FR2476848A1 - Appareil de formation d'un signal numerique representatif de la periode d'un signal periodique - Google Patents

Abstract

L'INVENTION CONCERNE UN APPAREIL DESTINE A FORMER UN SIGNAL NUMERIQUE REPRESENTATIF DE LA PERIODE D'UN SIGNAL PERIODIQUE. SELON L'INVENTION, LE SIGNAL PERIODIQUE A MESURER D'UNE SOURCE 20 EST TRANSMIS A UNE PORTE 23 ET A UN COMPTEUR 22 DE PERIODES ALORS QU'UN SIGNAL D'UNE HORLOGE 25 EST TRANSMIS PAR UNE PORTE 28 A UN COMPTEUR 27 A GRANDE VITESSE. UN CIRCUIT 24 DE COMMANDE OUVRE LES PORTES 23 ET 28 ET DETERMINE UN INTERVALLE DE COMPTAGE CORRESPONDANT A UN NOMBRE ENTIER DE PERIODES DU SIGNAL PERIODIQUE. UN PROCESSEUR 29 CALCULE LA PERIODE. APPLICATION AU CALCUL DE LA PERIODE DES CAPTEURS MANOMETRIQUES A DIAPHRAGME VIBRANT.

Description

La présente invention concerne un appareil de for-

mation d'un signal numérique représentatif de la période d'un signal périodique, notamment mais non exclusivement destiné à être utilisé avec des capteurs manométriques à diaphragme vibrant. On utilise des capteurs manométriques à diaphragme vibrant pour la mesure de la pression atmosphérique. Ces

dispositifs transmettent un signal de sortie dont la fré--

quence varie en fonction de la pression. Ce signal du cap-

teur est donc un signal périodique tel que sa période varie avec la pression mesurée. Le brevet français n0 1 596 451

décrit un tel capteur manométrique à diaphragme vibrant.

La demande de brevet français n0 78.14 269 déposée par la

Demanderesse décrit aussi des détails d'un tel capteur.

Les figures 1A et 1B des dessins annexés sont des graphiques représentant la variation de la période et de la fréquence en fonction de la pression dans le cas d'un exemple de capteur manométrique. On note que, pour

des pressions relativement élevées, la sensibilité du dis-

positif est faible alors que, pour des pressions relative-

ment faibles, la sensibilité est élevée, cette sensibilité

étant indiquée par la pente de la courbe. Par exemple, com-

me indiqué sur la figure lA, à pression élevée, la pente de la courbe, représentée par la dérivée partielle de la période du capteur par rapport à la pression,est faible

alors que, pour les faibles pressions, la pente de la cour-

be est importante. Ainsi, il faut noter que, pour les pres-

sions élevées auxquelles la sensibilité du dispositif (pen-

te de la courbe) est faible, une variation relativement im-

portante de la pression ne provoque qu'une variation rela-

tivement faible de la période du capteur. Aux faibles pres-

sions auxquelles la sensibilité du dispositif est élevée, une variation relativement faible de la pression provoque

une variation relativement grande de la période du capteur.

Une technique connue de mesure de la période du

capteur par formation d'un nombre représentatif de la pé-

riode comprend l'utilisation de la période du capteur pour la commande d'une porte de transmission d'un signal formé

d'impulsions d'horloge à haute fréquence, à un compteur.

Le nombre d'impulsions accumulées dans le compteur pendant une période du capteur est un nombre proportionnel à cette période. On utilise la formation d'une moyenne des nombres correspondant à un certain nombre de périodes du capteur

afin d'améliorer la précision et la résolution de la me-

sure de la période, de manière classique.

La figure 2 est un diagramme synoptique d'un tel appareil de formation d'un nombre représentatif d'une période, de type connu et mettant en oeuvre cette technique

de formation de moyenne sur un certain intervalle de temps.

Le signal d'un capteur manométrique 10 à diaphragme vi-

brant (ayant une fréquence fp et une période Tp de vibra-

tion) parvient à un compteur 11 de périodes. La pres-

sion transmise au capteur porte la référence Ps. Le compteur 11 compte un nombre prédéterminé N de périodes du capteur et transmet un signal de validation à une porte 12 pendant la durée de N périodes. Pendant ces N périodes, la porte 12 transmet un signal d'horloge à haute fréquence provenant d'un générateur d'horloge 13 (ayant une fréquence fc et une période Tc) à un compteur 14 à grande vitesse. Comme

la porte 12 est ouverte pour un-nombre entier fixe de pé-

riodes du capteur, le nombre transmis par le compteur 14 est une mesure de la période du capteur. Pour des raisons bien connues dans la technique de la formation de la moyenne

sur un certain intervalle de temps, plus le nombre de pé-

riodes N utilisé pour la formation de la moyenne des me-

sures est élevé et plus la précision et la résolution de la mesure sont grandes. En d'autres termes, plus le nombre de périodes N est élevé et plus le poids (ou l'importance) dechaque impulsion d'horloge du générateur 13 est faible par rapport à l'importance d'un bit du nombre transmis par le compteur 14. L'exemple qui suit permet une meilleure

compréhension de ces opérations.

