Brevet FR2105083A1 — publié le 19720428

La présente invention concerne un dispositif de codage numérique dans un système de numération de base m, d'un signal analogique échantillonné. Les codeurs ou les convertisseurs analogiques-numériques connus, sont des dispositifs dont la variation des signaux de sortie est sensiblement linéaire, c'est-à-dire que le nombre obtenu à la sortie du codeur est proportionnel à la tension analogique qui parvient à son entrée. Pour représenter une tension analogique su bissant de grandes variations, l'échantillon numérique de sortie doit comporter un grand nombre d'unités numériques, mais ceci conduit à des appareils très coûteux. Les phénomènes physiques subissent en général de grandes variations, les capteurs qui transforment ces phénomènes physiques en tensions électriques ont généralement une précision assez limitée. I1 est donc inutile dans la plupart des cas de placer un codeur de grande précision à la sortie d'un capteur, le codeur ne fournissant alors qu'une précision illusoire,. Seules les unités les plus significatives ont un sens physique. Il apparait alors souhaitable de réaliser un codeur où la précision ne soit plus liée à l'étendue de la variation des signaux qu'il reçoit à l'entrée, c'est-àdire un codeur où la précision est de l'ordre de celle du capteur et où la variation des signaux qu'il permet de mesurer puisse être assez grande pour représenter convenablement le phénomène physique. Un but de la présente invention est de réaliser un tel codeur. Cette inven tion a notamment pour objet un dispositif de codage numérique, dans un système de numération de base, m, d'un signal analogique échantillonné, comportant un organe de traitement recevant un signal analogique échantillonné, cet organe de traitement ayant un premier groupe et un deuxième groupe de sorties, un organe de sélection dont un premier groupe d'entrées est connecté au premier groupe de sorties de l'organe de traitement, un deuxième groupe d'entrées étant connecté au deuxième groupe de sorties de l'organe de traitement, cet organe de sélection étant constitué de manière à produire sur une sortie un autre signal analogique qui est fonction des signaux reçus sur les entrées des premier et deuxième groupes, un organe codeur numérique dans un système de numération de base m, dont une entrée est connectée à la sortie de l'organe de sélection, dispositif caractérisé en ce que ledit organe de traitement comporte une succession de n amplificateurs connectés en série, le premier amplificateur recevant le signal échantillonné fourni à l'organe de traitement, la sortie de chaque amplificateur constituant une sortie du deuxième groupe de sorties de l'organe de traitement, un système logique de détection de seuils de tension apte à détecter des seuils de même valeur comportant n entrées, chacune de ces entrées étant connectée à la sortie correspondante de l'amplificateur de même rang dans ladite succession d'amplificateurs, ce système logique de détection de seuils étant constitué de manière à ce que ses sorties qui sont les sorties du premier groupe de sorties de l'organe de traitement, transmettent notamment audit organe de sélection un signal représentatif du rang de la sortie de l'un desdits ampli- ficateurs qui a provoqué un dépassement de seuil de tension, ledit organe de sélection étant constitué de manière à délivrer à sa sortie un signal analogique dont la valeur est proportionnelle à celle du signal de sortie de l'amplificateur qui a provoqué un dépassement. A titre purement ililustratif et nullement limitatif et afin de mieux comprendre l'invention, un exemple de mise en oeuvre de celle va être décrit avec figure schématique à l'appui. La figure unique est un schéma du dispositif selon l'invention. A titre d'exemple il a été décrit un organe d'entrée 1 qui permet l'échan- tillonnage d'un signal analogique, Cet organe d'entrée 1 reçoit sur une pluralité d'entrées 2, une pluralité de signaux analogiques à coder, L'un de ces signaux est sélectionné et échantillonné. Cet organe d'entrée peut être par exemple composé d'un circuit 29 du type multiplexeur, permettant la sélection de l'un des signaux d'entrée et commandant un circuit d'échantillonnage 30. Le circuit multiplexeur 29 est actionné par une horloge 32 à travers un décodeur d'adresses 31.Le circuit d'échantillonnage 30 est lui même actionné par l'horloge 32 à travers une ligne à retard 33 C'est par exemple cet organe d'entrée qui fournit un signal analogique échantilloné au dispositif de codage numérique qui comporte - un organe 3 de traitement du signal échantillonné dont une entrée 4 est connectée à la sortie 5 de l'organe d'entrée. - un organe 6 de sélection des signaux provenant de l'organe de traitement 3, dont un premier groupe d'entrées 7 est connecté à un premier groupe de sorties 8 de l'organe de traitement 3, un deuxième groupe 9 d'entrées de l'organe de sélection 6 étant connecté à un-deuxième groupe 10 de sorties de l'organe de traitement 3. - un organe 11 codeur binaire, par exemple dans un système de numération de base égale à deux, dont une entrée 12 est connectée à une sortie 13 de l'organe de sélection 6. - une échelle d'affichage binaire 14, dans un système de numération, de base égale à deux, dont les entrées 15 sont connectées aux sorties 8 du premier groupe de sorties de l'organe de traitement 3. - l'organe de traitement 3 comporte une succession d'amplificateurs opération nels 16, 17, 18, 19, 20, 21 de gains identiques, de valeur égale à deux, dans le système de numération choisi en exemple, Ces amplificateurs sont connectés en série, leur nombre n a été limité à six à titre d'exemple. La sortie de chacun de ces amplificateurs constitue une sortie du deuxième groupe de sorties 10 de l'organe de traitement 3, l'entrée 4 du premier amplicateur 16 étant connectée à l'une des sorties 36 du deuxième groupe de sorties 