Brevet FR2294587A1 — publié le 19760709

L'invention est du domaine de ltelectronique numérique et concerne un dispositif d'asservissement d'un oscillateur commandé sur une fréquence multiple de la frequence d'un signal binaire recurrent dont le nombre de transitions binaires pendant une periode de recurrence est connu. L'une des applications d'un tel dispositif est de pouvoir mesurer avec precision la distorsion d'un signal telegraphique, dont la vitesse telegraphique n'est pas definie avec precision. Le principe de la mesure de la distorsion d'un signal telegraphique est de compter pendant le temps de travail du signal reçu le nombre d'impulsions fournies par un oscillateur dont la frequence est d'un facteur A fois plus haute que la frequence de recurrence du signal telegraphique. Pour une distorsion nulle, le resultat du comptage peut être calcule au prealable, et la difference par rapport à ce resultat theorique donne la mesure de la distorsion. Le facteur A est choisi par exemple egal à 2000, ce qui donne une résolution et une precision de la mesure de 0,5 %. Mais cette précision n'est valable que si la frequence de l'oscillateur est exactement A fois la vitesse telegraphique. Il est donc necessaire, pour obtenir une precision de mesure, d'asservir la fréquence de mesure de l'oscillateur au signal telegraphique reçu. Disposant d'un oscillateur, dont la fréquence peut etre commandée par une tension continue, le problème consiste à asservir la frequence de cet oscillateur sur la fréquence (ou un multiple de la frequence) d'un signal recurrent du type logique dont le nombre de transitions pendant une période de recurrence est connu. On sait qu'on peut asservir un oscillateur sur une frequence d'entrée à l'aide d'une boucle d'asservissement de phase analogique comportant de façon classique, outre l'oscillateur, un discriminateur de phase et un filtre. Dans l'application envisagee, un tel dispositif presente toutefois des inconvenients : en effet, la stabilite recherchee sur la frequence de l'oscillateur necessite l'utilisation d'un filtre passe-bas à frequence de coupure très faible, de l'ordre de 1/10 Hz dans le cas d'un signal telegraphique à 50 bauds ; de plus, l'etroitesse de la bande passante du filtre amende, pour realiser l'accrochage de la boucle, à faire une exploration de la fenêtre dans laquelle peut varier la frequence d'entree (c'est à-dire la rapidite du signal telegraphique) ; il est donc nécessaire de prevoir un organe particulier pour effectuer cette exploration. On connatt par ailleurs des dispositifs d'asservissement de type numérique dans lesqucls on asservit un oscillateur sur une fréquence d'entrée en comptant pendant une periode de masure dans deux compteurs les impulsions d'entrée et les oscillations de l'oscillateur. En convertissant la difference entre les etats des compteurs à la fin de chaque periode de masure en une tension analogique, on obtient un signal d'asservissenent pourpour l'oscillateur permettant d'asservir l'oscillateur sur la frequence voulue. Un tel système numerique satisfait bien, lorsque la frequence d'eatrée et la fréquence de l'oscillateur sont identiques ou au moins proches l'une de l'autre. Si, par contre, leur rapport est 1/A avec un A depassant 100, la stabilité et la précision de l'asservissement deviennent insuffisantes. L'invention vise à remedier à cet inconvenient. Le dispositif d'asservis- sement d'un oscillateur commande sur une fréquence multiple de la fréquence d'un signal binaire recurrent, dont le nombre de transitions binaires pendant une periode de recurrence est connu, est caracterise par le fait qu'il comporte à l'entree un compteur de transitions suivi d'un decodeur qui delivre à une porte un signal rendant cette porte repetitivement passante pour un temps qui est un multiple de la periode de recurrence, cette porte recevant les oscillations dudit oscillateur commande et faisant partie d'une boucle d'asservissement, qui comporte en plus de l'oscillateur commande, un compteur recevant les impulsions de sortie de ladite porte, une memoire recevant ltetat du compteur après chaque fermeture de la porte et enfin un convertisseur de commande qui de livre un signal de commande à l'oscillateur commande en fonction du contenu de la mémoire, le compteur étant prépositionné en fonction du contenu de la mémoire après chaque fermeture de la porte. L'invention sera décrite ci-après plus en détail à l'aide d'un exemple de réalisation et de deux figures. La figure I montre un signal binaire récurrent- et La figure 2 représente schématiquement un dispositif selon l'invention. Le signal représenté en figure I est un signal binaire, c'est-à-dire, il ne connait que deux niveaux : un niveau bas dit "dé repos" et un niveau haut dit "de travail". La période de récurrence est T et la fréquence de récurrence est de - = Fl. T Le principe de l'invention consiste à compter pendant un temps KT multiple de la période du signal d'entrée récurrent le nombre d'impulsions N fournies par ltoscillateur commandé. Si l'on sait maintenir N constant, la fréquence de l'oscillateur devient un multiple A de la fréquence de récurrence. En se référant maintenant à la figure 2, qui représente schématiquement un dispositif selon l'invention, le signal récurrent selon la figure I est appliqué à une entrée 1 d'un compteur 2. Ce compteur est destiné à comptabiliser le nombre de transitions du signal d'entrée. Le compteur est suivi d'un décodeur programmable 3, dont le rôle est de fournir è une porte 4 un créneau de longueur ET. La programmation du décodeur est liée a la forme du signal d'entrée et permet d'adapter le système à-divers types de signaux. Par exemple, pour des signaux télégraphiques dont le type de modulation peut être 