Brevet FR2512963A1 — publié le 19830318

Dispositif de mesure du déphasage entre deux signaux électriques. La présente invention concerne la métrologie et plus particulièrement les dispositifs de mesure de phase destinés à mesurer le déphasage entre deux si- gnaux électriques par décomptage de cycles. L'invention est susceptible d'applications dans les appareils de mesure de déplacements et de vibra- tions par interférométrie laser à conversion propor- tionnelle de la grandeur physique à mesurer en dépha- sage. On constate actuellement un grand développement des méthodes de mesure par interférométrie laser uti- lisant l'hétérodynage optique: l'information sur la grandeur physique à mesurer est finalement transformée en déphasage entre deux signaux électriques. La variation du déphasage associée à celle de la grandeur physique à mesurer peut rester intérieure à une période ( 2 X radians) ou la dépasser largement jusqu'à devenir son multiple, un taux de variation suffisamment élevé de déphasage étant à l'origine de fréquences Doppler qui peuvent aller jusqu'à des cen- taines et des milliers de k Hz Pour mesurer ces dépha- sages, on fait généralement appel à des phasemètres à décomptage de cycles. Ces dispositifs doivent remplir des conditions de cadence élevées de comptage des cycles et d'inver- sion de celui-ci et de haute résolution sans perdre pour autant en fiabilité. On connaît déjà un phasemètre comportant un cir- cuit de déphasage, deux convertisseurs phase-valeur analogique et un logomètre Les premières entrées des convertisseurs phase-valeur analogique sont rac- cordées à une première-source de signaux d'entrée; la deuxième entrée du premier convertisseur phase-valeur analogique est raccordée à une deuxième source de si- gnaux d'entrée, et, par un circuit de déphasage, à une deuxième entrée d'un deuxième convertisseur phase-va- leur analogique Les sorties des convertisseurs phase- valeur analogique sont reliées aux entrées du logomè- tre ("Eléments de navigation radio-électrique" de Belavine O V, Moscou, "Sov Radio", 1977, p 203). Ce dispositif a l'inconvénient de ne pas permet- tre la mesure de déphasages supérieurs à X radians, les indications fournies par le logomètre et par l'en- semble du dispositif n'étant à valeur unique que dans la plage de + X radians (le logomètre mesure le quo- tient de deux tensions: A O sin ' et Ao cos If). Il existe également un phasemètre comprenant un circuit de déphasage et deux convertisseurs phase-va- leur analogique fonctionnant dans la gamme optique, des bascules de Schmitt, des formateurs d'impulsions de comptage et un compteur bidirectionnel. Le circuit de déphasage et les convertisseurs phase-valeur analogique font partie d'un inter*féromè- tre homodyne à deux voies dans lequel le déphasage nécessaire s'obtient par réglage en position de l'un des miroirs influençant le trajet optique La conver- sion phase-valeur analogique s'opère par des récep- teurs optiques (par exemple photomultiplicateurs) qui transforment l'énergie et la phase des rayons respec- tivement en énergie et en intensité de courant élec- trique, la modification du trajet optique provoquant la variation périodique de courants de sortie des ré- cepteurs dont les phases sont décalées entre elles de w/2 radians Les sorties des convertisseurs phase-va- leur analogique sont reliées, à travers les bascules de Schmitt, aux entrées des formateurs d'impulsions de comptage, les sorties de ceux-ci étant raccordées à un compteur bidirectionnel ("Mesure des réseaux par comptage de franges d'interférence" par Zorine D I et al., travaux de VNIIM Mendeleev, f 78 ( 138), Editions des Normes, Moscou-Léningrad, J 965). Ce dispositif présente