On veut mesurer une période de capteur dont la durée est égale à 4,55 intervalles d'impulsions d'horloge à haute fréquence et le compteur 11 est réglé afin qu'il n'ouvre la porte 12 que pendant une période du capteur, si bien que quatre ou cinq impulsions sont comptées dans le compteur 14 suivant le déphasage du signal de sortie du capteur et du signal de l'horloge à haute fréquence. Ce- pendant, si le compteur 11 est réglé afin qu'il ouvre la porte 12 pendant dix périodes du capteur, le compteur 14 dénombre 45 ou 46 impulsions d'horloge. Lorsque ce nombre

est divisé par le nombre N de périodes, on obtient une va-

leur égale à 4,5 ou 4,6, indiquant ainsi une augmentation

importante de la précision et de la résolution. Si la trans-

formation est réalisée sur 100 périodes du capteur et si les

anomalies de la base de temps sont négligeables, 455 impul-

sions d'horloge sont accumulées exactement dans le compteur 14, si bien que la précision et la résolution sont encore améliorées.

Bien que l'appareil de formation d'un nombre re-

présentatif de la période représenté sur la figure 2 donne les avantages de la formation d'une moyenne sur un intervalle de temps, il présente de nombreux inconvénients. Dans les systèmes dans lesquels un temps déterminé de conversion est disponible, le nombre de périodes N du compteur llest réglé

de manière qu'un nombre N de la plus longue période du cap-

teur soit compris dans ce temps disponible de conversion.

Comme l'indique la figure 1, la plus longue période du cap-

teur correspond aux basses pressions de la plage de fonc-

tionnement. Si le nombre de périodes N est fixé de cette manière, on note que l'opération de formation de la moyenne

utilisée pour l'augmentation de la précision et de la résolu-

tion sur la pression, est réalisée sur ce nombre fixe de

périodes dans toute la plage de mesure de pression du dis-

positif. Du côté des basses pressions, ce nombre de pério-

des utilisées pour la moyenne est habituellement plus que

suffisant étant donné la sensibilité importante du disposi-

tif dans cette plage. Du côté des hautes fréquences de la plage d'utilisation cependant, la formation de la moyenne sur ce nombre de cycles donne une résolution sur la pression

et une précision qui ne conviennent pas étant donné la fai-

ble sensibilité du dispositif dans cette plage. Ce n'est que vers le milieu de la plage de pressions du dispositif que le nombre de périodes utilisé pour la formation de la moyenne correspond à la valeur juste suffisante pour l'obtention de

la précision et de la résolution voulues.

Dans ces conditions, non seulement la dégradation

de précision et de résolution présentée par le système lors-

que la pression à mesurer augmente est importante mais en-

core des quantités importantes du temps de conversion sont dissipées. Comme le nombre fixe N de périodes les plus longues, comme décrit précédemment, correspond juste au temps

disponible de conversion, on note que le même nombre de pé-

riodes plus courtes est obtenu pendant un temps nettement inférieur au temps disponible de conversion. Du côté des pressions élevées de la plage, la plus grande partie de

l'intervalle de conversion est un temps mort qui est per-

du pendant le fonctionnement du systèmhe. De tels systèmes peuventêtre d'un type commandé par un microprocesseur, le programme directeur étant réutilisé un nombre déterminé de

fois par seconde si bien que la conversion est réalisée pen-

dant un temps fixe.

Lorsque le nombre N de périodes du capteur pendant lequel la moyenne est réalisée, dans les systèmes dont les paramètres le permettent, est réglé de manière qu'il donne une bonne résolution et une bonne précision du côté des

pressions élevées de la plage, le temps nécessaire de con-

version du côté des basses fréquences de la plage devient beaucoup trop important. Dans tout type de système mettant

en oeuvre l'appareil de la figure 2, quelle que soit la va-

leur fixée pour le nombre de périodes N, le temps de conver-

sion varie dans la plage du capteur manométrique d'une quan-

tité beaucoup trop importante, et la pondération par bit de la résolution sur la période du capteur pour chaque

impulsion d'horloge à haute fréquence varie aussi d'une ma-

nière indésirable si bien que la conception du système pose

des problèmes.

247684-8,

Dans l'appareil connu de formation d'un nombre représentatif d'une période, représenté sur la figure 2, lorsque le nombre de périodes N a été déterminé d'après des considérations propres au système considéré, ce nombre est déterminé de façon permanente dans les circuits. Cette

opération pose un problème supplémentaire lors de l'utilisa-

tion d'un tel appareil car les modifications des critères de conversion (tels qu'un changement voulu de la résolution ou du temps de conversion ou des caractéristiques du capteur dû par exemple à un remplacement du capteur) nécessite un

changement indésirable des circuits et une refonte de l'ap-

pareil.

