Brevet FR2508649A1 — publié le 19821231

Procédé et dispositif pour la caractérisation de systèmes par analyse spectrale. La présente invention concerne un procédé et un dispositif pour la caractérisation de systèmes par analyse spectrale. Dans le domaine de l'instrumentation électro- 5 nique de mesure plusieurs méthodes d'analyse ont été proposées afin d'évaluer les caractéristiques des systèmes linéaires et des systèmes non linéaires - En ce qui concerne les systèmes linéaires, on peut citer principalement l'analyse harmonique, l'analy- 10 se transitoire et l'analyse par le bruit. L'analyse harmonique consiste à comparer en amplitude et en phase un signal sinusoïdal à l'entrée et à la sortie du système à analyser, la fréquence du si- gnal étant déplacée dans une plage donnée Cette méthode 15 est d'utilisation très diverse non seulement dans le do- maine de l'électricité, mais aussi en mécanique, en hy- draulique ou autre. L'analyse transitoire consiste à utiliser une impulsion et à observer comment le système étudié modi- 20 fie la forme temporelle ou la forme du spectre Les ap- plications consistent dans la mesure de temps de montée, temps de retard, résonances, etc avec des signaux rectangulaires de durée longue vis-à-vis des temps à me- surer, et dans la mesure du spectre dans des domaines 25 de fréquence étendus en utilisant une impulsion récurrente très brève comme c'est le cas de l'analyseur de réseau temporel. Dans le cas de l'analyse par le bruit, le si- gnal utilisé est un signal aléatoire (bruit) ou pseudo- 30 aléatoire, l'analyse se faisant par intercorrélation des signaux en sortie et en entrée du système Cette métho- de est surtout utilisée pour l'analyse de fonctions de transfert dans des automatismes dans le domaine des bas- ses ou très basses fréquences. L'analyse par le bruit permet l'étude du sys- tème dans des conditions voisines des conditions réel- 5 les d'exploitation, alors que l'analyse harmonique uti- lise un signal confiné dans le domaine spectrale et l'a- nalyse transitoire utilise un signal confiné dans le domaine temporel Toutefois, cette méthode d'analyse par le bruit, si elle est plus réaliste, présente l'inconvé- 10 nient de nécessiter une transformation de Fourier pour passer de la réponse impulsionnelle mesurée à la fonc+ tion de transfert en module et phase. En ce qui concerne les systèmes non linéaires, l'évaluation de la non-linéarité est généralement effe c- 15 tuée en mesurant, en fonction de la puissance appliquée à l'entrée, la puissance créée par le système à une fré- quence ou dans une plage de fréquence o le signal d'en- trée ne fournit aucune puissance Les méthodes utilisées sont l'analyse à un ou deux signaux et l'analyse par le 20 bruit. L'analyse à un signal consiste à appliquer au système un signal sinusoïdal et à mesurer soit les am- plitudes des harmoniques en sortie (analyseur d'onde), soit la puissance relative ou taux de distorsion 25 (distorsiomètre). Dans le cas de l'analyse à deux signaux, le signal d'entrée est l'addition de deux signaux sinusol- daux de fréquences différentes et la mesure porte égale- ment sur l'amplitude ou la puissance globale ou partielle du si- 30 gnal de sortie qui contient des combinaisons linéaires des deux fréquences du signal d'entrée. L'analyse par le bruit des systèmes non- linéaires consiste à mesurer le rapport des puissances de bruit (ou N P R, c'est-à-dire "noise power ratio"). 35 A cet effet, la puissance de sortie du système non- linéaire est mesurée dans une étroite fenêtre de sa ban- de passante lorsqu'il est attaqué par un bruit blanc uniforme dans toute la bande puis par un bruit blanc uniforme dans toute la bande mais atténué dans la fenê5 tre de mesure. Comme indiqué précédemment pour les systèmes linéaires, l'analyse par le bruit place le système étu- dié dans des conditions de mesures réalistes, ce que ne permet pas l'analyse à un ou deux signaux Toutefois, 10 dans la mise en oeuvre de l'analyse des systèmes nonlinéaires par la méthode N P Rdes difficultés sont ren- contrées dans la réalisation de filtres coupe-bande avec une bande coupée étroite (filtres en crevasse), dans la précision des mesures de bruit et dans le temps de mesu- 15 re qui est inversement proportionnel à la largeur de la bande coupée. La présente invention a pour but de fournir un procédé d'analyse qui, d'une part, permet de combiner les avantages des méthodes existantes, en alliant le 20 réalisme de l'analyse par le bruit à la finesse de l'analyse spectrale et, d'autre part, est applicable aussi bien aux systèmes linéaires qu'aux systèmes non-linéaires. Ce but est atteint au moyen d'un procédé d'a- nalyse spectrale qui, conformément à-l'invention comporte les étapes consistantà : engendrer un signal de mesure pseudoaléatoire dont le spectre est constitué de raies de fréquences prédéterminées espacées les unes des autres, appliquer le signal de mesure au système à 30 caractériser, sélectionner une ou, successivement et une par une, plusieurs raies du spectre du signal de mesure et, pour la ou chaque raie sélectionnée, effectuer une comparaison en phase et en amplitude entre l'entrée et 35 la sortie du système, et pour un système non-linéaire, supprimer une ou, successivement et une par une, plusieurs raies du spectre du signal de mesure et, pour la ou chaque raie supprimée à l'entrée du système, mesurer la phase et 5 l'amplitude de la raie correspondante à la sortie du système. Plusieurs avantages du procédé selon l'inven- tion peuvent déjà être mis en évidence. Le signal de mesure contient une information 10 pratiquement aussi riche que celle d'un bruit blanc, mais cette information peut être exploitée plus facilement que dans le cas du bruit blanc car le signal pseudo- aléatoire est déterministe,reproductible et présente un spectre discret (absence de signal entre raies). 