10 de l'organe de traitement 3. Un système logique 38 de détection de seuils de tension comportantune succession de détecteurs de seuil de tension 22, 23, 24, 25, 26, 27, dont le nombre n a été limité à six à titre d'exemple, ces détecteurs étant identiques.Chaque détecteur est connecté par son entrée à la sortie de l'amplificateur qui lui correspond dans la succession. Les entrées des détecteurs constituant les entrées du système logique de détection de seuils 38. Chaque détecteur est connecté par sa sortie à une entrée d'une succession d'entrées 38 d'un organe 28. constitué de portes logiques. Les sorties de cet organe 28 constituent le premier groupe 8 de sorties de l'organe de traitement 3. Cet organe 28 est en outre actionné par l'horloge 32 à travers les lignes à retard 33 et 34. Le codeur binaire 11 ainsi que l'échelle d'affichage binaire 14 sont actionnés par l'horloge 32 à travers les lignes à retard 33; 34, 35. Le fonctionnement du dispositif va maintenant être décrit à l'aide de la figure schématique. Le signal analogique sélectionné et échantillonné parvient à l'entrée 4 de l'organe de traitement, ce signal est amplifié par les amplificateurs 16 à 21. Supposons que ce signal parvenant à la sortie de l'amplificateur 17 de rang k=2 ait une valeur suffisante pour faire fonctionner le détecteur de seuil 23. L'organe à portes logique 28 qui utilise notamment des portes logiques du type Het", est constitué de manière à ce que les signaux binaires des sorties 8 représentent la valeur R"2 de ce rang, cette valeur étant exprimée sous forme binaire par l'é chelle 14 d'affichage binaire, dont les sorties sont représentées par 36. organe de sélection 6 qui peut être du type multiplexeur, commandé sur ses entrées du premier groupe 7 et ses entrées du deuxième groupe 9, fournit à sa sortie 13, un signal analogique dont la valeur est celle du signal analogique sélectionné et amplifié à la sortie de l'amplificateur de rang k-l, c'est-à-dire de rang 1 dans l'exemple choisi. C'est cette valeur de signal analogique qui est codée sous forme binaire par la codeur 11 dont les sorties sont représentées par 37. il est bien évident que la valeur deux a été choisie pour la base du système de numération, mais une valeur différente aurait pu être choisie. Un tel dispositif fournit donc sur ses sorties 37 la valeur du signal anale gique sélectionné et amplifié, exprimé sous forme binaire, les sorties 36 indiquant sous forme binaire le rang du détecteur qui a fonctionné, c'est à dire l'amplification subie par le signal analogique sélectionné à l'entrée du dispositif. Ce dispositif est donc particulièrement bien adapté au codage numérique de signaux analogiques avec une précision indépendante de l'étendue de la varia tion de ces signaux. Il est bien évident que les moyens mentionnés dans l'exemple de mise en oeuvre du dispositif selon l'invention auraient pu être remplacés par des moyens équivalents assurant les mêmes fonctions techniques, sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1/ Dispositif de codage numérique, dans un système de numération de base m, d'un signal analogique échantillonné, comportant un organe de traitement recevant un signal analogique échantillonné, cet organe de traitement ayant un premier groupe et un deuxième groupe de sorties, un organe de sélection dont un premier groupe d'entrée est connecté au premier groupe de sorties de l'organe de traitement, un deuxième groupe d'entrées étant connecté au deuxième groupe de sorties de l'or- gane de traitement, cet organe de sélection étant constitué de manière à produire sur une sortie un autre signal analogique qui est fonction des signaux reçus sur les entrées des premier et deuxième groupes, un organe codeur numérique dans un système de numération de base m, dont une entrée est connectée à la sortie de l'organe de sélection, dispositif caractérisé en ce que ledit organe de traite ment comporte une succession de n amplificateurs connectés en série le premier amplificateur recevant le signal échantillonné fourni à l'organe de traitement, la sortie de chaque amplificateur constituant une sortie du deuxième groupe de sorties de l'organe de traitement, un système logique de détection de seuils de tension, apte à détecter des seuils de même valeur, comportant n entrées, chacune de ces entrées étant connectée à la sortie correspondante de l'amplificateur de même rang dans ladite succession d'amplificateurs, ce système logique de détection de seuils. étant constitué de manière à ce que ses sorties qui sont les sorties du premier groupe de sorties de l'organe de traitement transmettent notamment audit organe de sélection un signal représentatif du rang de la sortie de l'un desdits amplificateurs qui a provoqué un dépassement de seuil de tension, ledit organe de sélection étant constitué de manière à délivrer à sa sortie un signal analogique dont la valeur est proportionnelle celle du signal de sortie de l'amplificateur qui a provoqué un dépassement. 2/- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que ledit système logique de détection de seuils de tension comporte une succession de n détecteurs de seuil de tension, chaque entrée de détecteur constituant l'une desdites n entrées du système logique de détection, chaque sortie de détecteur étant connectée à une entrée d'un groupe de n entrées d'un organe constitué de portes logiques, les sorties de cet organe constituant les sorties dudit système logique de détection. 3/ > Dispositif selon la revendication 2, caractérisé par le fait que lesdits amplificateurs ont un même gain qui a pour valeur une puissance de la base m du système de numération. 4/ Dispositif selon la revendication 3, caractérisé par le fait que lesdits amplificateurs sont du type opérationnel. 5/- Dispositif selon la revendication 4, caractérisé par le fait que la base m du système de numération a pour valeur deux.