L'invention concerne la réduction du temps néces-

saire de conversion et l'augmentation de la résolution sur

la pression obtenue dans toute la plage des pressions à me-

surer. Elle permet aussi les changements de résolution et

du temps de conversion sans modification nécessaire des cir-

cuits. Plus précisément, l'invention concerne un appareil destiné à former un nombre représentatif de la période d'un signal périodique, cet appareil comprenant un dispositif de commande destiné à déclencher un intervalle de conversion, pour une phase prédéterminée du signal périodique, et à

interrompre l'intervalle de conversion lors dela première ap-

parition de cette phase prédéterminée du signal périodique,

après un intervalle prédéterminé de temps suivant le dé-

clenchement de l'intervalle de conversion, un premier comp-

teur validé par le dispositif de commande et destiné à comp-

ter les périodes du signal périodique apparaissant pendant l'intervalle de conversion si-bien que ce compteur dénombre un nombre entier de périodes, un générateur d'impulsions d'horloge destiné à transmettre un signal d'horloge, et un second compteur validé par le dispositif de commande et

destiné à compter les impulsions du signal d'horloge appa-

raissant pendant l'intervalle de conversion, les nombres

tirés du premier et du second compteur permettant la cons-

titution du signal nunérique.

L'appareil selon l'invention, destiné à former un

signal numérique représentatif de la période d'un signal pé-

riodique ne présente pas les inconvénients des appareils

connus. Il comporte un circuit de commande destiné à dé-

clencher un intervalle de conversion pour une phase pré-

déterminée du signal périodique et à interrompre cet inter-

valle de conversion après l'apparition de cette phase pré-

déterminée du signal périodique qui suit l'écoulement d'un

intervalle prédéterminé de temps, commençant avec le déclen-

chement de l'intervalle de conversion. L'appareil comporte en

outre un compteur de périodes du capteur, validé par le cir-

cuit de commande et destiné à compter les périodes du signal périodique pendant l'intervalle de conversion si bien que le nombre compté de périodes est entier. Un compteur à grande vitesse est validé par le circuit de commande et il

compte les impulsions d'un signal d'horloge à grande vites-

se apparaissant pendant l'intervalle de conversion. Un dis-

positif commandé par le signal du compteur des périodes du

capteur et par le signal du compteur à grande vitesse trans-

met le signal numérique représentatif de la période du si-

gnal périodique.

L'intervalle prédéterminé de temps utilisé pour le réglage de la fin de l'intervalle de conversion est de préférence rendu variable par chargement préalable d'un nombre prédéterminé dans le compteur à grande vitesse et

par interruption de l'intervalle de conversion après l'ap-

parition de ladite phase prédéterminée du signal périodique suivant le nombre prédéterminé dans le compteur à grande

vitesse. Dans un système commandé par ordinateur, le nom-

bre chargé préalablement et destiné à régler la durée de

l'intervalle de conversion peut être transmis par un lo-

giciel du système, si bien que la détermination du temps

de conversion et de la résolution est placée sous la com-

mande de l'ordinateur.

D'autres caractéristiques et avantages de l'inven-

tion ressortiront mieux de la description qui va suivre,

faite en référence aux dessins annexés sur lesquels, les figures 1A, 1B et 2 ayant déjà été décrites - la figure 3 est un diagramme synoptique d'un

appareil de formation d'un nombre représentatif d'une pé-

riode, selon un mode de réalisation avantageux de l'inven-

tion;

- la figure 4 est un diagramme des temps repré-

sentant les formes d'onde de divers signaux correspondant à différents points du circuit de la figure 3; - la figure 5 est un tableau représentant les étapes successives du compteur de périodes du capteur et du compteur à grande vitesse lors du fonctionnement de l'appareil, pour un nombre particulier chargé préalablement; et - la figure 6 est un tableau représentant les étapes successives du compteur de périodes du capteur et du compteur à grande vitesse pendant le fonctionnement de

l'appareil pour un autre nombre particulier chargé préala-

blement.

La figure 3 est un diagramme synoptique d'un appa-

reil selon un mode de réalisation avantageux de l'invention

alors que la figure 4 représente des formes d'onde corres-

pondant aux points références sur la figure 3. Un capteur ma-

nométrique 20 à diaphragme vibrant du type décrit précé-

demment transmet son signal périodique de sortie par un fil

21 à un compteur 22 de périodes du capteur par l'intermé-

daire d'une porte 23 d'horloge de période. Le signal pério-

dique du capteur 20 est repéré par la référence A et est représenté par la première forme d'onde A de la figure 4,

sous forme de la fréquence du capteur. Ce signal de fré-

quence transmis par la porte 23 au compteur 22 est repéré par la référence E sur la figure 4 et constitue le signal

d'horloge depériode. Le signal périodique du fil 21 par-

vient aussi au circuit 24 de commande, pour les raisons

indiquées dans la suite du présent mémoire.