pourtant une mauvaise résolution de décomptage, limitée à une seule frange d'interférence ( 2 W radians), une faible cadence de comptage et d'inversion de celui-ci ( 1300 impulsions par seconde), ce qui tient tant à la limitation de fréquence du signal de sortie des convertisseurs phase-valeur analogique, inhérente aux circuits de mesure homodynes, qu'à des défauts technologiques et conceptuels des formateurs d'impulsions de comptage et du compteur bidirectionnel. Il est à noter également que le dispositif a une mauvaise fiabilité à cause des organes à courant con- tinu, contenus dans les circuits de formation d'impul- sions et souffrant de dérive de zéro et de bruits qu'on ne peut non plus éviter avec la méthode de mesure homo- dyne Mise en application par ledit dispositif, la mé- thode d'amélioration de la résolution par mesure de la partie fractionnaire des franges en affichage-cathodi- que s'oppose à l'automatisation et aucun moyen d'amé- liorer la résolution du décomptage de cycles n'a été trouvé. Il existe un phasemètre comportant un circuit de déphasage et deux blocs de conversion de phase dans la gamme optique Chacun des blocs de conversion de phase utilise comme convertisseur phase-valeur analogique un récepteur photo-électrique contenu dans un interfé- romètre de Michelson du type homodyne, un amplifica- teur, une bascule de Schmitt et deux formateurs d'im- pulsions Sur le parcours de l'un des faisceaux inter- férents qui vient éclairer l'un des récepteurs photo- électriques, il y a une lame quart d'onde faisant fonction de circuit de déphasage Les sorties non in- -verseuse et inverseuse de 1 a besciuile de Schmitt cons- tituent les sorties à niveaux de potentiel du bloc de 2512963 - conversion de phase, les sorties des formateurs étant impulsionnelles. Le dispositif contient également un aiguilleur d'impulsions dont les entrées sont reliées aux sorties des blocs de conversion de phase, leurs sorties étant raccordées à un compteur bidirectionnel relié à un enregistreur numérique {"Interféromètre laser pour mesurer les longueurs" par Koronkivitch V P et al. et "Dispositif électronique de comptage et d'enregis- trement pour mesureur de déplacements laser" par Kirjanov V P et al, "Avtometria" NI 1, 1971, Novosibirsk, S S de l'Académie des Sciences de l'URSS). Le dispositif possède également un circuit à re- tard destiné à introduire une correction dans le comp- teur bidirectionnel, placé entre les sorties d'une bascule de signe servant à l'affichage du signe de la grandeur à mesurer et les entrées de positionnement du compteur bidirectionnel (entrées permettant de mettre à 1 et à O les bascules du compteur bidirec- tionnel). Ledit phasemètre a à son-désavantage une résolu- tion faible égale à w/2 radians, une cadence d'inver- sion du compteur réduite par rapport à celle de comp- tage possible et une fiabilité insuffisante Ces in- convénients proviennent du fait qu'après la mise à zéro du compteur bidirectionnel sa transition entre le mode de décomptage et celui de comptage s'opère sur la première impulsion de comptage L'affichage du compteur à cet instant est faux et sujet à correction nécessitant un certain délai Or, le temps mis à in- troduire la correction limite la fréquence d'impul- sions de comptage possible, égale, pour une résolution de w/2 radians, à 4 fois celle de Doppler Cet incon- vénient est, lui aussi, à l'origine de la fiabilité insuffisante du phasemètre consistant dans une proba- bilité élevée de ratés du compteur bidirectionnel dont le danger s'accentue particulièrement pour un grand taux de variation de déphasage entre les signaux d'en- trée à la fréquence Doppler respective. La présente invention a pour but