CA1143433A - Echantillonneur-bloqueur de tension produite par un multiplexeur de donnees sismiques - Google Patents
Echantillonneur-bloqueur de tension produite par un multiplexeur de donnees sismiquesInfo
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- CA1143433A CA1143433A CA000349263A CA349263A CA1143433A CA 1143433 A CA1143433 A CA 1143433A CA 000349263 A CA000349263 A CA 000349263A CA 349263 A CA349263 A CA 349263A CA 1143433 A CA1143433 A CA 1143433A
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- G11C27/02—Sample-and-hold arrangements
- G11C27/024—Sample-and-hold arrangements using a capacitive memory element
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Abstract
PRECIS DE LA DIVULGATION:
La présente invention concerne un échantillonneur-bloqueur perfectionné pourvu de moyens d'échantillonnage et de blocage comportant un premier condensateur de mémorisation des échantillons et un circuit pour charger le premier condensateur de mémorisation avec la tension à mémoriser pendant des périodes d'échantillonnage et pour isoler celui-ci pendant des périodes de blocage, un second condensateur dont une première borne est connectée par intermittence à la sortie des moyens d'échantillonnage et de blocage et dont une seconde borne est connectée à la masse, et des moyens pour sous-traire de la valeur de la tension appliquée au premier condensa-teur de mémorisation une fraction de la tension appliquée aux bornes du second condensateur. Cet échantillonneur-bloqueur est caractérisé en ce qu'il comporte un circuit passif de compensation comprenant le second condensateur et des moyens pour court-circuiter par intermittence le second condensateur. Ce circuit passif est adapté à reproduire les caractéristiques réelles de fonctionnement du condensateur de mémorisation.
La présente invention concerne un échantillonneur-bloqueur perfectionné pourvu de moyens d'échantillonnage et de blocage comportant un premier condensateur de mémorisation des échantillons et un circuit pour charger le premier condensateur de mémorisation avec la tension à mémoriser pendant des périodes d'échantillonnage et pour isoler celui-ci pendant des périodes de blocage, un second condensateur dont une première borne est connectée par intermittence à la sortie des moyens d'échantillonnage et de blocage et dont une seconde borne est connectée à la masse, et des moyens pour sous-traire de la valeur de la tension appliquée au premier condensa-teur de mémorisation une fraction de la tension appliquée aux bornes du second condensateur. Cet échantillonneur-bloqueur est caractérisé en ce qu'il comporte un circuit passif de compensation comprenant le second condensateur et des moyens pour court-circuiter par intermittence le second condensateur. Ce circuit passif est adapté à reproduire les caractéristiques réelles de fonctionnement du condensateur de mémorisation.
Description
~1.43~33 L'invention a pour objet un échantillonneur-bloqueur perfectionné
permettant de réduire la diaphonie entre des échantillons de signaux successivement mémorisés~
L'échantillonneur-bloqueur selon l'invention est particulièrement adapté à mémoriser des échantillons de tension électrique successifs pourvus d'un~ trss grande dynamique de variations comme ceux que produit un multi-plexeur disposé en tête d'une chaîne d'acquisition de données sismiques, par exemple.
Pour les raisons qui seront expliquées ultérieurement dans le cours de la description, les échantillonneurs-bloqueurs couramment utilisés ne permettent pas de mémoriser successivement deux échantillons sans qu'il y ait interaction de l'un sur l'autre. De ce fait, la valeur mémorisée de l'amplitude dtun échantillon n'est pas indépendante de la valeur mémorisée de l'amplitude de l'échantillon précédent. On définit le pouvoir séparateur dlun échantillonneur-bloqueur par le taux de diaphonie entre des échantillons successifs. Celui-ci ne dépasse jamais_80 dB alors qu'il est souvent néces-saire d'obtenir une valeur de-100 d~ dans les chaînes d'acquisition sismique par exemple.
