FR2753020A1

FR2753020A1 - Phase controller for electrical signal

Info

Publication number: FR2753020A1
Application number: FR9610847A
Authority: FR
Inventors: Jacques Pontois
Original assignee: SOC ET ET D ENTREPRISES ELECTR
Current assignee: SOC ET ET D ENTREPRISES ELECTR
Priority date: 1996-09-05
Filing date: 1996-09-05
Publication date: 1998-03-06

Abstract

The controller comprises a power distributor (1) with n output channels, n being an integer greater than 2. This receives on its input the signal to be phase-shifted and produces n output signals which are connected to n circuits (2,3,4). Each circuit comprises phaser shifters (5,6,7) which provide a phase shift of 2pi/n on the respective output signals from the distributor. A number of multipliers (8-10) provide multiplication coefficients (K+,Ko,K-) which can be modified by a control device (12) in order to vary the corresponding amplitudes of the n signals. The resulting signals are applied to a summing circuit (13) which combines the signals and produces an output. The output is therefore phase shifted by a controlled amount determined by the control signals applied to the multipliers.

Description

La présente invention concerne un dispositif de commande de la phase d'un signal électrique. The present invention relates to a device for controlling the phase of an electrical signal.

Plus particulièrement, la présente invention concerne un tel dispositif qui permet de régler la phase d'un signal électrique de façon continue entre O et 3600. More particularly, the present invention relates to such a device which makes it possible to adjust the phase of an electrical signal continuously between 0 and 3600.

On connaît déjà dans l'état de la technique, des dispositifs de ce type qui permettent de régler la phase d'un signal sinusoïdal en faisant varier les valeurs de deux réactances ou d'une réactance et d'une résistance. Already known in the prior art, devices of this type which make it possible to adjust the phase of a sinusoidal signal by varying the values of two reactances or of a reactance and of a resistance.

Cependant, ces dispositifs présentent un certain nombre d'inconvénients et notamment celui de présenter un déphasage entre l'entrée et la sortie qui dépend de la fréquence du signal. However, these devices have a certain number of drawbacks and in particular that of having a phase shift between the input and the output which depends on the frequency of the signal.

De plus, l'amplitude du signal de sortie n'est pas constante. In addition, the amplitude of the output signal is not constant.

Le but de l'invention est donc de résoudre ces problèmes en proposant un dispositif qui soit simple et fiable. The object of the invention is therefore to solve these problems by proposing a device which is simple and reliable.

A cet effet, l'invention a pour objet un dispositif de commande de la phase d'un signal électrique, caractérisé en ce qu'il comporte un répartiteur de puissance à n voies de sortie, n étant en nombre entier supérieur à 2, recevant en entrée le signal à déphaser et présentant n sorties de signaux raccordées à n circuits comportant des déphaseurs de 2/n des signaux respectifs de sortie du répartiteur et des multiplicateurs à coefficients de multiplication modifiables par des moyens de pilotage, pour faire varier les amplitudes correspondantes des n signaux et un sommateur de combinaison des n signaux issus de ces circuits pour délivrer en sortie, un signal électrique à déphasage commandé par pilotage des coefficients de multiplication des multiplicateurs intégrés dans les n circuits. To this end, the subject of the invention is a device for controlling the phase of an electrical signal, characterized in that it comprises a power distributor with n output channels, n being an integer greater than 2, receiving as an input, the signal to be phase-shifted and having n signal outputs connected to n circuits comprising phase shifters of 2 / n of the respective distributor output signals and multipliers with multiplication coefficients modifiable by control means, to vary the corresponding amplitudes n signals and a combination summator of the n signals from these circuits to output, an electrical phase shift signal controlled by controlling the multiplication coefficients of the multipliers integrated in the n circuits.

Avantageusement, n est égal à 3. Advantageously, n is equal to 3.

L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant au dessin annexé qui représente un schéma synoptique illustrant la structure générale et le fonctionnement d'un exemple de réalisation d'un dispositif de commande selon l'invention. The invention will be better understood on reading the description which follows, given solely by way of example and made with reference to the appended drawing which represents a block diagram illustrating the general structure and the operation of an exemplary embodiment of the invention. 'a control device according to the invention.