15 L'analyse du système est effectuée finement, raie par raie, ce qui permet de réaliser des mesures aussi précises que celles obtenues par l'analyse spec- trale traditionnelle, mais dans des conditions meilleu- res du fait que la mesure dans une fréquence est effec- 20 tuée en présence de toutes les autres raies. De plus, dans le cas de l'analyse de systèmes non-linéaires, la suppression d'une raie située à une certaine distance des raies voisines, de fréquence con- nue et d'amplitude et de phase aisément mesurables est 25 une opération plus facilement réalisable que la construc- tion d'un filtre en crevasse pour l'analyse par la mé- thode N P R. Selon une particularité du procédé conforme à l'invention, une ou plusieurs caractéristiques du signal 30 de mesure sont réglables, comme par exemple la plage de fréquence couverte, le nombre de raies, leur espacement et leur amplitude, ce qui constitue un avantage supplé- mentaire en comparaison avec l'utilisation d'un bruit blanc. Selon une autre particularité du procédé con- 3,5 forme à l'invention, pour chaque raie sélectionnée, un signal de détection,dé fréquence égale à celle de cette raie, d'amplitude déterminée et de phase réglable est engendré, 5 le signal de détection est superposé au si- gnal de mesure à l'entrée du système, la phase du signal de détection est réglée de manière à coïncider pratique- ment avec celle de la raie sélectionnée à l'entrée du système et une valeur représentant l'amplitude de la 10 raie sélectionnée à l'entrée du système est mesurée, le signal de détection est superposé au si- gnal de sortie du système, la phase du signal de détec- tion est à nouveau réglée de manière à coïncider prati- quement avec celle de la raie sélectionnée à la sortie 15 du système et une valeur représentant l'amplitude de la raie sélectionnée à la sortie du système est mesurée, et les valeurs de réglage de la phase du signal de détection et les valeurs de mesure représentant l'am- plitude de la raie sélectionnée à l'entrée et à la sor- 20 tie du système sont enregistrées. Ainsi, les mesures relatives à chaque raie sé- lectionnée sont effectuées par détection synchrone. Selon encore une autre particularité du procé- dé conforme à l'invention pour chaque raie à supprimer 25 un signal de suppression de fréquence égale à celle de la raie à supprimer et d'amplitude et phase réglables est engendré, et le signal de suppression est additionné au signal de mesure à l'entrée du système, la phase du si- 30 gnal de suppression est réglée de manière à être en op- position avec celle de la raie à supprimer, et l'ampli- tude du signal de suppression est ajustée de manière à coïncider avec celle de la raie à supprimer - L'invention a aussi pour but de fournir un 35 dispositif permettant la mise en oeuvre du procédé défi- ni plus haut. Ce but est atteint au moyen d'un dispositif comportant, conformément à l'invention un générateur produisant un signal de mesure 5 pseudo-aléatoire destiné à être appliqué au système à caractériser et dont le spectre est constitué de raies de fréquences prédéterminées espacées les unes des autres, un sélecteur de raie comprenant des moyens 10 de mesure qui fournissent, pour une quelconque sélec+ tionnée des raies du spectre du signal de mesure, des valeurs représentant les amplitudes de la raie à l'en- trée et à la sortie du système et le déphasage de la raie entre l'entrée et la sortie du système, et 15 un suppresseur de raie destiné à éliminer une quelconque raie prédéterminée du spectre du signal de mesure destiné à être appliqué à l'entrée du système. D'autres particularités et avantages du procé- dé et du dispositif conformes à l'invention ressorti- 20 ront à la lecture de la description faite ci-après, à titre indicatif mais non limitatif, en référence aux dessins joints qui illustrent : figure 1 : un schéma général d'un mode de réalisation du dispositif selon l'invention, 25 figure 2 : un schéma plus détaillé d'une va- riante de réalisation du générateur de signal pseudoaléatoire faisant partie du dispositif de la figure 1, figure 3 : un schéma plus détaillé du sé- lecteur de raies faisant partie du dispositif de la fi- 30 gure 1, figure 4 : un diagramme des temps illustrant le mode de réglage de la phase du signal de sélection dans le sélecteur de raies de la figure 3, figure 5 : un schéma plus détaillé du sup- 35 presseur de raie faisant partie du dispositif de la fi- gure 1, figure 6 : un schéma montrant un mode de réalisation du circuit de réglage fin de phase du signal de suppression dans le suppresseur de raie de la figure 5 S. figure 7 : un diagramme des temps illustrant le fonctionnement du circuit de réglage fin de phase de la figure 6, figure 8 : un schéma montrant un mode