement bon que le bloc
de signe contienne une bascule de signe, deux elements ET-NON, deux
elements 2 ET-OU et quatre ele- ments ET qui ont leurs premieres
entrees raccordees aux sorties de l'aiguilleur d'impulsions, que les
pre- miers deux elements ET aient leurs sorties raccordees aux entrees
de la bascule de signe dont les sorties soient reliees aux premieres
entrees des elements
ET-NON et aux entrees reunies deux par deux des ele- ments 2 ET-OU,
que les sorties des elements ET-NON soient reliees aux deuxiemes
entrees des deuxiemes deux elements ET qui aient leurs sorties
raccordees a d'autres entrees reliees entre elles deux par deux des
elements 2 ET-OU, que les sorties des elements
2 ET-OU soient reliees aux entrees du compteur bidi- rectionnel et que
les deuxiemes entrees des elements
ET-NON et des premiers deux elements ET soient rac- cordees a la
sortie de l'indicateur de zero.
Il en resulte une augmentation de cadence du comptage bidirectionnel
qui devient egale a celle du comptage unidirectionnel, ce qui prend
toute sa va- leur devant une haute resolution du phasemetre lorsque la
frequence de repetition des impulsions de comptage se trouve accrue et
qu'une faible cadence d'inversion du compteur constitue la limitation
de la rapidite de fonctionnement du phasemetre.
Il est interessant que le phasemetre comporte un convertisseur de code
place entre les sorties a ni- veaux de potentiel des blocs de
conversion de phase et les entrees de poids faibles de l'enregistreur
nume- rique, que l'aiguilleur d'impulsions contienne deux elements ET
qui aient leurs premieres entrees raccor- dees aux sorties a
impulsions du dernier bloc de con- version de phase, que leurs
deuxiemes entrees aient un point commun raccorde a l'une des sorties a
niveaux de potentiel de l'un des blocs de conversion de phase an-
terieurs, leurs sorties constituant celles de l'aiguil- leur
d'impulsions.
Cela permet d'ameliorer la fiabilite du phaseme- tre, etant donne que,
quelle que soit sa resolution, la frequence des impulsions de comptage
arrivant sur l'entree du compteur bidirectionnel est toujours celle de
Doppler.
Pour N = 4 et un comptage et un enregistrement en binaire, il est
souhaitable que le convertisseur de co- de comporte trois elements OU
exclusif, que les en- trees du premier entre ceux-ci soient reliees
aux sor- ties a niveaux de potentiel non inverseuses des deu- xieme et
quatrieme blocs de conversion de phase, que les entrees du deuxieme
element OU exclusif soient raccordees aux sorties a niveaux de
potentiel non in- verseuses des premier et troisieme blocs de
conversion de phase, que les entrees du troisieme element OU ex-
clusif soient reliees aux sorties des premiers deux elements OU
exclusif et que la sortie a niveaux de po- tentiel non inverseuse du
quatrieme bloc de conversion de phase et les sorties des premier et
troisieme ele- ments OU exclusif soient reunies aux entrees poids
faibles de l'enregistreur numerique.
Dans ce qui suit, l'invention sera expliquee a l'aide d'exemples
illustrant les formes particulieres de sa realisation, donnes en
regard des dessins anne- xes dans lesquels: la figure 1 represente le
schema synoptique d'un phasemetre selon l'invention; la figure 2
montre une forme de realisation particuliere du bloc de conversion de
phase, selon l'invention; la rigure 3, une forme de realisation parti-
culiere de l'aiguilleur d'impulsions pour N = 4 selon l'invention; la
figure 4 represente l'allure des tensions de sortie des elements des
circuits des figures 1, 2 et 3 en fonction de la phase, selon
l'invention; la figure 5 est le schema de principe du bloc de signe et
montre aussi les connexions qu'il a avec d'autres organes du
phasemetre selon l'invention; la figure 6 represente les chronogrammes
des tensions de sortie des elements de la figure 5 et des affichages
du compteur bidirectionnel selon l'inven- tion; la figure 7 est le
schema-synoptique du phase- metre comportant un convertisseur de code
et un ai- guilleur d'impulsions selon l'invention; la figure 8 est le
schema synoptique du phase- metre de la figure 7 comportant un
convertisseur de code pour N = 4 et comptage et enregistrement binai-
res, selon l'invention; la figure 9 represente l'allure des tensions
de sortie des elements des figures 8 et 2 et des affi- chages du
convertisseur de code et du compteur bidi- rectionnel en fonction de
la phase, selon l'invention; la figure 10 est le schema synoptique du
pha- semetre dote d'un convertisseur de code et d'un bloc de signe,
selon l'invention.
