FR2622070A1

FR2622070A1 - Dispositif de mise en forme de signaux analogiques frequentiels de type point mort haut

Info

Publication number: FR2622070A1
Application number: FR8714198A
Authority: FR
Inventors: Herve Deschamps
Original assignee: Jaeger SA
Current assignee: Jaeger SA
Priority date: 1987-10-14
Filing date: 1987-10-14
Publication date: 1989-04-21
Anticipated expiration: 2007-10-14
Also published as: FR2622070B1

Abstract

La présente invention concerne un dispositif de mise en forme de signaux analogiques fréquentiels, du type PMH comprenant des pics alternatifs périodiques constituant le signal utile, superposés à une oscillation basse fréquence parasite. Selon l'invention le dispositif comprend un module de traitement 100 qui comporte un filtre passe-haut 130, 140 à capacités commutées.

Description

La présente invention concerne un dispositif de mise en forme de signaux analogiques fréquentiels du type dit de "Point Mort
Haut" ou encore 'PMH".

Pour l'essentiel, un signal de type PMH comprend des pics alternatifs périodiques constituant le signal utile, superposés à une oscillation BF parasite. Le cas échéant, le signal PMH peut comprendre de plus des oscillations parasites ayant sensiblement la même période que les pics utiles, mais de plus faible amplitude.

Dans le cadre de la présente invention, la mise en forme de signaux analogiques fréquentiels consiste à transformer les signaux analogiques en signaux logiques carrés, basculant entre deux niveaux, de même fréquence que les signaux analogiques.

Un signal de type PMH peut être généré par exemple par une bobine alimentée en courant, placée devant une roue phonique, dans le cadre d'une application connue aux véhicules automobiles.

Un signal de type PMH est illustré sur la figure 1 annexée.

Ce signal comprend une tension d'offset V0, des pics périodiques P comprenant deux alternances opposées, qui constituent le signal proprement dit (la première alternance pouvant être soit positive, soit négative, mais toujours d'amplitude supérieure à la deuxième alternance), d'un "faux-rond" F de basse fréquence et des oscillations parasites p. Dans le cadre d'une application aux véhicules automobiles, l'amplitude du faux rond F est généralement au plus 10 % du signal, l'amplitude des parasites p est généralement au plus 40 % du signal, et la période P des pics utiles est généralement comprise entre 2,5 ms et 200 ms.

Dans le cadre de la présente invention, la mise en forme de signaux PMH est réalisée grâce à un circuit comprenant un module de traitement qui comporte un filtre passe-haut à capacités commutées. Ce filtre passe-haut permet en effet d'éliminer efficacement l'oscillation BF parasite.

D'autres caractéristiques, buts et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui va suivre, et en regard des dessins annexés, donnés à titre d'exemple non limitatif et sur lesquels - la figure 1 illustre un signal de type PMH, - la figure 2 représente une vue schématique sous forme de blocs fonctionnels du circuit conforme à la présente invention, - la figure 3 représente le schéma d'un sous-ensemble du circuit correspondant à un module d'amplification, protection et filtrage, - la figure 4 représente le schéma d'un autre sous-ensemble du circuit correspondant à un module de rétention de crêtes, - la figure 5 représente le schéma d'un autre sous-ensemble du circuit correspondant à un module de cadencement, - la figure 6 représente le schéma d'un autre sous-ensemble du circuit correspondant à un module de multiplication de fréquence, - la figure 7 représente les signaux d'horloge obtenus en sortie du module précité de multiplication de fréquence, et - les figures 8 et 9 représentent des chronogrammes de signaux illustrant le fonctionnement du module de multiplication de fréquence, respectivement en phase transitoire et en régime normal.

STRUCTURE GENERALE DU DISPOSITIF DE MISE EN FORME
Comme cela est illustré sur la figure 2 annexée, le dispositif de mise en forme conforme à la présente invention comprend pour l'essentiel un module d'amplification, protection et filtrage 100, un module de rétention de crêtes 200, un module de cadencement 300, un module de multiplication de fréquence 400 et un module 500 de configuration du bloc précité 100.

Le module 100 reçoit sur son entrée 102 les signaux analogiques fréquentiels à mettre en forme. Il assure la fonction de protection des entrées, l'amplification et le filtrage des signaux, pour éliminer la composante BF de faux rond.

La sortie 104 du module 10O est reliée à l'entrée 2O2 du module 200. Ce dernier assure une opération de rétention de crêtes afin d'éliminer les oscillations parasites éventuelles de plus faible amplitude superposées au signal.

La sortie 204 du module 200 est reliée à l'entrée 302 du module 300. Ce dernier comprend un étage trigger et un étage monostable réglant la largeur des impulsions de sortie.

La sortie du dispositif de mise en forme est prélevée sur la sortie 304 du module 300. Cette sortie 304 est reliée à l'entrée 402 du module 4OO. Ce dernier génère deux signaux d'horloge H1, H2, sans recouvrement, pour piloter un filtre à capacités commutées intégré au module 100. Pour cela, deux sorties 404, 406 du module 400 sont reliées à des entrées auxiliaires 106, 108 du module 100.

Le module 550 génère des signaux pilotant des interrupteurs commandés présents dans le bloc 100.

On va tout d'abord décrire successivement la structure de chacun des modules 100 à 500 précités.

STRUCTURE DU MODULE 100 D'AMPLIFICATION, PROTECTION ET
FILTRAGE
La structure de ce module 100 est illustrée sur la figure 3.

Pour l'essentiel le module iqo comprend un étage suiveur 120, un étage passe-bas 130, un étage passe-haut 140, un filtre passe-haut 150 et un étage amplificateur 160.

On reconnaît sur la figure 3 L'entrée principale 102, les entrées auxiliaires 106, 108 et la sortie 104 du module 100.