de supprimer les inconvénients ci-dessus. L'invention vise à créer un phasemètre doté d'une meilleure résolution, d'un taux d'inversion de comptage et d'une fiabilité élevés grâce à l'adjonc- tion de voies de conversion de phase supplémentaires et à des solutions de schémas nouvelles adoptées pour ses organes constitutifs. Le problème posé est résolu à l'aide d'un phase- mètre comportant deux blocs de conversion de phase à deux sorties à niveaux de potentiel (inverseuse et non inverseuse) et à deux sorties à impulsions chacun, qui ont leurs premières entrées raccordées à une première source de signaux d'entrée, une deuxième entrée du premier bloc de conversion de phase étant raccordée à une deuxième source de signaux d'entrée et, à travers un circuit de déphasage, à une deuxième entrée du deuxième bloc de conversion de phase, un aiguilleur d'impulsions qui a ses entrées reliées aux sorties des blocs de conversion de phase et ses sorties à un compteur bidirectionnel relié à un enregistreur numé- rique, ledit phasemètre étant, selon l'invention, caractérisé en ce:qu'il est complété par N 2 blocs de conversion de phase, N étant supérieur à 2; que les premières entrées de ceux-ci sont raccordées à la première source de signaux d'entrée, qu'une deuxième entrée de chaque bloc de conversion de phase posté- rieur est reliée à une deuxième entrée de chaque bloc de conversion de phase antérieur par un circuit de déphasage et que le déphasage associé à chacun des N-1 circuits de déphasage est de n/N radians. Il en résulte une amélioration de résolution du phasemètre, c'est-à-dire la réduction de l'échantillon du déphasage à mesurer à V/N radians (N > 2) En cas d'association de ce phasemètre à un mesureur de dépla- cements laser utilisant l'interféromètre de Michelson une telle amélioration de résolution permet de mesurer les déplacements avec une résolution de 2 N de longueur 2 N d'onde laser. Il est utile, lorsqu'on fait appel à un compteur bidirectionnel de nombres négatifs en code droit, que le phasemètre soit doté d'un bloc de signe placé entre l'aiguilleur et le compteur bidirectionnel et compor- tant un indicateur de zéro; il est également bon que le bloc de signe contienne une bascule de signe, deux éléments ET-NON, deux éléments 2 ET-OU et quatre élé- ments ET qui ont leurs premières entrées raccordées aux sorties de l'aiguilleur d'impulsions, que les pre- miers deux éléments ET aient leurs sorties raccordées aux entrées de la bascule de signe dont les sorties soient reliées aux premières entrées des éléments ET-NON et aux entrées réunies deux par deux des élé- ments 2 ET-OU, que les sorties des éléments ET-NON soient reliées aux deuxièmes entrées des deuxièmes deux éléments ET qui aient leurs sorties raccordées à d'autres entrées reliées entre elles deux par deux des éléments 2 ET-OU, que les sorties des éléments 2 ET-OU soient reliées aux entrées du compteur bidi- rectionnel et que les deuxièmes entrées des éléments ET-NON et des premiers deux éléments ET soient rac- cordées à la sortie de l'indicateur de zéro. Il en résulte une augmentation de cadence du comptage bidirectionnel qui devient égale à celle du comptage unidirectionnel, ce qui prend toute sa va- leur devant une haute résolution du phasemètre lorsque la fréquence de répétition des impulsions de comptage se trouve accrue et qu'une faible cadence d'inversion du compteur constitue la limitation de la rapidité de fonctionnement du phasemètre. Il est intéressant que le phasemètre comporte un convertisseur de code placé entre les sorties à ni- veaux de potentiel des blocs de conversion de phase et les entrées de poids faibles de l'enregistreur numé- rique, que l'aiguilleur d'impulsions