FR2517902A1 - Convertisseur analogique-numerique multiplexe a rampe stabilisee par retroaction - Google Patents

Abstract

A.CONVERTISSEUR ANALOGIQUE-NUMERIQUE MULTIPLEXE POUR SYSTEME DE NAVIGATION INERTIEL. B.IL COMPREND UN MULTIPLEXEUR 18, UN TAMPON 20, UN GENERATEUR DE RAMPE STABILISEE PAR RETROACTION 22 ET UN COMPARATEUR 24 CONTROLANT UN COMPTEUR 80, COMMANDE PAR UNE PORTE, DONT LA SORTIE NUMERIQUE EST REPRESENTATIVE DU SIGNAL D'ENTREE ANALOGIQUE. C.APPLICATION POUR SYSTEMES DE NAVIGATION PAR INERTIE.

Description

La présente invention concerne un convertisseur analogi-

que-numérique multiplexé et a trait notamment à un convertisseur

analogique-numérique multiplexé à rampe stabilisée par rétro-

action. Le convertisseur conforme à l'invention est un conver-

tisseur analogique-numérique multiplexé multi-canal avec une sta-

bilité de polarisation d'un jour à l'autre dans l'intervalle in-

férieur à un microvolt Une application-importante se trouve dans

la conversion en numérique des courants de remise à l'état ini-

tial dans les boucles de commande de gyroscopes et d'accéléromè-

tres pour les systèmes de guidage par inertie.

Un conÄertisseur analogique-numérique connu estdécrit

dans le brevet américain no 3 389 271 au nom de J W Gray, déli-

vré le 18 juin 1968 et cédé au cessionnaire de la présente inven-

tion Dans un tel convertisseur, le courant inconnu est divisé et envoyé par une résistance de détection et par une résistance de sommation vers un intégrateur électronique qui est remis à zéro par des impulsions de courant de charge connue avec précision Un tel convertisseur est appelé convertisseur tension-fréquence

(V/F).

Le problème de ce dispositif connu est qu'il fait appel à des impulsions d'équilibre de précision qui sont normalement

longues par rapport aux temps de montée et de descente des dispo-

sitifs de commutation analogiques, limitant de ce fait la fré-

quence maximum des impulsions, et par conséquent la résolution.

Selon un mode de réalisation de la présente invention,

la résolution de la conversion est améliorée parce que cette ré-

solution n'est limitée que pa la limitation en fréquence des éléments logiques du convertisseur Par conséquent, un but de l'invention est de réaliser un convertisseur analogique-numérique dans lequel la résolution de la conversion n'est limitée que par

la limitation en fréquence des éléments logiques du convertis-

seur.

Un autre but de l'invention est de réaliser un conver-

tisseur analogique-numérique possédant une capacité de multi-

plexage, ce qui permet d'en réduire le coût et d'en minimiser les dimensions tout en permettant des conversions multiples de canaux.

Un autre but de l'invention est de réaliser un conver-

tisseur analogique-numérique multiplexé, qui comporte une boucle de stabilisation de polarisation à partir d'une sortie numérique,

plutôt que seulement autour d'une section analogique de la sec-

tion d'entrée.

Une forme d'exécution de la présente invention est dé-

crit ci-après à titre d'exemple, en référence aux dessins annexés dans lesquels-:

la figure 1 est un schéma synoptique d'un convertis-

seur analogique-numérique conforme à la présente in-

vention

la figure 2 est un schéma synoptique avec plus de dé-

tail du convertisseur analogique-numérique de la figu-

re 1, et la figure 3 est une représentation d'une forme d'onde

de tremblement du générateur de tremblement du con-

vertisseur.

Sur la figure 1, on a représenté un convertisseur à ram-

pe stabilisé 10, qui constitue un mode de réalisation de la pré-

sente invention Le convertisseur à rampe 10 comprend une section de synchronisation et de commande 12, une section analogique 14

et une section de sortie 16 Le convertisseur 10 est un conver-

tisseur à rampe stabilisée de base.

