Brevet FR2363233A1 — publié le 19780324

La présente-invention est du domaine du traitement des signaux logiques. Elle concerne un générateur de signaux d'horloge déphasés, à déphasage commandable. On sait qu'il est nécessaire, dans certains ensembles de traitement de signaux électriques, de disposer d'ondes de même fréquence et présentant entre elles des déphasages qui doivent pouvoir être réglés de façon a compenser les déphasages introduits par certains éléments de l'ensemble. Ainsi par exemple, dans les chaînes d'asservissement de position angulaire å transformateur de coordonnées (ou résolver), il faut compenser le dephasage apporté par le transfo mateur de coordonnées. On rappelle qu'une telle charme d'asservissement comporte genêralement deux modulateurs pour moduler en amplitude une mwême porteuse par deux tensions continues représentaat respectivement le sinus et le cosinus de -la valeur de commande de l'asservissement ; les deux ondes modulées ainsi obtenues alimentent les deux enroulements statoriques du transformateur de coordonnées sur le rotor duquel on peut recueillir une onde de meme fréquence que la porteuse et modulée en amplitude par une tension continue représentant le sinus de l'écart angulaire entre la valeur de commande de l'asservissement et la valeur occupée par l'axe du rotor du transformateur.La démodulation de 1tonde recueillie sur le rotor fournit un signal continu, qui apyres amplification commande un moteur courant continu qui entraine l'axe du rotor du transformateur de coordonnées. Pour que l'ensemble fonctionne correctement, il est nécessaire qu'il existe entre la porteuse utilisée pour la modulation et la porteuse utilisée pour la démodulation un déphasage égal à celui qu'introduit le transformateur de coordonnées. Il s'agit donc bien d'engendrer deux ondes de même fréquence et présentant entre elles un déphasage que 11on peut ajuster. Il est connu d'utiliser, dans ce but, un dispositif comportant une horloge délivrant un signal carré a la fréquence souhaitée. Ce signal d'horloge est appliqué à un intégrateur qui fournit en réponse un signal triangulaire qui est comparé 8 un seuil de référence ; la différenciation du signal résultant de cette comparaison fournit une première suite d'impulsions qui sont décalées des fronts montants du signal délivré par l'horloge d'un intervalle de temps fonction de la valeur du seuil de référence le signal délivré par l'horloge est par ailleurs appliqué a un inverseur et on applique au signal d'horloge inversé le même traitement qu'au signal direct de façon à obtenir une deuxième suite d'impulsions qui sont décalées de ce méme intervalle de temps des fronts descendants du signal délivré par l'horloge. les deux suites d'impulsions sont appliquées l'une sur l'entrée de mise a "1" et l'autre sur l'entrée de mise a "0" d'une bascule qui délivre en sortie un signal carré de meme fréquence que le signal délivré par l'horloge et présentant par rapport a ce dernier un déphasage dont la valeur est fonction du seuil de référence. On peut donc ajuster ce dephasage en faisant varier le seuil de référence. Un tel dispositif, qui fait appel à des composants analogiques présente l'inconvénient de nécessiter un réglage de mise au point, ce qui est toujours fastidieux. En outre, certains de ces composants, notamment les intégrateurs et les comparateurs, sont sensibles à la température et le dispositif peut facilement se dérégler lorsqu'il est soumis à des variations thermiques. La présente invention a pour but de pallier les inconvénients précédents tout en rendant possible la réalisation d'un générateur de signaux d'horloge déphasés, très simple et très précis. Par ailleurs, l'invent on peut également s'appliquer à un déphaseur d'un signal d'horloge incident. La présente invention a pour objet un générateur de signaux d'horloge déphasés, à déphasage commandable, comportant une source délivrant un signal d'horloge a une fréquence F, caractérisé en ce qu'il comporte un premier compteurdiviseur alimenté par ledit signal à la fréquence F pour délivrer un premier