contienne deux éléments ET qui aient leurs premières entrées raccor- dées aux sorties à impulsions du dernier bloc de con- version de phase, que leurs deuxièmes entrées aient un point commun raccordé à l'une des sorties à niveaux de potentiel de l'un des blocs de conversion de phase an- térieurs, leurs sorties constituant celles de l'aiguil- leur d'impulsions. Cela permet d'améliorer la fiabilité du phasemè- tre, étant donné que, quelle que soit sa résolution, la fréquence des impulsions de comptage arrivant sur l'entrée du compteur bidirectionnel est toujours celle de Doppler. Pour N = 4 et un comptage et un enregistrement en binaire, il est souhaitable que le convertisseur de co- de comporte trois éléments OU exclusif, que les en- trées du premier entre ceux-ci soient reliées aux sor- ties à niveaux de potentiel non inverseuses des deu- xième et quatrième blocs de conversion de phase, que les entrées du deuxième élément OU exclusif soient raccordées aux sorties à niveaux de potentiel non in- verseuses des premier et troisième blocs de conversion de phase, que les entrées du troisième élément OU ex- clusif soient reliées aux sorties des premiers deux éléments OU exclusif et que la sortie à niveaux de po- tentiel non inverseuse du quatrième bloc de conversion de phase et les sorties des premier et troisième élé- ments OU exclusif soient réunies aux entrées poids faibles de l'enregistreur numérique. Dans ce qui suit, l'invention sera expliquée à l'aide d'exemples illustrant les formes particulières de sa réalisation, donnés en regard des dessins anne- xés dans lesquels: la figure 1 représente le schéma synoptique d'un phasemètre selon l'invention; la figure 2 montre une forme de réalisation particulière du bloc de conversion de phase, selon l'invention; la rigure 3, une forme de réalisation parti- culière de l'aiguilleur d'impulsions pour N = 4 selon l'invention; la figure 4 représente l'allure des tensions de sortie des éléments des circuits des figures 1, 2 et 3 en fonction de la phase, selon l'invention; la figure 5 est le schéma de principe du bloc de signe et montre aussi les connexions qu'il a avec d'autres organes du phasemètre selon l'invention; la figure 6 représente les chronogrammes des tensions de sortie des éléments de la figure 5 et des affichages du compteur bidirectionnel selon l'inven- tion; la figure 7 est le schéma-synoptique du phase- mètre comportant un convertisseur de code et un ai- guilleur d'impulsions selon l'invention; la figure 8 est le schéma synoptique du phase- mètre de la figure 7 comportant un convertisseur de code pour N = 4 et comptage et enregistrement binai- res, selon l'invention; la figure 9 représente l'allure des tensions de sortie des éléments des figures 8 et 2 et des affi- chages du convertisseur de code et du compteur bidi- rectionnel en fonction de la phase, selon l'invention; la figure 10 est le schéma synoptique du pha- semètre doté d'un convertisseur de code et d'un bloc de signe, selon l'invention. Le phasemètre (figure 1) selon l'invention com- porte des blocs de conversion de phase 1 dont chacun possède deux sorties à niveaux de potentiel (non in- verseuse 2 et inverseuse 3) et deux sorties à impul- sions 4 et 5 Le nombre N de blocs de conversion de phase 1 peut être quelconque, mais non inférieur à 2, selon la résolution requise de mesure de la phase qui est de e/N radians Les premières entrées 6 de la to- talité des blocs de conversion de phase 1 sont raccor- dées à une première source de signaux d'entrée 7, une deuxième source de signaux d'entrée 8 étant raccordée à une deuxième entrée 9 du premier bloc de conversion de phase 1 La deuxième entrée 9 de chaque bloc de conversion