Un générateur 25 d'impulsions d'horloge à haute fréquence transmet un signal d'impulsion d'horloge à haute

fréquence par un fil 26 vers un compteur 27 à grande vi-

tesse par l'intermédiaire d'une porte 28 d'horloge à grande vitesse. Ce signal d'horloge à haute fréquence du fil 26 est repéré par la référence C et est représenté sur la figure 4 sous forme du signal de sortie de l'oscillateur. Le signal d'horloge à haute fréquence transmis par la porte 28 au compteur 27 est repéré par la référence F sur la figure 4

et constitue le signal d'horloge à grande vitesse.

Les signaux numériques des compteurs 22 et 27 for-

ment un signal numérique qui peut être transmis à un micro-

processeur 29 qui peut effectuer des calculs afin qu'il

forme le signal numérique 30 à partir des signaux des comp-

teurs 22 et-27, ce signal étant représentatif de la période

du signal périodique du capteur 20, le microprocesseur for-

mant aussi un signal 31 représentatif de la fréquence du signal de sortie du capteur 20. Le bit le plus significatif du signal numérique du compteur 27 parvient par un fil 32 au circuit 24 de commande, pour les raisons-indiquées dans

la suite du présent mémoire. Ce signal du bit le plus si-

gnificatif du compteur 27 est repéré par la référence G sur la figure 4 et constitue le bit le plus significatif

du compteur à grande vitesse.

Au début d'un intervalle de conversion, le pro-

cesseur 29 charge préalablement dans le compteur 27 un nom-

bre prédéterminé par l'intermédiaire des fils 33, pour les raisons décrites dans la suite. Le processeur 20 transmet aussi un signal d'ordre de début de conversion par un fil 34, vers lecircuit 24 de commande. Ce signal de début de

conversion est représenté par la forme d'onde B de la fi-

gure 4.

A la suite du signal de début de conversion de la ligne 34, du signal de bit le plus significatif de la ligne 32 et du signal du capteur transmis par la ligne 21, le circuit 24 de commande transmet un signal de validation par un fil 35 afin qu'il assure l'ouverture des portes 23

et 28 de la manière décrite dans la suite du présent mémoire.

Le signal de validation du fil 35 est repéré par la référence

D sur la figure 4.

On considère maintenant le fonctionnement de l'ap-

pareil selon un mode de réalisation avantageux de l'invention, en référence aux figures 3 et 4. Après la transmission de

l'ordre de début de conversion par le processeur 29 au cir-

cuit 24 de commande, ce dernier remet à 0 le compteur 22 et remet à 0 le bit le plus significatif et un nombre de bits

d'ordre inférieur du compteur 27, par des connexions non re-pré-

sentées; en outre, par les fils 33, il charge le nombre pré-

alable du processeur 29 dans les bits restants d'ordre élevé du compteur 27. La valeur de ce nombre chargé préalablement

détermine la durée de l'intervalle de conversion et en con-

séquence la résolution de l'appareil, d'une manière décrite plus en détail dans la suite. Pour un capteur manométrique donné à diaphragme vibrant et pour des caractéristiques et

des critères déterminés du système, le nombre chargé pré-

alablement transmis par le processeur 29 est en général une constante fixée dans le logiciel du système. Comme ce

nombre chargé préalablement est transmis à l'aide du logi-

ciel, il peut être facilement modifié en fonction de la modification des critères du système. Ce nombre chargé préalablement peut être modifié en fonction de la variation

des caractéristiques du capteur, à la suite d'un remplace-

ment, ou après un changement de critères tels que l'augmen-

tation ou la réduction de la résolution voulue sur la pres-

sion ou de la précision ou après une modification du temps voulu de conversion. Dans des systèmes à deux capteurs, par

exemple les calculateurs de données aérodynamiques, les si-

gnaux des capteurs peuvent être multiplexés vers l'appa-

reil et des nombres différents peuvent être chargés préala-

blement pour chacun des capteurs, en fonction de la concep-

tion du système.

Après la transmission de-l'impulsion de commande

de début de conversion par la ligne 34, des circuits clas-

siques incorporés au circuit 24, après l'apparition du

flanc antérieur suivant du signal de sortie du capteur par-

venant par la ligne 21, transmettent le signal de valida-

tion à la ligne 35. Ce signal de la ligne 35 provoque

24768.48

l'ouverture des portes 23 et 28 si bien que le signal d'horloge de période parvient au compteur 22 et le signal d'horloge à grande vitesse parvient au compteur 27. Ainsi, on note que, après le premier flanc antérieur du signal du capteur suivant l'ordre de début de conversion, les comp-

teurs 22 et 27 commencent à compter les signaux qu'ils re-

çoivent. Comme le compteur 22 a été initialement mis à 0, il commence à compter à partir de 0. Comme le compteur 27 à grande vitesse a été préréglé initialement au nombre chargé préalablement, il commence à compter à partir de ce nombre. Lorsque le comptage progresse, le compteur 22

accumule le nombre de périodes de capteur apparaissent de-

puis le début du comptage alors que le compteur 27 accumule la somme du nombre qui a été chargé préalablement et du nombre de périodes de l'oscillateur 25 écoulées depuis le

début du comptage.