La section de synchronisation et de commande 12 comprend un oscillateur haute fréquence (non représenté) qui fournit une horloge haute fréquence 17 (voir la figure 2) Le comptage assuré

par l'horloge 17 fournit des signaux de synchronisation qui com-

mandent le fonctionnement et la séquence de la section analogique

14 et de la section de sortie 16.

La section analogique 14 comprend un multiplexeur 18,un

tampon 20, un générateur de rampe 22, un comparateur 24, un géné-

rateur de tremblement 26 et un générateur de référence 27, comme

on va le décrire ci-après.

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La section analogique 14 comprend en outre un gyroscope 21 et un accéléromètre 23, qui sont reliés au multiplexeur 18 et qui constituent des éléments d'une plate-forme 25 de système de

guidage par inertie.

Le multiplexeur 18 reçoit un code de sélection de canal

d'une section de synchronisation et de commande 12 afin de sélec-

tionner un des huit ( 8) signaux sur son entrée.

La sortie du multiplexeur 18 envoie le signal sélection-

né O au tampon 20 Les sorties du tampon 20 et du générateur de rampe 22 et du générateur de tremblement 26 sont additionnées

sur l'entrée du comparateur 24.

Un générateur de référence 27 envoie une tension de ré-

férence VR, et une tension le double de ce niveau, 2 VR, au

générateur de tremblement 26 et au générateur de rampe 22.

La section analogique 14, comme on le voit sur la figure 1, comprend huit conducteurs d'entrée de signaux 28, 30, 32, 34,

36, 38, 40, et 42 qui fournissent les signaux d'entrée au multi-

plexeur 18 La section analogique 14 comprend en outre trois con-

ducteurs de sélection de canal 44, 46, 48, qui déterminent quel canal d'entrée doit être sélectionné par le multiplexeur 18 Le multiplexeur 18 comprend en outre une ligne de sortie 50 reliée au tampon 20 Les conducteurs d'entrée 28 et 36 du multiplexeur 18 sont mis à la masse Le conducteur d'entrée 42 est relié au gyroscope 21 de la plate-forme 25 Le conducteur d'entrée 34 est

relié à l'accéléromètre 23 de la plate-forme 25 On vient de dé-

crire la structure et le fonctionnement sera décrit ci-après.

Le tampon 20 est relié à une résistance 52 de sommation de signaux Rl, qui est reliée aussi, au niveau de la jonction 53,

à une résistance 53 de sommation de rampe R 2 et à une résistan-

ce 56 de sommation de tremblement R 3.

Le générateur-de référence 27 comprend une ligne de ten-

sion de référence 58 et une seconde ligne de tension de référence

59 sur laquelle la tension est la double de celle de la ligne 58.

Les lignes 58 et 59 du générateur de référence 27 sont reliées à des lignes correspondantês 58 et 59 adjacentes au générateur de tremblement 26 et sont reliées à des lignes correspondantes 58

et 59 adjacentes au générateur de rampe 22.

Le générateur de rampe 22, comme on le voit sur la-fi-

gure 2, comprend une-bascule de commande 57 de type D qui com-

prend en sortie une ligne d'asservissement 61 Son entrée D est -

fournie par la ligne d'entrée 63 tandis que son entrée d'horloge

est fournie sur la ligne d'entrée 65.

Le générateur de rampe 22, comme on le voit sur la fi-

gure 1, comprend une ligne de commande de verrouillage 60, reliée à la section de sortie 16 et une ligne de sortie du générateur de

rampes 62.

Le comparateur 24 comprend une ligne d'entrée de non inversion 64 et une ligne d'entrée d'inversion 66, reliées à la

masse 68 et une ligne de sortie d'arrêt 70, comme cela sera ex-

pliqué ci-après La sortie du comparateur 24 change de l'état logique " 1 " à l'état logique " O " lorsque la somme des courants sur les résistances 52, 54, 56 devient négative C'est-à-dire, lorsque la tension de rampe est égale et opposée à la somme du

signal d'entrée mis en tampon e t la tension de tremblement.

Le générateur de tremblement 26 comprend une ligne de sortie 72 et une ligne de fréquence de référence de tremblement 74 On vient de décrire la structure et le fonctionnement sera

décrit ci-après.