de phase 1 postérieur et reliée à la deu- xième entrée 9 de chaque bloc de conversion de phase 1 antérieur à travers un circuit de déphasage 10 le nombre de ces circuits étant égal à N-u Le déphasage dans chacun des circuits de déphasage 10 est de w/N radians Les blocs de conversion de phase 1 ont leurs sorties 2, 3, 4 et 5 raccordées aux entrées d'un ai- guilleur d'impulsions 11, les sorties 12 et 13 de ce dernier étant raccordées aux entrées d'un compteur bidirectionnel 14 relié à un enregistreur numérique 15. Chaque bloc de conversion de phase 1 (figure 2) contient un convertisseur phase-valeur analogique 16 relié à la bascule de Schmitt 17 dont les sorties non inverseuse et inverseuse constituent les sorties à niveaux 2 et 3 du bloc de conversion de phase 1 Les mêmes sorties 2 et 3 sont raccordées à deux formateurs d'impulsions 18 et 19 dont les sorties forment les sorties à impulsions 4 et 5 du bloc de conversion de phase 1 Les entrées du convertisseur phase-valeur analogique 16 constituent les entrées 6 et 9 du bloc de conversion de phase 1. L'aiguilleur 11 (figure 1) sert à distribuer entre ses deux sorties 12 et 13 les impulsions de comptage apparaissant aux sorties à impulsions 4 et 5 des blocs de conversion de phase 1 L'apparition d'im- pulsions à la sortie 12 ou à la sortie 13 de l'aiguil- leur 11 sera soumise aux sens du déphasage entre les signaux d'entrée En échantillonnage à e/N radians et si les blocs de conversion de phase 1 sont au nombre de 4 (N = 4), l'aiguilleur 11 (figure 3) peut, par exemple, comporter deux éléments à huit ET et un OU et 21 qui ont leurs entrées raccordées deux par deux aux sorties des blocs de conversion de phase 1, et dont les sorties formant les sorties 12 et 13 de l'aiguilleur 11. Le fonctionnement du phasemètre sera illustré dans la forme de réalisation particulière comportant 4 blocs de conversion de phase 1 (N = 4) Les entrées 6 et 9 des blocs de conversion de phase 1 (figure 1) reçoivent les signaux harmoniques continus des sources de signaux d'entrée 7 et 8; dans ce cas, grâce au circuit de déphasage 10, chaque bloc de conversion de phase 1 postérieur reçoit sur sa deuxième entrée 9 un signal décalé de n/4 radians par rapport au signal sur l'entrée 9 de chaque bloc de conversion de phase 1 antérieur Au niveau de chaque bloc de conversion de phase 1 (figure 2), ces signaux d'entrée arrivent sur deux entrées du convertisseur phase-valeur analo- gique 16 dont le niveau de sortie dépend du déphasage entre les signaux d'entrée Le convertisseur phase-va- leur analogique 16 peut en particulier être réalisé de façon que la nature de cette relation (figure 4) soit la suivante: la tension de sortie doit croître d'une certaine valeur négative Um à une certaine valeur positive + Um pour une variation de déphasage entre les signaux d'entrée de w/2 à + l T/2 radians, et décroître à partir d'une certaine valeur positive + Um jusqu'à une certaine valeur négative Um pour une évolution de déphasage entre + n/2 et 3 w/2 ra- dians (figure 4, lignes K, L, P Q) Deux fois par pé- * 13 riode, lorsque le déphasage entre les signaux d'entrée est égal à zéro et à e radians, la tension de sortie du convertisseur phase-valeur analogique 16 (figure 2) est nulle Si dans chacune des plages ci-dessus la va- riation de la tension de sortie du convertisseur phase- valeur analogique 16 en fonction du déphasage entre les signaux d'entrée est linéaire, les courbes des tensions de sortie des convertisseurs phase-valeur analogique 16 de tous les quatre blocs de conversion de phase 1 pren- nent l'allure des courbes à dents de scie (figure 4), désignées K, L, P Q Il faut remarquer à ce propos que, grâce aux circuits de déphasage