Le phasemetre (figure 1) selon l'invention com- porte des blocs de
conversion de phase 1 dont chacun possede deux sorties a niveaux de
potentiel (non in- verseuse 2 et inverseuse 3) et deux sorties a
impul- sions 4 et 5 Le nombre N de blocs de conversion de phase 1 peut
etre quelconque, mais non inferieur a 2, selon la resolution requise
de mesure de la phase qui est de e/N radians Les premieres entrees 6
de la to- talite des blocs de conversion de phase 1 sont raccor- dees
a une premiere source de signaux d'entree 7, une deuxieme source de
signaux d'entree 8 etant raccordee a une deuxieme entree 9 du premier
bloc de conversion de phase 1 La deuxieme entree 9 de chaque bloc de
conversion de phase 1 posterieur et reliee a la deu- xieme entree 9 de
chaque bloc de conversion de phase 1 anterieur a travers un circuit de
dephasage 10 le nombre de ces circuits etant egal a N-u Le dephasage
dans chacun des circuits de dephasage 10 est de w/N radians Les blocs
de conversion de phase 1 ont leurs sorties 2, 3, 4 et 5 raccordees aux
entrees d'un ai- guilleur d'impulsions 11, les sorties 12 et 13 de ce
dernier etant raccordees aux entrees d'un compteur bidirectionnel 14
relie a un enregistreur numerique 15. Chaque bloc de conversion de
phase 1 (figure 2) contient un convertisseur phase-valeur analogique
16 relie a la bascule de Schmitt 17 dont les sorties non inverseuse et
inverseuse constituent les sorties a niveaux 2 et 3 du bloc de
conversion de phase 1 Les memes sorties 2 et 3 sont raccordees a deux
formateurs d'impulsions 18 et 19 dont les sorties forment les sorties
a impulsions 4 et 5 du bloc de conversion de phase 1 Les entrees du
convertisseur phase-valeur analogique 16 constituent les entrees 6 et
9 du bloc de conversion de phase 1.
L'aiguilleur 11 (figure 1) sert a distribuer entre ses deux sorties 12
et 13 les impulsions de comptage apparaissant aux sorties a impulsions
4 et 5 des blocs de conversion de phase 1 L'apparition d'im- pulsions
a la sortie 12 ou a la sortie 13 de l'aiguil- leur 11 sera soumise aux
sens du dephasage entre les signaux d'entree En echantillonnage a e/N
radians et si les blocs de conversion de phase 1 sont au nombre de 4
(N = 4), l'aiguilleur 11 (figure 3) peut, par exemple, comporter deux
elements a huit ET et un OU et 21 qui ont leurs entrees raccordees
deux par deux aux sorties des blocs de conversion de phase 1, et dont
les sorties formant les sorties 12 et 13 de l'aiguilleur 11.