La section de sortie 16 comprend une bascule de commande

de porte 76, une porte 78, un compteur 80 et un registre de déca-

2 S lage 82 La bascule 76 comprend une entrée de mise à " 1 ", qui est alimentée depuis une ligne de signaux de départ 84 et une entrée

de -remise à " O ", alimentée depuis-la ligne de signaux d'arrêt 70.

La bascule 76 comprend en outre une ligne de sortie 86 qui rend

conductrice la porte 78.

La porte 78 comprend une ligne d'entrée d'horloge 88 et

une ligne de sortie d'horloge déclenchée périodiquement 90.

Sur la figure 2, le générateur de rampes 22, le généra-

teur de tremblement 26, et le générateur de référence 27 sont représentés avec plus de détail On vient de décrire la structure

et le fonctionnement sera décrit ci-après.

Le générateur de rampe 22 comprend la bascule de comman-

de 57, qui est rythmée après chaque conversion de stabilisation,

c'est-à-dire la conversion qui résulte pendant que le multi-

plexeur sélectionne la masse comme entrée La condition de la sortie après synchronisation est fonction de l'état du bit le

plus significatif du compteur 80 La sortie de la bascule est en-

voyée sur l'entrée d'un invertisseur à collecteur ouvert 92.

La sortie de l'invertisseur 92 est mise au niveau de la tension 2 VR de la ligne 59 par une résistance 94 et est envoyée sur un amplificateur intégrateur 96 à travers une résistance

d'entrée 98 L'amplificateur 96 comprend un condensateur de ré-

troaction 100 qki est monté de façon à pouvoir effectuer une in-

tégration du signal d'entrée.

La sortie de l'amplificateur 96 est envoyée par la ré-

sistance 102 sur la jonction 104 commune à la résistance 106 et à

la résistance 108, qui fournissent le courant primaire à l'ampli-

ficateur de sommation 110 qui comprend un condensateur de rétro-

action 112 monté de façon à effectuer une intégration du signal d'entrée. Le générateur 22 comprend un premier interrupteur à

effet de champ 114, branché sur le condensateur 112 afin d'assu-

rer un parcours de faible résistance lorsque la tension de ver-

rouillage sur la ligne 60 est positive et comprend un second com-

mutateur à effet de champ 116 qui assure un parcours de faible résistance entre la jonction 104 et la ligne de référence 58

lorsque la tension de verrouillage sur la ligne 20 est positive.

Ainsi, lorsque la tension de verrouillage 60 est positive, la

sortie de l'amplificateur 110 est accrochée à la ligne VR, 58.

Lorsque la tension de verrouillage 60 est négative, un driver à effet de champ 118, dont l'entrée est fournie par la ligne 60,

rend les portes du commutateur à effet de champ 114 et du commu-

tateur à effet de champ 116 négatives De ce fait, leur résistan-

ce s'approche de l'infini et la sortie de l'amplificateur 110 commence à descendre en rampe, en raison du courant primaire fourni à travers la résistance 110 et du courant vernier fourni à

travers la résistance 102 par l'amplificateur 96.

L'opération que l'on vient de décrire fournit un courant vernier depuis l'amplificateur 96, qui modifie la pente de la

sortie en rampe de l'amplificateur 110, de façon que les cinquan-

te pourcent nominaux des conversions de stabilisation aient pour conséquence un état logique " 1 " comme le bit le plus significatif

du compteur Le reste des conversions ont pour résultat une sor-

tie à l'état logique " O " Par conséquent, le compte moyen sur le compteur pour la conversion de stabilisation est une moitié du bit le moins significatif moins une moitié de la capacité du

compteur Ceci est une caractéristique importante du convertis-

seur 10.

La sortie de l'amplificateur 110 est envoyée à travers la résistance 54 sur la jonction de sommation 64 du comparateur 24.