placés entre les deu- xièmes entrées 9 (figure 1) de blocs de conversion de phase 1 voisins, la courbe en dents de scie L (figure 4) du convertisseur phase-valeur analogique 16 (figure 2) du deuxième bloc de conversion de phase 1 est déca- lée de w/4 radians par rapport à la courbe correspon- dante K (figure 4) du premier bloc de conversion de phase 1; la courbe en dents de scie P du troisième bloc de conversion de phase 1 est décalée, elle aussi, de e/4 radians de la courbe L du deuxième bloc de con- version de phase 1 et ainsi de suite Les bascules de Schmitt 17 (figure 2) transforment ces tensions en créneaux dont les fronts engendrent des impulsions brèves en sortie des formateurs 18 et 19, par exemple de type monostable. Les tensions rectangulaires sur les sorties non inverseuses et inverseuses des bascules de Schmitt 7 (sorties à niveaux de potentiel 2 et 3 du bloc de con- version de phase 1) et les impulsions sur les sorties des formateurs 18 et 19 (sorties à impulsions 4 et 5 des blocs de conversion de phase 1) attaquent l'ai- guilleur d'impulsions 11 (figure 3). Vu le fait que le pas de déphasage entre les dents de scie en sortie des convertisseurs phase-va- leur analogique 16 (figure 2) représente ir/4 radians, l'apparition des impulsions aux sorties des formateurs 18 et 19 de la totalité des blocs de conversion de phase 1 s'effectue, elleaussi, avec le même pas Réu- nies sur les sorties 12 ou 13 de l'aiguilleur 11 (fi- gure 1), ces impulsions viennent sur le compteur bidi- rectionnel 14 tous les V/4 radians de déphasage entre les signaux d'entrée, ce qui permet d'avoir une réso- lution du phasemètre jusqu'à w/4 radians, et plus géné- ralement jusqu'à n/N radians au lieu de w/2 radians dans les dispositifs existants. Le but de l'aiguilleur 11 (figure 3) est de diri- ger les impulsions de comptage vers l'une ou l'autre des deux sorties 12 ou 13 selon le sens de déphasage (croissant ou décroissant) Ainsi, les impulsions de comptage apparaissent en sortie de l'élément 8 ET-OU (sortie 12 de l'aiguilleur 11) lorsque le déphasage est croissant (dq > O, o f est le déphasage et t est dt df le temps); si c'est le contraire ( sions de comptage sont délivrées par l'élément 8 ET-OU 21 (sortie 13 de l'aiguilleur 11) A la figure 4, les impulsions de comptage brèves, provoquées par l'évolu- tion positive du déphasage (dt > O) sont en blanc, et celles dues à l'évolution négative du déphasage ( blocs de conversion de phase 1 produites par les forma- teurs 19 à partir des translations de tension positives sur les sorties 3, l'apparition des impulsions aux sorties des éléments 8 ET-OU 20 et 21 de l'aiguilleur il, repérées respectivement par x et y, peut avoir pour expression les formules logiques suivantes x = Ac + Àê + Ca + Ca + Bd + a + DE + Db y = Ac + c + Ca + C-a + Ba + Bd et Db + DE Lorsque le phasemètre utilise un compteur bidi- rectionnel fonctionnant en complémentation, comme * c'est le cas, par exemple, d'un compteur bidirection- nel binaire, les impulsions sur les sorties 12 et 13 (figure 1) de l'aiguilleur il peuvent venir immédia- tement sur les entrées du compteur bidirectionnel 14. Dans le compteur bidirectionnel 14 d'un tel type le rôle de bit de signe (ou de bascule de signe) est te- nu par son bit de plus fort poids dont l'état O indi- que que le nombre est positif, et l'état 1, que le nombre est négatif Si à un moment initial le compteur bidirectionnel 14 était à O et que le déphasage est à tendance positive, les impulsions en provenance de la sortie 12 de l'aiguilleur 11 qui viennent sur-sa pre- mière entrée vont modifier l'état des bits de poids faible de manière à incrémenter le compteur 14, le bit de poids fort initialement