Une méthode connue permettant d'éviter les limitations de performance dues aux échantillonneurs-bloqueurs utilisés consiste à les supprimer et à
adapter la partie de la chaine d'acquisition en aval en tenant compte du fait que l'amplitude du signal dtentrée est constamment variable. La sortie du multiplexeur étant connectée en permanence à l'amplificateur d'échantillons, l'amplitude de chaque échantillon varie pendant la durée de chaque échantil-lonnage et par conséquent il faut que le programme de gain commandant l'évolu-tion du gain de l'amplificateur tienne compte de cette variation pour anticiper sur sa variation probable. Il devient alors nécessaire de mesurer la dérivee du signal ou la pente de sa courbe représentative et d'utiliser un algorithme de choix du gain permettant de faire décro~tre celui-ci. Cet algorithme devient néces~airement plus compliqué que ce~ui utilisable dans une cha~ne d'acquisitioncomportant un ~lément de mémorisation des échantillons où l'on ne tient compte que d'une croissance monotone du gain. Or, cet algorithme étant traduit sous la forme d7un ensemble câblé d'élements logiques, il en résulte que 17amplifi-cateur d'échantillons muni de cet ensemble est nécessairement moins compact "'''~ .
1~3~33 et consomme plus d'énergie. Ces inconvenients sont particu-lièrement gênants lorsque la chaine d'acquisition de donnees doit être incorporee dans un espace restreint et peu accessi-ble comme par exemple l'interieur d'une flute sismique.
L'echantillonneur-bloqueur perfectionne selon l'invention est pourvu de moyens d'échantillonnage et de blocage comportant un condensateur de memorisation d'echan-tillons et des moyens pour charyer le condensateur de memo-risation avec une tension a memoriser pendant des périodes d'échantillonnage et pour isoler celui-ci pendant des-periodes de blocage, un second condensateur dont une premiere borne est connectee par intermittence a la sortie des moyens d'echantillonnage et de blocage et dont une seconde borne est connectee à la masse, et des moyens pour soustraire de la tension appliquee -au condensateur de memorisation une fraction de la tension appliquee aux bornes du second condensateur.
L'echantillonneur-bloqueur se caractérise en ce qu'il comporte un circuit passif de compensation connecté en parallele sur le second condensateur et adapté avec le second condensateur a reproduire les caractéristiques réelles de fonctionnement du condensateur de mémorisation et des moyens pour court-circuiter par intermittence le second condensateur.
L'echantillonneur-bloqueur selon l'invention etant adapte à reproduire et à compenser les phénomenes intervenant au cours du fonctionnement d'un condensateur de memorisation, permet de reduire fortement les interactions entre les tensions successives memorisees. De ce fait, son taux de diaphonie entre echantillons successifs augmente sensiblement pour atteindre une valeur de -100 dB compatible avec une utilisa-tion dans une chalne d'acquisition sismique et le recours à
-- 2 ~
''"' 1143~33 un ensemble logique de commande de gain très performant peutêtre evite.
D'autres caracteristiques et avantages de l'echan-tillonneur-bloqueur selon l'invention apparaltront à la lecture de la description d'un mode prefere de realisation et en se reférant aux dessins annexes sur lesquels:
- la figure 1 représente schématiquement un échan-tillonneur-bloqueur d~ln type connu;
- la figure 2 represente des courbes de variations en fonction du temps des tensions à l'entrée et à la sortie d'un échantillonneur-bloqueur d'un type connu;
- la figure 3 représente le circuit equivalent à un condensateur reel C~
.,.~ .
119~3~33 - la figure 4 represente un schém3 de fnnctionnement du dispositif selon llinvention associé à un échantillonneur-bloqueur d'un type connu et, - la figure 5 représente des courbes de variations en fonction du temps~de tensionsen plusieurs points du dispositif de la figure 4 L'échantil.lonneur-bloqueur dlun type connu illustré à la figure 1 compnrte deux amplificateurs opérationnels A1 et A2 disposés en série, la de préférence sortie du premier étant connectée par un in-terrupteur I,/ électronique à
l'entrée non inverseuse du second amplificateur A2, laquelle est également connectée à la masse par llintermédiaire d'un condensateur C. Llimpédance de sortie du premier amplificateur A1 est faible alors que llimpédance d'entrée du second est très élevée~ Le premier amplificateur A1 est un amplificateur d'iso-lement à gain unité dont le signal de sortie rsproduit le signal V appliqué
à son entrée non inverseuse. A un instant to où la tension V aux bornes du condensateur C est égale à 50 par exemple (figure 2~, on ferme l'interrupteur électronique I et le condensateur C se charge ou se décharge rapidement (période d'échantillonnage) de telle sorte que la tension V soit égale à la tension V à llinstant t1 où llon ouvre l'interrupteur I. Llimpédance dlentrée de llamplificateur A2 étant très grande~ la tension V reste pratiquement cDnstante pendant une seconde période dite de blocage et mémorise la valeur de lléchantillon prise à llinstant t1. On suppose que~ pendant llintervalle de blocage (t1~ t2~ le signal dlentrée V a décru très rapidement jusqulà une valeur sensiblement nulle (grande dynamique de variations). Dans l'intervalle ~t2~ t3) où llinterrupteur électronique I est de nouveau fermé (période d'échan-tillonnage), la tension V décro~t jusqu'à une valeur sensiblement nulle éga-~ lement. Mais à l'instant t3 où llon ouvre de nouveau llinterrupteur I, onconstate que la tension V et par consequent la tension V à la sortie de llamplificateur A2, au lieu de conserver la valeur Sl sensiblement nulle atteinte à la fin de llintervalle (t2, t3)~ subit une brusque variation et se fixe à une valeur réelle S2 qui est proportionnelle à l'amplitude 5~ mémorisée .