Le fonctionnement du phasemetre sera illustre dans la forme de
realisation particuliere comportant 4 blocs de conversion de phase 1
(N = 4) Les entrees 6 et 9 des blocs de conversion de phase 1 (figure
1) recoivent les signaux harmoniques continus des sources de signaux
d'entree 7 et 8; dans ce cas, grace au circuit de dephasage 10, chaque
bloc de conversion de phase 1 posterieur recoit sur sa deuxieme entree
9 un signal decale de n/4 radians par rapport au signal sur l'entree 9
de chaque bloc de conversion de phase 1 anterieur Au niveau de chaque
bloc de conversion de phase 1 (figure 2), ces signaux d'entree
arrivent sur deux entrees du convertisseur phase-valeur analo- gique
16 dont le niveau de sortie depend du dephasage entre les signaux
d'entree Le convertisseur phase-va- leur analogique 16 peut en
particulier etre realise de facon que la nature de cette relation
(figure 4) soit la suivante: la tension de sortie doit croitre d'une
certaine valeur negative Um a une certaine valeur positive + Um pour
une variation de dephasage entre les signaux d'entree de w/2 a + l T/2
radians, et decroitre a partir d'une certaine valeur positive + Um
jusqu'a une certaine valeur negative Um pour une evolution de
dephasage entre + n/2 et 3 w/2 ra- dians (figure 4, lignes K, L, P Q)
Deux fois par pe-
* 13 riode, lorsque le dephasage entre les signaux d'entree est egal a
zero et a e radians, la tension de sortie du convertisseur
phase-valeur analogique 16 (figure 2) est nulle Si dans chacune des
plages ci-dessus la va- riation de la tension de sortie du
convertisseur phase- valeur analogique 16 en fonction du dephasage
entre les signaux d'entree est lineaire, les courbes des tensions de
sortie des convertisseurs phase-valeur analogique 16 de tous les
quatre blocs de conversion de phase 1 pren- nent l'allure des courbes
a dents de scie (figure 4), designees K, L, P Q Il faut remarquer a ce
propos que, grace aux circuits de dephasage places entre les deu-
xiemes entrees 9 (figure 1) de blocs de conversion de phase 1 voisins,
la courbe en dents de scie L (figure 4) du convertisseur phase-valeur
analogique 16 (figure
2) du deuxieme bloc de conversion de phase 1 est deca- lee de w/4
radians par rapport a la courbe correspon- dante K (figure 4) du
premier bloc de conversion de phase 1; la courbe en dents de scie P du
troisieme bloc de conversion de phase 1 est decalee, elle aussi, de
e/4 radians de la courbe L du deuxieme bloc de con- version de phase 1
et ainsi de suite Les bascules de Schmitt 17 (figure 2) transforment
ces tensions en creneaux dont les fronts engendrent des impulsions
breves en sortie des formateurs 18 et 19, par exemple de type
monostable.
Les tensions rectangulaires sur les sorties non inverseuses et
inverseuses des bascules de Schmitt 7
(sorties a niveaux de potentiel 2 et 3 du bloc de con- version de
phase 1) et les impulsions sur les sorties des formateurs 18 et 19
(sorties a impulsions 4 et 5 des blocs de conversion de phase 1)
attaquent l'ai- guilleur d'impulsions 11 (figure 3).
Vu le fait que le pas de dephasage entre les dents de scie en sortie
des convertisseurs phase-va- leur analogique 16 (figure 2) represente
ir/4 radians, l'apparition des impulsions aux sorties des formateurs
18 et 19 de la totalite des blocs de conversion de phase 1 s'effectue,
elleaussi, avec le meme pas Reu- nies sur les sorties 12 ou 13 de
l'aiguilleur 11 (fi- gure 1), ces impulsions viennent sur le compteur
bidi- rectionnel 14 tous les V/4 radians de dephasage entre les
signaux d'entree, ce qui permet d'avoir une reso- lution du phasemetre
jusqu'a w/4 radians, et plus gene- ralement jusqu'a n/N radians au
lieu de w/2 radians dans les dispositifs existants.
Le but de l'aiguilleur 11 (figure 3) est de diri- ger les impulsions
de comptage vers l'une ou l'autre des deux sorties 12 ou 13 selon le
sens de dephasage (croissant ou decroissant) Ainsi, les impulsions de
comptage apparaissent en sortie de l'element 8 ET-OU (sortie 12 de
l'aiguilleur 11) lorsque le dephasage est croissant (dq and #x003E; O,
o f est le dephasage et t est dt df le temps); si c'est le contraire
(O) sont en blanc, et celles dues a l'evolution negative du dephasage
( and #x003C;t O), les impulsions de comptage apparais- sent a la
sortie 12 de l'aiguilleur Il (tension x).