de 10 réalisation du circuit de commande d'amplitude du signal de suppression dans le suppresseur de raie de la figure 5, et, figures 9 à Il des organigrammes montrant le déroulement d'opérations effectuées par le dispositif 15 de la figure 1. La figure 1 illustre la constitution générale d'un mode de réalisation d'un analyseur conforme à l'invention. Un ensemble générateur 10 comprend un oscillateur pilote Il qui est relié, d'une part, à un généra- teur 12 de signal pseudo-aléatoire et, d'autre part, à un synthétiseur de fréquences 13 Le générateur 12 pro- duit le signal de mesure qui est appliqué à l'entrée du système à étudier, par exemple un quadrip 8 le Q Ce si- 25 gnal de mesure est un signal pseudo-aléatoire dont le spectre est formé de raies de fréquences prédéterminées espacées les unes des autres Avantageusement, diffé- rents paramètres du signal de mesure sont réglables (bande de fréquence couverte, nombre et espacement des 30 raies, amplitude des raies) Le synthétiseur délivre certaines fréquences fixes et une fréquence en rapport avec celle d'une quelconque raie choisie du spectre du signal de mesure. Un ensemble de mesure comprend un sélecteur 35 de raie 20 et un suppresseur de raie 30. Le sélecteur de raie 20 est destiné à sélec- tionner une raie prédéterminée du spectre et à mesurer cette raie en amplitude et en phase successivement à l'entrée et à la sortie du spectre Dans le cas de sys- 5 têmes linéaires, on obtient alors les grandeurs suivan- tes caractérisant le système à la fréquence fi de la raie sélectionnée : l'amplitude à l'entrée A Ei, l'ampli- tude à la sortie A Si et le déphasage entrée-sortieçi, d'o l'on déduit la transittance t,(f) = e A Ei 10 Comme on le verra plus loin, les mesures sont effectuée par détection synchrone au moyen d'un signal de détec- tion de fréquence fi et de phase commandée de manière à coïncider avec celle de la raie sélectionnée. Le suppresseur de raie 30 est utilisé pour les 15 mesures effectuées en vue de la caractérisation d'un système Q non-linéaire La suppression d'une raie de fréquence fi prédéterminée est réalisée en engendrant un signal de suppression ayant mêmes fréquence et amplitude que la raie à supprimer mais en opposition de phase avec 20 cette dernière Le signal de suppression est additionné au signal de mesure appliqué à l'entrée du système tan- dis que l'amplitude et la phase de la raie à la fréquence fi sont mesurées à la sortie du système. Un ensemble 60 de commande et de mémoires com- 25 prend un microprocesseur 61 avec ses circuits associés et des mémoires 62 Cet ensemble 60 permet de commander lie choix des paramètres du signal de mesure et le type de mesure (système linéaire ou système non-linéaire) ap.rès sélection manuelle ou télécommandée, de commander 30 le déroulement des séquences de-mesures, de mettre en mémoire des résultats de mesure intermédiaires ou défi- nitifs, et d'afficher et/ou transférer à un calculateur ces résultats. Les différents constituants de l'analyseur se- ront maintenant décrits plus en détail. Pour le générateur 12 de signal pseudo- aléatoire, on pourra utiliser un dispositif constitué 5 d'un générateur 14 de séquence binaire pseudo-aléatoire programmable asservi au pilote et d'un filtre numérique 15 qui reçoit le signal binaire du générateur 14 et qui a pour fonctions de transformer le signal binaire en un signal analogique multi-niveau à bande limitée et de 10 produire le peigne de fréquence de forme voulu, c'est-à- dire de modeler la distribution spectrale des raies se- lon les besoins, notamment en lui conférant sensiblement l'enveloppe d'un bruit blanc Un tel générateur de si- gnal pseudo-aléatoire est connu en soi On pourra notam- 15 ment se reporter à la publication de Messieurs Reza TAHAMI, Gérard ATTAL, Bernard BESNAULT, Jean-Claude DANY, Georges SEIGNIER et Antoine SORBA, intitulée "Etude de la génération de signaux pseudo-aléatoires en haute-fréquence", parue en juillet 1978 sous forme d'un 20 compte-rendu de fin d'étude d'une recherche financée par la Délégation Générale à la Recherche Scientifique et Technique (Décision d'aide n 75-07-1055) Les séquen- ces binaires qui, filtrées, fournissent le signal pseudo- aléatoire sont par exemple produites par un registre à 25 décalages ( 14 a) à k positions dont l'entrée reçoit le bit fourni par un additionneur modulo 2 ( 14 b) ayant les entrées reliées aux différentes positions du registre ; le décalage est effectué au rythme imposé par le pilote. Le signal pseudo-aléatoire obtenu présente un spectre de 30 raies équidistantes Le nombre, la fréquence, l'espace- ment et l'amplitude des raies peuvent être modifies en agissant sur la fréquence du pilote, le nombre de posi- tions du registre à décalages et les caractéristiques du filtre numérique La bande de fréquence couverte au 35 moyen d'un tel générateur est limitée à quelques dizai- nes de M Hz La production d'un signal pseudo-aléatoire dans une plage de fréquence plus élevée peut être effec- tuée au moyen du circuit connu de la figure 2. Deux générateurs GI 1, G 2 de signal pseudo- 5 aléatoire tels que par exemple celui 14 décrit ci-dessus fournissent des signaux SI, 52 Ceux-ci sont combinés dans des multiplicateurs Ml, M 2 avec deux porteuses en quadrature Yl = Y cos 2 ff O t et Y 2 = Y sin 2 