Lorsque le compteur 27 continue à compter les impulsions d'horloge à grande vitesse, le nombre atteint

finalement une valeur pour laquelle le bit le plus signi-

ficatif du compteur passe à 1. Des circuits classiques incorporés au circuit 24 de commande, lorsqu'ils reçoivent le bit le plus significatif du compteur 27 et le signal de sortie du capteur par le fil 21, interrompent le signal de validation transmis par le fil 35 après l'apparition du

flanc antérieur suivant du signal de sortie du capteur.

Ainsi, après apparition de ce flanc antérieur suivant la mise à 1 du bit le plus significatif du compteur 27, les portes 23 et 28 sont fermées et interrompent le comptage

dans les deux compteurs 22 et 27.

Il faut noter d'après la description qui précède

quel'intervalle de conversion, tel qu'il est déterminé par l'impulsion D de validation représentée sur la figure 4 et

pendant lequel les compteurs 22 et 27 peuvent compter, re-

couvre un nombre entier de périodes du signal de sortie du capteur. A la fin de l'intervalle de conversion, le compteur 22 contient un nombre de périodes du capteur et le compteur

27 contient un nombre représentatif du nombre chargé préala-

blement et du nombre de périodes du signal d'horloge à

grande vitesse, transmis pendant l'intervalle de conversion.

Le signal du compteur 22 et celui du compteur 27 forment un

signal numérique qui peut être transmis au processeur 29-

qui peut alors calculer la période du signal de sortie du capteur ainsi que sa fréquence. Ainsi, le processeur 29

divise la durée de l'intervalle de conversion par le nom-

bre de périodes du capteur observé pendant l'intervalle de conversion et donne la période du capteur. La fréquence

est calculée d'après l'inverse de la période du capteur.

Le temps de conversion est tiré du nombre du compteur 27,

du nombre chargé préalablement et de la fréquence d'hor-

loge à grande vitesse.

On se réfère maintenant à la figure 5A qui est un tableau représentant les états successifs des compteurs dans

un exemple de fonctionnement de l'appareil de la figure 3.

Dans ce tableau, ainsi que dans celui de la figure 6, la ré-

férence L désigne le compteur à grande vitesse et la réfé-

rence M le compteur de périodes du capteur. En outre, la référence H indique un chargement par l'unité centrale, la référence J un effacement par les circuits matériels et la référence K la validation de l'interruption de la conversion lors de l'apparition du flanc antérieur suivant du signal du capteur. Dans ce mode de réalisation, le compteur 27 à grande vitesse a 21 bits et le compteur 22 des périodes du capteur a 7 bits. Dans l'exemple considéré, les bits 13

à 19 du compteur 27 sont chargés préalablement par le pro-

cesseur 29 afin- qu'ils correspondent à (0111010), si bien que l'état initial du compteur à grande vitesse équivaut au nombre décimal 475136. Le bit 20 le plus significatif du compteur 27 et les bits les moins significatifs O à 12 sont initialement mis à O comme décrit précédemment. On note que, après le passage à 1 du bit le plus significatif

du compteur 27, le comptage se poursuit jusqu'à l'ap-

* parition suivante du flanc antérieur du signal de sortie du capteur. On note que le nombre total correspondant à la différence entre les nombres du début et de la fin est égal

24?68 48

au nombre décimal 588944. Le temps de conversion qui est égal au nombre total divisé par la fréquence du signal d'horloge à grande vitesse soit 32001300 Hz est égal à 0,01840375 s, le nombre de périodes étant égal à 33. La période du capteur qui est égale au temps de conversion divisé par le nombre de périodes, est donc égale à 0,00055769 s. La fréquence du capteur est alors de

1793,1126 Hz. Ainsi, pour une fréquence de capteur de l'or-

dre de 1793 Hz, le temps de conversion est compris entre 18 et 19 ms. La figure 6 correspond à un autre exemple de fonctionnement de l'appareil de la figure 3 dans lequel le nombre chargé préalablement dans le compteur à grande

vitesse est (0011011) si bien que le nombre décimal du comp-

teur à grande vitesse dans l'état initial est 221184. Le nombre final est 1059984. Le nombre total utilisé pour la conversion, correspondant à la différence entre les deux nombres précédents, est donc égal à 838800. Le temps de conversion qui est égal au rapport de ce nombre total et de la fréquence de 32001300 Hz donne une durée de 0,02621144 s, le nombre de périodes étant égal à 47. La

période du capteur, égale à la division du temps de con-

version par le nombre de périodes est alors égale à

0,000557690 s. La fréquence du capteur est de 1793,1109 Hz.

On note aussi que, pour une fréquence de capteur qui est encore voisine de 1793 Hz, le temps de conversion est alors

compris entre 26 et 27 ms.

