Brevet FR2195873A1 — publié le 19740308

L'invention concerne un convertisseur analogique-digital et plus particulièrement un tel convertisseur qui, avec des composants simples, économiques et peu nombreux, permette une conversion sure et rapide. A cet effet, l'invention a pour objet un convertisseur analogique-digital caractérisé par le fait qu'il comprend un intégrateur analogique recevant, d'une part, la tension analogique à convertir et, d'autre part,un courant commandé de valeur abee1ue constante, la sortie dudit intégrateur étant appliquée à l'entrée d'un comparateur agencé pour détecter le signe de la tension de sortie de l'intégrateur, la sortie du comparateur attaquant l'entrée d'une bascule mattre-esclave du type "délai" recevant sur son entrée de commande des signaux d'une horloge à fréquence élevée, la sortie de la bascule, qui constitue la sortie digitale, étant également utilisée pour piloter les moyens générateurs dudit courant commandé. Selon l'état logique de la sortie de la bascule, le cou rsnt commandé envoyé à l'intégrateur a une valeur +1 ou une va- leur -i. I)e cette manière, l'intégrateur est constamment asservi pour ramener sa sortie vers la valeur 0. LT invention sera bien comprise à la lecture de la description suivante faite en se référant aus dessin annexé, sur lequel - la figure 1 est un schéma par blocs d'un convertisseur selon l'invention ; - la figure 2 représente une série de courbes caractéris- tiques, en fonction du temps, respectivement des signaux dthor- loge, du signal d'entrée analogique, de la sortie digitale, du signal à la sortie de l'intégrateur, et de la valeur du courant commandé envoyé à l'entrée de l'intégrateur en plus du signal d'entrée analogique. La source 1 de signal analogique, par l'intermédiaire d'une résistance d'injection 2, est connectée à l'entre 3 d'un intégrateur analogique 4. L'entrée 3 reçoit en outre le courant négatif constant " émis par un générateur 5 ainsi que le courant émis par un second générateur 6 commandé, pouvant émettre un courant constant "+2i" ou "O". La constante de temps de l'intégrateur 4 est fixée par une capacité 7. La sortie 8 de l'intégrateur 4 est reliée à l'entrée 9 d'un comparateur 10 qui détecte le signe de la tension de sortie de l'intégrateur 4. La sortie 11 du comparateur 10 attaque l'entrée D d'une bascule maitre-esclave type "délai", 12 qui reçoit sur son entrée Qp le signal d'une horloge de commande 13 dont la fréquence est beaucoup plus grande que celle du signal à convertir (de l'ordre de 100 9 1 000 fois plus). La sortie Q de la bascule 12, sur laquelle est prélevée en 14 la sortie digitale, pilote le générateur commandé 6 qui fournit un courant "2i" lorsque la sortie Q est à l'état logique "un" et un courant nul pour l'état logique "zéro". Lorsque la sortie Q de la bascule 12 est à "un",le système constitué par les générateurs de courant 5 et 6 envoie un courant positif calibré de valeur +i, et, lorsque cette sortie est à l'état logique "zéro", un courant négatif calibré de va- leur -i. Sn fonctionnement, la capacité 7 de l'intégrateur reçoit à chaque instant une charge. Ve représentant la tension analogique d'entrée R la valeur de la résistance 2 i.At correspondant à une quantité d'électricité calibrée, l'entrée élémentaire de temps étant fournie par le signal dthor- loge pilote 13. L'ensemble constitué par le comparateur 10 et la bascule 12 assure l'asservissement de l'intégrateur 4 et il tend à ramener sa sortie au voisinage de zéro. En effet, si cette sortie est supérieure à zéro, le système générateur 5-6 injectera un courant +i qui tendra à ramener cette sortie vers une valeur négative. Si cette sortie est négative, le système générateur 5-6 injectera au contraire un courant -i qui tendra à ramener cette sortie vers une valeur positive. Les valeurs des courants aux différents points du circuit de la figure 1 sont visibles, sur la figure 2, à savoir la valeur des signaux d'horloge H, du signal analogique d'entrée Ve, de la sortie digitale S, de la sortie VI de l'intégrateur 4 et du courant commandé Qi injecté par l'ensemble générateur 5-6. Malgré sa simplicité, ce convertisseur possède une excellente linéarité, facilement meilleure que 1 0/00. Le facteur de conversion ne dépend que de la précision du système générateur 5-6 et de la fréquence d'horloge. te facteur d'échelle est strictement inversement proportionnel à la fréquence d'horloge. Ce convertisseur peut avantageusement etre utilisé dans un système de calcul à analyseur différentiel digital (DDA). Avec une fréquence d'horloge de 2MHz, on peut suivre un signal d'1kHz avec une erreur de phase inférieure à 1 degré, la sortie étant directement exploitable sous forme incrémentale. le convertisseur selon la présente invention peut également entre utilisé dans un système de corrélation de signaux aléatoires analogiques ainsi que pour la mesure de fonctions de transfert par un procédé digital. REVENDICAtIONS 1- Convertisseur analogique-digital, caractérisé par le fait qu'il comprend un intégrateur analogique recevant, d'une part, la tension analogique à convertir et, d'autre part, un courant commandé de valeur absolue constante, la sortie dudit intégrateur étant appliquée à l'entrée d'un comparateur agencé pour détecter le signe de la tension de sortie de l'intégrateur, la sortie du comparateur attaquant l'entrée d'une bascule maitre-esclave du type "délai" recevant sur son entrée de commande des signaux d'une horloge à fréquence élevée, la sortie de la bascule, qui constitue la sortie digitale, étant également utilisée pour piloter les moyens générateurs dudit courant commandé. 2- Convertisseur selon la revendication 1, dans lequel ledit courant commandé est fourni par un premier générateur de courant constant et un second générateur donnant un courant de valeur absolue double et de signe opposé à celui du premier générateur, ou un courant nul, en fonction de l'état logique de la sortie de ladite bascule.