Brevet FR2034329A1 — publié le 19701211

La présente invention concerne un multiplicateur électronique permettant la multiplication entre deux variables représentées par deux signaux électriques modulant-un signal électrique de forme rectangulaire, dont l'amplitude et la durée de chaque créneau pris successivement, constituent respectivement les images de chacune des deux variables à multiplier. Le multiplicateur électronique, selon l'invention, à titre d'exemple non limitatif, effectue la multiplication des deux variables X et Y de la manière suivante. S'il est représenté à titre d'exemple non limitatif la variable X par le module de la durée d'un créneau d'un signal électrique de forme rectangulaire, la variable Y par le module de l'amplitude du même créneau du même signal électronique, la valeur moyenne du signal électrique composite de forme rectangulaire sera représentée par la formule ot M est la valeur moyenne, donc le résultat même de l'opération de multiplication à une constante près que le multiplicateur délivre. Le multiplicateur électronique, selon l'invention, est en partie un dispositif en boucle fermée dont les caractéristiques de fonctionnement sont déterminées en partie par la théorie des servomécanismes. Plus précisément , à titre d'exemple non limitatif, la présente invention concerne un multiplicateur électronique entre deux ou plusieurs variables comprenant 1/ Un ou plusieurs modulateurs électroniques analogues/digitaux dits de durée et d'amplitude, 2/ Un ou plusieurs comparateurs amplificateurs électroniques de tension électrique, 3/ Une horloge électronique dite base de temps, 4/ Un ou plusieurs intégrateurs électroniques dits filtres extracteurs de valeurs moyennes. De préférence, pour mieux faire comprendre comment l'invention peut être réalisée, il est décrit à titre d'exemple non limitatif un mode de réalisation du multiplicateur électronique à l'aide des dessins annexés sur lesquels la figure 1 représente le signal électrique de forme rectangulaire support des variables a multiplier ; la figure 2 représente le principe ae la modulation en durée des créneaux du signal électrique ; les figures 3 et 4 représentent respectivement le principe du modulateur hybride proprement-dit et le principe de la modulation en amplitude des créneaux du signal électrique ; la figure 5 représente le multiplicateur électronique complet avec tous ses éléments intégrés. Le signal électrique de forme rectangulaire 1, représenté par la figure, schématise les images des variables à multiplier X et Y. La durée de la période fondamentale du signal 1 est définie par le signal électrique h de synchronisation et de période T. Le dispositif de modulation de la durée des créneaux du signal 1 est représenté sur la figure 2 et comprend la variable d'entrée X 2, l'amplificateur électronique 3 de la tens-ion dite d'erreur, le modulateur hybride 4, l'intégrateur électronique 5 et l'horloge électronique 6 dite base de temps. Le modulateur 4 délivre un signal électrique 7 d'amplitude fixe, de fréquence h déterminée par l'horloge 6 et de largeur dépendant de la tension de commande délivrée par l'amplificateur 3.La valeur moyenne du signal 7, en sortie de l'intégrateur 5, est égale à à m = h(Ve - V(h)) soit m = 2hOV - V = V(2he - 1) L'amplificateur 3 contrôle la durée d'un créneau du signal 7 en la modifiant de telle sorte que la différence X - m = avec z très voisin de zéro ; avec cette approximation X = m et donc 21h {vX + 10 où V est choisi égal à la valeur maximale de la variable X, soit O = O quand X = -V O = h quand X = o = 2h quand X = O Le modulateur hybride représenté par la figure 3 comprend un générateur de courant 8 qui charge le condensateur 9 à courant constant.Le comparateur 10 délivre une tension maximale négative jusqu'à ce que la tension, aux bornes du condensateur 9, devienne voisine de la tension de commande 11 puis la dépasse, entraînant le comparateur 10 à délivrer une tension maximale positive. Au début et durant tout le temps de la charge à courant constant du condensateur 9, l'interrupteur 12 est ouvert lorsque la tension délivrée par le comparateur 10 devient positive, l'interrupteur 12 se ferme permettant la décharge quasi-instantanée du condensateur 9. Les interrupteurs 13 et 14 connectent ou déconnectent respectivement les tensions