Brevet FR2086279A1 — publié le 19711231

La présente invention concerne un procédé et un dispositif pour la conversion d'un signal périodique en un signal polyphasé. On a "besoin, pour des applications dans des domaines 5 très variés, de former un certain déphasage à partir du même signal divisé en deux ou plusieurs dérivations. Cet effet est habituellement obtenu au moyen de réseaux de déphasage constitués d'inductances et de capacitances. Ces réseaux présentent cependant les inconvénients, d'une part, de donner difficilement 10 des dispositifs à large bande et, d'autre part, de donner des dispositifs devenant encombrants et coûteux aux fréquences basses. la présente invention a donc pour objet de fournir un déphasage désiré sur le même signal divisé en deux ou plusieurs dérivations, au moyen d'un échantillonnage, moyennant quoi on 15 peut obtenir très exactement le déphasage désiré et dans une large bande de fréquence, sans nécessairement imposer des impératifs importants d'ajustage et de glissement aux circuits à résonance. L'invention sera décrite en détails ci-après, selon 20 une forme possible de réalisation, en regard Jdu dessin.' annexé sur lequel la figure 1 représente un schéma synoptique d'un dispositif selon l'invention, et la figure. 2 représente un graphique illustrant le rapport existant entre un signal périodique et les impulsions obtenues au moyen du processus d'échantillonnage. 25 La figure 1 représente un dispositif selon l'invention, appliqué à la conversion d'un signal en trois phases. Le dispositif comprend un mélangeur G- dans lequel un signal de fréquence f devant être converti en un signal triphasé est mélangé avec un signal de fréquence 5fQ, dans lequel f est 30 une fréquence choisie arbitrairement supérieure a- 2/3 f» qui peut être également exprimée de façon que la fréquence', f soit comprise entre les limites 0 et 3/2fQ. Le signal peut comprendre un spectre de fréquences couvrant une partie de la totalité de la gamme de fréquences comprises entre 0 et 3/2 fQ. Par mélange, 35 on forme les signaux de fréquences 3fQ, 3fQ-f et 3fQ + f. Les signaux de fréquences et 3fQ + f sont éliminés par filtrage dans un filtre H, de sorte que seuls les signaux 71 14328 a 2086279 de fréquence 3f^-f passent. le dispositif comprend un circuit d'échantillonnage A, dans lequel ces derniers signaux sont échan-tillonnés avec une fréquence 9fQ, soit 3 fQ. Les impulsions obtenues par l'échantillonnage sont 5 envoyées simultanément à trois dérivations al, a2 et a3, chacune d'elles étant reliée séparément à une porte, respectivement Bî,332 et B3. L'horloge qui commande l'échantillonnage commande également les trois portes par l'intermédiaire par exemple d'un sélecteur ou d'un registre à décalage, de sorte que les impulsions 10 sont distribuées tour à tour sur les sorties b1, b2 et b3 des trois portes qui transmettent chaque troisième impulsion. On obtient ainsi, sur chaque sortie, un signal de fréquence de récurrence 3fQ et l'on peut prouver mathématiquement que les amplitudes de ces impulsions varient à la fréquence f, avec un 15 déphasage de 120° exactement entre les signaux de deux dérivation» consécutives. La démonstration mathématique sera illustrée en référence à la figure 2. ïïn signal de fréquence 3fQ-f, c'est-à-dire un si- gnal au type alimentant le oirouit d -Jgiantillonnage A, est re- 20 présenté par la fonction sinusoïdale/27ï(3fQ-f)t, de période = 1/(3f -f)» La fonction sinusoïdale est échantillonnée à la fré-o quence 3fQ où. fQ, comme indiqué ci-dessus, doit être supérieur à 2/3 f, c'est-à-dire que la période Tg ^ jf"" doit être com- 1 ® prise entre 1/2 T et T,, où. T., = 55—5 , comme il ressort de la 25 1 ' 1 ->0 figure. Il faut prouver que les valeurs d'échantillonnage se trouvent sur une courbe sinusoïdale de fréquence f ou, suivant un autre -mode d'expression,que : sin 2% (3fQ-f) k Tq/3 =-sin 2% . fkTQ/3 (k = 1,2,3 ) De façon connue en soi, on peut écrire ï 30 -sin 211 (3fQ-f) k Tq/3 f sin 2% (f-3fQ) k Tq/3 = sin (2it f k T /3-6it f k TJ3) 0 00 = sin 2% f k î /3 o ce qu'il fallait démontrer* Il faut également prouver qu'il y a un déphasage de 120° ■ exactement entre les signaux de deux dérivations consécutives. 