1/l, 2/2, 1/6, 6/1 ou Texte, chacun de ces types de modulation donnant lieu à une période de récurrence différente, le temps de comptage choisi sera le plus petit commun multiple de ces périodes ; on prendra donc ici la période du Texte, soit 7 x 8 = 56 fois la largueur de l'impulsion élémentaire. Le compteur peut être un compteur cyclique, qui retourne après un certain nombre de pas de comptage a son origine, nais on pourrait également remettre le compteur à zéro lorsqu'il a atteint un ccrtain niveau de comptage qui est décodé dans le décodeur 3. La liaison entre le décodeur et le compteur, par laquelle le compteur est revis à zéro, porte la référence 5. La porte 4 reçoit donc sur son entrée de commande 6 des créneaux répétitifs, dont la largeur est de KT. Pendant le temps de créneau, la porte 4 laisse passer des oscillations venant d'un oscillateur roarufé 7. La sortie de la porte 4 est reliée å un compteur 8, qui comptabilise pendant le temps KT les impulsions issues de l'oscillateur cosandé. Une boucle d'asservissement 9 est constituée de 1 'oscillateur cosarandé 7, de la porte 4, du compteur 8, d'une messire 10 et d'un convertisseur de commande 11. La mémoire recueille le résultat de comptage du compteur 8 et garde disponible le résultat lors du comptage suivant en vue de la correction de l'oscillateur commandé. Cette mémoire permet en outre un prépositionnement du compteur 8, dont le prin- cipe sera expliqué ci-après. Le convertisseur de corumdc 11 fournit a l'entrée de coziande de l'oscills- teur cossnde 7 une tension qui est fonction du contenu de la mémoire 10. Le décodeur 3, ayant été au préalable convenablement programmé en fonction de la valeur de K et de l'allure du signal d'entrée, délivre un créneau de largeur ET. Supposons qu'au début de l'utilisation du système, le niveau du signal de commande à l'entrée de l'oscillateur conandé 7 soit nul. L'oscillateur 7 délivre alors la porte 4 et à une sortie 12 du dispositif une fréquence F20. Le compteur 8 décompte au premier comptage N' impulsions, avec N' = F20.K.T, alors que la valeur désirée est N.La quantité N' - N est affichée par la mémoire 10 sur le convertisseur de conande Il. Elle représente la différence, à un facteur molti- plicatif près, entre la valeur de la fréquence F20 et la valeur de la fréquence d'entré F1 et permet au convertisseur de délivrer une tension proportionnelle à cette différence en vue de corriger l'oscillateur conandé. Pour le second comptage, le noire d'impulsions délivrées pendant le temps KT devient alors treks proche du nombre N désiré. Si d'autres dispositions n'étaient prises, à la fin du second comptage, le nombre désiré N étant obtenu, la correction de l'oscillateur commande redeviendrait nulle, ce qui aurait pour effet de ramener celui-ci a la fréquence F20, rendant l'asservissement ineffectif. Pour pallier cet inconvénient, avant le second comptage, le compteur 8 est prépositioné a la valeur N' - N. Une flèche symbolisant ce prépositionnement porte la référence 13. A la fin de ce comptage, la porte 4 étant ouverte pendant le temps KT, l'oscillateur commandé étant corrigé pour délivrer une fréquence F2c (fréquence F 2 corrigé), le nombre d'impulsions que laisse passer la porte 4 est égal a N, valeur désirée, et on trouve par conséquent à la fin du comptage dans le compteur 8 la valeur (N' - N) + N - N'. La correction apportée à l'oscillateur cl aidé reste constante, ce qui réalise l'asservissement désiré. On peut prouver par un calcul de stabilité que la boucle d'asservissement est stable à la condition que -2 KT conversion respectivement de l'oscillateur 7 et du convertisseur de conande 11. L'invention n'est pas limitée a l'exemple dc réalisation décrit ci-dessus en détail, sous réserve qu'on applique le principe de ce dispositif, a savoir le comptage pendant un temps KT multiple de la période du signal de récurrence et l'asservissement d'un oscillateur commandé cn fonction du comptage. On peut, en particulier, perfectionner le dispositif en rendant le décodeur progranable en vue de l'adaptation du temps d'ouverture de la porte a différentes périodes de récurrence de différents types de signaux. L'invention n1 est pas non plus limitée a l'exemple d'application cité, mais trouve son application lorsqu'on veut asservir un oscillateur de relativement haute fréquence une oscillation de relativement faible fréquence. REVENDICATIONS il Dispositif d'asservissement d'un oscillateur commandé sur une fréquence multiple de la fréquence dtun signal binaire récurrent dont le nombre de tranr sitions binaires pendant une période de récurrence est connu, caractérisé par le fait qu'il comporte a l'entrée un compteur de transitions (2) suivi d'un décodeur (3) qui délivre à une porte (4) un signal rendant cette porte répétitivement passante pour un temps qui est un multiple de la période de récurrence (T), cette porte recevant les oscillations dudit oscillateur cl aidé (7) et faisant partie d'une boucle d'asservissement (9) qui comporte en plus de l'oscillateur commandé, un compteur (8) recevant les impulsions de sortie de ladite porte, une mémoire (10) recevant l'état du compteur (8) après chaque fermeture de la porte (4), et enfin un convertisseur de commande (11) qui délivre un signal de co -ande à ltoscillateur commandé en fonction du contenu de la mémoire (10), le compteur (8) étant prépositionné (13) en fonction du contenu de la mémoire (10) après chaque fermeture de la porte (4). 2/ Application du dispositif selon la revendication 1 à un distorsiomètre pour un signal télégraphique, caractérisé par le fait que le décodeur (3) est programr mable en vue de l'adaptation du temps d'ouverture de la porte (4) à différentes périodes de récurrence de différents types de signaux.