Le générateur de tremblement 26 comprend un invertis-

seur à collecteur ouvert 120, dont l'entrée est dérivée de la ligne de référence de tremblement 74, et dont la sortie est mise au niveau de la tension 2 VR de la ligne 59 par une résistance

122 La sortie de l'invertisseur est envoyée à travers une résis-

tance 124 sur une jonction de sommation 125 de l'amplificateur 126. Une résistance 128, reliée à la ligne 59 de tension 2 V R est également reliée à la jonction de sommation 125 de l'amplificateur 126 Un condensateur 130 et une résistance 132, montés en parallèle, sont reliés à la sortie de l'amplificateur 126. Par conséquent, la fréquence de tremblement introduite sur la ligne 74 fait que la sortie de l'amplificateur 126 fournit

une onde sensiblement triangulaire à la fréquence de tremblement.

La sortie de l'amplificateur 126 est envoyée à travers la résis-

tance 56 sur la jonction de sommation 64 du comparateur 24.

Le générateur de référence 27 comprend une diode de ré-

férence zener 134 et un diviseur, constitué d'une résistance 136 '

et d'une résistance 138.

Une autre section du générateur de référence comprend

une résistance 140, une résistance 142, une résistance de rétro-

action 144, un amplificateur opérationnel 146 et un amplificateur 148 qui sont montés de façon à fournir sur la ligne 58 la tension de référence VR et, sur la ligne 59, le double de -la tension de

référence 2 VR.

Une diode 150 est reliée à une source de tension + 5 V,

afin d'assurer le démarrage du générateur de référence.

La bascule 76, comme le montre la figure 2, est plus complexe que le montre la figure 1 Une bascule supplémentaire

152 est employée pour synchroniser le démarrage de la rampe, com-

mandéepar la ligne 60, et le déblocage du compteur 80, commandé

par la ligne 86, avec la ligne de sortie d'horloge haute fréquen-

ce 88.

La synchronisation est réalisée par la mise à " 1 " de la

bascule 152 par le signal de démarrage sur la ligne 84 La bascu-

le 152 comprend une ligne de sortie 154 et une ligne de sortie 156, qui préparent la bascule 76 pour qu'elle soit mise à " 1 " par le flanc, passant à une tension négative>de l'impulsion d'horloge suivantesur la ligne 88 Ainsi, le premier compte sur le compteur se produit une demi période d'horloge après la mise à"l" de

la bascule 76.

Le comptage de l'horloge haute fréquence 17 se poursuit sur le compteur 80 jusqu'à ce que la sortie de la ligne 70 du comparateur passe à l'état logique " O ", remettant ainsi à " O " les

bascules 152 et 76 Le chiffre accumulé sur le compteur 80 cons-

titue alors une mesure de l'amplitude du signal d'entrée sélec-

tionnée.

Le fonctionnement du convertisseur 10 est expliqué da-

vantage ci-après Le convertisseur 10 est à rampe de base comme le montre la figure 11 Le générateur de rampe 22 est accroché à une tension de référence, VR, tandis que le signal d'entrée

(tension) devant être converti est sélectionné par le multi-

plexeur (MUX) 18 et introduit dans le tampon 20 Une impulsion de

départ, produite dans la section de synchronisation et de comman-

de (T&C) 12, met à l'état " 1 " la bascule 76, dont une sortie fait 8entrer une horloge haute fréquence 17 dans le compteur 80 et fait

démarrer simultanément la pente descendente du générateur de ram-

pe 22 Lorsque la rampe atteint l'amplitude, mais la polarité op-

posée, du signal d'entrée mis en tampon, le comparateur 24 rece-

vant ces signaux change d'état et remet à " O " la bascule 76, ce qui arrête le comptage Le compte accumulé est par conséquent

proportionnel au temps entre le démarrage de la rampe et le dé-

clenchement du comparateur (croisement) Les relations sont comme suit: Tension de rampe v R = VR st o VR = tension de référence s = pente de rampe t = temps Le croisement se produit lorsque v = VIG r - VR st VSIG st = VR + VSIG t = T = R SIG s Si la fréquence d'horloge est f CL' le compteur accumule C = f CLT = L (VR + VSIG) s 2 Sc

SIG =C-L R

Si VR et f CL peuvent être produits avec grande pécision, en utilisant une diode de référence à commande thermique 134 pour le premier et un oscillateur à cristal 17 pour le dernier, la pente, s, d'un générateur de rampe 22 n'est pas aisément stabilisée à

l'aide des composants actuellement disponibles.