L'entrée 102 est reliée à une première borne d'une résistance R2.

Une diode de protection D1 ayant sa cathode reliée à la borne +Vcc est intercalée entre celle-ci et la. seconde borne de la résistance R2. Une seconde diode de protection D2 ayant son anode reliée à la masse du montage est intercalée entre celle-ci et la seconde borne de la résistance R2.

L'étage suiveur 120 comprend pour l'essentiel un amplificateur opérationnel Al et une résistance R6. L'entrée non inverseuse de l'amplificateur opérationnel Al est reliée à la seconde borne de la résistance R2. L'entrée inverseuse de l'amplificateur opérationnel Al est rebouclé directement sur sa sortie. Cette sortie est reliée à la masse du montage par l'intermédiaire de la résistance R6.

La sortie de l'amplificateur opérationnel 120 attaque l'étage passe-bas 130.

Celui-ci comprend pour l'essentiel deux interrupteurs commandés SA, SB et trois capacités Cl, C2 ainsi qu'un amplificateur opérationnel A2.

Les interrupteurs commandés SA et SB sont connectés en série entre la sortie de l'amplificateur opérationnel Al et l'entrée non inverseuse de l'amplificateur opérationnel A2. Ils reçoivent sur leurs bornes de commande 106, 108, les signaux d'horloge Hl, H2 délivrés par le module 400.

La capacité C1 est connectée entre le point commun aux interrupteurs SA, SB et la masse du montage. La capacité C2 est reliée entre l'entrée non inverseuse de l'amplificateur opérationnel A2 et la masse du montage.

L'entrée inverseuse de l'amplificateur opérationnel A2 est rebouclée directement sur sa sortie.

La sortie de l'amplificateur opérationnel A2 est polarisée par un pont diviseur comprenant trois résistances R7, R10 et Rîl connectées en série entre la masse du montage et un point de polarisation Z. Plus précisément, la résistance R7 est connectée entre la sortie de l'amplificateur opérationnel A2 et la masse du montage. Les résistances R 10 et R 11 sont connectées en série entre la sortie de l'amplificateur opérationnel A2 et le point de polarisation Z. Ce point de polarisation Z correspond au point milieu d'un pont diviseur comprenant deux résistances R19 et R20 connectées en série entre la borne +Vcc et la masse du montage.

De façon symétrique la sortie de l'amplificateur opérationnel Al est reliée par l'intermédiaire de deux résistances R8, R9 connectées en série, au point de polarisation Z.

L'étage 140 comprend pour l'essentiel un amplificateur opérationnel A3 et deux résistances R12, R13 associées.

La résistance R12 est reliée par une première borne à l'entrée inverseuse de l'amplificateur opérationnel A3. Elle est de plus reliée par une seconde borne et par l'intermédiaire d'un interrupteur commandé S8 à la sortie de l'amplificateur opérationnel A2, et par l'intermédiaire d'un interrupteur commandé S6 à la sortie de l'amplificateur opérationnel Al.

L'entrée non inverseuse de l'amplificateur opérationnel A3 est reliée, d'une part, par l'intermédiaire d'un interrupteur commandé S9 au point commun à la résistance R10 et à la résistance Rll et, d'autre part, par l'intermédiaire d'un interrupteur commandé S7 au point commun à la résistance R8 et à la résistance R9.

Les interrupteurs S6, S7, S8, S9 permettent d'inverser les signaux appliqués sur les entrées de l'amplificateur opérationnel A3.

La résistance R13 relie la sortie de l'amplificateur opérationnel A3 à son entrée inverseuse.

La sortie de l'amplificateur opérationnel A3 attaque le filtre passe-haut 150.

Ce dernier comprend pour l'essentiel une capacité C4 et une résistance R 14.

La capacité C4 est reliée entre la sortie de l'amplificateur opérationnel A3 et la sortie du filtre passe-haut 150. La sortie de ce filtre est de plus reliée par l'intermédiaire de la résistance R14 à un point de polarisation X. Le point de polarisation X est prélevé au point milieu d'un pont diviseur comprenant deux résistances R21, R22 connectées entre la borne +Vcc et la masse du montage.

L'étage amplificateur 160 comprend pour l'essentiel un amplificateur opérationnel A4 et deux résistances R15, R16. La sortie du filtre 150 est relié à l'entrée non inverseuse de l'amplificateur opérationnel A4. L'entrée inverseuse de l'amplificateur opérationnel A4 est bouclée sur sa sortie par l'intermédiaire de la résistance R15. De plus, l'entrée inverseuse de l'amplificateur opérationnel A4 est reliée par l'intermédiaire de la résistance R16 au point de polarisation X.

La sortie de l'amplificateur opérationnel A4 est reliée à la sortie 104 du module 100.

STRUCTURE DU MODULE 200 DE RETENTION DE CRETES
La structure de ce module 200 est illustrée sur la figure 4.

Ce module comprend pour l'essentiel un étage 210 mémorisant les valeurs crêtes du signal reçu en entrée, un étage 220 délivrant une valeur seuil basée sur la valeur crête mémorisée, un étage 230 comparant le signal appliqué sur l'entrée 202 à la valeur seuil précitée, un monostable MI et un interrupteur commandé SD piloté par le monostable Ml, qui assure la remise à zéro de la valeur crête mémorisée.

L'étage 210 comprend une capacité C5. Une première borne de cette capacité C5 est reliée à la masse du montage. La seconde borne de la capacité C5 est reliée par l'intermédiaire d'une branche comprenant en série un interrupteur commandé SC et une résistance R24 à la borne +Vcc. Un amplificateur opérationnel K1 formant comparateur compare le signal appliqué sur l'entrée 202 à la tension de la capacité
C5. Pour cela, L'entrée non inverseuse de l'amplificateur opérationnel Kl est reliée à l'entrée 202. L'entrée inverseuse de l'amplificateur opérationnel K1 est reliée à la seconde borne de la capacité C5 et la sortie de l'amplificateur opérationnel KI attaque l'entrée de commande de l'interrupteur SC.