ifot (Y étant une constante) Les signaux produits par les multiplica- 10 teurs sont additionés dans le sommateur S dont le si- gnal de sortie constitue le signal pseudo-aléatoire à haute fréquence recherché On notera qu'un circuit tel que celui illustré par la figure 2 est décrit dans la publication précitée et que le procédé utilisé pour pro- 15 duire un signal aléatoire à haute fréquence à partir de deux signaux aléatoires de fréquence inférieure est dé- crit dans la demande de brevet FR 2 292 371. La figure 3 illustre un mode de réalisation du sélecteur de raie 20 Celui-ci comprend un circuit 20 a 20 produisant un signal de détection sdi à la fréquence f. de la raie sélectionnée et à phase commandée et un circuit de mesure 20 b. Le circuit 20 a reçoit du synthétiseur un pre- mier signal rectangulaire à une fréquence fixe FI, un 25 second signal à une fréquence fixe F 2 et un troisième signal à fréquence ajustable F + f en fonction de la i raie sélectionnée Le signal à fréquence F 1 est appliqué à l'entrée d'un diviseur de fréquence programmable F 21 qui délivre un signal de fréquence I , N étant un N 30 nombre entier réglable Le signal à fréquence F 1 est N mélangé au signal à fréquence F 2 dans un mélangeur 22 dont le signal de sortie est filtré par un filtre passe-bande 23 pour obtenir un signal à fréquence 11 F F 2 Ce dernier signal est mélangé au signal à fré- N quence F + fi dans un mélangeur 24 dont le signal de sortie est filtré dans un filtre 25 pour produire le si- gnal à fréquence f Il est donc nécessaire que la rela- 5 tion suivante soit vérifiée : F + f (F 2 ) f i, ct'est-a-dire : F = F 2 N 2 N A titre d'exemple, on choisit : F = 7,9 M Hz, F 1 = 18 M Hz, F 2 = 8 M Hz et N = 180 Pour séparer, en sortie du mélangeur 22, le signal à fréquence 7,9 M Hz du signal 10 à fréquence 8,1 M Hz, on utilise en tant que filtre 23 une boucle d'asservissement de phase qui, comme connu en soi, comprend un oscillateur 23 a commandé en tension dont le signal de sortie, apres passage dans un amplifi- cateur 23 b est appliqué à un mélangeur 23 c recevant par 15 ailleurs le signal de sortie du mélangeur 22 La sortie du mélangeur est reliée par un filtre passe-bas 23 d à l'entrée de commande de l'oscillateur 23 a La sortie de cet oscillateur constitue la sortie du filtre 23. La variation de la phase du signal de détec- 20 tion sdi est réalisée comme suit (voir figures 3 et 4). Le diviseur de fréquence programmable 21 est constitué par un décompteur numérique qui est chargé a la valeur N ( 180) au début de chaque cycle et décompte jusqu'à zéro au rythme du signal à fréquence F 1 ( 18 M Hz). 25 A chaque passage à zéro du contenu N du décompteur, deux impulsions I et I' sont produites successivement. L'impulsion I est appliquée au mélangeur 22 et l'impul- sion I' commande le chargement du décompteur à la valeur N ( 180) pour un nouveau cycle Pour réaliser un déphasa- F 30 ge élémentaire du signal à fréquence F 1 ( 100 k Hz), au N début d'un cycle, le décompteur est chargé par la valeur N + 1 ( 181) ou N 1 ( 179) selon le signe du déphasage 12 désiré A la fin de ce nouveau cycle, l'impulsion I ap- + 1 paraît avec un retard ou une avance élémentaire de 9 ce qui correspond à un déphasage élémentaire de F 1 N S oit 2 avec les valeurs numériques choisies, 5 et le décompteur est rechargé à nouveau par la valeur N. Ainsi, tout déphasage positif ou négatif désiré peut être être réalisé, en une seule fois par modification de la valeur N de la quantité nécessaire au cours d'un cycle, ou en plusieurs fois par addition de déphasages élémentaires La variation de phase du signal à fréquence Fl est reportée intégralement,par transposition, N sur le signal sdi à fréquence fi. Le circuit de mesure 20 b comporte un mélangeur 26 qui reçoit, d'une part, le signal sdi à phase varia- 15 ble et, d'autre part, soit le signal de mesure présent à l'entrée du système Q, soit le signal présent à la sortie du système Q selon la position d'un commutateur électronique 27 Le signal produit en sortie du mélan- geur est filtré au moyen d'un filtre passe-bas 28 qui 20 laisse passer la composante continue L'amplitude du si- gnal sdi étant constante, cette composante continue est égale à C Ai cos'ei, C étant une constante, Ai étant l'amplitude de la raie sélectionnée à fréquence f dans le signal pseudo-aléatoire à l'entrée (A Ei) ou à la sor25 tie (A 5 i) du système (selon la position du commutateur 27), et Mi étant le déphasage entre le signal sdi et cette raie à l'entrée (çf Ei) ou à la sortie (c? 5 i) du système L'ensemble 26-28 constitue un détecteur synchrone. Pour la caractérisation d'un système linéaire 30 le commutateur 27 est d'abord placé en position I dans laquelle il relie le mélangeur 26 à l'entrée du détec- teur Q La composante continue C A Ei cos Ei en sortie du filtre 28 est mesurée, convertie sous forme numérique par un convertisseur analogique-numérique 29 et mémorisé 35 dans l'ensemble de commande et de mémoires 60 En fonc- tion de la valeur mémorisée de cette composante continue, la phase du signal sdi est alors commandée automatique- ment jusqu'à ce qu'elle coïncide avec celle de la raie à fréquence fi' La composante C A Ei c st Ei a alors sa va- 5 leur maximale C A Ei qui est mémorisée et qui constitue la mesure de l'amplitude