Les générateurs de rampe utilisent en général une sour-

ce de tension VG, appliquée sur une résistance RGC pour géné-

rer un courant IG qui, à son tour, charge un condensateur CG' produisant de ce fait une rampe de tension sur le condensateur avec une pente de I /CC volts/s Par conséquent, la pente de

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la rampe est influencée directement par des dérives de VG, RG et CG Le convertisseur 10 conforme à l'invention compense ses dérives en utilisant des intervalles de stabilisation dans la

synchronisation du convertisseur, pendant lesquels le multi-

plexeur 18 sélectionne la masse, plutôt qu'un signal d'entrée actif, pour la conversion Si la mesure par le convertisseur 10 de ce signal de stabilisation indique un niveau positif égal ou supérieur à zéro volt, une bascule de commande 57 est mise à " 1 ",

autrement elle est mise à " O " La sortie de cette bascule alimen-

te un intégrateur, comprenant les éléments 92, 94, 96, 98, 100 dont la sortie fournit un courant vernier s'ajoutant au courant primaire IG du genérateur de rampe, sur la ligne 106, pour contrôler la pente de la rampe (Voir la figure 2) L'état de la bascule 57 change après chaque cycle de stabilisation, la mesure numérique indiquant un échange de polarité du signal échantillons de zéro volt Il existe, alors, un cycle limite pour lequel la moitié des conversions de stabilisation représente une mesure nulle ou positive et la moitié représente une mesure négative Le résultat numérique moyen des conversions de stabilisation (ou tout autre canal d'entrée qui est à zéro volt) sera de 0,5 LSB,

o LSB est le bit le moins significatif de la sortie du conver-

tisseur. Les applications pour lesquelles le convertisseur 10 est destiné sont celles pour lesquelles la moyenne des lectures de sortie est critique, de sorte qu'un cyclage de LSB (le bit le

moins significatif) des conversions successives n'est pas néces-

sairement condamnable Pour que la sortie moyenne du convertis-

seur 10 soit correcte, 1/2 LSB devrait-être ajouté numériquement

à chaque conversion L'addition de 1 LSB à des conversions alter-

nées est également acceptable.

Pour minimiser les effets de l'erreur de quantification

dans la sortie moyenne du convertisseur 10, un signal "de trem-

blement" sur la line 72 est additionné dans le circuit compara-

teur 24 avec les signaux d'entrée de rampe et les signaux

d'entrée mis en tampon.

Il faut remarquer que, pour un convertisseur idéal sans bruit, la sortie numérique correcte pour des entrées analogiques entre les équivalents 1/2 LSB et + 1/2 LSB serait toujours nulle, c'est-à-dire qu'il existe des bandes mortes lorsque des faibles modifications de l'entrée analogique ne se manifestent pas dans la sortie numérique La forme d'onde triangulaire de tremblement utilisée par le convertisseur îO permet de minimiser cet effet de bande morte sur les informations moyennes, comme le montre la figure 3 Pour que le signal de tremblement soit d'une efficacité maximale, il doit être un nombre intégral de LSB en amplitude équivalente au signal d'entrée, avoir des pentes très linéaires et être d'une fréquence différente de celle à laquelle un canal particulier est converti S'il se produit exactement N

(nombre entier) conversionsd'une tension-continue pendant exacte-

ment M (nombre entier) cyclesde tremblement (o ni M/N, ni N/M sont des nombres entiers) et que l'amplitude de tremblement est

exactement Z (nombre entier) LSB crête à crête en amplitude équi-

valente, l'amplitude d'erreur de quantification moyenne pour les signaux d'entrée continus devient Z/2 N LSB plutôt que 1/4 LSB, ce qu'elle serait sans tremblement, la moyenne étant accumulée sur N conversions Des bruits électriques inévitables dans les signaux d'entrée, de rampe et de tremblement, ainsi que à l'extrémité

avant du comparateur, ajoutent un autre effet de tremblement, ré-

duisant encore les bandes mortes effectives mais prolongeant la

période pendant laquelle il faudra prendre la moyenne des conver-

sions pour obtenir une résolution déterminée du résultat numéri-

que. En se référant à la figure 3, la formule applicable à la sortie moyenne est: D (Q + 1) y T + Q (l y) T = Q + y av T o l'entrée analogique est équivalente à (Q + y) bits les moins

significatifs (y étant une fraction d'un LSB).

