Brevet FR2027724A1 — publié le 19701002

Selon 1*invention, un circuit électrique répondant à un déphasage pour indiquer des variations de phase d'un signal d'entrée comprend une source d'impulsions régulièrement espacées, un moyen pour déceler le nombre des dites impulsions engendrées 5 entre le passage d'un point choisi du cycle d'un signal de référence et le passage d'un point correspondant du cycle coexistant du signal d'entrée et un moyen répondant à une différence dans le nombre des impulsions décelées pour des cycles successifs du signal d'entrée afin d'indiquer les dites variations de phase. 10 I»e circuit est de préférence disposé pour établir à tout instant une indication de la variation de phase du signal d'entrée par rapport à sa phase au début d'une période de fonctionnement du circuit. Le circuit peut être utilisé dans des appareils de mesure 15 de déplacements dans lesquels le signal d'entrée est engendré par un transducteur analogique à déphasage, la phase du signal d'entrée variant en fonction du déplacement mesuré. Le moyen pour établir une indication de la variation de phase résultante peut alors indiquer le déplacement résultant 20 mesuré pendant la période. L'indication du déplacement peut être visualisée en une imité de mesure (par exemple en pouces) et l'indication peut être convertie en une autre unité (par exemple en millimètres) par le choix d'un nombre différent d'impulsions par cycle de référence. 25 Si N impulsions sont engendrées pour chaque cycle du signal de référence pour indiquer un déplacement en pouces, mie fréquence de répétition de 1,016 N ou 1,2? îf impulsions par cycle par exemple établira une indication en unités métriques. On décrira maintenant, à titre d'exemple, une forme d'exé-30 cution de l'invention en référence au dessin annexé dans lequel : la figure 1 est un schéma par blocs d'un circuit selon l'invention ; et la figure 2 est un graphique en fonction du temps montrant le fonctionnement du circuit. 55 En référence maintenant à la figure 1 du dessin, une source du signal de référence 1 alimente une souree du signal de phase variable 2 qui engendre un signal ayant la même fréquence que le signal de référence mais ayant une phase variable par rapport au signal de référence. La source 2 peut, par exemple, 69 45610 2 2027724 être tout type de transducteur analogique à déphasage tel quîtux appareil synchro et peut être utilisée pour fournir un signal dont la phase varie en fonction d'une grandeur à mesurer (déplacement, vitesse, etc 5 Une source 3 d,impulsions d'horloge engendre un train continu d'impulsions qui sont fournies à un compteur 4 à marche libre» Le compte auquel le compteur 4 se remet à zéro et se recycle est commandé par une commande de compte maximal 5* Le signal de référence provenant de la source 1 est prélevé du 10 compteur 4 et de la commande 5 de telle façon que chaque cycle du signal de référence soit complété quand le compteur 4 se remet à zéro. Dans une application particulière, comme on le décrira ci-après, le nombre d'impulsions dans chaque train peut être réglé soit à 500 impulsions, soit à 508 impulsions par cycle du 15 signal de référence. La partie (a) de la figure 2 du dessin montre un signal de référence à onde rectangulaire tandis que la partie (b) de la figure 2 représente la sortie de la source d'impulsions d'horloge 3 comprenant 500 impulsions pour chaque cycle du signal de réfé-20 rence comme indiqué sur la partie (c) de la figure 2. La partie (d) de la figure 2 montre le signal provenant de la source 2 et, à simple titre d'exemple, on a représenté des déphasages différents pour les trois premiers cycles de ce signal. En pratique, la phase de cycles successifs ne peut pas changer aussi iortemenc 25 que pour ceux représentés. Au début de chaque cycle du signal de référence, un compte des impulsions d'horloge est mis en marche. Le compte atteint 499 et à l'impulsion d'horloge suivante se remet à 000, au début d'un nouveau cycle de référence. Une impulsion de 30 verrouillage est fournie en provenance d'un émetteur d'impulsions de verrouillage 6 pour retenir