de la raie de fréquence f i à i l'entrée du système Le commutateur 27 est ensuite placé en position II dans laquelle il relie le mélangeur 26 à la sortie du détecteur Q Les mêmes opérations sont ef- 10 fectuées d'o l'on tire les informations C A Si et relatives à la raie à fréquence f en sortie du système. i Comme déjà indiqué, on peut alors caractériser le systè- çi Asi j 4 k me par sa transmittance t J (f) = e , avec A Ei 4 i = ?Si 4 Ei' La même série d'opérations peut ensui- 15 te être effectuée pour toutes ou certaines autres raies du spectre Pour plus de détails concernant la commande du sélecteur de raie, on se reportera à l'organigramme des figures 9,10 et à la description correspondante don- née plus loin. 20 Le suppresseur de raie 30 (figure 5) est uti- lisé pour la caractérisation de systèmes non-linéaires. Ce suppresseur a pour fonction de produire un signal de suppression ssi ayant mêmes fréquence fi et amplitude A Ei qu'une raie choisie à supprimer dans le signal de 25 mesure appliqué à l'entrée du système Q, mais ayant la phase opposée -ci: phase opposée -Ei Le mode de fonctionnement du sup- presseur de raie peut être qualifié de rejection synchro- ne ou cohérente. Comme le sélecteur de raie 20, le suppresseur 30 de raie 30 reçoit du synthétiseur 13 les signaux à fré- quences F 1, F 2 et F + f Un circuit comprenant un divi- seur de fréquence par N programmable 31, un mélangeur 32 et un filtre passe-bande 33 fournit un signal à fréquence F F 1 à phase commandée Ce circuit 31, 32, 33 est 2 N 14 identique au circuit 21, 22, 23 du sélecteur de raie 20. F Le signal à fréquence F 2 traverse successivement 2 N un circuit 40 de réglage fin de phase et un circuit 50 de réglage d'amplitude avant d'être appliqué à une en- 5 tree d'un mélangeur 34 L'autre entrée de ce mélangeur reçoit le signal à fréquence F + f L'égalité F 1 F = F étant vérifiée, le mélangeur 34 fournit, 2 N après filtrage par un filtre 35, un signal à fréquence fi La phase et l'amplitude de ce signal sont comman- 10 dées pour que ce signal constitue le signal de suppres- sion S si qui est ajouté au moyen d'un sommateur 36 au signal de mesure produit par le générateur 12, lorsqu'un interrupteur électronique 37 branché entre la sortie du filtre 35 et le sommateur 36,est fermé (position II). 15 C'est alors la somme du signal de mesure et du signal de suppression qui est appliquée à l'entrée du système Q. Pour effectuer le réglage fin de la phase du signal à fréquence F 2-F signal à fréquence F 2 1 et le réglage de l'amplitude N de ce signal, on élabore deux grandeurs représentatives 20 respectivement de C A Ei-cos q Ei et de Ci A Eisin Ei et l'on fait varier l'amplitude et la phase dudit signal au moyen des circuits 40 et 50 jusqu'à annuler ces deux grandeurs, Ci étant l'amplitude du signal si, A Ei étant 1 si Ei l'amplitude de la raie résiduelle à fréquence f en aval 25 de 36 et Èi étant le déphasage entre cette raie et ssi Le signal de sortie du circuit 50 de réglage d'amplitude est déphasé d'une quantité non nulle, par exemple 90 , au moyen d'un déphaseur dont le signal de sortie est mélangé au signal à fréquence F + f par un 1 30 mélangeur 38 Le signal de sortie du mélangeur est fil- tré au moyen d'un filtre 39 pour produire un signal si à-fréquence f en quadrature avec le signal 5 15 La grandeur représentative de C A Ei sin f Ei est produite par détection synchrone entre le signal si et le signal présent à l'entrée du système Q en aval du sommateur 36 Cette détection synchrone est 5 réalisée par un mélangeur 41 dont le signal de sortie est filtré par un filtre passe-bas 42 laissant passer la composante continue représentative de Ci A Ei sin C Ei. Cette composante, ou une tension représentative de celleci, est appliquée en tant que tension de commande UCI 10 au circuit 40 de réglage fin de phase. Avantageusement, un premier réglage grossier de phase est effectué, le suppresseur de raie n'étant pas branché (interrupteur 37 ouvert en position I) au moyen du sélecteur de raie comme décrit plus haut La 15 phase 'Ei ainsi déterminée est décalée de 180 et reco- piée dans le diviseur programmable 31 La détermination de C Ei étant effectuée par rapport à la référence cons- tituée par le signal F 1, on réalise ainsi un préposition- nement de la phase du signal 'si à une valeur proche de 20 _-Ei compte-tenu de la précision de détermination de P Ei par le sélecteur de raie. Lorsque le suppresseur de raie fonctionne (in- terrupteur 37 fermé), le circuit 40 a pour fonction de réaliser un réglage fin de phase On se réfère aux figu- 25 res 6 et 7 Le circuit 40 comporte (figure 6) un circuit monostable 43 qui délivre des impulsions I 1 de durée fi- F 2 xe à la fréquence F 1 Ces impulsions commandent un N' générateur 44 de dents de scie D 51, lesquelles sont ap- pliquées à une entrée du comparateur 45 Sur une autre 30 entrée, le comparateur 45 reçoit la tension de commande Uc Lorsque l'amplitude d'une dent de scie D 51 dépasse la tension Uc, le comparateur 45 produit un signal qui déclenche un second circuit monostable 46 Ce dernier 16 produit alors une impulsion I 2 de durée fixe Les impul- F 2 sions I 2 ont même fréquence F 1 que les impulsions Il mais sont déphasées par rapport à ces dernières d'une quantité qui est proportionnelle à UC dans