Brevet FR2112040A1 — publié le 19720616

La présente invention se rapporte à la conversion de c-oordonnées cartésiennes X et Y en coordonnées solaire.4 e = Arc tg y- Q = Arc tg Cette conversion s'effectue habituellement au moyen de générateurs de fonctions et de dispositifs de calcul relativement complexes. L'invention propose un dispositif plus simple, essentiellement basé sur la production de deux tensions sinusofdales en quadrature, de même période F1 suffisamment courte pour que les variations des tensions analogiques X et Y soient négligeables pendant une période, et d1amplitudes respectivement proportionnelles à X et Y. I1 suffit de détecter la somme de ces deux tensions pour obtenir une tension proportionnelle au module P , et de comparer la phase de ladite somme à celle de la sinusoide d'amplitude proportionnelle à X pour obtenir 11 argument e. Suivant un mode d'exécution préféré, lesdits signaux sinusordaux sont engendrés en découpant les tensions X et Y au moyen de deux signaux carrés respectifs de fréquence Fo et en quadrature l'un par rapport à l'autre, et en filtrant la somme des tensions découpées à l'aide d'un filtre passe-bande, à bande étroite, centrée sur Fo. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description ci-après. Au dessin annexé La fig. 1 est le schéma de principe d'un convertisseur conforme au mode d'exécution préféré de l'invention La Fig. 2 représente les formes d'ondes des signaux carrés de découpage La Fig. 3 est un diagramme vectoriel destiné à illustrer le principe de l'invention et, La Fig. 4 représente, plus en détail, un mode d'exécution préféré du phasemètre que comporte le dispositif de l'invention. Le dispositif représenté à la figure 1 comprend deux interrupteurs électroniques 1 et 2 (symbolisés sous la forme d'interrupteurs mécaniques) respectivement commandés par deux générateurs de signaux carrés 3 et 4 à la fréquence Fo. Les formes d'ondes de ces signaux sont représentées, en a et b respectivement, à la figure 2.On voit qu'ils sont identiques, mais en quadrature 1'un par rapport à l'autre.Des tensions X et Y proportionnelles aux coordonnées cartésiennes a convertir sont appliquées entre les contacts des interrupteurs reliésaà deux-résistahees respectives 5 et 6 et la masse I1 en résulte que les potentiels appliqués à ces résistances passent alternativement de la vàleur-O à la valeur X ou Y, à la cadence d'interruption. Ces- potentiels s'additionnent à lten- trée d'un filtre passe-bande 7, centré sur la fréquence Fo et ayant une bande suffisamment étroite pour éliminer les harmoniques des deux signaux carrés d'amplitudes respectivement proportionnelles à X et à Y. I1 en résulte l'apparition, aux bornes de la résistance 8, d'une tension qui résulte de la superposition des deux composantes fondamentales desdits signaux. Ces composantes sont deux tensions sinusoidales en quadrature, damplitudes respectivement proportionnelles à X et à Y, et de fréquence Fo. Si l'on considère la figure 3, qui représente vectoriellement deux tensions 8i- nusoidales en quadrature d'amplitudes respectivement proportionnelles à X et Y, il est évident que l'amplitude de leur somme, c'est-à-dire à un coefficient de proportionnalité près, la valeur moyenne de la tension aux bornes de la résistance 8,est égale au module P . Un détecteur 9, de type banal, mesure cette valeur moyenne et donne ainsi, avantageusement avec un affichage numérique, la valeur de ce module. I1 est évident, également, que ltargument Q est égal au déphasage entre la somme vectorielle de ces deux tensions sinu soidales et le vecteur qui représente X. Pour mesurer ce déphasage, il suffit d'appliquer à un phasemètre 10, d'une part le signal carré issu du générateur 3, d'autre part un signal carré obtenu par écrêtage symétrique, à l'aide d'un circuit écrêteur 11, de la tension aux bornes de la résistance 8. En effet, cette dernière tension est sinusoîdale, si bien que son écrêtage donne des signaux carrés de mime phase. De même, la tension sinusoidale proportionnelle à X est la fondamentale de la découpée appliquée à la résistance 5, laquelle est elle même en phase avec la tension en créneaux a. Le phasemètre 10 donne finalement une indication, qui pourra être numérique si on le désire, de