Lorsque la tension de la capacité C5 est supérieure au signal appliqué sur l'entrée.202 le comparateur K1 ouvre l'interrupteur
SC. Par contre, lorsque le signal appliqué sur l'entrée 202 dépasse la tension de la capacité C5, le comparateur K1 applique un signal à l'état haut sur l'interrupteur commandé SC. Celui-ci devient passant et laisse la capacité C5 se recharger à la valeur crête du signal par l'intermédiaire de la résistance R24, avec une constante de temps R24 C5.

La tension de la capacité C5 attaque l'entrée de l'étage 220. Celui-ci comprend un amplificateur opérationnel A6 et deux résistances R25 et R26 formant pont diviseur.

La seconde borne de la capacité C5 est reliée à l'entrée non inverseuse de l'amplificateur opérationnel A6. L'entrée inverseuse de celui-ci est rebouclée directement sur sa sortie. La sortie de l'amplificateur opérationnel A6 est reliée, par l'intermédiaire du pont diviseur série R25, R26, au point de polarisation X, la résistance R25 étant placée côté sortie de l'amplificateur opérationnel A6.

La valeur seuil recherchée est définie au point milieu du pont diviseur R25, R26. De préférence, ce pont diviseur est adapté pour délivrer une valeur seuil correspondant à environ 64 % de la valeur crête mémorisée en C5. Pour cela, on doit avoir R26/(R26 + R25) = 0,64, soit
R25/R26 = 0,5625. Cette disposition permet d'adapter la valeur seuil appliquée à l'étage comparateur .230 à l'amplitude crête du signal utile, donc d'éliminer de façon sur les oscillations parasites du signal.

L'étage comparateur 230 comprend un amplificateur opérationnel K2. L'entrée non inverseuse de celui-ci est reliée à l'entrée 202 tandis que son entrée inverseuse est reliée au point milieu du pont diviseur R25 R26.

La sortie de l'amplificateur opérationnel K2 est au niveau bas lorsque le signal appliqué sur l'entrée 202 est inférieur à la valeur seuil définie au point milieu du pont diviseur R25 R26. Inversement la sortie de l'amplificateur opérationnel est au niveau haut lorsque le signal appliqué sur l'entrée 202 est supérieur à la valeur seuil définie au point milieu du pont diviseur R25 R26.

La sortie de l'amplificateur opérationnel K2 est reliée à la sortie 204 du module 200.

De plus, la sortie de l'amplificateur opérationnel K2 attaque l'entrée de commande d'un monostable M1. La sortie de ce dernier attaque l'entrée de commande d'un interrupteur SD. Le trajet de conduction principale de cet interrupteur est connecté entre la seconde borne de la capacité C5 et la masse du montage.

La durée de basculement du monostable M1 est réglée à l'aide d'une capacité C6 et d'une résistance ajustable P1.

L'interrupteur commandé SD isole la capacité C5, à l'état ouvert. L'interrupteur commandé SD passe en revanche temporairement à l'état fermé lors de l'apparition d'une impulsion en sortie du monostable
Ml. Cette impulsion colncide avec la détection, par le comparateur K2, du franchissement de la valeur seuil par le signal appliqué sur l'entrée 202.

En d'autres termes lors de l'apparition d'une crête de signal utile, lorsque le signal franchit la valeur seuil définie par R25-R26, le comparateur K2 passe au niveau haut et commande le monostable Ml et l'interrupteur SD pour décharger la capacité C5. Le comparateur K I commande alors l'ouverture de l'interrupteur SC et la charge de la capacité C5 à la valeur crête nouvelle du signal d'entrée. Le comparateur
KI repasse à l'état bas lorsque l'amplitude du signal d'entrée commence à redescendre. Le comparateur K2 repasse à l'état bas lorsque le signal d'entrée 202 repasse sous la valeur seuil.

Par contre dans le cas d'une oscillation parasite, I'amplitude du signal d'entrée 202 ne franchit pas la valeur seuil définie par les résistances R25-R16. Le comparateur K2 ne change donc pas d'état et aucune impulsion n'est générée sur la sortie 204. L'oscillation parasite est ainsi éliminée.

Le temps de basculement du monostable Ml, réglé par les composants C6 et P1 doit être au moins égal au temps nécessaire pour décharger la capacité C5.

STRUCTURE DU MODULE 300 DE CADENCEMENT
La structure de ce module 300 est illustrée sur la figure 5.

Pour l'essentiel, ce module 300 comprend un étage trigger
310 et un étage monostable 320 définissant la durée des impulsions en
sortie.

L'étage 31G est articulé sur un amplificateur opérationnel
K3 monté en comparateur.

L'entrée inverseuse de l'amplificateur opérationnel K3 est
reliée à l'entrée 302. L'entrée non inverseuse de l'amplificateur
opérationnel K3 est reliée à la sortie de l'amplificateur opérationnel K3
par l'intermédiaire d'une résistance R27.

De plus l'entrée non inverseuse de l'amplificateur
opérationnel K3 est reliée à une première borne d'une résistance R29. La
seconde borne de la résistance R29 est reliée au point milieu d'un pont
diviseur résistif R30-R32 connecté entre la masse du montage et la borne
+Vcc.

La sortie de l'amplificateur opérationnel K3 pilote l'étage
320.

La sortie de l'amplificateur opérationnel K3 est reliée par
l'intermédiaire d'un inverseur Il à une première entrée d'une porte NAND
N2. La seconde entrée de cette porte NAND N2 reçoit un signal d'horloge,
par exemple à 1 MHz.