Les exemples des figures 5 et 6 montrent que le

temps de conversion est réglé par le nombre chargé préala-

blement par le processeur 29 si bien que ce temps peut être directement commandé par le processeur. Il faut noter que les calculs décrits précédemment en référence aux figures et 6 peuvent être facilement réalisés dans le processeur 29 par des circuits numériques ou analogiques classiques séparés ou par mise en oeuvre d'un logiciel convenablement codé dans un ordinateur à programme mémorisé, par mise en

oeuvre d'opérations classiques de programmation correspon-

dant aux calculs indiqués.

Comme une augmentation du temps de conversion pro-

voque la formation de la moyenne sur un plus grande nombre de périodes du capteur, l'augmentation du temps de conversion

provoque une augmentation de la résolution. Comme une aug-

mentation du temps de conversion provoque le comptage d'un plus grande nombre d'impulsions d'horloge à grande vitesse, la pondération de chaque impulsion est donc réduite. Ainsi, lorsque le temps de conversion augmente, chaque impulsion

à grande vitesse représente une plus faible variation élé-

mentaire de pression si bien que la résolution sur la pres-

sion obtenue avec l'appareil augmente. Comme le temps de conversion dépend du nombre préréglé transmis au compteur

27 par le processeur 29, on note que la résolution de l'ap-

pareil peut être directement commandée par le processeur 29.

Ainsi, lorsque le nombre chargé préalablement augmente, le temps de conversion diminue et l'incertitude sur la mesure de pression ou sur la fréquence du capteur augmente. On

observe un effet inverse lorsque le nombre chargé préala-

blement diminue.

En conséquence, on note que, contrairement à l'ar-

rangement connu décrit en référence à la figure 2 et dans

lequel un changement du temps de conversion ou de la ré- solution nécessite une modification indésirable-des cir-

cuits, les variations de ces paramètres du système sont réalisées par simple modification du logiciel utilisé dans l'appareil de la figure 3. Ainsi, lors de l'utilisation de cet appareil, le temps de conversion et la résolution du système peuvent être commandés par l'ordinateur si bien que

l'adaptation de l'appareil à différents capteurs, à diffé-

rentes applications et à différentes conditions est facilitées.

Dans un exemple indiquant les améliorations qu'on peut obtenir par mise en oeuvre de l'invention, on considère

un capteur manométrique particulier, dans une plage particu-

lière de pressions, dans laquelle la fréquence du capteur varie entre 942, 86 Hz et 3565,06 Hz. L'utilisation d'un appareil connu du type décrit en référence à la figure 2 donne une variation du temps de conversion, pour un nombre

fixe de 16 périodes du capteur, comprise entre 4,49 et 18 ms.

L'utilisation de l'appareil décrit selon l'invention et la fixation du temps minimal de conversion à 7,68 ms provoquent

une variation de ce temps de conversion entre 7,68 et 9,8 ms.

Ainsi, le temps maximal de conversion de l'appareil selon l'invention est inférieur à celui de l'appareil connu et en outre, la résolution obtenue pour les pressions donnant les moins bons résultats est meilleure que celle que donne

l'appareil connu. On note ainsi que l'appareil selon l'in-

vention permet à la fois une augmentation de la résolution sur la pression et une augmentation du temps de conversion par rapport à l'appareil connu. Le temps de conversion fixé par l'appareil selon l'invention est relativement constant

par rapport à celui de l'appareil connu. En outre, la pon-

dération des bits représentés par une impulsion d'horloge à grande vitesse, pour la détermination de la période du capteur, et la résolution correspondante sur la période du capteur varient de façon indésirable dans l'appareil connu alors que, dans l'appareil selon l'invention, la pondération des bits du compteur à grande vitesse et la résolution de

la période du capteur sont à peu près constantes.

On a décrit l'invention en indiquant que l'inter-

valle de conversion était interrompu après la mise à 1 du bit le plus significatif du compteur 27. Il faut noter

que tout nombre prédéterminé du compteur 27 peut être uti-

lisé à cet effet. L'invention concerne aussi l'utilisation d'autres mécanismes pour l'interruption de l'intervalle de

conversion. Par exemple, une minuterie telle qu'un multi-

vibrateur monostable, peut être utilisée pour le minutage d'un intervalle prédéterminé à partir du flanc antérieur du signal de validation afin que ce signal soit interrompu lors du flanc antérieur suivant du signal à la fréquence du capteur, après un intervalle prédéterminé. Dans une variante, le compteur 22 peut être utilisé pour la commande

dela porte d'horloge à grande vitesse en fonction du comp-

tage pendant un temps qui est supérieur ou égal à l'inter-

valle prédéterminé si bien que la porte d'horloge à grande vitesse est ouverte pendant un nombre entier de périodes du

capteur qui dépasse juste l'intervalle prédéterminé.