la dernière valeur de compte dans une mémoire du"nouveau compte" 7 chaque fois qu'un bord devenant positif du signal provenant de la source 2 est décelé. Par suite-, la mémoire 7 contient un compte représentant le retard entre le 35 bord de tête 14-16-19-21 du signal de référence et le bord de tête 1,5-17-20-22 du signal à phase variable. Ce compte est transféré à une mémoire du "compte précédent" 8 quand une variation quelconque de phase a été décelée. Le compte du compteur 4 est comparé de façon continue avec le 4Q compte précédent de la mémoire 8 par un comparateur 9. L'impui- 69 45610 3 2027724 sion de:verrouillage et le signal de sortie provenant du comparateur 9 sont fournis à un détecteur d'erreur ou de déphasage 10 qui décèle toute variation de phase du signal provenant de la source 2. Quand une variation de phase se présente, le détecteur 5 10 passe par une ligne 23 l'instruction "comptage" à un émetteur d'impulsions de comptage 11 et passe par une ligne 18 à un compteur réversible 12 une instruction "addition" ou "soustraction" indiquant le sens demandé (comptage ou décomptage). L'émetteur d'impulsions de comptage 11 est de préférence un dispositif à 10 porte électronique qui est ouvert ou fermé par le détecteur 10 pour permettre ou empêcher le passage d'impulsions de comptage de la source d'impulsions d'horloge 3 au compteur réversible 12. Le compteur 12 actionne un indicateur 13 pour indiquer une• variation du compte et par suite une variation de la phase du signal de phar 15 se variable. Le fonctionnement du détecteur 10 et des étages asseciés s'effectue corne exposé ei-après. A partir du premier bord de tête 14 du signal de référence représenté sur la partie (a) de la figure-2, les impulsions d'horloge sont fournies à la mémoire 7- Quand le premier bord de 20 tête 15 du signal de phase variable se présente, une impulsion de verrouillage est engendrée par l'émetteur d'impulsions de verreuillage 6 et le dernier compte est retenu dans la mémoire 7* Le compte dans la mémoire 7 serait alors 125 comme représenté sur la partie (c) de la figure 2. Si on suppose qu'aucune variation 25 de phase ne s'est présentée depuis le cycle précédent, le compte dans la mémoire 8 sera aussi 125- On supposera que la phase du signal de phase variable a été retardée pour le cycle suivant et le compte atteindra alors un nombre plus élevé que 125 avant la présence du bord de tête 30 suivant 1-7 (et par suite avant que l'impulsion de verrouillage suivante soit engendrée). Quand le compte atteint 125, le comparateur 9 reconnaît l'égalité de ce compte et du compte précédent de la mémoire 8 et, en l'absence d'une impulsion de verrouillage, le détecteur 10 engendre les instructions "comptage" et 35 "addition". L'émetteur d'impulsions de comptage 11 laisse alors passer une impulsion d'horloge au compteur réversible 12 pour ce compte et pour chaque compte suivant pour lequel l'impulsion de. verrouillage est absente. Chaque impulsion, conformément à l'instruction "addition", ajoute 1 au chiffre de moindre poids 40 du compteur 12 et de l'indicateur 13- 69 45610 4 2027724 Quand le compte dans le compteur 4 atteint 200, le bord de tête suivant 17 du signal de phase variable se présente et une impulsion de verrouillage est appliquée à la mémoire 7 pour emmagasiner le compte. A ce moment, 75 impulsions de comptage ont 5 été fournies au compteur 12 et le nombre représenté aura ainsi augmenté de 75» Le détecteur 10, en recevant l'impulsion de verrouillage, cesse d'engendrer l'instruction "comptage" et de nouvelles impulsions ne sont plus transmises par l'émetteur d'impulsions de 10 comptage 11. Eu même temps, le compte de 200 est transféré de la mémoire 7 à la mémoire 8. A titre d'exemple, on supposera que la phase du signal à phase variable est avancée pour le cycle suivant. Le bord de tête 20 du signal à phase variable et par suite l'impulsion de verrouillage suivante se présente alors quand le 15 nouveau compte atteint 175» c'est-à-dire avant le compte précédent de 200. L'impulsion de verrouillage est donc fournie au détecteur 10 avant que le comparateur 9 