la plage de 5 réglage offerte pendant la durée des dents de scie D 51. Ainsi, le réglage de phase est effectué jusqu'à annula- tion de la composante C A Ei cos Les impulsions I 2 l'A Ei' q Ei' sont filtrées par un filtre passe-bande 47 centré sur la F 2 fréquence F 1 pour délivrer un signal sinusoidal 52 N 10 à cette fréquence. La grandeur représentative de C A Ei cos Ei i 'Ei c Ei~~ est produite par détection synchrone entre le signal ssi et le signal présent à l'entrée du système Q, en aval du s o m m a t e u r 36 Cette détection synchrone est réa- 15 lisée par un mélangeur 51 dont le signal de sortie est filtré par un filtre passe-bas 52 laissant passer la composante continue représentative de Ci A Ei cosq Ei. Cette composante est ajoutée à une tension prédéterminée fixe UCO pour constituer la tension de commande UCA ap- 20 pliquée au circuit 50 de réglage d'amplitude. Un mode particulier de réalisation du circuit 50 est illustré par la figure 8 Le signal de sortie du filtre 33 est appliqué àl'entrée d'un étage amplifica- teur 51 formé par un transistor T 1 dont le gain est mo- 25 difié par action sur sa résistance de charge dynamique, son point de fonctionnement restant inchangé Ce point de fonctionnement est déterminé par des résistances R 1, R 2 formant un diviseur de potentiel dont le point milieu est relié à la base du transistor et une résistance R 3 30 reliant l'émetteur du transistor T 1 à la masse La résistance dynamique est constituée par la combinaison parallèle tête-bêche de deux diodes DI, D 2 parcourues 2508649 17 par un même courant continu I La cathode de la diode DI et l'anode de la diode D 2 ont un point commun relié par deux condensateurs respectifs CI, C 2 à la-sortie de l'étage 51 et à l'entrée d'un étage amplificateur de 5 sortie 52 La cathode de la diode D 2 est reliée à la masse tandis que l'anode de la diode DI est reliée à la masse par un condensateur C 3 et reçoit le courant I Celui-ci est fourni par un transistor séparateur T 2 mon- té en suiveur, dont la base reçoit la tension de comman- 10 de UCA et dont l'émetteur est relié à la masse par une résistance R 4 et à la diode DI par une résistance R 5. Une diode D 3 a sa cathode reliée à la base du transistor T 2 et son anode reliée au point milieu d'un diviseur de potentiel R 5 R 6 Une autre diode D 4 a son anode reliée 15 à la base de T 2 et sa cathode reliée au point milieu d'u d'un autre diviseur de potentiel R 7 R 8 Le transistor T 2 fournit le courant I représentatif de UA, les diodes D 3, D 4 limitant la dynamique de réglage L'équilibre du circuit 50 est atteint lorsque UCA UCO, c'est-a-dire 20 lorsque la composante Ci AE cost est nulle. La raie à-fréquence f étant ainsi supprimée à l'entrée du système Q, on effectue la mesure de l'am- plitude et de la phase de la raie de même fréquence fi en sortie du système, comme dans le cas de l'analyse des 25 systèmes linéaires On dispose alors des informations d'amplitude A Si et de phase q Si Les figures 9 à Il représentent des organi- grammes de déroulement de mesures effectuées sous la commande de l'ensemble 60. 30 Les paramètres du signal pseudo-aléatoire étant déterminés, la fréquence fi de la raie à sélec- tionner et, le cas échéant, à supprimer, est choisie, par exemple par action sur un clavier En fonction de la valeur choisie de fi, le dispositif de commande pré- 35 positionne un diviseur de fréquence programmable inclus ( 18 dans le synthétiseur 13 de manière à obtenir la fréquen- ce F + fi par division de la fréquence de l'oscillateur pilote 11. Dans le cas de système linéaire, le déroule- 5 ment de la mesure effectuée à l'entrée du système est le suivant (figure 9). Le commutateur 27 est placé en position I. La quantité C AE cos Ri est mesurée et son Ei ~ ~ ~~E signe S Ei est mémorisé. 10 La phase ( 1 di du signal sdi est augmentée d'une quantité Aq par chargement du décompteur 21 à la valeur N + 1 au début du cycle par décomptage à venir de ce dé- compteur, la valeur N étant reprise pour les cycles suivants. 15 La quantité C AE cos(PE est à nouveau mesurée et son signe S'Ei est à nouveau mémorisé. Si le produit S Ei s' Ei est positif (pas de changement de signe), la phase qdi est à nouveau augmen- tée de If. 20 Si le produit S Ei S' Ei est négatif (passage par par zéro de cos P i), la valeur obtenue 4 'Ei de la phase qdi est mémorisée, puis la phase de sdi est décalée de 90 (P Ei = Y'Ei 90 ) et la grandeur représentative de la valeur absolue de l'amplitude A Ei, convertie sous 25 forme binaire par le convertisseur 29, est mémorisée. On remarquera que la détermination de t Ei est faite en recherchant d'abord la quadrature entre di et la raie à fréquence fi puis en décalant de 90 la phase de qdi* Ce mode opératoire permet une meilleure .30 détermination de q Ei du fait que la recherche du passa- ge par zéro de cos C Ri est plus facile et plus précise que la recherche de son maximum. Le déroulement de la mesure effectuée ensuite en sortie est le suivant (figure 10). 35 Le commutateur 27 est placé en position II. 19 La phase de sdi est prépositionnée à la valeur précédemment mémorisée Ei La quantité C Asi cos q Si est mesurée et son signe S Si est mémorisé. 