Brevet FR2332539A1 — publié le 19770617

La présente invention concerne un procédé de mesure de la fréquence et de la durée d'une période dans des paquets d'ondes non cohérents, de préférence dans des dispositifs de mesure de vitesses par utilisation de l'effet Doppler, par la mesure de la durée de périodes individuelles et la formation de la valeur rôciproque. Dans les ondes cohérentes, la méthode de formation de la valeur réciproque pour une ou plusieurs périodes mesurées est connue depuis longtemps de lthomme de l'art. Par ailleurs, on peut aussi mesurer la fréquence d'ondes cohérentes en comptant le nombre de passages par zéro qui se produisent dans un intervalle de temps déterminé. Par contre, dans le cas de paquets d'ondes non cohérents, comme il s'en produit, par exemple, dans les mesures de vitesses où l'on utilise l'effet Doppler, ces deux méthodes sont inutilisables ou ne peuvent être appliquées sans difficultés. Le brevet suisse 5au.590 fournit au problème de la mesure de la fré- quence dans les paquets d'ondes non cohérents une solution dans laquelle on utilise un signal de marque de temps tité de l'amplitude du signal à mesurer. Ce signal de marque de temps donne le nombre de périodes qui, dans un intervalle de mesure, ont dépassé un seuil d'amplitude minimal déterminé. Le quotient de ce nombre par la durée de la période donne la fréquence cherchée. Ce procédé connu présente toutefois l'inconvénient que dans les paquets d'ondes qui se chevauchent, il n'est pas nécessaire que l'amplitude du signal devienne inférieure à la valeur de seuil. Etant donné que les deux paquets tondes ne sont toutefois généralement pas cohérents, c'est-à-dire que la position de phase est normalement quelque peu différente, dans la solution proposée e dans le brevet suisse il se produit une erreur de la grandeur du déphasage dans le temps. On constate que ce procédé présente un autre inconvénient lorsqu'on observe un paquet d'ondes très long, dont la fréquence augmente constamment. Un signal de ce genre peut se produire lorsqu'on mesure la vitesse d'un corps soumis à une accélération.A la fin du paquet d'ondes, 1' appareil exploitant l'information indiquera la fréquence moyenne du paquet d'ondes, ce qui n'est évidemment pas satisfaisant; il faudrait, au contraire, indiquer au début une valeur plus faible et, à la fin, une valeur plus élevée. L'invention vise donc à remédier à ces inconvénients. A cet effet, dans un procédé du type précité, elle prévoit de mesurer à l'aide d'un compteur approprié la durée de chaque période individuelle, de comparer, à l'aide d'une logique comparatrice, la valeur mesurée à une valeur moyenne fournie par un circuit de prise de moyenne à partir d'un nombre de valeurs mesurées acceptées par la logique comparatrice par comparai son avec des valeurs moyennes antérieures, et mémorisées, d'accepter la nouvelle valeur mesurée lorsque son écart avec la dernière valeur moyenne reste inférieur à un pourcentage donné bien déterminé et de l'introduire dans une mémoire, tandis que lorsque l'écart entre la nouvelle valeur mesurée et la dernière valeur moyenne dépasse ledit pourcentage donné, la mémorisation de la nouvelle valeur mesurée est inhibée par un signal envoyé par la logique comme paratrîce, par l'intermédiaire d'une logique de commande, d'effacer la valeur dont la mémorisation est la plus ancienne lors de l'introduction dans la mémoire d'une nouvelle valeur mesurée, de former, après mémorisation d'une nouvelle valeur mesurée, à partir des valeurs contenues dans la mémoire et à l'aide du circuit de prise de moyenne, une nouvelle valeur moyenne servant de critère pour la durée de période suivante à mesurer, et d'obtenir le signal de sortie, qui correspond à la fréquence Doppler cherchée, a l'aide d'un circuit qui forme la valeur réciproque de la nouvelle valeur moyenne. De cette façon, une période dont l'écart avec la dernière valeur moyenne dépasse une limite déterminée et qu'on peut gé néralement supposer avoir été mesurée entre deux passages par zé- ro appartenant a des'paquets d'ondes différents n'est pas prise en considération dans l'exploitation de l'information. De toute façon, l'invention sera bien comprise à l'aide de la description qui