3D pour lléchantillon précédent.
Cet effet s'explique par le fait que le condensateur réel C est ~ équivalent (figure 3) à un condensateur théorique sans perte CO connecté enparallèle à une branche comportant une résistance R1 et un condensateur C
.
~1~39~33 en série, celui-ci ayant une capacité très inférieure à celle de C0. Lorsque la tension appliquée aux bornes du condensateur C tombe pratiquement à zéro (intervalle t2~ t3), le condensateur C0 est pratiquement en court-circuit et le condensateur C1 se décharge à travers la résistance R1 avec une cDnstante de temps P1 C1 suf isamment importante pour qu'il conserve une charge rési-duelle à l'instant t3. Lorsque l'interrupteur I est de nouveau ouvert (ins-tant t3~ le condensateur C1 finit de se déchargsr et transfère au condensateur C0 une charge résiduelle non nulle . Il appara~t aux bornes du condensateur C0 une tension dlerreur 52 qui dépend bien de la charge emmagasinée par le 1D cDndensateur lDrs de la périade de blDcage de l'échantillon précédent et par cnnséquent de la tenSiDn de charge S1.
L1échantillonneur-bloqueur selon l'invention (figure 4) comporte, comme celui du type de la figure 1, un amplificateur d'isolement A1 à gain unitaire recevant un signal V à sDn entrée non inverseuse E et dont la sortie e de Dréférence est connectée, par l'intermédiaire d'un interrupteur I1 ~ électrDnique, à
l1entrée non inverseuse à haute impédance.d'un amplificateur différentiel A2.
Cette m8me entrée est connectée à la masse par l'intermédiaire d'un conden-pour l'exPlicatiDn de son fDnctionnement sateur C~pour la mémDrisation d'échantillons,représenté~par son circuit équi-valent cDnstitué par un condensateur C0 sans perte connecté en parallèle à une branche constituée par un condensateur C1 connecté en série à une résis-tance R1o Le dispositif selon l'invention se distingue des dispositifs anté-risurs en ce qu'il comporte un circuit passif de compensation comportant trois branches en parallèle~ une première comportant une résistance R3 connectée en série à un condensateur C3, une seconde comportant un condensateur C2 et une troisième comportant un interrupteur électronique I3. Le circuit passif de compensation est connecté à une première extrémité à la masse et à une seconde extrémité à la sortie de l'amplificateur opérationnel A par l'inter~
de preférence 2 médiaire d'un interrupteur I2 /électronique. La seconde extrémité du circuit passif de compensation est également connectÉe à l'entrée non inverseuse d'un troisième amplificateur A3 de préférence à gain unitaire dont la sortie est reliee à la masse par un potentiomètre P1. La borne intermédiaire du poten-tiomètre P1 est connectée par l'intermédiaire d'une résistance R4 à l'entrée inverseuse de l'amplificateur A2, laquelle est également connectée à la sortie ~43~33 .
de celui-ci par une r~sistance R5. On choisit les valeurs de R3 et de C3 de manière que la valeur de leur produit R~ C3 (con~tante de temps du circuit) soit sensîblement égale à R1 C1- Dn peut donner au cDndensateur C2 une capaci--. . .té de valeur quelconque~du même ardre de grandeur que celle de C3 par exemple.
