Brevet FR2116393A1 — publié le 19720713

La présente invention concerne un circuit analogique pour fonction mathématiques et plus particulièrement un circuit perfectionné pour produire un signal représentant un vecteur en réponse S des signaux représentant les composantes de ce vecteur. L'invention a pour but de proposer un circuit simple pour la résolution de la composante de vecteurs. Elle a aussi pour but de proposer un appareil économique de ce type. Elle a également pour but de proposer un procédé pour dériver un vecteur de deux composantes orthogonales de ce vecteur. Conformément à l'invention, deux composantes d'un vecteur, par exemple, sont appliquées à deux portes analogiques dont les autres entrées reçoivent des ondes rectangulaires en quadrature ayant la même fréquence. L'amplitude des signaux représentant les composantes module les ondes rectangulaires en fonction ces composantes du vecteur, et les signaux sortants des portes sont additionnés. La somme est une onde rectangulaire complexe contenant le premier harmonique de ces deux ondes rectangulaires additionnées en quadrature. Cette somme est appliquée à un filtre passe-bande oui extrait le premier harmonique de la somme. Le signal sortant du filtre est ensuite démodulé pour la production d'un signal sortant en courant continu proportionnel à l'amplitude du signal sinusoïdal reçu du filtre passe-bande. Les caractéristiques de l'invention ressortiront plus particulièrement de la description suivante, donne à titre d'exemple et faite en se référant au dessin annexé sur lequel la figure unique est le schéma général d'un circuit selon un mode de mise en oeuvre de l'invention. Le circuit représenté reçoit les composantes du vecteur, fournies de la façon représentée par une source 1C de composantes de vecteur X et par une source 12 de composantes de vecteur Y, les signaux représentant ces composantes étant appliqués respectivement aux premières entrées de portes analogiques 14, 16. Les signaux X et Y sont des signaux en courant continu. Les autres entres des portes analocicues reçoivent des signaux rectan gul2ires ayant la meme frcuence, par exemple de l'ordre de 100 kHz, ces sicnaux étant déphasés de 900. Ces deux ondes rectangulaires en quadrature sont produites par un circuit digital de base de temps 18. Les sinnaux sortant des portes analogiques 14, 16 sont appliqués à un circuit de sommation 20. Le circuit de sommation additionne les deux signaux entrants pour produire un signal sortant sous la forme d'une onde rectangulaire complexe représentée sur la figure unique. Le signal sortant du circuit de sommation est appliqué à un filtre passe-bande 22 à facteur Q élevé qui filtre le premier harmonique du signal reçu à l'entrée. Le signal sortant du filtre passe-bande Q élevé est un signal sinusoidal. Le signal sortant du filtre passe-bande est appliqué à un démodulateur 24 établi pour avoir une fréquence de coupure suffisamment basse pour la production d'un signal sortant en courant continu d'un niveau raisonnable avec une ondulation d'une valeur faible. Un démodulateur à bande passante de 10 ou 20 kHz peut convenir. Le signal sortant du démodulateur est la racine carrée de la somme des carrés des signaux X et Y. Les ondes rectangulaires reçues du circuit de base de temps ou de rythme, et qui à titre d'exemple ont une fréquence de 100 kHz, contiennent une composante sinusoldale de 100 kHz. Les portes analogiques,rendues conductrices et non conductrices par les ondes rectangulaires,servent à moduler les ondes rectangulaires de façon que leurs amplitudes respectives soient proportionnelles aux signaux entrants X et Y. Par suite, les signaux sortants des portes analogiques respectives sont des signaux X sin BetYocsB;Ge circuitdesommation produit une onde rectangulaire complexe qui contient le premier harmonique des ondes rectangulaires en quadrature additionnées.Le signal sortant représente par suite X sin e + Y cos e. Le premier harmonique contient l'information nécessaire pour la construction du vecteur résultant. Le filtre passe-bande de 100 kHz extrait le premier harmonique de cette somme et le démodulateur produit un signal en courant continu égal à la racine carrée de la somme des carrés des signaux entrants X et Y, ce signal étant le vecteur reconstruit à partir des composantes vectorielles des signaux entrants. La démonstration mathématique du fait que le circuit décrit ci-dessus produit un signal sortant représentant le vecteur résultant des deux vecteurs entrants X et Y est donnée ci-après. En supposant X = M sin e Y ss M cos e le développement de X' et Y' en série de Fourier donne équations dans lesquelles 2 est le retard efficace dans le 2w temps du déphasage de 90" à la pulsation w. D'autre part C = X' + Y' Le filtre extrait ltharmonique fondamental de C, ce qui donne En remplaçant X et Y par leurs valeurs, il vivent : C' = M 2 cos (wT - e ) cos Tr Cela donne l'amplitude du vecteur et l'angle des vecteurs sous la forme du déshasaae. Le signal sortant du démodulateur 24 est le vecteur d'une valeur égale à Un appareil pour calculer la résultante de vecteurs selon l'invention trouve de nombreuses applications. Par exemple,dans des systèmes de commande numérique, une indication indiquant si la table d'une machine outil est en mouvement à la vitesse correcte peut être obtenue en appliquant les signaux de tachymètres pour les axes X et Y au circuit selon l'invention, le signal sortant de ce circuit étant un signal représentant la vitesse vectorielle d'avance pouvant être comparées aux vitesses d'avance programmées pour déterminer si le résultat est correct. Comme le circuit utilise des ondes rectangulaires, les portes de modulation, le filtre et le démodulateur peuvent être des éléments relativement peu coûteux. Bien entendu, la description qui précède n'est pas limitative, et l'invention peut être mise en oeuvre suivant d'autres variantes , sans que l'on sorte de son cadre. REVENDICATIONS 1. Procédé pour déterminer un vecteur d'après deux composantes orthogonales de ce vecteur, caractérisé en ce qu'il comprend les opérations suivantes : modulation en amplitude d'un premier et d'un second signal en ondes rectangulaires ayant la même fréquence mais déphasés de 90" en utilisant les composantes orthogonales ; addition des ondes rectangulaires modulées en amplitude ; séparation par filtration d'un premier harmonique des ondes rectangulaires additionnées; et démodulation de la composante de premier harmonique pour produire un signal représentant le vecteur. 2. Circuit pour déterminer un vecteur à partir de deux composantes du vecteur représentées par un premier et un second signal, caractérisé en ce qu'il comprend : des moyens pour produire un premier signal rectangulaire et un second signal rectangulaire déphasés de 900 l'un par rapport à l'autre et ayant la même fréquence ; des moyens pour moduler en amplitude le premier signal restangulaire par le signal représentant le premier vecteur et le second signal rectangulaire par le signal représentant le second vecteur ; des moyens pour additionner les signaux rectangulaires modulés en amplitude ; des moyens pour séparer le premier harmonique des signaux rectangulaires modulés en amplitude. additionnés ; et des moyens pour produire à partir du signal représentant le premier harmonique un signal sortant représentant le vecteur dont les signaux entrants sont les composantes. 3. Circuit selon la revendication 2, caractérisé en ce que les moyens pour séparer la composante de premier harmonique des signaux rectangulaires modulés en amplitude et additionnés sott un filtre passe-bande et en ce que les moyens pour dériver de la composante de premier harmonique un signal sortant représentant le vecteur sont un démodulateur.