La mise en oeuvre du concept du convertisseur à rampe stabilisé est illustrée sur la figure 2 Dans cette réalisation, on utilise un multiplexeur 18 à 8 canaux, sélectionnant un des 6

canaux d'entrée actif et 2 canaux de stabilisation selon une sé-

quence fixe.

L'entrée 61 de l'invertisseur 92 est dérivée de la bascule 57, comme on le voit sur la figure 2 L'entrée "de tremblement" de l'invertisseur 120 est une onde carrée dérivée par un circuit de décodage (non représenté) à partir de l'horloge principale 17 de 52,4288 M Hz Le générateur de référence 27 représenté fournit les tensions VR et 2 VR, selon le besoin aux autres sections du convertisseur Le schéma comprend des éléments essentiels d'une réalisation particulière

des techniques du convertisseur à rampe stabilisée.

Un prototype du convertisseur 10 comprend les composants

indiqués ci-après.

RESISTANCES

52 1,3 K

54 1,3 K

56 5,6 M

94 10 K

98 22 M

102 8,2 M

106 39 K

108 39 K

122 3 K

124 56 K

128 1,5 M

132 1,5 M

136 4,99 K

138 1,4 K

4,99 K

142 4,99 K

144 1,8 K

CONDENSATEURS

AMPLIFICATEURS

BUF-02 (PMI)

96 OP-16 (PMI)

OP-16 (PMI)

*OP-16 (PMI)

146 OP-16 (PMI)

148 OP-16 (PMI)

Multiplexeur: CD 4051 (RCA) Comparateur: LM 161 D (Nat'l) Bascule double 76/154: 545113 Bascule 57: 54 L 574 Porte: 54 L 500

0,1 MF

112 2000 PF

O,01 MF

Invertisseurs: 92 & 120: 54 L 526 Compteur 80: lère section: 545197 Autres sections: 54 L 5393 Transistors à effet de champs 114 &

116: 2 N 4391

Horloge 17:-49,92 M Hz (MF Electronics) Les données obtenues des essais sur un prototype du

convertisseur 10 sont indiquées ci-après.

STABILITE COMPENSEE DU CONVERTISSEUR PAR RAPPORT AU TEMPS

COMPENSATION EN PPM DE L'ECHELLE COMPLETE

CANAL 12

1 + 8,3

TEMPS D'ESSAI EN MINUTES

955 135 72 130

+ 8,3 + 8,6 + 8,5

+ 8,5 + 8,4 + 8,1

2 2,4 2,7 2,6 2,8

3 + 1,3 + 0,8 + 1,1 + 1,1

4 + 7,8 + 7,6 + 7,5 + 7,6

+ 3,1 + 2,9 + 2,7 + 2,7

6 + 6,5 + 6,5 + 6,3 + 6,4

2,4

2,4 2,6

+ 0,9 + 1,0

+ 1,0

+ 7,6 + 7,5 + 7,4

+ 2,6 + 2,7 + 2,7

+ 6,4 + 6,3 + 6,2

AV + 4,2 + 3,9 + 4,0 + 3,9

NOTES

+ 3,9 + 3,9 + 3,8

: 1) Multiplexeur retiré et sortie mise sélection du multiplexeur supprimé à la masse, code de

sur le câblage.

2) Essais effectués entre 19 h le 1/7/80 et 16 h le

1/9/80.

3) Variation probable de la température ambiante: 3 C

crête à crête.

4) L'horloge employée était de 24 M Hz plutôt que de

26,2144 M Hz.

) Fréquence de tremblement: 400 Hz

Les avantages de l'invention sont expliqués ci-après.

Un premier avantage du convertisseur 10 sur d'autres mé-

thodes de conversion réside dans sa capacité de multiplexage, et par conséquent, un coût inférieur et des dimensions inférieures à

ceux des systèmes utilisant des conversions multiples de canaux.