Le dispositif fonctlonne de la manière suivante :
- à un instant to (figure 5) on ferme les interrupteurs I1 et I3 tout en laissant ouvert l'interrupteur I2 Le condensateur C se charge ou se décharge et la tension à ses bornes évolue dlune valeur initiale 50 jusqu'à une valeur correspondant à celle du signal, et le condensateur C2 se décharge.
- A un instant t1 on ouvre les interrupteurs I1 et I3 en maintenant ouvert ltinterrupteur Iz et le condensateur C mémorise la valeur 51 de la tension à
~es bornes qui est disponible à la sor~ie S de ltéchanti1lonneur-bloqueur.
- A un instant t 1~ postérieur à t1~ les interrupteurs I1 et I3 étant main-tenus ouverts, on ferme l'interrupteur I2 et la tension V5 est appliquée aux bornes du circuit passif (C2, R3, C3~ provDquant la charye du condensateur C2.
Du fait de la fermeture de l'interrupteur I2, une partie faible de la tension de sortie de l'amplificateur A2 est appliquée à llentrée inverseuse de celui~ci par l'intermédiaire de l'amplificateur A3 et du potentiomètre P1 provoquant une légère modification de la tension de sortie qui passe de la valeur 51 à
une valeur légèrement inférieure 5~1~ Cette modification n'a d'ailleurs aucune cGnséouence pratique si ltintervalle de temps de blocage (t1~ t 1) suffit aux ~léments en aval de la chaine dtacquisition pour exploiter la valeur mémorisée.
- - A un instant t2 ultérieur, on ferme de nouveau l'interrupteur I1 pour procéder à un nouvel échantillonnage du signal d'entréeO On suppose également, pour mieux mettre 1E phénomène de diaphonie en évidence, que pendant l'inter-valle (t1~ t2~ de blocage1le signal d'entrée a subi une brusque variation de niveau et que son amplitude est devenue très faible. La tension V aux bornes pu condensateur C (et par conséquent la tension V5)évolue de nouveau sensible-~ ment jusqu'à la valeur de la tension dtentrée V , La tension aux bornes du condensateur C2 va également suivre les variations de la tension V .
- A un instant t3 on ouvre de nouveau l'interrupteur I1 pour mémoriser une nouvelle valeur d'échantillon ainsi que l'interrupteur I2. Comme il a déjà été
expliqué plus haut, la charge rés_duelle du condensateur C1 à l'instant t3 est , ~3433 transférée à travers la résistance R1 dans le condensateur C0 et engendre aux bornes de celui-ci une tension d'erreurO Mais, dans le m~eme temps, l~interrup-teur I3 étant ouvert, la charge résiduelle contenue à ltinstant t3 dans le condensateur C3 du circuit passif de compensation se décharge à travers la résistance R3 dans le condensateur C2, engendrant ds ce fait une tension dlerreur dont une fraction est introduite en contre-réaction à l~entrée inver-seuse de llamplificateur A2 par l~intermédiaire de llamplificateur A3 et du potentiomètre P1. Par un réglage approprié du potentiomètre P1 on peut doser la valeur de la tension appliquée en contre réaction, de manière qu~elle 1~ devienne sensiblement égale à la tension résiduelle introduite à llentrée non inverseuse de llamplificateur A2 et par conséquent, provoquer une annulation de la tension dlrrreur qui apparaissait antérieurement à la sortie des échan_ tillonneurs-bloqueurs d~un type connu.
En résumé, le processus précédent consiste à recréer sur le circuit passiF de compensation les phénomènes intervenant dans le fonctionnement du condensateur de mémorisation C et à soustraire l'une de llautre les tensions parasites apparaissant)en conséquence de ces phénomènes)aux bornes du conden-sateur et du circuit passif de compensationO.
La séquence dlopérations se reproduit à partir d~un instant t4 où
l'on ferme les interrupteurs I1 et I3 et en maintenant ouvert l'interrup-teur I2.
~ ,
permettant de réduire la diaphonie entre des échantillons de signaux successivement mémorisés~
L'échantillonneur-bloqueur selon l'invention est particulièrement adapté à mémoriser des échantillons de tension électrique successifs pourvus d'un~ trss grande dynamique de variations comme ceux que produit un multi-plexeur disposé en tête d'une chaîne d'acquisition de données sismiques, par exemple.