positives et négatives à la sortie 15 exprimée par Sot). La commande des interrupteurs 13 et 14 est simultanée à la commande de l'interrupteur 12 de la façon qui suit : quand l'interrupteur 12 est ouvert, l'interrupteur 13 est fermé et l'interrupteur 14 ouvert, faisant ainsi apparaître une tension positive +V en sortie 15. Quand l'interrupteur 12 est fermé, l'interrupteur 13 est ouvert et l'interrupteur 14 est fermé, faisant ainsi apparaître une tension négative -V en sortie 15. Ces différents interrupteurs représentés schématiquement peuvent être constitués, à titre d'exemple non limitatif, par des semi-conducteurs à circuits intégrés ou à éléments discrets. Le dispositif de modulation de l'amplitude des créneaux du signal 1 est représenté schématiquement sur la figure 4. La variable Y 16 attaque deux voies parallèles, comportant respectivement, pour la voie directe un interrupteur 17, et pour la voie inverseur, un inverseur 18 suivi d'un interrupteur 19, ces deux voies aboutissant au point de sortie 20. La voie comportant l'interrupteur 17 délivre le signal de sortie en 20 qui est pris sur la variable Y 16 elle-même lorsque 2 - X > 0. Le temps d'ouverture de l'interrupteur 17 est 8 = T2 + î). La voie comportant l'inverseur 18 et l'interrupteur 19 délivre le signal de sortie en 20 qui est pris sur l'inverse de la variable X 2, lorsque 1 - X Le multiplicateur électronique est représenté sur la figure 5 et comprend essentiellement, à titre d'exemple non limitatif, les éléments suivants : la variable X 21 attaque l'amplificateur comparateur 22, lequel est connecté au modulateur de durée 24 qui reçoit de l'horloge 23 le signal de synchronisation h, dit aussi base de temps ; le signal électrique composite de forme rectangulaire 1 attaque un intégrateur électronique 27 dont la sortie sert à la fermeture de la boucle sur le comparateur 22, tandis qu'une dérivation de cette même sortie délivre le même signal électrique composite au modulateur d'amplitude' 25, lequel est attaqué par la variable Y 26 ; le signal de sortie du modulateur 25 est alors intégré pour fournir le signal électrique support du résultat de la multiplication en X.Y 28. REVEYDICAUIONS L'invention concerne : I/ Un multiplicateur électronique permettant la multiplication entre deux variables représentées par deux signaux électriques modulant un signal électrique, de forme rectangulaire, dont l'amplitude et la durée de chaque créneau pris successivement, constituent les images des variables à multiplier, ces créneaux étant eux-memes synchronisés par un signal de fréquence h et de période fondamen tale T. 2/ Un multiplicateur électronique selon 1 susceptible d'effectuer, dans un temps très court avec une très grande précision et liné arité, des multiplications entre deux variables, soit sur une quel conque combinaison des variables, soit prises individuellement, soit multipliées par elle-=êmess constituant des élévations en puissance de cette ou ces variables0 3/ Un multiplicateur électronique, selon 1, de structure modulaire, pouvant effectuer les opérations de multiplications sur autant de variables qu'il peut titre désiré sans aucune limitation du nombre de ces variables, 4/ Des modes de réalisation du multiplicateur selon 1, caractérisés par les points suivants a) Un ou plusieurs modulateurs électroniques analogues digitaux dits de durée, fonctionnant en boucle fermée, constitués par un circuit intégré à large échelle, b) Un ou plusieurs modulateurs électroniques analogues diti- taux dits dXamplitude, constitués par un circuit intégré à large échelle, c) Une ou plusieurs horloges électroniques dites bases de temps, constituées par un oscillateur électronique commandé par tension électrique, d) Un ou plusieurs intégrateurs électroniques dits filtres extracteurs de valeur moyenne, constitués par cellules: capacités et bobines self-induction, 5/ Des modes de réalisation du multiplicateur selon 1 et 4 dans lequel: l'horloge électrique dite de base temps, est constituée par un oscillateur électronique synchronisé ou fixe du type mul tivibrateur. 6/ Des modes de réalisation du multiplicateur selon 1 et 4 dans lequel: l'intégrateur électronique dit filtre extracteur de valeur moyenne est constitué par cellules: capacités et résistances ou capacités et résistances avec amplificateurs opérationnels.