suit, en référence au dessin schématique ao nexé, representant, à titre d'exemple non limitatif, une forme de mise en oeuvre de ce procédé: Fig. 1 représente l'allure d'un signal dans le temps; Fig. 2 est un schéma-bloc d'un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention. Dans la moitié supérieure du graphique de la fig. 1, 1' amplitude d'un signal a été portée en fonction du temps t, tandis que dans la moitié inférieure, les lettres A à F aux passages par zéro dans les flancs ascendants. Ce signal est constitué par deux paquets d'ondes qui se chevauchent. La zone de chevauchement est essentiellement limitée à la portion de temps CD. Dans le procédé selon le brevet suisse 521.590, on utiliserait pour la mesure de la fréquence la totalité du temps qui s'écoule entre A et F car dans la zone de chevauchement le niveau du signal est toujours supérieur à la valeur de seuil. Cette va leude seuil est matérialisée à la fig. 1 par les deux droites S. Dans le procédé selon l'invention, par contre, on vérifie l' importance de l'écart entre la durée de période AB et la moyenne des valeurs mémorisées. La période AB est visiblement une période "normale", qui ne diffère que peu de la valeur moyenne. La logique de décision acceptera donc cette valeur et la mémorisera. I1 en va de même pour BC, DE et EF.Par contre, le temps qui s'écoule entre C et D diffère fortement de la valeur moyenne et l'information qu'il contient sera exclue du traitement ultérieur. Le circuit fournissant la valeur réciproque est normalement relié à la sortie du circuit de prise de moyenne mais, dans une variante de réalisation, il peut être intercalé entre les moyens de mesure de la durée de période et la logique de décision, ou encore, les moyens de mesure précités peuvent être agencés de façon à fournir déjà une valeur réciproque. La valeur moyenne ne sera donc pas exprimée en temps, comme à la fig. 1, mais en fréquence. La fig. 2 est un schéma-bloc d'une forme d'exécution possible d'un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention. Le signal d'entrée ES parvient à un compteur de période 1 qui, pendant toute la durée d'une période, compte des impulsions d'horloge qui lui sont envoyées et envoié le résultat de ce comptage, sous forme d'information codée PD, à l'entrée d'une logique comparatrice 2. Pour synchroniser la comparaison, la logique 2 reçoit en outre directement le signal Es. Dans le circuit 2, l'information PD est comparée avec la moyenne M des dernières valeurs de période mesurées acceptées par la logique comparatrice. Comme il a été expliqué plus haut, cette logique 2 décide si la nouvelle valeur PD doit être acceptée et introduite dans la mémoire 3 ou si elle doit être supprimée parce qu' elle est inutilisable. Elle est supprimée si son écart avec la moyenne M est supérieur à un pourcentage donné de la valeur de M. Lorsqu'elle juge acceptable une valeur PD, la logique comparatrice 2 la transmet à la mémoire 3; la mémorisation et toutes les opérations ultérieures sont provoquées par un signal GWA envoyé par la logique comparatrice 2 à la logique de commande 5. Ce signal, qui n'est évidemment envoyé que si la nouvelle valeur mesurée est acceptée, provoque tout d'abord l'envoi par la logique de commande 5 d'un ordre de mémorisation BS à la mémoire 2; la valeur GW acceptée qui se trouve à l'entrée de la mémoire 3 est alors introduite dans celle-ci et, en même temps, la valeur mesurée dont le temps de mémorisation est le plus long est effacée de cette mémoire, de sorte que le nombre de valeurs mémorisés est constant. Le contenu ainsi modifié Spi de la mémoire 2 parvient au circuit de prise de moyenne 4 qui, à la suite d'un autre ordre BM envoyé par la logique de commande 5, forme la nouvelle moyenne. Cette moyenne est, comme on peut le voir, d'une part envoyée à la logique comparatrice 2 comme élément de comparaison avec une nouvelle valeur mesurée et, d'autre part, elle arrive à un circuit 6 qui, a la suite d'un troisième ordre BR envoyé par la logique de commande 5, établit la valeur réciproque A de M, c'est-adire la valeur de fréquence cherchée. Par l'introduction d'un nouveau critère de sélection en plus des critères d'amplitude déjà utilisés, le procédé selon l'invention permet d'obtenir des valeurs mesurées plus précises. La sortie du dispositif fournit la valeur la plus récente au cours même du paquet d'ondes; il ne faut donc pas attendre la fin de ce paquet. Ce critère est important surtout dans le cas de fréquences qui varient rapidement. - REVENDICATIONS 1.