Pour les raisons qui seront expliquées ultérieurement dans le cours de la description, les échantillonneurs-bloqueurs couramment utilisés ne permettent pas de mémoriser successivement deux échantillons sans qu'il y ait interaction de l'un sur l'autre. De ce fait, la valeur mémorisée de l'amplitude dtun échantillon n'est pas indépendante de la valeur mémorisée de l'amplitude de l'échantillon précédent. On définit le pouvoir séparateur dlun échantillonneur-bloqueur par le taux de diaphonie entre des échantillons successifs. Celui-ci ne dépasse jamais_80 dB alors qu'il est souvent néces-saire d'obtenir une valeur de-100 d~ dans les chaînes d'acquisition sismique par exemple.
Une méthode connue permettant d'éviter les limitations de performance dues aux échantillonneurs-bloqueurs utilisés consiste à les supprimer et à
adapter la partie de la chaine d'acquisition en aval en tenant compte du fait que l'amplitude du signal dtentrée est constamment variable. La sortie du multiplexeur étant connectée en permanence à l'amplificateur d'échantillons, l'amplitude de chaque échantillon varie pendant la durée de chaque échantil-lonnage et par conséquent il faut que le programme de gain commandant l'évolu-tion du gain de l'amplificateur tienne compte de cette variation pour anticiper sur sa variation probable. Il devient alors nécessaire de mesurer la dérivee du signal ou la pente de sa courbe représentative et d'utiliser un algorithme de choix du gain permettant de faire décro~tre celui-ci. Cet algorithme devient néces~airement plus compliqué que ce~ui utilisable dans une cha~ne d'acquisitioncomportant un ~lément de mémorisation des échantillons où l'on ne tient compte que d'une croissance monotone du gain. Or, cet algorithme étant traduit sous la forme d7un ensemble câblé d'élements logiques, il en résulte que 17amplifi-cateur d'échantillons muni de cet ensemble est nécessairement moins compact "'''~ .
1~3~33 et consomme plus d'énergie. Ces inconvenients sont particu-lièrement gênants lorsque la chaine d'acquisition de donnees doit être incorporee dans un espace restreint et peu accessi-ble comme par exemple l'interieur d'une flute sismique.
L'echantillonneur-bloqueur perfectionne selon l'invention est pourvu de moyens d'échantillonnage et de blocage comportant un condensateur de memorisation d'echan-tillons et des moyens pour charyer le condensateur de memo-risation avec une tension a memoriser pendant des périodes d'échantillonnage et pour isoler celui-ci pendant des-periodes de blocage, un second condensateur dont une premiere borne est connectee par intermittence a la sortie des moyens d'echantillonnage et de blocage et dont une seconde borne est connectee à la masse, et des moyens pour soustraire de la tension appliquee -au condensateur de memorisation une fraction de la tension appliquee aux bornes du second condensateur.
L'echantillonneur-bloqueur se caractérise en ce qu'il comporte un circuit passif de compensation connecté en parallele sur le second condensateur et adapté avec le second condensateur a reproduire les caractéristiques réelles de fonctionnement du condensateur de mémorisation et des moyens pour court-circuiter par intermittence le second condensateur.
L'echantillonneur-bloqueur selon l'invention etant adapte à reproduire et à compenser les phénomenes intervenant au cours du fonctionnement d'un condensateur de memorisation, permet de reduire fortement les interactions entre les tensions successives memorisees. De ce fait, son taux de diaphonie entre echantillons successifs augmente sensiblement pour atteindre une valeur de -100 dB compatible avec une utilisa-tion dans une chalne d'acquisition sismique et le recours à
-- 2 ~
''"' 1143~33 un ensemble logique de commande de gain très performant peutêtre evite.
D'autres caracteristiques et avantages de l'echan-tillonneur-bloqueur selon l'invention apparaltront à la lecture de la description d'un mode prefere de realisation et en se reférant aux dessins annexes sur lesquels:
- la figure 1 représente schématiquement un échan-tillonneur-bloqueur d~ln type connu;
- la figure 2 represente des courbes de variations en fonction du temps des tensions à l'entrée et à la sortie d'un échantillonneur-bloqueur d'un type connu;
- la figure 3 représente le circuit equivalent à un condensateur reel C~
.,.~ .