La premiere impulsion de comptage vient a travers l'element ET 26 et
l'element deux ET-NON 30 sur l'en- tree de comptage du compteur
bidirectionnel 14 qui prend l'etat 1 (Z a la figure 6) La meme
impulsion arrive a travers l'element ET 25 sur l'entree R de la
bascule de signe 23 sans changer son etat du fait qu'elle etait deja a
O Comme le compteur bidirec- tionnel 14 n'est plus a 0, la sortie de
l'indicateur de zero 32 Dasse a un potentiel bas (U 32) qui inter- dit
l'acces aux entrees de la bascule de signe 23 aux impulsions de
comptage et fait apparaitre aux sorties des deux elements ET-NON 28 et
29 un potentiel haut (U 28 et U 29) autorisant le passage des
impulsions de comptage par les elements ET 26 et 27 Les impulsions de
comptage suivantes, acceptees par l'element ET 26 et l'element deux
ET-OU 30, viendront mettre a 2 et ensuite a 3 le compteur
bidirectionnel 14 (Z a la fi- gure 6).
Soit maintenant un dephasage entre les signaux d'entree qui commence a
decroitre (ldy O), les impulsions de comptage issues maintenant de la
sortie
12 (x a la figure 6) de l'aiguilleur 11 seront diri- gees par
l'element ET 26 et l'element 2 ET-OU 31 vers l'entree de decomptage du
compteur bidirectionnel 14 pour diminuer son affichage negatif.
Apres la mise a zero du compteur bidirectionnel, la premiere impulsion
de comptage va uniquement chan- ger de 1 en O (de "-" en "+") l'etat
de la bascule de signe 23 sans etre totalisee par le compteur bidirec-
tionnel 14 et ce n'est qu'a partir de l'impulsion de comptage suivante
que le compteur bidirectionnel 14 commence a s'incrementer.
De cette facon, le phasemetre dote d'un bloc de signe 22 peut mettre
en application un compteur bidi- rectionnel de nombres negatifs en
code droit tout en gardant une cadence d'inversion de comptage elevee.
Le phasemetre selon l'invention offre la possi- bilite de mesurer le
dephasage avec une resolution de w/N radians pour tout N 3 2 En meme
temps, la crois- sance de N conduit a augmenter la frequence-de
repeti- tion des impulsions de comptage arrivant sur les en- trees du
compteur bidirectionnel, ce qui impose, a son tour, au compteur
bidirectionnel la condition d'une rapidite de fonctionnement elevee
qui, si elle n'est pas realisee, cause des pertes de fiabilite.
Il est utile, en vue d'ameliorer la fiabilite du phasemetre sans pour
autant sacrifier sa resolu- tion, que les echantillons de cycles de
phase a comp- ter constituent 2 ir radians (une seule periode) et que
le dephasage dans la plage de 2 'r radians (echan- tillonnage de e/N
en n/N) soit apprecie par decodage des etats des bascules de Schmitt
17 (etats de leurs sorties a niveau 2 et 3 a la figure 1) de la
totalite des blocs de conversion de phase 1 A cet effet, le phasemetre
selon l'invention comporte un convertisseur de code 33 (figure 7)
place entre les sorties a niveau de potentiel des blocs de conversion
de phase 1 et les entrees de poids faible de l'enregistreur numeri-
que 15 Dans ce cas, l'aiguilleur 11 contient deux elements ET 34 et 35
qui ont leurs premieres entrees raccordees aux sorties a impulsions 4
et 5 du dernier des blocs de conversion de phase 1, leurs deuxiemes
entrees etant reunies entre elles en un point commun raccorde a l'une
des sorties a niveaux de potentiel, par exemple 3, de l'un des blocs
de conversion de pha- se 1 anterieurs Les sorties des elements ET 34
et 35 qui constituent les sorties 12 et 13 de l'aiguilleur
11 sont raccordees aux entrees du compteur bidirec- tionnel 14.