indique l'égalité entre le compte précédent et le compte en cours. Sans ce cas, le détecteur 10 20 engendre les instructions "comptage" et "soustraction" pour ce compte et pour chaque compte suivant jusqu'à ce que le comparateur 9 décèle l'égalité entre les comptes de la mémoire 8 et du compteur 4, c'est-à-dire quand ce dernier compte atteint 200* 25 impulsions ont alors passé au compteur 12 et, conformément aux 25 instructions "comptage" et "soustraction", le nombre de l'indicateur 13 a été diminué de 25. Le compte de 175 dans la mémoire 7 passe alors à la mémoire 8 et aucun comptage supplémentaire n'a lieu. A titre d'exemple, on supposera que la phase du signal de phase variable 30 ne change pas pour le cycle suivant. Le bord de tête 22 du signal à phase variable, et par suite l'impulsion de verrouillage suivante, se présentent alors à l'instant où le comparateur 9 décèle l'égalité entre le nouveau compte et le compte précédent. Des impulsions de comptage ne sont donc pas fournies au compteur 12 35 et le nombre indiqué reste donc sans changement. Si l'indicateur 13 est remis à zéro ou à quelque autre nombre prédéterminé au départ du fonctionnement, le nombre représenté à tout instant suivant établit une indication de tout déphasage du signal de phase variable à cet instant par rapport 40 à sa phase au départ du fonctionnement. 69 45610 5 2027724 Comme exemple d'une application particulière du circuit, la source du signal de phase variable 2 peut être un synchrotrans-metteur attaché à la vis mère d'une machine-outil (non représentée) et disposé pour établir un signal dont la phase varie linéairement 5 avec le déplacement d'un chariot d'outil etc .. mis en position par la vis mère. Dans cet exemple, on supposera qu'un décalage de phase dans l'intervalle de 0° à 360° représente un déplacement correspondant dans l'intervalle de 0 à 0,05 pouce. Dans le cas ci-dessus dans 10 lequel 500 impulsions d'horloge sont engendrées dans chaque cycle du signal de référence, chaque impulsion d'horloge, et par suite chaque impulsion comptée dans le compteur 10 et apparaissant dans^ l'indicateur 13, correspond à un déplacement de 0,0001 pouce et l'indicateur donne donc une indication directe en pouces. Comme 15 l'indication est incrémentale, elle indiquera à tout instant le déplacement résultant du chariot qui a eu lieu depuis la première valeur portée par l'indicateur 1.3. Si le nombre d'impulsions d'horloge par cycle du signal de référence est changé en 508 par la commande 5» chaque impulsion 20 d'horloge qui passe au compteur 12 correspondra à un déplacement de 2,5 microns et l'indicateur peut alprs donner une indication directe du déplacement en unités métriques. Au lieu de 508 impulsions par cycle de référence, on peut utiliser 635 impulsions par cycle de référence. Dans ce cas, chaque impulsion d'horloge 25 passant au compteur 12 correspondra à un déplacement de 2,0 microns. On peut choisir tout nombre d'impulsions d'horloge par cycle selon l'application particulière de l'appareil, mais on voit que, si N impulsions d'horloge par cycle donnent une indication directe en pouces, 1,016 ÎT ou 1,27 H" impulsions par cycle donne-30 ront l'indication en unités métriques. Bien qu'on ait représenté à titre d'exemple les signaux de référence et de phase variable à ondes rectangulaires, l'un quelconque des signaux ou les-deux peuvent être de toute autre forme cyclique telle qu'une forme sinusoïdale. Le début et la fin du 35 compte d'impulsions d'horloge peut.alors se présenter par exemple aux points des signaux de référence et de phase variable respectivement auxquels la forme d'onde devient positive et traverse l'axe zéro. En variante, on peut choisir tous autres points revenant cycliquement sur les deux formes d'onde. 40 De façon analogue, bien que les signaux de référence et de phase variable et les impulsions d'horloge soient tous représentés comme des impulsions positives, certains signaux ou tous pourraient être des signaux devenant négatifs pourvu que les éléments du circuit soient disposés pour accepter ces signaux. 