à O signifiant que le nom- bre est positif; si ensuite le déphasage bascule du côté décroissant, c'est la deuxième entrée du compteur bidirectionnel 14 qui commence à recevoir les impul- sions de la sortie 13 de l'aiguilleur il faisant dimi- nuer le contenu du compteur 14 jusqu'à 0, après quoi tous ses bits, y compris le plus significatif quiest de signe, changent d'état simultanément En complément, cela signifie le nombre -1 Par la suite, l'application des impulsions à la deuxième entrée du compteur bidi- rectionnel 14 aura pour effet la croissance du nombre négatif qu'il contient. Cctte présentation de nombres n'est pas toujours commode, surtout s'il s'agit de visualiser numérique- ment la mesure de phase Dans ce cas, on fait appel à un compteur bidirectionnel décimal, généralement à écriture de nombres négatifs en code droit, le signe du nombre étant indiqué par une bascule de signe spé- ciale Le sens d'évolution du compteur est alors sou- mis tant à celui du déphasage qu'au signe du nombre compté. Ainsi, si le signe est positif, la croissance du déphasage doit incrémenter le compteur et la dé- croissance du déphasage le décrémenter Si le signe est négatif, c'est l'inverse: la croissance du dépha- sage doit décrémenter le compteur et sa décroissance l'incrémenter. Il est bon, pour permettre l'utilisation d'un compteur bidirectionnel de nombres négatifs en code droit, que le phasemètre comporte un bloc de signe 22 (figure 5), placé entre l'aiguilleur 11 et le compteur bidirectionnel 14. Un bloc de signe 22 selon l'invention contient une bascule de signe 23, quatre éléments ET 24, 25, 26 et 27, deux éléments ET-NON 28 et 29 et deux élé- ments 2 ET-OU 30 et 31 Les premières entrées des élé- ments ET 24, 25, 26 et 27 sont raccordées aux sorties 12 et 13 de l'aiguilleur 11; les sorties des deux premiers éléments ET 24 et 25 sont raccordées aux entrées de la bascule de signe 23 dont les sorties sont reliées aux premières entrées des éléments Et'-NON 28 et 29 et aux entrées, réunies deux à deux, des élé- ments 2 ET-OU 30 et 31 Les sorties des éléments ET- NON 28 et 29 sont reliées aux deuxièmes entrées des éléments ET 26 et 27 qui ont leurs sorties raccordées à d'autres entrées, réunies entre elles deux à deux, des éléments 2 ET-OU 30 et 31. Les sorties des éléments 2 ET-OU 30 et 31 sont reliées aux entrées du compteur bidirectionnel 14 Les deuxièmes entrées des éléments ET-NON 28 et 29 et des éléments ET 24 et 25 sont reliées à la sortie d'un indicateur de zéro 32 associé au compteur bidirec- tionnel 14. Le fonctionnement du phasemètre doté d'un bloc de signe 22 a ceci de particulier qu'à l'inversion du déphasage, lorsque le compteur bidirectionnel 14 qui évoluait d'abord en décomptage passe enfin à zéro avant de passer en régime de comptage, la première impulsion apparaissant après la mise à zéro du comp- teur bidirectionnel 14 ne fait que mettre à l'état approprié la bascule de signe 23 sans être enregis- tiée par le compteur bidirectionnel 14 Par exemple, si l'état zéro du compteur bidirectionnel 14 corres- pond à un déphasage compris dans la portion EG (fi- gure 4) de la courbe en dents de scie K passant par zéro au point F, le déplacement autour de zéro à l'in- térieur de la portion EG laisse à O le compteur bidi- rectionnel 14 mais pas la bascule de signe 23 qui va s'inverser. La première impulsion de comptage arrivant sur le compteur bidirectionnel 14 sera celle due au pas- sage par zéro de la courbe L en point G ou de la courbe Q en point E (selon le sens d'évolution du déphasage) qui sera ignorée de la bascule de signe 23. Ainsi, par rapport au déphasage nul, les impul- sions de comptage viennent sur le compteur bidirec- tionnel 