la valeur de l'argument. I1 est avantageusement constitué corne }'indique la figure 4. Un circuit logique 12 facile à réaliser reçoit en 12a les créneaux issus du générateur 3 et en 12c les créneaux issus de ltécrêteur 11 et engendre, à sa sortie, des impulsions de largeur proportionnelle au déphasage entre les fronts avant de ces créneaux. Un autre circuit 13 débloque une porte 14 pendant la durée de l'une de ces impulsions. La porte 14 transmet à un compteur 15 des signaux périodiques engendrés par un oscillateur 16. Le compteur 15 affiche donc un compte proportionnel au déphasage recherché. Si l'on désire par exemple qu'il indique le phasage en dixièmes de degrés, il suffit d'engendrer la fréquence Fo de commande des générateurs 3 et 4 par division par 3600 de la fréquence de cet oscillateur, au moyen d'un diviseur de fréquence 17. A titre d'exemple, pour Fo = 500 Hz, la fréquence de comptage sera égale à 1,8 MHz, ce qui permet la réalisation facile du compteur 15. L'appareil peut être utilisé, par exemple, dans un analyseur de fonction de transfert. La réalisation de chacun des blocs figurés est à la portée de l'homme de part. Le détecteur 9 est d'un type quelconque (puisque valeur efficace, valeur de crête et valeur moyenne sont proportionnelles). I1 peut être à sortie numérique si on le désire. Le filtre 7 est adapté sur son impédance caractéristique R, qui représente la valeur de la résistance 8, les résistances 5 et 6 étant chacune égales à 2R. Il doit comporter un nombre de cellules suffisant pour éliminer l'harmonique des trois signaux carrés, et une largeur de bande suffisante pour que la dérive thermique des éléments qui le constituent n'introduise pas de déphasage sur la fréquence Fo. A titre exemple, on a représenté un filtre en 7 composé de deux circuits oscillant parallèles et d'un circuit série. L'invention n'est pas limitée au dispositif préféré décrit, lequel est cependant le plus simple. On pourrait envisager de filtrer séparément les deux signaux découpés et de faire ensuite la somme des sinusoides ainsi obtenues. On pourrait même engendrer directement chacune des deux sinusoides, sans découpage ni filtrage, au moyen d'un multiplicateur analogique attaqué d'une part, par une sinusoide à la fréquence Fo, d'autre part, par l'une des tensions analogiques X et Y. REYENDICATIONS li Prosedé de conversion de coordonnées cartésiennes en coordonnées polaires, caractérisé en ce qu'il consiste essentiellement à engendrer deux tensions sinusoidalea en quadrature, de même période suffisamment courte pour que les variations des tensions analogiques X et Y soient négligeables pendant une période, et d'amplitudes respectivement proportionnelles à X et Y, à détecter la somme de ces deux tensions pour obtenir une tension proportionnelle au module 8, et à comparer la phase de ladite somme à celle de la sinusoïde d'amplitude proportionnelle à X pour obtenir l'argument Q. 2o Convertisseur de coordonnéés cartésiennes en coordonnées polaires faisant application du procédé conforme à la revendication 1, caractérisé en ce qutil comporte, en combinaison deux interrupteurs électroniques transmettant respectivement les tensions analogiques X et Y à un organe d'addition analogique, deux générateurs de signaux carrés en quadrature et-a la fréquence Fo commandant respectivement lesdits interrupteurs, un filtre passe-bande à bande étroite calé sur Fo relié à la sortie dudit organe, et, connectés à la sortie du filtre, d'une part, un détecteur et d'autre part, -un écrêteur symétrique attaquant une entrée d'un phasemètre dont l'autre entrée reçoit le signal carré de commande du découpage de la tension X. 3. Convertisseur suivant la revendication 2, dans lequel ledit organe d'addition analogique est constitué par deux résistances. 4. Convertisseur suivant la revendication 3, dans lequel ledit phasemètre comprend une porte, des moyens de débloquer cette porte pendant une durée proportionnelle au déphasage à mesurer, et des moyens de compter des signaux périodiques transmis par cette porte par un oscillateur, ledit oscillateur fournissant la fréquence Fo après division par un nombre, tel que 360, qui permette l'affichage direct de l'argument par le compteur en une unité appropriée telle que le degré,