Un autre avantage, par rapport au convertisseur analogique-fré-

quence réside dans la meilleure résolution de conversion en ce

que cette résolution n'est limitée que par la limitation en fré-

quence des éléments logiques du convertisseur à rampe stabilisé tandis que les techniques analogique -fréquence utilisent des impulsions d'équilibre de précision qui sont normalement longues par rapport aux temps de montée et de descente des dispositifs de commutation analogiques limitant de ce fait la fréquence maximale des impulsions et, par conséquent la résolution En outre, le

convertisseur à rampe stabilisée 10 fournit une boucle de stabi-

lisation de polarisation à partir d'une sortie numérique elle-

même plutôt qu'autour d'une section analogique de la section d'entrée, comme cela se fait avec des amplificateurs stabilisés à

vibreur de beaucoup d'autres procédés de conversion.

Le convertisseur îO facilite en outre la mise à l'échel-

le automatique de son entrée, lorsqu'il est monté en convertis-

seur courant-numérique, par la commutation électrique des résis-

tances de détection pendant des intervalles de "non ouverture" du signal dont il s'agit, évitant ainsi des discontinuités du signal

et des effets d'injection de charges provoqués par la commuta-

tion.

D'autres modes de construction sont expliqués ci-après.

D'autres systèmes de conversion à rampe stabilisée pourraient

comprendre (a) une tension de référence négative et une rampe po-

sitive, (b) un tampon mémoire ayant un gain supérieur à l'unité

pour augmenter la sensibilité, (c) sommation des sorties de trem-

blement et du multiplexeur dans le circuit d'entrée du tampon, le comparateur étant agencé pour détecter la différence entre la rampe et le signal plus tremblement, plutôt que la somme de la rampe, du signal et du tremblement, ces signaux étant envoyés sur les diverses bornes d'entrée du comparateur et les résistances de sommation du comparateur étant supprimées (échangeant ainsi les

imprécisions de l'adaptation des résistances contre les déficien-

ces du rapport de réjection du mode commun du comparateur), (d) d'autres moyens pour verrouiller et déverrouiller le générateur

de rampe, et/ou (e) d'autres types d'amplificateurs opération-

nels, de transistors, de comparateurs, d'éléments logiques, de diodes, de résistances, de condensateurs, etc. Un autre mode permettant de produireun tremblement, plutôt que sous la forme de signal analogique, serait le tremblement de phase 13 du début de rampé par rapport à l'horloge haute fréquence qui est accumulée dans le compteur de données On pourrait y parvenir en dérivant le signal DEPART à partir d'une

source d'horloge totalement indépendante.

D'autres méthodes d'utiliser le signal de correction à la sortie de l'intérgrateur 100, à la sortie de la bascule qui

reflète la polarité numérique de la sortie à la suite des inter-

vall 3 S de stabilisation, consistent à laisser le générateur de rampe en état et à utiliser ce signal de correction comme (a) une entrée analogique supplémentaire appliquée au point de sommation du comparateur ou (b) une entrée de tension vernier appliquée

sur un oscillateur commandé par la tension qui remplace l'oscill-

ateur à cristal fournissant l'horloge haute fréquence au con-

vertisseur. Les aspects suivants du convertisseur à rampe sta sont considérés comme nouveaux a) La technique de la sélection périodique d'une masse

pour les signaux sur les lignes 28 et 36 comme entrée du convert-

isseur 10 et l'emploi de la mesure numérique moyenne de ce sig nal par le convertisseur, comme indiqué sur la ligne 63, pour compenser le décalage initial et la dérive en décalage de l'étage d'entrée au niveau du tampon 20 du convertisseur 10 ainsi que la dérive des paramètres internes duconvertisseur (par exemple

pente de rampe).

b) L'utilisation d'un convertisseur analogique numérique multiplexé échantillonné essentiellement par impulsions pour obtenir des sorties séquentielles du registre de décalage 82 à un taux fixe qui, si elles sont accumulées par voie numérique, présentent un -résultat équivalent à l'intégrale du signal en cours de conversion, ou-par une mise à l'échelle correcte et une remise à zéro de l'accumulateur, la moyenne à long terme de

ce signal <comme cela est réalisé dans les voltmètres d'intégr-

ationà courant continu.

c) L'introduction d'un tremblement d'une amplitude précise pour minimiser les effets de la bande morte entre les

niveaux de quantification pour la moyenne d'une série de con-

versions. Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées au dispositif décrit et représenté sans pour

autant sortir du cadre de l'invention.