La sortie de la porte NAND N2 attaque l'entrée de
commande du monostable M2. La durée de basculement du monostable M2
est définie par une capacité C7 et une résistance variable P2.

La sortie du monostable M2 attaque une première entrée
d'une porte NAND N1. La seconde entrée de celle-ci est reliée à la sortie
de l'amplificateur opérationnel K 3.

La sortie 304 du module 300 est prélevée sur la sortie de la
porte NAND N1. Par ailleurs, la sortie de cette porte NAND NI constitue la sortie 304 de l'ensemble du circuit de mise en forme.

Le monostable M2 est redéclenché par le signal de
l'horloge appliqué à la porte N2 tant que la sortie de l'amplificateur
opérationnel K3 est active à l'état bas.

La porte NI assure la combinaison logique des sorties du
monostable M2 et de l'étage 310. Ainsi l'application du signal de sortie
de l'amplificateur opérationnel K3 et de l'impulsion de sortie du
monostable M2 sur les deux entrées de la porte NI permet d'obtenir un créneau sur la sortie 3û4 qui coïncide avec la durée la plus longue du
monostable M2 ou de l'impulsion obtenue en sortie du comparateur K3, ceci afin de ne pas raccourcir les signaux obtenus en sortie du comparateur K3 qui ont une durée supérieure à la durée de l'impulsion
générée par le monostable M2.

STRUCTURE DU MODULE 400 ASSURANT UNE MULTIPLICATION DE
FREQUENCE
La structure du module 400 est illustrée sur la figure 6.

Comme indiqué précédemment ce module 400 a essentiellement pour but de générer deux signaux d'horloge HI et H2 , sans recouvrement utile, pour piloter le filtre à capacités commutées 130.

L'entrée 402 du module 400 attaque l'entrée D d'une bascule J1. L'entrée CP de la bascule J1 reçoit le signal d'horloge par l'intermédiaire d'un inverseur 12. L'entrée 5/ de la bascule J1 est reliée à la borne +Vcc. Dans le cadre de la présente demande l'annotation "/" suivant une lettre sera utilisée pour désigner l'entrée complémentée.La sortie Q de la bascule 51 attaque l'entrée C/ de 4 bascules 53, 34, 55 et 56. Les entrées S/ des bascules 53, 54, J5 et 56 sont reliées à la borne +Vcc.La sortie QI de la bascule 33 attaque l'entrée D de la bascule 54.

La sortie Q2 de la bascule 54 attaque l'entrée D de la bascule J5. La sortie Q3 de la bascule J5 attaque l'entrée D de la bascule 56. La sortie
Q4 de la bascule 56 est reliée à la première borne d'une porte OU PI. La seconde borne de la porte PI reçoit, ainsi que les entrées CP des bascules
J3, 54 et J5, le signal d'horloge. La sortie de la porte PI est reliée à l'entrée CP de la bascule 56.

Les 4 entrées d'une porte NOR P2 sont reliées respectivement aux sorties QI, Q2, Q3 et Q4 des bascules 53, 54, J5 et 56. La sortie de la porte P2 attaque l'entrée D de la bascule 53.

Les entrées d'une porte OU P3 à trois entrées sont reliées respectivement aux sorties Ql, Q2 et Q3 des bascules 53, 54 et J5. La sortie de la porte P3 qui génère un signal DIS1 est reliée à une première borne d'une porte OU P4 ainsi qu'à une première borne d'une porte OU PS.

La seconde entrée de la porte OU P4 reçoit le signal d'horloge. La seconde entrée de la porte OU P5 reçoit un signal VAL dont la génération sera explicitée par la suite.

La sortie de la porte OU P5 génère un signal DIS2 et attaque la première entrée d'une porte OU P6. La seconde entrée de la porte OU P6 reçoit le signal d'horloge. La sortie de la porte OU P6 attaque l'entrée de comptage d'un compteur CI. L'entrée de remise à zéro .N1R1 du compteur C1 est reliée à la sortie Q3 de la bascule J5 par l'intermédiaire d'un inverseur 14. De préférence le compteur CI est un compteur asynchrone 18 bits. Les dix bits de poids fort du compteur Cl correspondant aux sorties Q8 à Q 17 du compteur C1 sont reliées aux entrées d'un registre L1. L'entrée de chargement du registre L1 reçoit un signal LOAD généré par la sortie d'une porte OU P7.L'une des entrées de celle-ci est reliée à la sortie Q2 de la bascule 34. La seconde entrée de la porte P7 reçoit le signal VAL précité.

Les sorties de poids fort Q15 à 417 du compteur Cl attaquent les entrées d'une porte ET P8. Le signal VAL précité est disponible en sortie de celle-ci. De plus, la sortie de la porte ET P8 attaque la première entrée d'une porte OU P9. La seconde entrée de la porte OU P9 est rebouclée directement sur la sortie de celle-ci. Cette seconde entrée est de plus reliée à la masse du montage par l'intermédiaire d'une capacité C9. La sortie de la porte P9 attaque l'entrée C/ de la bascule 31.

La sortie de la porte OU P4 précitée attaque l'entrée de comptage d'un second compteur C2. De préférence le compteur C2 est un compteur asynchrone dix bits. Il est de plus prévu dix portes OU exclusif
X0...X9 à deux entrées. Les entrées des portes X0 à X9 sont reliées respectivement à une sortie DO à D9 du verrou LI et à une sortie QO à
Q9, de même poids du compteur C2. Ainsi, les portes X0 à X9 comparent le contenu de verrou LI au contenu du compteur C2.