signal d 'horloge à une fréquence f sous-multiple de F, au moins un second compteur- diviseur, de type à positionnement commandable, également alimenté par ledit signal à la fréquence F pour délivrer un second signal d'horloge ladite fréquence f et présentant un groupe dentées auxiliaires pour l'affichage d'une valeur de comptage ainsi qu'une entrée de commande de positionnement à la valeur de comptage affichée, et un moyen logique relié aux deux compteurs-diviseurs pour détecter le passage du premier compteur-diviseur par une valeur de comptage prédéterminée et commander, a chacun de ces passages, le positionnement du second compteur-diviseur à ladite valeur de comptage affichée, ledit premier et ledit second signal d'horloge, qui présentent entre eux un déphasage dont la valeur est commandée par ladite valeur de comptage affichée, étant envoyés respectivement vers deux sorties du générateur De préférence, ledit moyen logique comporte un détecteur de capacité pleine qui commande le positionnement du second compteur-diviseur à ladite valeur de comptage affichée chaque fois que le premier compteur-diviseur se trouve å capacité pleine. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaltront au cours de la description qui va etre faite ci-apres en se référant au dessin ci-annexé dans lequel : - la figure I représente un exemple particulier de réalisation d'un générateur selon l'invention ; - la figure 2 illustre le fonctionnement du générateur selon la figure I ; - la figure 3 illustre une application du générateur selon la figure 1 à un déphaseur d'un signal d'horloge incident. Dans la figure 1, un oscillateur 1 délivre un signal d'horloge H à une fréquence F. le signal R est appliqué à un premier compteur-diviseur 2 qui a pour rôle de démultiplier la fréquence F du signal H. Le compteur-diviseur 2, de capacité n (n étant une puissance de 2), délivre un signal d'horloge hl de fréquence f égale à F le signal hl est appliqué sur une premiere sortie 3 du n générateur. Le principe de fonctionnement d'un circuit tel que le compteur-diviseur 2 est bien connu de l'homme de l'art: le compteur-diviseur 2 compte les impulsions du signal d'horloge H et son signal de sortie hl est a un premier niveau ou un second niveau, par exemple ou ou "1" respectivement, selon que la valeur de comptage de ce compteur-diviseur est comprise dans l'intervalle ou dans l'intervalle La valeur de#omptage du compteur-diviseur 2 est décodée dans un décodeur 21, la liaison entre le compteurdiviseur 2 et le décodeur 21 ayant été symbolisée par une ligne verticale barrée de deux traits obliques. Le décodeur 21 délivre un signal C qui est "1" lorsque le compteur-diviseur se trouve à une valeur de comptage prédéterminée et à "0" le reste du temps. De préférence on choisit la valeur n-l pour ladite valeur de comptage predéterminee, le décodeur 21 n'est alors qu'un simple détecteur de capacité pleine qui, en pratique, se trouve directement intégré au compteur-diviseur. Un second compteur-diviseur 4, de capacité n, reçoit également le signal d'horloge H pour en démultiplier la fréquence et délivre un signal d'horloge h2 F de même fréquence f = que le signal d'horloge hl. Ce second compteur-diviseur 4 est de type 'tà positionnement commandable" > ctest-à-dire qu'il est muni d'un moyen commandable (non représenté) de positionnement à une valeur de comptage p (O çp sn - 1) affichée en binaire sur un groupe d'entrées auxiliaires référencées globalement par 5 ; le positionnement du compteur-diviseur 4 cette valeur affichée p s'effectue sous la commande d'un signal logique U appliqué sur une entrée de commande 6.On ne détaillera pas la réalisation du compteur-diviseur 4, un tel circuit se trouvant dans le commerce ; on va simplement décrire brièvement son fonctionnement : - lorsque le signal U est a "1", le compteur-diviseur 4 fonctionne normalement, c'est-à-dire que sa valeur de comptage est incrémentée d'une unité (modulo n) à chaque front d'un sens donné, par exemple montant, du signal d'horloge H ; - lorsque le signal U est à "0" chaque front montant