Claims (9)

REVENDICATIONS

1 Convertisseur analogique-numérique multiplexé carac-

térisé en ce qu'il comprend: un multiplexeur ( 18) destiné à recevoir un signal d'entrée analogique parmi une pluralité de signaux analogiques,

un dispositif de synchronisation ( 12) relié au multi-

plexeur ( 18) pour sélectionner ledit signal d'entrée analogique,

un comparateur ( 24) dont une entrée est reliée au multi-

plexeur ( 18), un générateur de rampe stabilisée à rétroaction ( 22) relié à l'entrée du comparateur ( 24), et

un compteur ( 80), commandé par une porte, relié au com-

parateur ( 24) pour le commander afin de fournir une sortie numé-

rique représentative du signal d'entrée analogique.

2 Convertisseur selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend un générateur de "tremblement " ( 26) relié à

l'entrée du comparateur ( 24).

3 Convertisseur selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend un tampon ( 20) dont une entrée est reliée au multiplexeur ( 18) et dont une sortie est reliée au comparateur

( 24).

4 Convertisseur selon la revendication 1,-caractérisé en ce que le compteur ( 80) comprend une ligne de rétroaction ( 63)

reliée au générateur de rampe stabilisée ( 22).

5 Convertisseur selon la revendication 4, caractérisé en ce que le compteur comprend: une bascule ( 76) reliée au dispositif de synchronisation ( 12) et au comparateur ( 24), et une porte ( 78) reliée au dispositif de synchronisation

( 12) et à la bascule ( 76) pour alimenter le compteur ( 80).

6 Convertisseur selon la revendication 5, caractérisé

en ce qu'il comprend un registre de décalage ( 82) relié au dispo-

sitif de synchronisation ( 12) et au compteur ( 80) pour recevoir

des données de celui-ci.

7 Convertisseur selon la revendication 6, caractérisé en ce que le convertisseur à rampe stabilisée comprend: une bascule de commande de type D ( 57) reliée à la ligne de rétroaction ( 63) provenant du compteur ( 80),

un invertisseur à collecteur ouvert ( 92) relié à la bas-

cule de commande de type D ( 57), un amplificateur intégrateur ( 96) relié à l'invertisseur à collecteur ouvert ( 92), et

un amplificateur de sommation ( 110) relié à l'amplifica-

teur intégrateur ( 96) et à l'entrée du comparateur ( 24).

8 Convertisseur selon la revendication 2, caractérisé

en ce qu'il comprend un générateur de référence ( 27) relié au gé-

nérateur de rampe stabilisée ( 22) et au générateur de tremble-

ment ( 26).

9 Convertisseur selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend une plate-forme ( 25) d'un système inertiel

-comprenant un gyroscope ( 21) relié au multiplexeur ( 18) et com-

prenant un accéléromètre ( 23) relié au multiplexeur ( 18).

Convertisseur analogique-numérique pour système de navigation inertiel, caractérisé en ce qu'il comprend:

une plate-forme de navigation inertielle ( 25) fournis-

sant une pluralité de signaux analogiques,

un multiplexeur ( 18) destiné à recevoir un signal d'en-

trée analogique parmi la pluralité de signaux analogiques,

un dispositif de synchronisation ( 12) relié au multi-

plexeur ( 18) pour sélectionner ledit signal d'entrée analogique,

un comparateur ( 24) dont une entrée est reliée au multi-

plexeur ( 18), un générateur de rampe stabilisée à rétroaction ( 22)

dont une sortie est reliée à l'entrée du comparateur ( 24) et com-

prenant une entrée de rétroaction ( 63),

un compteur ( 80), commandé par une porte,relié au compara-

teur ( 24) pour le commander afin d'obtenir une sortie numérique représentative du signal analogique de la plate-forme ( 25), et des moyens ( 63) reliant le compteur ( 80) à l'entrée du

générateur de rampe stabilisée ( 22).