S'il s'agit, par exemple, d'utiliser quatre
12963 blocs de conversion de phase 1 (N = 4) et un compteur et un
enregistreur binaires, le convertisseur de code
33 selon l'invention (figure 8) comporte trois ele- ments OU exclusif
36, 37 et 38 Les entrees du pre- mier element OU exclusif 36 sont
reliees aux sorties a niveau de Potentiel non inverseuses 2 des
deuxieme et quatrieme blocs de conversion de phase 1; les en- trees du
deuxieme element OU exclusif 37 sont raccor- dees aux sorties a
niveaux non inverseuses 2 des pre- mier et troisieme blocs de
conversion de phase 1; les entrees du troisieme element OU exclusif 38
sont re- liees aux sorties des elements OU exclusif 36 et 37, la
sortie a niveaux non inverseuse 2 du dernier bloc de conversion de
phase 1 et les sorties des elements OU exclusif 36 et 38 etant
raccordees aux entrees de poids faible de l'enregistreur numerique 15.
Lors du fonctionnement du phasemetre dote d'un convertisseur de code
33 (figure 7) les impulsions de comptage arrivent sur les entrees du
compteur bi- directionnel 14 avec un decoupage de 2 Xr en 2 7 r ra-
dians Elles sont produites par les formateurs 18 et 19 (figure 2) sur
les passages par zero de la tension de sortie en dents de scie du
convertisseur phase-va- leur analogique 16 du dernier des blocs de
conversion de phase 1 (parexemple, pour N = 4, sur la tension en dents
de scie Q a la figure 9) et appliquees aux entrees des elements ET 34
et 35 de l'aiguilleur d'im- pulsions 11 (figure 7) qui n'acceptent que
celles qui apparaissent aux instants o la sortie a niveaux de
potentiel de l'un des blocs de conversion de phase 1 anterieurs,
raccordee aux deuxiemes entrees des ele- ments ET 34 et 35, est a un
potentiel haut Par exem- ple, pour un dephasage nul (figure 9), un
potentiel haut s'etablit a la sortie a niveaux de potentiel inverseuse
de tous les blocs de conversion de phase 1, sauf le dernier (les
tensions A, B et C) et, l'une desdites sorties etant raccordee aux
deuxiemes entrees des elements ET 34 et 35, les impulsions d ou d qui
en resultent -ont atteindre les sorties des elements ET 34 ou 35 Ces
coincidences seront repetees tous les 2 ir radians d'evolution du
dephasage Pour un depha- sage a tendance positive (du and #x003E; 0)
les impulsions de comptage (en blanc a la figure 9) seront transmises
par l'element ET 34 vers la sortie 12 de l'aiguilleur 11 et de la,
vers l'entree de comptage du compteur bidirectionnel 14: pour un
dephasage a tendance nega- tive (d and #x003C; and #x003C; 0) les
impulsions de comptage (grisees a la figure 9) viendront a travers
l'element ET 35 sur la sortie 13 et de la, sur l'entree de decomptage
du compteur bidirectionnel 14 (figure 7) Les impulsions de comptage
vont se suivre avec une periode de 2 N ra- dians, quelle que soit la
resolution du phasemetre.
Dans la plage de 2 N radians (echantillonnage de r/N en in N radians),
le dephasage peut se juger aux sorties a niveaux de potentiel des
blocs de conversion de phase 1 On va l'examiner sur l'une des formes
de realisation particuliere du phasemetre o N = 4 (fi- gures 8 et 9).
En cas de dephasage compris entre O et w/4 ra- dians, toutes les
sorties a niveaux de potentiel non inverseuses des blocs de conversion
de phase 1 sont a un potentiel bas (A, B, C et D) et la combinaison de
codage qu'elles forment s'ecrit 0000 Si le dephasage varie de n/4 a 2
w/4 radians, le potentiel A devient haut et la combinaison de codage
prend la forme 0001.
Le tableau ci-dessous regroupe toutes les com- binaisons de codage
formees par les potentiels de sortie A, B, C et D en fonction du
dephasage variable a l'interieur de 2 N radians.
Ainsi, le decodage des etats des sorties a ni- veaux de potentiel des
blocs de conversion de phase 1 permet d'apprecier sans ambiguite le
dephasage compris dans la plage de 2 r radians avec une resolution de
r/4 radians et plus generalement de e/N radians.