- Procédé de mesure de la fréquence et de la durée de période dans des paquets d'ondes non cohérents, de préférence dans des dispositifs de mesure de vitesses par utilisati6ntr de 1' effet Doppler, par la mesure de la durée de périodes individuelles et la formation de la valeur réciproque, caractérisé en ce qu'il consiste à mesurer à l'aide d'un compteur approprié la durée de chaque période individuelle, à comparer, à l'aide d'une logique comparatrice, la valeur mesurée à une valeur moyenne fournie par un circuit de prise de moyenne à partir d'un nombre de valeurs mesurées acceptées par la logique comparatrice par comparai son avec des valeurs moyennes antérieures, et mémorisées, accepteur la nouvelle valeur mesurée lorsque son écart avec la dernière valeur moyenne reste inférieur â un pourcentage donné ien déterminé et a l'introduire dans une mémoire tandis que lorsque l'écart entre la nouvelle valeur mesurée et la dernière valeur moyenne dépasse ledit pourcentage donné, la mémorisation de cette nouvelle valeur mesurée est inhibée par un signal envoyé par la logique comparatrice, par l'intermédiaire dtune logique de commande, à effacer la valeur dont la mémorisation est la plus ancienne lors de l'introduction dans la mémoire d'une nouvelle valeur mesurée, a former, après mémorisation d'une nouvelle valeur mesurée, â partir des valeurs contenues dans la mémoire et a l' aide du circuit de prise de moyenne, une nouvelle valeur moyenne servant de critère pour la durée de période suivante a mesurer, et à obtenir le signal de sortie, qui correspond a' la fréquence Doppler cherchée, à l'aide d'un circuit qui forme la valeur ré- réciproque de la nouvelle valeur moyenne. 2.- Procédé selon la revendication l, caractérisé en ce que le signal de sortie du circuit de prise de moyenne est envoyé directement au circuit qui établit la valeur réciproque. 3.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la valeur réciproque est formée entre le comptage de la durée de période et la comparaison dans la logique comparatrice. 4.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le comptage de la durée de période est combiné avec la formation de la valeur réciproque. 5.- Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte un compteur de durée de période qui reçoit à son entrée de comptage des im pulsions d'horloge à des fréquences élevées relativement à l'or- dre de grandeur des fréquences à mesurer et, à son entrée de commande, le signal à analyser, en ce que ce compteur entre en action lors d'un passage par zéro du signal à analyser et compte les impulsions d'horloge qu'il reçoit pendant une période, jusqu' au passage par zéro de même sens suivant, en ce qu'il comporte en outre une logique comparatrice dont une entrée reçoit le compte obtenu sous forme codée, dont une deuxième entrée, servant à la synchronisation, est reliée directement à la ligne d'arrivée du signal à analyser et dont une troisième entrée est reliée à la sortie d'un circuit de prise de moyenne, une première sortie de la logique comparatrice étant reliée à l'entrée de mémorisa tion d'une mémoire et une seconde sortie de cette logique étant reliée à l'entrée d'une logique de commande, logique qui est actionnée par un signal qui lui arrive de la logique comparatrice lorsque celle-ci accepte la valeur de durée de période qui vient d'être mesurée et qui possède trois sorties, reliées respectivement a l'entrez de commande de la mémoire, du circuit de prise de moyenne et du circuit établissant la valeur réciproque, et, lorsqu'elle est mise en action, envoie sur les lignes qui la relient à ces entrées de commande des ordres qui provoquent la memorisation d'une valeur mesurée acceptée dans la mémoire, 1' établissement dans le circuit de prise de moyenne de la moyenne des valeurs contenues dans la mémoire et la formation de la valeur réciproque de cette moyenne dans le circuit d'établissement de la valeur réciproque.