Ainsi qu'on peut le voir sur cette figure, un dispositif de commande de la phase d'un signal électrique, selon l'invention, comporte un répartiteur désigné par la référence générale 1 sur cette figure, recevant en entrée le signal électrique Eejot, dont il y a lieu de commander la phase et présentant n voies de sortie, n étant un nombre entier supérieur à 2. As can be seen in this figure, a device for controlling the phase of an electrical signal, according to the invention, comprises a distributor designated by the general reference 1 in this figure, receiving the electrical signal Eejot as input, the phase of which must be controlled and having n output channels, n being an integer greater than 2.

Dans l'exemple de réalisation représenté sur cette figure, n est égal à 3. In the embodiment shown in this figure, n is equal to 3.

On conçoit alors que le répartiteur 1 comporte trois sorties de signaux, raccordées à n circuits, c'està-dire trois circuits dans l'exemple décrit, désignés par les références générales 2,3 et 4 sur cette figure. It is therefore understood that the distributor 1 has three signal outputs, connected to n circuits, that is to say three circuits in the example described, designated by the general references 2, 3 and 4 in this figure.

Ces n circuits comportent des déphaseurs de 2n/n des signaux respectifs de sortie du répartiteur et des multiplicateurs à coefficients de multiplication modifiables par des moyens de pilotage, pour faire varier les amplitudes correspondantes des n signaux, comme cela sera décrit plus en détail par la suite. These n circuits include phase shifters of 2n / n of the respective distributor output signals and multipliers with multiplication coefficients modifiable by control means, to vary the corresponding amplitudes of the n signals, as will be described in more detail by the after.

Les différents déphaseurs des circuits 2,3 et 4 décrits précédemment, sont désignés par les références 5,6 et 7 sur cette figure. The different phase shifters of the circuits 2,3 and 4 described above, are designated by the references 5,6 and 7 in this figure.

Les multiplicateurs de ces circuits sont quantà-eux désignés par les références 8,9 et 10 respectivement sur cette figure. The multipliers of these circuits are designated by the references 8,9 and 10 respectively in this figure.

Une entrée de commande du coefficient de multiplication de chacun de ceux-ci est reliée par l'intermédiaire par exemple d'une ligne de commande désignée par la référence générale 11 sur cette figure, à un dispositif de pilotage 12, qui sera décrit plus en détail par la suite, permettant de modifier le coefficients de multiplication de chaque multiplicateur. An input for controlling the multiplication coefficient of each of these is connected, for example via a control line designated by the general reference 11 in this figure, to a control device 12, which will be described in more detail detail later, allowing the multiplication coefficients of each multiplier to be modified.

De plus, le dispositif de commande selon l'invention comporte un sommateur désigné par la référence générale 13 sur cette figure, permettant de combiner les n signaux issus de ces différents circuits, pour délivrer en sortie, un signal électrique à déphasage commandé par pilotage des coefficients de multiplication des multiplicateurs intégrés dans les n circuits. In addition, the control device according to the invention comprises a summator designated by the general reference 13 in this figure, making it possible to combine the n signals from these different circuits, to deliver as an output, an electrical signal with phase shift controlled by piloting the multiplication coefficients of the multipliers integrated in the n circuits.

Les déphaseurs 5,6 et 7 sont donc adaptés pour délivrer des signaux présentant des phases respectivement de + 2rut/3,0 et - 2R/3, c'est-à-dire en fait des signaux déphasés de 2n/n respectivement, n étant égal à 3 dans l'exemple décrit. The phase shifters 5,6 and 7 are therefore suitable for delivering signals having phases of + 2rut / 3.0 and - 2R / 3 respectively, that is to say in fact phase-shifted signals of 2n / n respectively, n being equal to 3 in the example described.

Bien entendu, un nombre différent de circuits, supérieur à 3, peut être utilisé. Of course, a different number of circuits, greater than 3, can be used.

Une constante de déphasage indépendante de la fréquence ou de la phase choisie, peut également être ajoutée. A phase shift constant independent of the selected frequency or phase can also be added.

Cette constante apparaît sous la forme du terme 9 dans les équations données. This constant appears in the form of the term 9 in the given equations.

On conçoit alors que les signaux issus de ces déphaseurs se présentent sous la forme respectivement de:
E ej(ot+2n/3+), pour le signal de sortie issu du déphaseur désigné par la référence générale 5,
E ej(t+9) pour le signal de sortie issu du déphaseur désigné par la référence générale 6, et
E ej((ot-2n/3+tp) pour le signal de sortie issu du déphaseur désigné par la référence générale 7 sur cette figure.It can therefore be seen that the signals from these phase shifters are in the form of:
E ej (ot + 2n / 3 +), for the output signal from the phase shifter designated by the general reference 5,
E ej (t + 9) for the output signal from the phase shifter designated by the general reference 6, and
E ej ((ot-2n / 3 + tp) for the output signal from the phase shifter designated by the general reference 7 in this figure.