Les sorties des diverses portes X0 à X9 sont raccordées aux entrées d'une porte NOR PIG. La sortie de cette porte PlO attaque l'entrée D d'une bascule 52. Celle-ci est reliée par ses entrées C/ et S/ à la borne +Vcc. La bascule J2 reçoit par ailleurs sur son entrée CP le signal d'horloge. La sortie Q/ de la bascule 52 attaque l'entrée de remise à zéro MR2 du compteur C2 ainsi qu'un monostable M3. La sortie du monostable M3 attaque un inverseur 13. La sortie de l'inverseur 13 attaque l'entrée CP d'une bascule 57. La sortie Q/ de cette bascule 57 est rebouclée sur son entrée D.La sortie Q/ attaque par ailleurs une première entrée d'une porte ET Pull, tandis que la sortie Q de la bascule 57 attaque une première entrée d'une porte ET P12. La sortie du monostable M3 est par ailleurs reliée directement à la seconde entrée de chacune des portes Pîl et P12. Les signaux d'horloge Hl et H2 appliqués sur les interrupteurs de commande SA et SB du module 100 sont délivrés en sortie des portes Pl l et P12.

Les signaux d'horloge Hl et H2 sont illustrés sur la figure Il. Ils sont formés d'une suite d'impulsions carrées de mêmes fréquences f e et de mêmes largeurs, mais déphasées respectivement pour ne pas se recouvrir.

Le fonctionnement général du module 400 est le suivant.

Quand un front de montée apparaît sur l'entrée 402 du module 400, le compteur Cl se met à compter au rythme des impulsions de l'horloge appliquées sur la porte P6 (de préférence de I MHz), soit avec une période T..

Quand apparaît le front de montée suivant sur l'entrée 402, au bout d'un temps T, le nombre N stocké dans le compteur Cl est N = T/Ti.

Les sorties de poids fort Q8-Q17 du compteur CI étant raccordées aux entrées du registre LI, on extrait du compteur CI la valeur N décalée à droite de 8 bits, soit N' = N/256 = T/256Ti.

Les portes OU exclusif XO à X9 comparent le contenu du registre L1 au contenu du compteur C2. Ce dernier est lui aussi piloté par le signal d'horloge appliqué sur la porte P4.

Quand le nombre stocké dans le compteur C2 atteint N', cette égalité est détectée par les portes X0 à X9 et Plo. La porte Pî0 fournit à sa sortie un signal de remise à zéro, appliqué à l'entrée de remise à zéro MR2 du compteur C2 via la bascule J2. Le compteur C2 reprend alors un cycle de comptage N'.

Si N' est constant, la période entre deux signaux de remise à zéro MR2 est T' = N'Ti, soit T' = TTi/256Ti = T/256.

Le signal de remise à zéro appliqué à l'entrée MR2 est divisé par la bascule 57 puis recombiné par les portes Pll et P12 pour donner les deux signaux d'horloge HI, H2 illustrés sur la figure 11. Ces deux signaux ont une période identique Te = 11e = T/I 28.

En d'autres termes, le module 400 génère deux signaux d'horloge H1, H2, sans recouvrement, à une fréquence égale à 128 fois la fréquence du signal présenté à l'entrée 402.

La bascule JI fournit, sur sa sortie Q, un signal pilote appliqué aux bascules 53, J4, J5 et 56. Le signal pilote possède un front de montée qui coïncide avec un front de descente de l'horloge. Cependant la bascule J1 ne génère le signal pilote que si la sortie de la porte P9 est à l'état haut, ce qui suppose que le signal VAL issu de la porte P8 soit passé une fois à l'état haut.

Les bascules 53 à J6 fournissent un signal DISE, à la sortie de la porte P3, et un signal LOAD à la sortie de la porte P7. Le signal
DIS1 contrôle la séquence de comptage des compteurs C1 et C2. Le signal LOAD permet de transférer le contenu du compteur Cl dans le registre L1.

On va maintenant expliciter plus en détail le fonction nement du module 400 en regard des chronogrammes illustrés sur les figures 14 et 15.

Le chronogramme illustré sur la figure 14 correspond à une phase transitoire consécutive à la mise sous tension.

On supposera que la mise sous tension intervient à l'instant to. A cet instant, L'entrée 402, la sortie Q de la bascule Jl, la sortie des portes P9, P8, P3, PS, P7 ainsi que la sortie Q3 de la bascule J5 sont au niveau logique bas. Le'signal d'horloge est appliqué au circuit. Dans ces conditions, le signal d'horloge est appliqué par l'intermédiaire des portes
P6 et P4 sur les entrées de comptage des compteurs Cl et C2, comme illustré sur les deux dernières lignes du chronogramme de la figure 14.

On supposera que le front montant d'un signal appliqué sur l'entrée 402 intervient à l'instant tl. La sortie de la porte P9 reliée à l'entrée C/ de la bascule 51 étant au niveau bas, le front montant du signal d'entrée 402 est sans effet. Le signal d'entrée retombe au niveau bas à un instant t2. L'instant t2 est séparé de l'instant tl d'au moins 0,256 ms.

A l'instant t3, I'état du compteur Cl recevant les impulsions d'horloge par l'intermédiaire de la porte P6 est tel que les sorties Q15 à 417 du compteur CI sont au niveau logique haut. De ce fait, la sortie de la porte P8 passe au niveau logique haut. II entraîne également le passage au niveau haut de la sortie de la porte P9, de la sortie de la porte P5 (signal DIS2), et de la sortie de la porte P7 (signal
LOAD).

Le passage au niveau logique haut de la sortie de la porte
P9 permet de valider la bascule J1. De plus, la porte P9 reste au niveau haut par la suite.

Le passage du signal DIS2 au niveau haut bloque la porte
P6. Le comptage du compteur CI est donc interrompu.

Le passage du signal LOAD au niveau haut assure le transfert du contenu du compteur Cl dans le registre L1.

On supposera maintenant qu'un nouveau front montant du signal d'entrée 402 intervient à l'instant t4.