On a décrit le mode de réalisation particulier de l'invention qui assure l'utilisation du flanc antérieur du signal du capteur pour le déclenchement et l'interruption de l'intervalle de conversion. Il faut noter que toute phase prédéterminée du signal peut être utilisée à cet effet. Par

exemple, les flancs postérieurs peuvent aussi être utilisés.

Dans une variante, l'intervalle de conversion peut commencer au flanc antérieur et se terminer au flanc postérieur et

inversement. Dans un tel montage, un nombre entier de pé-

riodes du capteur additionné d'une demi-période est utilisé

dans les calculs.

On a indiqué, en référence aux figures 5 et 6,

des exemples particuliers de calcul, conduisant à la déter-

mination de la période et de la fréquence du capteur. Ces calculs comprennent la dérivation du temps de conversion par soustraction du nombre chargé préalablement dans le compteur du nombre du capteur 27 et par division par la fréquence de l'horloge à grande vitesse. Il faut noter que ces calculs ne sont donnés qu à titre illustratif, d'autres

calculs pouvant être utilisés pour le même résultat.

On peut considérer que l'invention constitue un

appareil qui s'adapte automatiquement puisqu'il règle au-

tomatiquement le-nombre de périodes du capteur utilisé pour la formation de la moyenne en fonction de l'intervalle de

conversion commandé par l'ordinateur. Le nombre de pé-

riodes du capteur est un paramètre qui dépend de l'inter-

valle de conversion. On peut utiliser l'appareil selon l'in-

vention pour la sélection du nombre maximal possible de pé-

riodes du capteur pour la formation de la moyenne.

Le mode de réalisation de la figure 3 met en oeuvre un train d'impulsions d'horloge à grande vitesse qui

est asynchrone par rapport à l'impulsion de début de con-

version et par rapport au début de l'intervalle de conver-

sion. Il faut noter que l'ouverture de la porte qui trans-

met l'impulsion d'horloge peut aussi être synchronisée dans l'appareil selon l'invention afin que la-précision

obtenue sur la formation de la moyenne pendant ledit inter-

valle de temps soit encore améliorée. Dans un tel système,

les impulsions d'horloge peuvent déclencher un circuit lo-

gique qui assure la fonction de synchronisation. Bien qu'on

ait décrit l'utilisation d'un capteur manométrique à élé-

ment vibrant, il faut noter que l'appareil peut aussi être

utilisé avantageusement avec d'autres capteurs ou disposi-

tifs qui transmettent des signaux périodiques.

L'appareil selon l'invention présente un avantage supplémentaire car il réduit le bruit efficace. Comme la

formation de la moyenne est en général effectuée, dans l'ap-

pareil selon l'invention, sur des intervalles de temps plus grands que dans les appareils connus, le bruit du système

est mieux supprimé lors de la formation de la moyenne.

Claims (15)

REVEND ICATIONS

1. Appareil de formation d'un signal numérique repré-

sentatif de la période d'un signal périodique, caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif de commande (24) destiné à déclencher un intervalle de conversion pour une phase

prédéterminée du signal périodique et à interrompre l'in-

tervalle de conversion à la première apparition dudit dé-

phasage prédéterminé du signal périodique suivant un inter-

valle prédéterminé de temps postérieur au déclenchement de l'intervalle de conversion, un premier compteur (22, 23) validé par le dispositif de commande (24) et destiné à

compter les périodes du signal périodique pendant l'inter-

valle de conversion si bien qu'il forme un nombre de pério-

des, un générateur d'impulsions d'horloge (25) destiné à transmettre un signal d'impulsionsd'horloge, et un second compteur (27, 28) validé par le dispositif de commande (24) et destiné à compter les impulsions du signal d'impulsions d'horloge apparaissant pendant l'intervalle de conversion, les nombres transmis par le premier et le second compteur

formant le signal numérique.

2. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif de commande (24) comprend un dispositif de chargement d'un premier nombre prédéterminé dans le second compteur (27, 28) afin que l'intervalle de temps prédéterminé

soit déterminé.

3. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif de commande (24) comprend un dispositif

qui reçoit le signal périodique et un second nombre prédéter-

miné du second compteur (27, 28) et qui est destiné à inter-

rompre l'intervalle de conversion à la première apparition de ladite phase prédéterminée du signal périodique suivant l'apparition du second nombre prédéterminé du second compteur

(27, 28).

4. Appareil selon la revendication 3, --caractérisé en ce que le second nombre prédéterminé est représenté par la mise à un état particulier d'un bit prédéterminé du second compteur (27, 28), et le dispositif destiné à interrompre l'intervalle de conversion comprend un dispositif commandé

par le signal périodique et par le bit prédéterminé du se-

cond compteur (27, 28) et destiné à interrompre l'intervalle de conversion après la première apparition dudit déphasage prédéterminé du signal périodique qui suit le changement

d'état du bit prédéterminé du second compteur (27, 28).