Les coefficients de multiplication des multiplicateurs 8,9 et 10 sont désignés par les références générales K+, Ko et K- respectivement, et se retrouvent dans les équations des signaux de sortie de ces multiplicateurs. The multiplication coefficients of the multipliers 8,9 and 10 are designated by the general references K +, Ko and K- respectively, and are found in the equations of the output signals of these multipliers.

Les valeurs de ces coefficients multiplicateurs sont fixés grâce au dispositif de pilotage 12 pour obtenir le déphasage souhaité du signal de sortie du sommateur 13, après combinaison par celui-ci des signaux présentant alors des amplitudes déterminées pour obtenir le déphasage souhaité du signal électrique. The values of these multiplying coefficients are fixed by means of the control device 12 to obtain the desired phase shift of the output signal from the summing device 13, after combination by the latter of the signals then having amplitudes determined to obtain the desired phase shift of the electrical signal.

Il va de soi bien entendu que ce dispositif de pilotage 12 peut présenter n'importe quelle structure appropriée, comme par exemple à microprocesseur ou autre, permettant de calculer les coefficients à partir du déphasage souhaité du signal en sortie du sommateur. It goes without saying of course that this control device 12 can have any suitable structure, such as for example a microprocessor or other, making it possible to calculate the coefficients from the desired phase shift of the signal at the output of the adder.

De même, les différents éléments constitutifs du dispositif qui viennent d'être décrits peuvent être constitués par des moyens classiques bien connus dans l'état de la technique, les déphaseurs pouvant comporter par exemple des filtres passe-tout, tandis que les multiplicateurs peuvent comporter par exemple des atténuateurs commandables, des amplificateurs à gain commandable, etc.. Likewise, the various constituent elements of the device which have just been described may be constituted by conventional means well known in the state of the art, the phase shifters may include, for example, all-pass filters, while the multipliers may include for example controllable attenuators, amplifiers with controllable gain, etc.

On conçoit alors que le dispositif de commande selon l'invention présente un certain nombre d'avantages dans la mesure où il permet de déphaser un signal électrique d'une valeur constante commandable quelle que soit sa fréquence sur de très larges bandes, entre O et 360". It can therefore be seen that the control device according to the invention has a certain number of advantages insofar as it makes it possible to phase-shift an electrical signal with a controllable constant value whatever its frequency over very wide bands, between 0 and 360 ".

En outre, ce dispositif ne comporte aucun commutateur mécanique ou électronique, les composants de ce dispositif pouvant tous être des composants à l'état solide et assure une variation continue de la phase du signal de sortie et ce, sans parasite. In addition, this device does not include any mechanical or electronic switch, the components of this device can all be components in the solid state and ensures a continuous variation of the phase of the output signal without interference.

Un tel dispositif trouve de nombreuses applications notamment dans - le neutrodynage en électronique, - la suppression d'interférences entre antennes, - le filtrage spatial et les antennes adaptatives, - les réseaux d'antennes à formation de faisceaux, - les mesures de phases, - les asservissements de phase, etc... Such a device finds numerous applications in particular in - neutrodynage in electronics, - suppression of interference between antennas, - spatial filtering and adaptive antennas, - antenna networks with beamforming, - phase measurements, - phase control, etc.

Claims

1. Device for controlling the phase of an electrical signal, characterized in that it comprises a power distributor (1) with n output channels, n being an integer greater than 2, receiving as input the signal to be phase-shifted and having n signal outputs, connected to n circuits (2,3,4) comprising phase shifters (5,6,7) of 2n / n of the respective output signals of the distributor (1) and multipliers (8,9, 10) with multiplication coefficients (K +, Ko, K-) modifiable by control means (12), to vary the corresponding amplitudes of the n signals and a summator (13) for combining the n signals from these circuits (2 , 3,4) to output an electrical signal with phase shift controlled by driving the multiplication coefficients (K +, Ko, K-) of the multipliers (8,9,10) integrated in the n circuits.

2. Device according to claim 1, characterized in that n = 3.

3. Device according to claim 1 or 2, characterized in that the phase shifters (5,6,7) comprise all-pass filters.