Le passage au niveau haut du signal d'entrée 402 induit le passage de la sortie Q de la bascule J1 au niveau haut, à l'instant t5 qui colncide avec le premier front descendant du signal d'horloge, consécutif à l'instant t4. A son tour, le passage au niveau haut de la sortie Q de la bascule J1 provoque le passage au niveau haut du signal DISI à un instant t6 qui colncide avec le premier front montant du signal d'horloge consécutif à l'instant t5 et provoque le passage au niveau haut de la sortie Q3 de la bascule J5 à un instant t7 qui colncide avec le troisième front montant du signal d'horloge consécutif à l'instant t5.

Le passage au niveau haut du signal DIS1 bloque la porte
P4 et interrompt le comptage du compteur C2 à l'instant t6.

Le passage au niveau haut de la sortie Q3 de la bascule J5 provoque la remise à zéro du compteur Cl, donc le passage de la sortie de la porte PS au niveau bas à l'instant t7. A son tour, le passage au niveau bas de la sortie de la porte P8 autorise le passage du signal LOAD au niveau bas à l'instant t7.

Le signal DISI ainsi que la sortie Q3 de la bascule J5 redescendent au niveau bas à un instant t8 qui colncide avec le premier front montant du signal d'horloge consécutif à l'instant t7.

Simultanément, le passage au niveau bas du signal D151 induit le passage au niveau bas du signal DIS2. De ce fait, les portes P6 et P4 redeviennent transparentes aux signaux d'horloge à l'instant t8. Le comptage des compteurs C1 et C2 est donc réinitié à cet instant t8.

L'homme de l'art comprendra que la structure du module 400 permet de transférer à l'instant t3 un nombre maximal dans le compteur LI, et donc d'imposer par la suite, à partir de l'instant t8, un comptage avec une période maximale du compteur C2. De ce fait, à partir de l'instant t8 on obtient des signaux d'horloge H1, H2 sur les sorties 404 et 406, à fréquence minimale. En d'autres termes, les dispositions du module 400 permettent d'obtenir à partir de l'instant t8 une fréquence de coupure minimale pour le filtre à capacités commutées intégré au module 100.

Le régime normal de fonctionnement du module 400 est illustré par le chronogramme de la figure 15.

On supposera que le front montant d'un signal d'entrée 402 intervient à l'instant t9.

Ce front montant provoque le passage au niveau haut de la sortie Q de la bascule Jl à l'instant tl0 qui coîncide avec le premier front descendant du signal d'horloge consécutif à l'instant t9.

Le passage au niveau haut de la sortie Q de la bascule J1 provoque le passage au niveau haut du signal DISI à l'instant tell, le passage au niveau haut du signal LOAD à l'instant tl2 et la passage au niveau haut de la sortie Q3 de la bascule 35 à l'instant tel3.

L'instant tll coïncide avec le premier front montant du signal d'horloge consécutif à l'instant tl0. L'instant t12 colncide avec le deuxième front montant du signal d'horloge consécutif à l'instant tlO.

Enfin, L'instant t13 coïncide avec le troisième front montant du signal d'horloge consécutif à l'instant tl0.

Le passage au niveau haut du signal DIS l provoque simultanément le passage au niveau haut du signal DITS2. De ce fait, les portes P4 et P6 sont bloquées et le comptage des compteurs Cl et C2 est interrompu à l'instant tell.

Le passage au niveau haut du signal LOAD à l'instant tl2 permet de transférer dans le registre LI le contenu du compteur Cl. on rappelle que le nombre N transféré dans le registre LI est proportionnel à la période du signal d'entrée 402.

Le signal LOAD redescend à zéro à l'instant tl3. Le passage de la sortie Q3 de la bascule J5 au niveau haut au même instant t13 permet de remettre à zéro le compteur C1.

La sortie Q3 de la bascule J5 redescend au niveau bas à l'instant t14. Cet instant colncide avec le premier fond montant du signal d'horloge consécutif à l'instant t13. Au même instant tel4, le signal DIS1 redescend au niveau bas. Il provoque simultanément la descente au niveau bas du signal DIS2
De ce fait, les portes P6 et P4 redeviennent transparentes au signal d'horloge à l'instant tl4. Le comptage des compteurs Cl et C2 est réinitié à cet instant t14.

La durée de comptage du compteur Cl correspond sensiblement à la période du signal d'entrée 402. En effet, le compteur
Cl compte jusqu'à l'apparition d'un nouveau front montant du signal DIS2 provoqué par le passage au niveau haut de la sortie Q de la bascule Jl, lui-même provoqué par le passage au niveau de l'entrée 402.

Par contre, le compteur C2 compte cycliquement jusqu'à l'obtention d'un nombre N' contenu dans le registre, qui correspond à
N/256. De ce fait, le compteur C2 détermine 256 cycles de comptage pendant la période de comptage du compteur CI. Ces cycles de comptage du compteur C2 sont illustrés schématiquement sur la droite de la figure 15.

L'instant tl5 coïncide avec la première égalité, consécutive à l'instant t14 entre le contenu du registre L1 et le contenu du compteur C2. La sortie de la porte P10 passe à l'état haut avec un léger retard par rapport à un front descendant du signal d'horloge. Le passage au niveau haut de la sortie de la porte P10 provoque le passage au niveau bas de la sortie Q/ de la bascule 52, c'est-à-dire du signal de remise à zéro MR2 du compteur C2 à l'instant t16. Cet instant coïncide avec le premier front montant du signal d'horloge consécutif à l'instant tris. Le compteur C2 est remis à zéro à l'instant tl6. La sortie de la porte PlO retombe au niveau bas avec un léger retard.Elle provoque le retour au niveau haut de la sortie Q/ de la bascule 52 à l'instant t17 qui coïncide avec le premier front montant du signal d'horloge consécutif à l'instant t16. Le compteur C2 initie alors un deuxième cycle de comptage.