du signal H provoque le positionnement du compteur-diviseur 4 à la valeur affichée p. Le signal U, qui commande ainsi le fonctionnement du canpteurdiviseur 4, est engendré à partir du signal C délivré par le détecteur de capacité pleine 21. De façon plus précise, ce signal U est délivré par une porte ET 7 qui reçoit sur une première entrée le signal C et sur une seconde entrée le signal R issu de l'oscillateur I à travers un inverseur 8. Comme il va apparaître plus clairement ci-après > le signal d'horloge h2 délivré par le compteur-diviseur 4 et qui est appliqué sur une seconde sortie 9 du générateur présente, par rapport au signal hl, un déphasage dont la valeur est commandée par la valeur p affichée sur les entrées 5. Le fonctionnement du générateur selon la figure 1 va être décrit en se référant à la figure 2 pour laquelle on a pris n - 16. Dans la figure 2, on a représenté en a) le signal H et en b) le signal hi. Les signaux C et U apparaissent en c) et d) et le signal h2 en e). Pour certaines périodes du signal H on a représenté en outre dans les diagramnes b et e les valeurs de comptage correspondantes des compteurs-diviseurs 2 et 4,.respecti- vement. Au depart, les deux compteurs-diviseurs 2 et 4 se trouvent à des valeurs de comptage quelconques, par exemple cinq pour le compteur-diviseur 2 et quinze pour le compteur-diviseur 4 ; les signaux-hl et h2 sont à "O" et "I" respectivement et le signal C est à "0" tandis que le signal U est à "1". Pendant les neuf premières périodes du signal H les valeurs de comptage des deux compteursdiviseurs progressent régulièrement, ce qui entraîne les changements de niveaux correspondants des signaux hl et h2, les signaux C et U restant invariants. A la dixième période du signal H le compteur-diviseur 2 passe à capacité pleine, ce qui provoque le passage à 1111f du signal C et, au début de la seconde moitié de cette période, le passage à "O" du signal U. Le compteur-diviseur 4 se trouve alors à la valeur neuf. Au premier front montant du signal H qui se produit ensuite, le compteurdiviseur 2 passe normalement à la valeur zéro, tandis que le cxpteur-diviseur 4, qui aurait du passer à la valeur dix, est positionné à la valeur p affichée sur les entrées 5 et que lton a choisie ici égale à deux ; le signal C repasse a "O" et le signal U à "1". le comptage des deux compteurs progresse ensuite à nouveau normalement et le signal h2 se trouve en avance de deux périodes du signal H sur le signal hl. Lorsque le compteur-diviseur 2 repasse à capacité pleine, le signal U repasse à "O", ce qui entraîne, à la période suivante du signal H un nouveau positionnement à la valeur deux du compteur-diviseur 4, pendant que le canpteurdiviseur 2 passe normalement à la valeur zéro. A chaque période ft le déphasage du signal h2 sur le signal hl est ainsi réinitialisé, ce qui assure une grande fiabilité au générateur. Par ailleurs, au départ, le temps de calage de ce déphasage est très court puisque égal au maximum à f. De façon générale, dans le générateur que l'on a décrit, lorsque l'on affiche la valeur p sur les entrées 5, on obtient un déphasage avance du signal h2 sur le signal hl égal à p . 360 . Pour la figure 2, on a choisi n = 16 mais en pratique n peut être beaucoup plus grand si l'on a besoin d'une quantification plus fine du déphasage. Dans la figure 3 on a représenté une application particulière du générateur selon la figure 1 à un déphaseur d'un signal d'horloge #incident h, de fréquence f. On a reproduit dans la figure 3 le générateur de la figure 1 à la seule différence près que le compteur-diviseur 2 est remplacé par un compteur-diviseur 2' dont la particularité est d'être muni d'un moyen permettant de bloquer une impulsion de comptage ou d'introduire une impulsion de comptage supplémentaire sous la commande de signaux appliqués sur deux entrées supplémentaires 10 et 11. On a désigné par h'1 le signal d'horloges de fréquence f, que délivre le compteur-diviseur 2'. Les autres éléments du générateur n' ayant pas été modifiés on leur a conservé leurs références respectives et ils