5 Si le produit S Si ES'i est négatif (S'Ei étant la dernière valeur mémorisée du signe de C A Ei C Osq Ei au cours de la mesure effectuée à l'entrée) la phase qdi est augmentée de At, la quantité C A si cos q Si est mesurée et son signe Sl Si est mémorisé ; si S' Ei S' si 10 est positif, la phase ?di est à nouveau augmentée de i Y, ceci jusqu'à ce que le produit S' Ei S's soit négatif. Si le produit Ssi S' Ei est positif, la phase di est diminuée de Ay, la quantité C Asi C Si est mesurée et son signe S'si est mémorisé ; si S' Ei S'si Si E i Si 15 est positif, la phase Ldi est à nouveau diminuée de ?L , ceci jusqu'à ce que le produit S' S'r soit négatif. El' Sis Lorsque S Ei' Si est négatif, la quantité 'i = téSi 4 Ei est calculée et mémorisée, 'Si étant la dernière valeur mémorisée de la phase de sdi. 20 Ensuite, la phase de sdi est décalée de 90 ($Si = ^Si 90 ) et la grandeur représentative de la valeur absolue de l'amplitude A Si, convertie par le con- vertisseur 29, est mémorisée. Les différentes valeurs A Ei,' A Si et 4 i peuvent 25 alors être affichées ou transmises à un organe de calcul ou simplement être conservées en mémoire pour un traite- ment ultérieur. Dans le cas de l'analyse d'un système non- linéaire, les mêmes mesures que précédemment peuvent 30 être effectuées, l'interrupteur 37 étant ouvert Ensui- te, le déroulement des opérations est le suivant (figu- re 11) après fermeture de l'interrupteur 37 : La valeur Q Ei précédemment calculée est aug- mentée de 180 . La nouvelle valeur obtenue est recopiée dans 35 20 le suppresseur de raies par prépositionnement du divi- seur de fréquence 31 : = + 180 c ( 4 étant la phase du signal ssi). L'annulation complète de la raie à fréquence 5 f est ensuite effectuée par réglage analogique de la phase et de l'amplitude par les circuits 40 et 50. Enfin, le sous-programme de mesure en sortie (décrit ci-dessus en référence à la figure 10) est ef- fectué pour obtenir les valeurs Asi et t Si relatives à 10 la raie supprimée. Bien entendu, diverses modifications ou ad- jonctions peuvent être apportées au mode de réalisation décrit plus haut du procédé et du dispositif selon l'in- vention sans pour cela sortir du cadre de protection dé- 15 fini par les revendications annexées. Ainsi, le réglage grossier de la phase du si- gnal de suppression pourra être effectué non pas en re- copiant dans le suppresseur la phase précédemment mesu- rée ct Ei décalée de 1800, mais en réglant-le déphasage 20 produit par le diviseur 31 à partir d'une autre informa- tion par exemple tirée du signal utilisé pour le réglage fin de phase Le suppresseur de 'raie recevant en perma- nence le signal, appliqué à l'entrée du système à étudier, il effectue alors en permanence un préréglage de phase 25 qui lui permet, lorsqu'il est connecté, de produire le signal de suppression dans un temps -réduit. R E V E N D I C A T-I O N S 1 Procédé pour la caractérisation de système par. analyse spectrale, caractérisé en ce qu'il comporte les étapes consistant à engendrer un signal de mesure pseudo- 5 aléatoire dont le spectre est constitué dé raies de fré- quences prédéterminées espacées les unes des autres, appliquer le signal de mesure au système à caractériser, sélectionner une ou, successivement et une 10 par une, plusieurs raies du spectre du signal de mesure et, pour la ou chaque raie sélectionnée, effectuer une comparaison en phase et en amplitude entre l'entrée et la sortie du système, et pour un système non-linéaire, supprimer une 15 ou, successivement et une par une, plusieurs raies du spectre du signal de mesure et, pour la ou chaque raie supprimée à l'entrée du système, mesurer la phase et/ou l'amplitude de la raie correspondante à la sortie du système. 2 Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que, pour chaque raie sélectionnée : un signal de détectionde fréquence égale à celle de cette raie,d'amplitude déterminée et de phase réglable est engendré, 25 le signal de détection est superposé au si- gnal de mesure à l'entrée du système, la phase du signal de détection est réglée de manière à coïncider pratique- ment avec celle de la raie sélectionnée à l'entrée du système et une valeur représentant l'amplitude de la 30 raie sélectionnée à l'entrée du système est mesurée, le signal de détection est superposé au si- gnal de sortie du système, la phase du signal de détec- tion est à nouveau réglée de manière à coïncider prati- quement avec celle de la raie sélectionnée à la sortie du 35 système et une valeur représentant l'amplitude de la raie sélectionnée à la sortie du système est mesurée, et, 2508649 22 les valeurs de réglage de la phase du signal de détection et les valeurs représentant l'amplitude de la raie sélectionnée à l'entrée et à la sortie du système sont enregistrées. 3 Pronédé selon la revendication 2, caractérisé 5 en ce que, pour modifier la phase du signal de détection, un premiersignal à fréquence fixe est engendré, un deuxième signal à fréquence fixe est produit par divi- sion de la fréquence du premier signal, le rapport de division de fréquence est modifié pendant une ou plu- 10 sieurs périodes du deuxième signal et le déphasage ainsi produit sur le deuxième signal est transposé au signal de détection par mélange avec des signaux de fréquences appropriées. 