119~3~33 - la figure 4 represente un schém3 de fnnctionnement du dispositif selon llinvention associé à un échantillonneur-bloqueur d'un type connu et, - la figure 5 représente des courbes de variations en fonction du temps~de tensionsen plusieurs points du dispositif de la figure 4 L'échantil.lonneur-bloqueur dlun type connu illustré à la figure 1 compnrte deux amplificateurs opérationnels A1 et A2 disposés en série, la de préférence sortie du premier étant connectée par un in-terrupteur I,/ électronique à
l'entrée non inverseuse du second amplificateur A2, laquelle est également connectée à la masse par llintermédiaire d'un condensateur C. Llimpédance de sortie du premier amplificateur A1 est faible alors que llimpédance d'entrée du second est très élevée~ Le premier amplificateur A1 est un amplificateur d'iso-lement à gain unité dont le signal de sortie rsproduit le signal V appliqué
à son entrée non inverseuse. A un instant to où la tension V aux bornes du condensateur C est égale à 50 par exemple (figure 2~, on ferme l'interrupteur électronique I et le condensateur C se charge ou se décharge rapidement (période d'échantillonnage) de telle sorte que la tension V soit égale à la tension V à llinstant t1 où llon ouvre l'interrupteur I. Llimpédance dlentrée de llamplificateur A2 étant très grande~ la tension V reste pratiquement cDnstante pendant une seconde période dite de blocage et mémorise la valeur de lléchantillon prise à llinstant t1. On suppose que~ pendant llintervalle de blocage (t1~ t2~ le signal dlentrée V a décru très rapidement jusqulà une valeur sensiblement nulle (grande dynamique de variations). Dans l'intervalle ~t2~ t3) où llinterrupteur électronique I est de nouveau fermé (période d'échan-tillonnage), la tension V décro~t jusqu'à une valeur sensiblement nulle éga-~ lement. Mais à l'instant t3 où llon ouvre de nouveau llinterrupteur I, onconstate que la tension V et par consequent la tension V à la sortie de llamplificateur A2, au lieu de conserver la valeur Sl sensiblement nulle atteinte à la fin de llintervalle (t2, t3)~ subit une brusque variation et se fixe à une valeur réelle S2 qui est proportionnelle à l'amplitude 5~ mémorisée .
3D pour lléchantillon précédent.
Cet effet s'explique par le fait que le condensateur réel C est ~ équivalent (figure 3) à un condensateur théorique sans perte CO connecté enparallèle à une branche comportant une résistance R1 et un condensateur C
.
~1~39~33 en série, celui-ci ayant une capacité très inférieure à celle de C0. Lorsque la tension appliquée aux bornes du condensateur C tombe pratiquement à zéro (intervalle t2~ t3), le condensateur C0 est pratiquement en court-circuit et le condensateur C1 se décharge à travers la résistance R1 avec une cDnstante de temps P1 C1 suf isamment importante pour qu'il conserve une charge rési-duelle à l'instant t3. Lorsque l'interrupteur I est de nouveau ouvert (ins-tant t3~ le condensateur C1 finit de se déchargsr et transfère au condensateur C0 une charge résiduelle non nulle . Il appara~t aux bornes du condensateur C0 une tension dlerreur 52 qui dépend bien de la charge emmagasinée par le 1D cDndensateur lDrs de la périade de blDcage de l'échantillon précédent et par cnnséquent de la tenSiDn de charge S1.
L1échantillonneur-bloqueur selon l'invention (figure 4) comporte, comme celui du type de la figure 1, un amplificateur d'isolement A1 à gain unitaire recevant un signal V à sDn entrée non inverseuse E et dont la sortie e de Dréférence est connectée, par l'intermédiaire d'un interrupteur I1 ~ électrDnique, à
l1entrée non inverseuse à haute impédance.d'un amplificateur différentiel A2.