35 On peut le démontrer de façon plus générale avec un nombre arbi 71 14328 3 2086279 traire n de phases. Le déphasage entre les signaux de deux dérivations successives est alors de 360°/n. Il faut donc prouver que : sin 2iï (3f0-f) (k Tq/3 + T /3/n) = - sin [2ic f (k Tq/3 + ... 5 ... + Œ0/3/n) - 2it/n]. De façon connue en soi, on peut écrire : -sin 2n (3f -f)(k TQ/3 + I /3/n) = sin 2ic (f-3f )(k_ TQ/3+T0/3n) = sin (2-jt f k T /3 + 2n f T /3n - 6w k T /3- 6s f T /3n) O O O O O o as sin [2ti f (k TQ/3 + TQ/3n) - k 2-jt - 2ir/n] 10 = sin [2îï f (k TQ/3 + TQ/3n) - 2«/n] ce qu'il fallait démontrer. Les impulsions des trois dérivations ht, b2 et b3 sont envoyées sur un filtre passe-bas, C1, 02 et 03 respectivement, chacun monté sur une dérivation, dans lequel elles sont conver-15 ties en signaux périodiques continus de fréquence f, les signaux, conformément aux indications ci-dessus, étant déphasés entre eux de 120° et 240° respectivement. Dans uijfout de simplification, le nombre de phases (n) a été fixé à trois dans l'exemple décrit. Il est cependant facile 20 de voir que le nombre de trois dérivations par lequel les signaux sont divisés, peut être augmenté pour être.porté à un nombre entier positif arbitraire. On effectuera une fréquence d'échantillonnage de nfQ au lieu de 3fQ et le déphasage entre deux dérivations successives sera alors de 360°/n. 25 La fonction d'échantillonnage effectuée par le cirouit d'échantillonnage A peut bien entendu être obtenue dans les portes B1, B2 et B3 respectivement. La condition nécessaire à cet effet consiste en ce que les signaux envoyés sur les portes soient rendus suffisamment courts. Dans ce cas, le circuit d'échantil-30 lonnage A est éliminé, ce qui est avantageux dans de nombreuses applications. Les portes B1, B2 et B3 peuvent également être réunies en un circuit distributeur de signal ou un commutateur de signal qui, si conformément à ce qui a été décrit ci-dessus, il effectue également la fonction d'échantillonnage, pourra être k 71 14328 2086279 appelé cirouit d'échantillonnage et de distribution. Il est bien entendu que la présente invention n'a été décrite et représentée qu'à titre d'exemple préférentiel et qu'on pourra y apporter toute équivalence technique sans pour autant 5 sortir de son cadre qui est défini dans les revendications annexées, 71 14328 5 2086279 REVENDICATIONS 1. Procédé de conversion d'un signal périodique de fréquence f en un signal multiphasé, caractérisé par le fait que l'on mélange le signal avec un signal de fréquence nfQ, où. fQ est une 5 fréquence choisie arbitrairement supérieure à 2/3f, de façon à former des signaux de fréquence nfQ> nfQ + f et nfQ - f, que l'on filtre les signaux obtenus de façon à ne maintenir que le signal de fréquence nf - f, que l'on échantillonne ledit signal à la fréquence n f et que l'on distribue les échantillons tour à 10 tour sur m dérivations, avec m $ n, de façon que chaque - dérivation soit alimentée à chaque n ième échantillon et que l'on obtienne dans chaque dérivation des impulsions de fréquence de récurrence nfQ et de variation d'amplitude de fréquence f, et que par filtrage au moyen d'un filtre passe-bas, on forme à partir 15 des impulsions de chaque dérivation, un signal périodique déphasé de 360°/n entre deux dérivations successives. 2. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il comprend : - un mélangeur dans lequel le signal à convertir est 20 mélangé avec un signal de fréquence nfQ, où. f est une fréquence choisie arbitrairement supérieure à '2/3 f; - un filtre ne laissant passer, à partir du signal formé, que le signal de fréquence nfQ-f ; - un circuit d'échantillonnage et de distribution ali-25 menté par le signal de sortie dudit filtre et qui échantillonne ledit signal à la fréquence n f et distribue les impulsions formées par l'échantillonnage tour à tour à m dérivations de façon que chaque dérivation soit alimentée à chaque n ième impulsion ; 30 - et un groupe de m filtres passe-bas, chacun dans une dérivation convertissant les impulsions d'alimentation en un signal périodique de fréquence f déphasé de 360°/n /'entre deux dérivations successives.