Les combinaisons de codage formees par les sor- ties a niveaux des
blocs de conversion de phase 1 en- trent ensuite dans le convertisseur
de code 33 Si le comptage et l'enregistrement s'operent en binaire,
ces combinaisons de codage doivent etre transformees en valeur binaire
Le nombre requis de chiffres binaires est donne par la formule: n = 1
+ log 2 N. Pour N = 4 (figure 8), lorsque la resolution de
determination du dephasage est de m/4 radians, le code binaire sera a
trois chiffres (n = 3) Dans ce cas, le convertisseur de code 33
contient trois ele- ments OU exclusif 36, 37 et 38 Le chiffre binaire
est disponible a la sortie de l'element OU exclu- sif 38, le chiffre
binaire 21, a la sortie de l'ele- ment OU exclusif 36 et le chiffre
binaire 2, immedia- terent a la sortie a niveaux de potentiel non
inver- seuse 2 du dernier bloc de conversion de phase 1.
Dephasage D C B A Nombre Nombre binaire decimal o r/4 O O O O 000 O
w/4 2 T/4 O O O 1 001 1
2 /4 3/4 3 /40 1 1 O 010 2
3 z/4 O 1 1 1 011 3
4 1 1 1 1 100 4 u/4 6 r/4 1 1 1 O 101 5 6 /4 7 n/4 1 1 O O 110 6 7 w/4
2 1 O O 111 7
Comme l'indique la figure 9, les combinaisons de co- dage des tensions
de sortie (D, U 36, U 38 a la figure 9) desdits elements constituent,
a l'interieur de tout
2 ir radians d'evolution de dephasage, des valeurs bi- naires a trois
chiffres dont on peut former les nom- bres de O a 7 (Z 1 a la figure
9) Le nombre forme par la reunion des tensions de sortie du
convertisseur de code 33 (chiffres de poids faible) et du compteur bi-
directionnel 14 (chiffres de poids fort) est l'equi- valent du
dephasage entre les signaux d'entree mesure avec une resolution de W
radians Ce nombre est stocke a l'aide de l'enregistreur numerique 15.
Dans le -as o le resultat de mesure du dephasage entre les signaux
d'entree est souhaite en code droit quel que soit le signe du
dephasage (par exemple en decimal) le phasemetre de la figure 7 peut
comporter un bloc de signe 22 (figure 10) decrit sous forme
schematisee a la figure 5 et place entre l'aiguilleur d'imoulsions il
(figure 10) et le compteur bidirec- tionnel 14 dote d'un indicateur de
zero 32 Le ohasemetre sous ses formes de realisation particulieres
schematisees aux figures 7, 8 et 10 a l'avantage d'etre plus fiable
tout en gardant une bonne resolution Cela est rendu possible par le
fait que l'echantillonnage des cycles de phase a compter s'effectue de
periode en periode, independamment de la resolution a atteindre Il en
resulte que la fre- quence des impulsions arrivant sur les entrees du
compteur bidirectionnel est toujours egale a la fre- quence
differentielle (frequence Doppler), c'est-a- dire est 2 N fois moindre
Aussi, le risque de ratee du compteur bidirectionnel s'en trouve-t-il
reduit.
L'utilisation de telle ou de telle autre forme de realisation
particuliere du phasemetre tient aux performances qu'on attend de lui
Si la vitesse de dephasage entre les signaux d'entree n'est pas tres
importante, c'est-a-dire qu'il s'agit de frequences Doppler faibles,
on peut faire appel au phasemetre schematise aux figures 1 ou 5.
Le phasemetre des figures 1 ou 5 a pour carac- tere que l'etat O du
compteur bidirectionnel corres- pond toujours a l'affichage nul releve
par l'enregis- treur numerique Or, s'il s'agit de frequences
Doppler tres elevees et que la rapidite de fonction- nement du
compteur bidirectionnel est limitee, il faut 'utiliser le phasemetre
des figures 7, 8 ou 10.