Cette m8me entrée est connectée à la masse par l'intermédiaire d'un conden-pour l'exPlicatiDn de son fDnctionnement sateur C~pour la mémDrisation d'échantillons,représenté~par son circuit équi-valent cDnstitué par un condensateur C0 sans perte connecté en parallèle à une branche constituée par un condensateur C1 connecté en série à une résis-tance R1o Le dispositif selon l'invention se distingue des dispositifs anté-risurs en ce qu'il comporte un circuit passif de compensation comportant trois branches en parallèle~ une première comportant une résistance R3 connectée en série à un condensateur C3, une seconde comportant un condensateur C2 et une troisième comportant un interrupteur électronique I3. Le circuit passif de compensation est connecté à une première extrémité à la masse et à une seconde extrémité à la sortie de l'amplificateur opérationnel A par l'inter~
de preférence 2 médiaire d'un interrupteur I2 /électronique. La seconde extrémité du circuit passif de compensation est également connectÉe à l'entrée non inverseuse d'un troisième amplificateur A3 de préférence à gain unitaire dont la sortie est reliee à la masse par un potentiomètre P1. La borne intermédiaire du poten-tiomètre P1 est connectée par l'intermédiaire d'une résistance R4 à l'entrée inverseuse de l'amplificateur A2, laquelle est également connectée à la sortie ~43~33 .
de celui-ci par une r~sistance R5. On choisit les valeurs de R3 et de C3 de manière que la valeur de leur produit R~ C3 (con~tante de temps du circuit) soit sensîblement égale à R1 C1- Dn peut donner au cDndensateur C2 une capaci--. . .té de valeur quelconque~du même ardre de grandeur que celle de C3 par exemple.
Le dispositif fonctlonne de la manière suivante :
- à un instant to (figure 5) on ferme les interrupteurs I1 et I3 tout en laissant ouvert l'interrupteur I2 Le condensateur C se charge ou se décharge et la tension à ses bornes évolue dlune valeur initiale 50 jusqu'à une valeur correspondant à celle du signal, et le condensateur C2 se décharge.
- A un instant t1 on ouvre les interrupteurs I1 et I3 en maintenant ouvert ltinterrupteur Iz et le condensateur C mémorise la valeur 51 de la tension à
~es bornes qui est disponible à la sor~ie S de ltéchanti1lonneur-bloqueur.
- A un instant t 1~ postérieur à t1~ les interrupteurs I1 et I3 étant main-tenus ouverts, on ferme l'interrupteur I2 et la tension V5 est appliquée aux bornes du circuit passif (C2, R3, C3~ provDquant la charye du condensateur C2.
Du fait de la fermeture de l'interrupteur I2, une partie faible de la tension de sortie de l'amplificateur A2 est appliquée à llentrée inverseuse de celui~ci par l'intermédiaire de l'amplificateur A3 et du potentiomètre P1 provoquant une légère modification de la tension de sortie qui passe de la valeur 51 à
une valeur légèrement inférieure 5~1~ Cette modification n'a d'ailleurs aucune cGnséouence pratique si ltintervalle de temps de blocage (t1~ t 1) suffit aux ~léments en aval de la chaine dtacquisition pour exploiter la valeur mémorisée.
- - A un instant t2 ultérieur, on ferme de nouveau l'interrupteur I1 pour procéder à un nouvel échantillonnage du signal d'entréeO On suppose également, pour mieux mettre 1E phénomène de diaphonie en évidence, que pendant l'inter-valle (t1~ t2~ de blocage1le signal d'entrée a subi une brusque variation de niveau et que son amplitude est devenue très faible. La tension V aux bornes pu condensateur C (et par conséquent la tension V5)évolue de nouveau sensible-~ ment jusqu'à la valeur de la tension dtentrée V , La tension aux bornes du condensateur C2 va également suivre les variations de la tension V .
- A un instant t3 on ouvre de nouveau l'interrupteur I1 pour mémoriser une nouvelle valeur d'échantillon ainsi que l'interrupteur I2. Comme il a déjà été
expliqué plus haut, la charge rés_duelle du condensateur C1 à l'instant t3 est , ~3433 transférée à travers la résistance R1 dans le condensateur C0 et engendre aux bornes de celui-ci une tension d'erreurO Mais, dans le m~eme temps, l~interrup-teur I3 étant ouvert, la charge résiduelle contenue à ltinstant t3 dans le condensateur C3 du circuit passif de compensation se décharge à travers la résistance R3 dans le condensateur C2, engendrant ds ce fait une tension dlerreur dont une fraction est introduite en contre-réaction à l~entrée inver-seuse de llamplificateur A2 par l~intermédiaire de llamplificateur A3 et du potentiomètre P1. Par un réglage approprié du potentiomètre P1 on peut doser la valeur de la tension appliquée en contre réaction, de manière qu~elle 1~ devienne sensiblement égale à la tension résiduelle introduite à llentrée non inverseuse de llamplificateur A2 et par conséquent, provoquer une annulation de la tension dlrrreur qui apparaissait antérieurement à la sortie des échan_ tillonneurs-bloqueurs d~un type connu.