ne seront pas redécrits. Le signal à déphaser h est appliqué a une boucle d'asservissement de phase 12, de type numérique, d'une horloge constituée par l'oscillateur 1 suivie du compteur-diviseur 2'. Outre ces deux derniers elements, la boucle d'asservisse- ment 12 comporte un comparateur de phase 13 qui compare les phases du signal h et du signal h'1 pour délivrer sur une première sortie une impulsion d'avance A lorsque le signal h1 est en avance et sur une seconde sortie une impulsion de retard R lorsque le signal h1 est en retard. les deux suites d'impulsions A et R sont appliquées respectivement sur les entrées 10 et 11 du compteur-diviseur 2' et chaque impulsion R provoque une impulsion de comptage supplémentaire pour ce compteur-diviseur tandis que chaque impulsion A provoçue le blocage de celui-ci pendant une période 1 de l'oscillateur 1. On recale ainsi la phase du signal atl. Lorsque la boucle 12 est verrouillée, le signal h' I a meme phase que le signal h ; le signal h2 délivré par le compteur-diviseur 4 et qui constitue le 3600 signal de sortie du déphaseur présente donc un déphasage avance de p . n sur le signal h. On voit ainsi que, pour faire varier le déphasage introduit par le déphaseur, il suffit de modifier la valeur affichée p. On a décrit un exemple particulier de réalisation de lut mention nazis il est bien évident que Iion peut y apporter des modifications et/eu remplace certains moyens par d'autres techniquement équivalents. En outre, ltexemple particulier que lton a décrit concerne la génération de deux signaux d'horloge mais il est bien evident que l'on pourrait tcut aussi bien, selon l'invention, engendrer un nombre plus grand de signaux il suffirait pour cela de prévoir un nombre plus grand de compteurs-diviseurs à positionnement commandable. Par ailleurs, dans l'application à un déphaseur, en a considéré une boucle particulière d'asservissement de phase de type numérique, mais il est bien attendu que l'on pourrait utiliser d'autres boucles. REVENDICATIONS 1/ Génerateur de signaux d'horloge déphases, à déphasage canmandable, comportant une source délivrant un signal d'horloge à une fréquence F, caractérisé en ce qu'il comporte un premier cempteurwdiviseur alimenté par ledit signal à la fréquence F pour délivrer un premier signal d'horloge à une fréquence f sousmultiple de F, au moins un second compteur-diviseur, de type à positionnement commandable, également alimenté par ledit signal à la fréquence F pour délivrer un second signal d'horloge à ladite fréquence f et présentant un groupe d'entrées auxiliaires pour l'affichage d'une valeur de comptage ainsi qu'une entrée de canmande de positionnement à la valeur de comptage affichée, et un moyen logique relié aux deux compteurs-diviseurs pour détecter le passage du premier compteur- diviseur par une valeur de comptage prédéterminée et commander, à chacun de ces passages, le positionnement du second compteur-diviseur à ladite valeur de comptage affichée, ledit premier et ledit second signal d'horloge, qui présentent entre eux un déphasage dont la valeur est commandée par ladite valeur de comptage affichée, étant envoyés respectiverent vers deux sorties du générateur. 2/ Générateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit moyen logique comporte un détecteur de capacité pleine qui commande le positionnement du second compteur-diviseur à ladite valeur de comptage affichée chaque fois que le premier sspteur-divisentr se trouve à capacité pleine. 3/ Application du générateur selon l'une des revendications 1 et 2 à un déphaseur d'un signal dthorloee incident de fréquence f, caractérisée en ce que ledit premier compteur-diviseur est muni d'un moyen commandable pour avancer ou retarder ledit premier signal d'horloge de fréquence f et est inclus, avec ladite source, dans une boucle d'asservissement de phase de type numérique assurant l'assservis- sement de la phase dudit premier signal d'horloge de fréquence f à la phase dudit signal d'horloge incident, ledit second signal d'horloge de fréquence f étant appliqué en sortie du déphaseur.