Claims
_________________________________________________________________
REVENDICATIONS
1 Phasemecre comportant: deux blocs de conver- sion de phase (1), dote
chacun de deux sorties a ni- veaux de potentiel non inverseuse (2) et
inverseuse (3) et de deux sorties a impulsions (4 et 5), qui ont leurs
premieres entrees (6) raccordees a une premiere source de signaux
d'entree (7), une deuxieme entree (9) du premier bloc de conversion de
phase (1) etant raccordee a une deuxieme source de signaux d'entree
(8) et, a travers un circuit de dephasage (10), a la deuxieme entree
(9) du deuxieme bloc de conversion de phase (1); un aiguilleur
d'impulsions (11) qui a ses entrees reliees aux sorties (2, 3, 4 et 5)
des blocs de conversion de phase (1) et ses sorties (12 et 13), a un
compteur bidirectionnel (14) relie a un enregistreur numerique (15),
caracterise par le fait qu'il comprend de plus N-2 blocs de conversion
de phase (1) (N superieur a 2) dont les premieres entrees (6) sont
raccordees a la premiere source de signaux d'entree (7), que la
deuxieme entree (9) de cheque bloc de conversion de phase (1)
posterieur est reliee a la deuxieme entree (9) de chaque bloc de
conversion de phase (1) anterieur a travers le circuit de depha- sage
(10), et que le dephasage introduit par chacun des N-1 circuits de
dephasage (10) est de w/N radians.
2 Phasemetre selon la revendication 1, carac- terise par le fait:
qu'il comporte un bloc de signe (22) place entre l'aiguilleur
d'impulsions (11) et le compteur bidirectionnel (14) dote d'un
indicateur de zero (32); que dans ce cas le bloc de-signe (22) con-
tient une bascule de signe (23), deux elements ET-NON (28, 29), deux
elements 2 ET-OU (30, 31) et quatre elements ET (24, 25, 26, 27) dont
les premieres en- trees sont raccordees aux sorties de l'aiguilleur
(11); que les sorties des premiers deux elements ET (24, 25) sont
raccordees aux entrees de la bascule de signe (23) qui a ses sorties
raccordees aux pre- mieres entrees des elements ET-NON (28, 29) et aux
entrees reunies entre elles deux par deux des elements 2 ET-OU (30,
31); que les sorties des elements ET-NON (28, 29) sont reliees aux
deuxiemes entrees des deuxiemes deux elements ET (26, 27) qui ont
leurs sorties raccordees aux entrees reunies entre elles deux par deux
des elements 2 ET-OU (30, 31); que les sorties des elements 2 ET-OU
(30, 31) sont reliees aux entrees du compteur bidirectionnel (14); et
que les deuxiemes entrees des elements ET-NON (28, 29) et des premiers
deux elements ET (24, 25) sont reliees a la sortie de l'indicateur de
zero (32).
3 Phasemetre selon la revendication 1, caracte- rise par le fait:
qu'il comporte un convertisseur de code (33) place entre les sorties a
niveaux de poten- tiel (2, 3) des blocs de conversion de phase (1) et
les entrees de poids faible d'un enregistreur numeri- que (15); que
l'aiguilleur d'impulsions (11) contient deux elements ET (34, 35) qui
ont leurs premieres en- trees raccordees aux sorties a impulsions (4,
5) du dernier bloc de conversion de phase (1); que leurs deuxiemes
entrees sont reunies entre elles en un point commun raccorde a l'une
des sorties a niveaux de po- tentiel de l'un des blocs de conversion
de phase (1) anterieur; et que leurs sorties constituent les sor- ties
de l'aiguilleur (11).
4 Phasemetre selon la revendication 3, caracte- rise par le fait que,
pour N = 4 et un compteur et un enregistreur binaires, le
convertisseur de code (33) comporte trois elements OU exclusif (36,
37, 38), que le premier desdits elements OU exclusif (36) a ses
entrees reliees aux sorties a niveaux de potentiel non inverseuses (2)
des deuxieme et quatrieme blocs de conversion de phase (1), que les
entrees du deu- xieme element OU exclusif (37) sont raccordees aux
25.12963 sorties a niveaux de potentiel non inverseuses (2) des
premier et troisieme blocs de conversion de phase (1), que les entrees
du troisieme element OU exclusif (38) sont reliees aux sorties des
premiers deux ele- ments OU exclusif (36, 37) et que la sortie a
niveaux de potentiel non inverseuse (2) du quatrieme bloc de
conversion de phase (1) et les sorties des premier et troisieme
elements OU exclusif (36, 38) sont raccordees aux entrees de poids
faible de l'enregistreur numeri- que (15).
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