4 Procédé selon l'une quelconque des revendica- 15 tions I à 3, caractérisé en ce que, pour chaque raie à supprimer : un signal de suppression,de fréquence égale à celle de la raie à supprimer et d'amplitude et phase réglables est engendré, et 20 le signal de suppression est superposé au signal de mesure à l'entrée du système, la phase du si- gnal de suppression est réglée de manière à être en opposition avec celle de la raie à supprimer, et l'ampli- tude du signal de suppression est ajustée de manière à 25 coïncider avec celle de la raie à supprimer. 5 Procédé selon l'une quelconque des revendica- tions I à 4, caractérisé en ce que, pour régler la phase et l'amplitude du signal de suppression la phase du signal de suppression est pré- 30 positionnee à une valeur voisine de celle de la raie à supprimer, un premier signal de réglage est produit par mélange du signal de suppression et de la raie à supprimer, 35 un signal déphasé d'une quantité non nulle par rapport au signal de suppression et à la fréquence 2508649 23 de la raie à supprimer, est engendré, un second signal de réglage est produit par mélange dudit signal d é p h a S é et de la raie à supprimer, et 5 le réglage fin de la phase et le réglage de l'amplitude du signal de suppression sont effectués au moyen desdits signaux de réglage. 6 Procédé selon l'une quelconque des revendica- tions I à 5, caractérisé en ce qu'une ou plusieurs des 10 caractéristiques suivantes du signal de mesure sont réglables : la plage de fréquence couverte, le nombre de raies, leur espacement et leur amplitude. 7 Dispositif pour la caractérisation de système par analyse spectrale, caractérisé en ce qu'il comporte 15 un générateur ( 12) qui produit un signal de mesure pseudo-aléatoire destiné à être appliqué au sys- tème (Q) à caractériser et dont le spectre est constitué de raies de fréquences prédéterminées espacées les unes des autres, 20 un sélecteur de raie ( 20) comprenant des moyens de mesure ( 26, 28, 29) qui fournissent, pour une quelconque sélectionnée (fi) des raies du spectre du si- gnal de mesure, des valeurs représentant les amplitudes de la raie à l'entrée (A Ei) et à la sortie (A 8 ) du sys- 25 tème et le déphasage ( 4 i) de la raie entre l'entrée et la sortie du système (Q), et un suppresseur de raies ( 30) destiné à éli- miner une raie prédéterminée quelconque du spectre du signal de mesure destiné à être appliqué à l'entrée du 30 système (Q). 8 Dispositif selon la revendication 7, caracté- risé en ce que le sélecteur de raie ( 20) comporte : un générateur de signal de détection (sdi) à la fréquence (fi) d'une raie à sélectionner et de 35 phase réglable, 2508649 24 un circuit de détection synchrone ( 26, 28) dont une entrée est connectée au générateur de signal de détection et dont l'autre entrée est reliée à un commu- tateur ( 27) ayant une première et une seconde position 5 dans lesquelles il connecte le circuit de détection res- pectivement à l'entrée et à la sortie du système à étu- dier (Q), le circuit de détection fournissant un signal représentatif du déphasage entre les signaux qu'il reçoit, et 10 des moyens de commande ( 60) recevant ledit signal représentatif dudit déphasage et commandant la phase du signal de détection de manière à annuler sensi- blement ce déphasage. 9 Dispositif selon la revendication 8, caracté- 15 risé en ce que le générateur de signal de détection com- porte : un diviseur de fréquence programmable ( 21) rece- vant un premier signal de fréquence fixe :(FI) et délivrant F 1 un deuxième signal de fréquence fixe (-), le rapport de division (N) du diviseur de fréquence programmable étant 20 modifiable pendant une ou plusieurs périodes dudit deu- ' à F xième signal (_I) sous l'action des moyens de commande N de phase ; et des circuits de transposition de fréquence pour reporter sur le signal de détection à la fréquence (fi) de la raie à sélectionner, le déphasage imposé au- 25 dit deuxième signal de fréquence fixe par modification dudit rapport de division. 10 Dispositif selon l'une quelconque des reven- dications 7 à 9, caractérise en ce que le suppresseur de raie ( 30) comporte : 30 un générateur de signal de suppression à la fréquence (f ) d'une raie à supprimer, un sommateur ( 36) dont une entrée est con- nectée au générateur ( 12) de signal de mesure, dont une autre entrée est connectée au générateur de signal de 2508649 25 suppression avec interposition d'un interrupteur ( 37) et dont la sortie est destinée à être reliée au système (Q) à caractériser, un premier circuit de détection synchrone 5 ( 41, 42) dont une entrée reçoit le signal de suppression dont l'autre entrée est connectée à la sortie d u S o m- m a t e u r ( 36) et qui produit un premier signal de ré- glage (Uc~ fonction de l'amplitude et de la phase du signal de suppression, 10 un second circuit de détection synchrone ( 51,52) dont une entrée reçoit le signal de suppression déphasé d'une quantité fixe prédéterminée, dont l'autre entrée est connectée à la sortie d u sommateur ( 36 ) et qui produit un second signal de réglage (Uc A) fonc 15 tion de l'amplitude et de la phase du signal de suppression, des circuits ( 40, 50) de réglage de phase et de réglage d'amplitude recevant les signaux de réglage (Ucq , UCA) pour régler la phase et l'amplitude du si- 20 gnal de suppression à des valeurs respectivement opposée à la phase et égale à l'amplitude de la raie à supprimer.