L'instant t18 coïncide avec la deuxième égalité consécutive à l'instant tl4 entre le contenu du registre L1 et le contenu du compteur C2. La sortie de la porte P10 passe au niveau haut avec un léger retard par rapport à un front descendant du signal d'horloge. Le passage au niveau haut de la sortie de la porte P10 provoque le passage au niveau bas de la sortie Q de la bascule 52, c'est-à-dire du signal de remise à zéro MR2 du compteur C2 à l'instant tl9. Cet instant coïncide avec le premier front montant du signal d'horloge consécutif à l'instant tel8. Le compteur C2 est remis à zéro à l'instant tl9.La sortie P10 redescend alors à zéro avec un léger retard elle provoque le retour au niveau haut de la sortie Q/ de la bascule 52 à l'instant t20 qui colncide avec le premier front montant du signal d'horloge consécutif à l'instant t19. Le compteur C2 initie un troisième cycle de comptage à l'instant t20, et ainsi de suite.

STRUCTURE DU MODULE 500 DE CONFIGURATION
Le module 500 a pour but de rendre sélectivement passant les interrupteurs S6 et S9 ou les interrupteurs S7 et S8. IL peut être formé de simples portes logiques combinant des signaux appliqués sur les entrées du module 500.

EXEMPLE DE REALISATION
Selon un mode de réalisation particulier, donné à titre d'exemple non limitatif, les différents composants du circuit répondent aux caractéristiques suivantes - résistance R22 : 10 ohms, - résistances R19, R20 : 100 ohms, - résistance R21, R30 : 330 ohms, - résistance R32 : 560 ohms, - résistances R6, R7 et R16 : 1 k-ohm, - résistance R25 : 2, 2 k-ohms, - résistance R26 : 3,9 k-ohms, - résistance R24 : 4,7 k-ohms, - résistances R8, R9, R10, Roll, R15, R29 : 10 k-ohms, - résistance R2 : 47 k-ohms, - résistances R12, R13 : 100 k-ohms, - résistance R27 : 190 k-ohms, - capacité C1 : 3,3 nF, - capacités C2 et C5 : 10 nF, et - les interrupteurs commandés sont des transistors,et - les bascules J sont du type bascule D7474.

Comme indiqué précédemment, selon l'état du module 50G, les interrupteurs S7 et S8 sont fermés et donc les interrupteurs S6 et Sg sont ouverts lorsque la première alternance des pics utiles est positive, ou les interrupteurs S6 et S9 sont fermés et les interrupteurs S7 et S8 sont ouverts lorsque la première alternance des pics utiles est négative.

Le signal appliqué sur l'entrée 102 est dirigé vers un filtre passe-haut à capacités commutées de fréquence de coupure asservie par la fréquence du signal lui-même. Cette opération a pour but de supprimer le faux rond F.

En fait, comme illustré sur les figures annexées, le passe-haut est obtenu en utilisant un passe-bas 130 à capacités commutées pour isoler la composante basse fréquence du signal, puis soit en retranchant du signal sa composante basse fréquence, dans l'étage A3 (cas d'une première alternance positive des pics utiles P avec fermeture des interrupteurs S7 et 58), soit en retranchant le signal de la composante basse fréquence dans l'étage A3 (cas d'une première alternance négative des pics utiles P avec fermeture des interrupteurs S6 et S9).

La possibilité d'inversion de la soustraction dans l'étage A3, grâce à l'agencement des interrupteurs 56, S7, S8 et S9 permet d'obtenir en sortie un signal dont les pics positifs correspondent toujours à ceux d'amplitude maximale, c'est-à-dire en fait à la première alternance des pics utiles. Le signal issu de l'étage passe haut, c'est-à-dire de l'étage A3 est dirigé vers le filtre passe haut C4-R14 qui élimine la tension d'offset, puis sur l'étage amplificateur A4. On récupère ainsi sur la sortie 104 du module 100 des pics périodiques d'amplitude positive, comprise entre 0,5 volts et 4 volts. Ce signal est dirigé vers le module 200 illustré sur la figure 8 et dont le fonctionnement a été décrit précédemment.On rappellera que le comparateur K1 commande l'ouverture de l'interrupteur
SC lorsque la tension de la capacité C5 est inférieure à l'amplitude du signal présent sur l'entrée 202. Ainsi, la capacité C5 mémorise les crêtes du signal d'entrée. L'étage 220 définit une valeur seuil qui correspond de préférence à 64 % de la tension crête mémorisée dans la capacité C5. La sortie du comparateur K2 est au niveau bas tant que le niveau du signal d'entrée est inférieur à la valeur seuil (par exemple lors de l'apparition des oscillations parasites p). La sortie du comparateur K2 passe au niveau haut lorsque le niveau du signal appliqué à l'entrée 202 devient supérieur à la valeur seuil, c'est-à-dire lors de l'apparition de pics utiles P.Le rafraîchissement de la tension crête mémorisée sur la capacité C5 est obtenu grâce au monostable MI et à l'interrupteur commandé SD.

Les créneaux obtenus sur la sortie 204 du module 200 qui coïncident avec les pics utiles P, sont appliqués à l'entrée 302 du module 300. Ces créneaux vont donc activer l'étage trigger 310 et de là le monostable M2 qui génère des impulsions de durée 2,5 ms. Ces impulsions sont délivrées sur la sortie 304 qui correspond à la sortie du dispositif.

On rappellera par ailleurs que ces impulsions de sortie sont utilisées dans le module 400 pour générer les signaux d'horloge HI, H2 commandant l'étage filtre 130 à capacités commutées. Ainsi, la fréquence de coupure est asservie à la fréquence du signal lui-même.