5. Appareil selon la revendication 4, caractérisé en ce que le bit prédéterminé est le bit le plus significatif du second compteur (27, 28), et le dispositif destiné à

interrompre l'intervalle de conversion comprend un dispo-

sitif commandé par le signal périodique et par le bit le plus significatif du second compteur (27, 28) et destiné à interrompre l'intervalle de conversion après la première

apparition dudit déphasage prédéterminé du signal périodi-

que suivant la mise à son autre état du bit prédéterminé

du second compteur (27, 28).

6. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit déphasage prédéterminé correspond auxflancs

antérieurs du signal périodique et le dispositif de comman-

de (24) comprend un dispositif destiné à déclencher l'in-

tervalle de conversion à l'apparition d'un flanc antérieur

du signal périodique et à interrompre l'intervalle de con-

versbn à la première apparition d'un flanc antérieur du si-

gnal périodique suivant l'intervalle prédéterminé de temps

écoulé depuis le déclenchement de l'intervalle de conversion.

7. Appareil selon la revendication 3, caractérisé en ce que ledit déphasage prédéterminé correspond auxflancs antérieurs du signal périodique, et le dispositif destiné

à interrompre l'intervalle de conversion comprend un dis-

positif qui reçoit le signal périodique et le second nombre prédéterminé du second compteur (27, 28) et qui est destiné

à interrompre l'intervalle de conversion à la première ap-

parition d'un flanc antérieur du signal périodique suivant

l'apparition du second nombre prédéterminé du second comp-

teur (27, 28).

8. Appareil selon la revendication 5, caractérisé en ce que ledit déphasage prédéterminé correspond aux flancs antérieurs du signal périodique, et le dispositif destiné

à interrompre l'intervalle de conversion comprend un dis-

positif qui reçoit le signal périodique et le bit le plus significatif du second compteur (27, 28) et qui est destiné à interrompre l'intervalle de conversion à la première appa- rition d'un flanc antérieur du signal périodique après le changement d'état du bit le plus significatif du second

compteur (27, 28).

9. Appareil selon l'une quelconque des revendications

précédentes, caractérisé en ce que le premier compteur (22, 23) comprend un premier compteur (22) et une porte (23) commandée par le signal périodique et reliée au dispositif

de commande (24) afin qu'elle transmette le signal périodi-

que au premier compteur (27) pendant l'intervalle de conver-

sion.

10. Appareil selon l'une quelconque des revendications

précédentes, caractérisé en ce que le second compteur (27,

28) comprend un second compteur (27) et une porte (28) rece-

vant le signal d'impulsion d'horloge et reliée au dispositif

de commande (24) afin qu'elle transmette le signal d'impul-

sionsd'horloge au second compteur (27) pendant l'intervalle

de conversion.

11. Appareil selon l'une quelconque des revendications

précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un dispositif de traitement de données (29) qui reçoit les nombres du premier et du second compteur et qui calcule la

période du signal périodique en fonction de ces nombres.

12. Appareil selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif de traitement de données (29) destiné à transmettre le premier nombre prédéterminé du second compteur (27, 28) et à calculer la période du signal périodique par soustraction de ce premier nombre prédéterminé du nombre du second compteur (27, 28) et par

division de la différence obtenue par la fréquence du si-

gnal d'impulsion d'horloge et par le nombre transmis par le

premier compteur (22, 23).

13. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif de commande (24) comprend un dispositif commandé par un signal de commande de début de conversion et destiné à déclencher l'intervalle de conversion àla première apparition d'une phase prédéterminée du signal périodique suivant le signal d'ordre de début de conversion et à inter- rompre l'intervalle de conversion à la première apparition

de la phase prédéterminée du signal périodique suivant l'é-

coulement de l'intervalle prédéterminé de temps après le

déclenchement de l'intervalle de conversion.

14. Appareil selon l'une quelconque des revendications

précédentes, destiné à être utilisé avec un capteur manomé-

trique à diaphragme vibrant, caractérisé en ce que le signal

périodique est transmis par le capteur (20).

15. Appareil de formation d'un signal numérique repré-

sentatif de la période d'un signal périodique, caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif de commande (24) destiné à déclencher un intervalle de conversion pour une première phase prédéterminée du signal périodique et à interrompre

le signal de conversion à la première apparition d'une se-

conde phase prédéterminée du signal périodique suivant un

intervalle prédéterminé de temps commençant avec le dé-

clenchement de l'intervalle de conversion, un premier comp-

teur (22, 23) validé par le dispositif de commande (24) et destiné à compter les périodes du signal périodique pendant l'intervalle de conversion, si bien qu'il compte un nombre entier de périodes, un générateur d'impulsions d'horloge (25) destiné à transmettre un signal d'impulsionsd'horloge, et un second compteur (27, 28) validé par le dispositif de commande (24) et destiné à compter les impulsions du signal d'impulsionsrd'horloge apparaissant pendant l'intervalle de

conversion, les nombres du premier et du second compteur for-

mant ledit signal numérique représentatif de la période.