45 Le circuit peut être utilisé dans toute application dans laquelle le signal d'entrée est un signal de phase variable. Comme le compteur 12 produit un compte incrémental représentant le déphasage résultant pendant une période, il n'a besoin d'aucune donnée fixe. Par suite, au commencement de la période,^le nombre de 50 l'indicateur 13 peut être posé à toute valeur désirée. 69 45610 6 2027724 REVEffPIOATIQga. 1. Circuit électrique répondant à un déphasage pour indiquer des variations de phase d'un signal d'entrée, comprenant une source d'impulsions espacées régulièrement, un moyen pour déceler 5 le nombre des dites impulsions engendrées entre le passage d'un point choisi du cycle d'un signal de référence et le passage d'un point correspondant du cycle coexistant du signal d'entrée, et un moyen répondant à une différence dans le nombre d'impulsions décelé pour des cycles successifs du signal d'entrée afin d'indi-"10 quer les dites variations de phase. 2. Circuit électrique selon la revendication 1, disposé pour établir, à tout instant, une indication de la variation de phase du signal d'entrée par rapport à sa phase au début d'une période de fonctionnement du circuit. 3. Circuit électrique selon la revendication 1 ou la revendication 2, comprenant une première mémoire disposée pour emmagasiner un compte d'un nombre des dites impulsions régulière^ ment espacées décelées pendant un cycle courant du signal d'entrée et une seconde mémoire dans laquelle est emmagasiné un compte 20 correspondant pour le dernier cycle précédent. 40 Circuit électrique selon la revendication 3, comprenant un comparateur disposé pour comparer le compte dans la dite seconde mémoire* au cempte pour le dit cycle courant. 5. Circuit électrique selon la revendication 4, comprenant 25 un générateur d'impulsions de verrouillage pour ...engendrer une impulsion de verrouillage lors de la présence du dit point correspondant . 6. Circuit électrique selon la revendication 5, comprenant un moyen détecteur d'erreur répondant à la production de la dite 50 impulsien de verrouillage et à la comparaison des dits comptes pour produire la génération d'impulsions de comptage, le nombre étant égal à la différence entre le compte dans le dit second moyen d'emmagasinage et le compte pour le dit cycle courant. 7. Circuit électrique selon la revendication 6, comprenant 35 un compteur réversible disposé pour compter ou décompter les dites impulsions de comptage lors de l'action d'un signal de commande provenant du dit moyen détecteur d'erreur. 80 Circuit électrique selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant un moyen pour visualiser une repré-: 40 sentation des dites variations de phase. 69 45610 7 2027724 9. Circuit électrique selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la génération de chaque cycle du signal de référence résulte de la génération du nombre prédéterminé des dites impulsions espacées régulièrement. 5 10. Circuit électrique selon la revendication 9» dans lequel le dit nombre prédéterminé est choisi de façon que les variations de phase soient indiquées dans un système d'unités requis. 11. Circuit électrique selon la revendication 10, dans 10 lequel la phase du dit signal d'entrée représente Tin déplacement à mesurer et dans lequel le dit nombre prédéterminé a l'une de deux valeurs qui sont dans un rapport de N à 1,016 lî de façon que la dite différence dans le nombre d'impulsions décelées pendant des cycles successifs représente le déplacement soit en pouces, 15 soit en unités métriques respectivement. 12. Circuit électrique selon la revendication 10, dans lequel la phase du dit signal d'entrée représente un déplacement à mesurer et dans lequel le dit nombre prédéterminé a l'une de deux valeurs qui sont dans le rapport de N à 1,27 N de façon que 20 la dite différence dans le nombre d'impulsions décelées pendant des cycles successifs représente le déplacement soit en pouces, soit en unités métriques respectivement. 13. Circuit électrique selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le dit signal d'entrée est engen- 25 dré' par un transducteur analogique à déphasage.