Dans le cadre de la présente invention les interrupteurs commandés SI à 523 ainsi que SA, SB SC et SD seront de préférence formés de transistors. Le dispositif précédemment décrit peut être suivi d'un module assurant une mesure numérique de fréquence, lui-même suivi d'un module convertisseur parallèle/série.

On notera par ailleurs que le dispositif de mise en forme précédemment décrit peut être aisément intégré; Cependant, dans le cadre d'une telle intégration, il est souhaitable de remplacer des monostables précités par des compteurs, de façon connue en soi par l'homme de l'art.

Bien entendu la présente invention n'est pas limitée au mode de réalisation qui vient d'être décrit mais s'étend à toutes variantes conformes à son esprit.

Ainsi par exemple l'une des paires d'interrupteurs S6, Sq ou
S7, S8 pourrait être omise afin de limiter le module 100 à l'une des deux configurations précédemment décrites.

Claims

REVENDICATIONS

1. Dispositif de mise en forme de signaux analogiques fréquentiels, du type PMH comprenant des pics alternatifs périodiques constituant le signal utile, superposés à une oscillation basse fréquence parasite, caractérisé par le fait qu'il comprend un module de traitement (100)qui comporte un filtre. passe-haut (130, 140) à capacités commutées.

2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le filtre passe-haut (130, 140) comprend un filtre passe-bas (130) et un étage soustracteur (140).

3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé par le fait qu'il comprend en outre des interrupteurs commandés (S6, S7, S8, S9) permettant de modifier la configuration du filtre passe-haut afin, sélectivement, de soustraire la composante basse fréquence du signal issue du filtre passe-bas, du signal d'entrée, ou alternativement de soustraire le signal d'entrée de la composante basse fréquence issue du filtre passe-bas.

4. Dispositif selon l'une des revendications 2 ou 3, caractérisé par le fait que le filtre passe-bas (130) est du type à capacités commutées (C1, C2).

5. Dispositif selon l'une des revendications I à 4,, caractérisé par le fait qu'il comprend un module (100) assurant une fonction d'amplication, protection et filtrage, un module (200) assurant une fonction de rétention de crêtes, un module (300) assurant une fonction de cadencement, et un module (400) assurant une fonction de multiplication de fréquence du signal d'entrée.

6. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé par le fait qu'il comprend un module de traitement (100) comprenant un filtre passe-haut (130, 140) suivi d'un étage amplificateur (160, 170).

7. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé par le fait que le filtre passe-haut (135, 140) est précédé d'un étage suiveur (120).

8. Dispositif selon l'une des revendications I à 7, caractérisé par le fait qu'il comprend un étage de rétention de crêtes (200) comprenant une capacité (C5) apte à mémoriser les crêtes du signal d'entrée, un étage (220) définissant une valeur seuil proportionnelle à la valeur crête mémorisée, et un étage comparateur (230) comparant le signal d'entrée à la valeur crête mémorisée.

9. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé par le fait que la capacité (C5) apte à mémoriser les crêtes du signal d'entrée est associée à un comparateur (KI) qui compare la valeur du signal d'entrée à la valeur crête mémorisée, et un interrupteur commandé (SC) qui contrôle la charge de la capacité (C5) pour rafraîchir la valeur crête mémorisée lorsque le comparateur associé (K1) détecte que la valeur du signal d'entrée est supérieure à.la valeur crête précédemment mémorisée.

10. Dispositif selon l'une des revendications 8 ou 9, caractérisé par le fait que la valeur crête mémorisée sur la capacité (C5) est rafraîchie par décharge de la capacité (C5) lorsque l'étage comparateur (23G) détecte que l'amplitude du signal d'entrée est supérieure å la valeur seuil définie.

11. Dispositif selon la revendication 10, caractérisé par le fait que le rafraîchissement de la valeur crête mémorisée, par décharge de la capacité (C5), est contrôlé par un interrupteur de commande (SD) piloté par un monostable (M1).

12. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 11, caractérisé par le fait qu'il comprend un module de cadencement (300) qui comprend un étage trigger d'entrée (310) et un étage monostable (320) en sortie.

13. Dispositif selon la revendication 12, caractérise par le fait que le module de cadencement comprend en outre une porte logique (NI) apte à assurer une combinaison logique de la sortie de l'étage trigger (310) et de l'étage monostable (320).

14. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 13, caractérisé par le fait qu'il comprend des moyens (400) aptes à générer deux signaux d'horloge (H1, H2), sans recouvrement, de fréquence multiple du signal d'entrée, pour piloter un filtre à capacités commutées (130).

15. Dispositif selon l'une des revendications I à 14, caractérisé par le fait qu'il comprend un étage multiplicateur de fréquence comprenant un premier compteur (Cl) qui compte les impulsions d'un signal d'horloge pendant une période du signal d'entrée, un registre (LI), des moyens (Q8-Ql7, 53, 54, J5, 56, P7) qui divisent le contenu du premier compteur et transfèrent le résultat divisé dans le registre (lui) à la fin de la période de comptage, un second compteur (C2) qui compte les impulsions du même signal d'horloge, des moyens de comparaison (X0-X9) qui comparent le contenu du registre au contenu du second compteur et délivrent en sortie un signal de fréquence multiple de la fréquence du signal d'entrée, selon un facteur de multiplication égal au facteur de division.

16. Dispositif selon la revendication 15, caractérisé par le fait que le signal (MR2) obtenu en sortie des moyens de comparaison est divisé par une bascule (57) puis recombiner par des portes logiques (pli, P12) pour délivrer deux signaux d'horloge (HI, H2) à fréquence multiple du signal d'entrée, sans recouvrement.

17. Dispositif selon la revendication 16, caractérisé par le fait que les signaux d'horloge (H1, H2) pilotent un filtre à capacités commutées (130).