En résumé, le processus précédent consiste à recréer sur le circuit passiF de compensation les phénomènes intervenant dans le fonctionnement du condensateur de mémorisation C et à soustraire l'une de llautre les tensions parasites apparaissant)en conséquence de ces phénomènes)aux bornes du conden-sateur et du circuit passif de compensationO.
La séquence dlopérations se reproduit à partir d~un instant t4 où
l'on ferme les interrupteurs I1 et I3 et en maintenant ouvert l'interrup-teur I2.
~ ,
Claims (5)
1. Echantillonneur-bloqueur perfectionné pourvu de moyens d'échantillonnage et de blocage comportant un conden-sateur de mémorisation d'échantillons et des moyens pour charger le condensateur de mémorisation avec une tension à
mémoriser pendant des périodes d'échantillonnage et pour isoler celui-ci pendant des périodes de blocage, un second condensa-teur dont une première borne est connectée par intermittence à la sortie des moyens d'échantillonnage et de blocage et dont une seconde borne est connectée à la masse, et des moyens pour soustraire de la tension appliquée au condensateur de mémorisation une fraction de la tension appliquée aux bornes du second condensateur, caractérisé en ce qu'il comporte un circuit passif de compensation connecté en parallèle sur le second condensateur et adapté avec le second condensateur à
reproduire les caractéristiques réelles de fonctionnement du condensateur de mémorisation et des moyens pour court-circuiter par intermittence le second condensateur.
mémoriser pendant des périodes d'échantillonnage et pour isoler celui-ci pendant des périodes de blocage, un second condensa-teur dont une première borne est connectée par intermittence à la sortie des moyens d'échantillonnage et de blocage et dont une seconde borne est connectée à la masse, et des moyens pour soustraire de la tension appliquée au condensateur de mémorisation une fraction de la tension appliquée aux bornes du second condensateur, caractérisé en ce qu'il comporte un circuit passif de compensation connecté en parallèle sur le second condensateur et adapté avec le second condensateur à
reproduire les caractéristiques réelles de fonctionnement du condensateur de mémorisation et des moyens pour court-circuiter par intermittence le second condensateur.
2. Echantillonneur-bloqueur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le fonctionnement du condensateur de mémorisation étant assimilable à celui d'un circuit équivalent constitué par un troisième condensateur connecte en parallèle à une première branche de circuit constituée par l'intercon-nexion en série d'un quatrième condensateur et d'une première résistance, le circuit passif de compensation connecté en parallèle sur le second condensateur est constitué d'une seconde résistance et d'un cinquième condensateur dont la constante de temps de chargement à travers la seconde résis-tance est sensiblement égale à celle du condensateur de ladite première branche de circuit.
3. Echantillonneur-bloqueur selon la revendication 2, caractérisé en ce que les moyens d'échantillonnage et de blocage comportent des moyens d'amplification de la tension appliquée au condensateur de mémorisation et en ce que les moyens pour soustraire de la tension appliquée au condensateur de mémorisation une fraction de la tension appliquée au second condensateur comportent un circuit amplificateur à gain uni-taire et des moyens pour appliquer une fraction de la tension de sortie dudit circuit amplificateur en contre-réaction à
l'entrée desdits moyens d'amplification.
l'entrée desdits moyens d'amplification.
4. Echantillonneur-bloqueur selon la revendication 3, caractérisé en ce que les moyens pour charger le condensa-teur de mémorisation comportent un amplificateur à gain uni-taire dont la sortie est connectée au condensateur de mémori-sation par l'intermédiaire de moyens d'interruption et dont l'entrée reçoit les échantillons successifs.
5. Echantillonneur-bloqueur selon la revendication 2, caractérisé en ce que les moyens pour charger le condensateur de mémorisation comportent des premiers moyens d'interruption, en ce que le second condensateur est connecté par intermittence à la sortie des moyens d'échantillonnage et de blocage par des seconds moyens d'interruption, et en ce qu'il comporte des moyens de commande adaptés à fermer alternativement ou simulta-nément lesdits premiers et seconds moyens d'interruption et les-dits moyens de court-circuit.
Applications Claiming Priority (2)
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