14 (figure 5) de façon symétrique pour faire enregistrer, à l'encontre des dispositifs existants, ure évolution de déphasage de n/N radians, le signe du déphasage étant, à cet instant, déjà défini Il en résulte que la période de deux impulsions arrivant au moment d'inversion sur les différentes entrées du compteur bidirectionnel 14 s'avère deux fois plus lon- gue et la cadence d'inversion du comptage, au lieu d'être diminuée, augmente. Examinons le comportement du phasemètre compre- nant un bloc de signe 22 (figure 5) plus en détail. Il faut noter au préalable que le compteur bi- directionnel 14 et la bascule de signe 23 du phase- mètre doivent s'inverser au moment des fronts arrières des impulsions se présentant sur leurs entrées S'il n'en est pas ainsi, il faut apporter des modifications de peu d'importance au bloc de signe 22 Il est égale- ment à noter que la mise à O ou à 1 de la bascule de signe 23 s'opère par application respective d'une im- pulsion soit à son entrée R, soit, à son entrée S. A la figure 6, on a référencé par x et y les tensions aux sorties respectivement 12 et 13 de l'ai- guilleur d'impulsions 11; par U 23, U 24, U 25, U 26, U 27, U 28, U 29, U 30, U 31 et U 32, les tensions de sortie des éléments respectifs du montage schématisé à la figure 5; et par Z, l'état du compteur bidirectionnel 14. Soit à un certain moment initial le compteur bi- directionnel 14 (figure 5) et la bascule de signe 23 se trouvent en état O (figures 5 et 6) L'indicateur de zéro 32 est alors à un potentiel haut qui vient sur les deuxièmes entrées des éléments ET 24 et 25 et des éléments ET-NON 28 et 29 En même temps, la sortie de l'élément ET-NON 28 a un potentiel haut, la sortie de l'élément ET-NON 29, un potentiel bas et, respec- tivement, l'élément ET 26 est autorisé et l'élément ET 27, non à accepter les impulsions de comptage pro- venant des sorties 12 et 13 de l'aiguilleur 11 Si le déphasage entre les signaux d'entrée du phasemètre croit (dt > O), les impulsions de comptage apparais- sent à la sortie 12 de l'aiguilleur Il (tension x). La première impulsion de comptage vient à travers l'élément ET 26 et l'élément deux ET-NON 30 sur l'en- trée de comptage du compteur bidirectionnel 14 qui prend l'état 1 (Z à la figure 6) La même impulsion arrive à travers l'élément ET 25 sur l'entrée R de la bascule de signe 23 sans changer son état du fait qu'elle était déjà à O Comme le compteur bidirec- tionnel 14 n'est plus à 0, la sortie de l'indicateur de zéro 32 Dasse à un potentiel bas (U 32) qui inter- dit l'accès aux entrées de la bascule de signe 23 aux impulsions de comptage et fait apparaître aux sorties des deux éléments ET-NON 28 et 29 un potentiel haut (U 28 et U 29) autorisant le passage des impulsions de comptage par les éléments ET 26 et 27 Les impulsions de comptage suivantes, acceptées par l'élément ET 26 et l'élément deux ET-OU 30, viendront mettre à 2 et ensuite à 3 le compteur bidirectionnel 14 (Z à la fi- gure 6). Soit maintenant un déphasage entre les signaux d'entrée qui commence à décroître (ldy sions de comptage apparaissent alors à la sortie 13 (y, à la figure 6) de l'aiguilleur 11 pour atteindre à travers l'élément ET 27 et l'élément deux ET-OU 31 l'entrée de décomptage du compteur bidirectionnel 14 qui va décompter progressivement. Le compteur bidirectionnel 14 passe d'abord à l'état 2, ensuite à l'état 1 et, enfin, à O (Z à la figure 6) A cet instant, un potentiel haut (U 32 à la figure 6), apparu à la sortie de l'indicateur de zéro 32, autorise le passage des impulsions aux entrées, la bascule de signe 23 et fait descendre le potentiel à la sortie de l'élément ET-NON 29 (U 29 à la figure 6) de manière à interdire le passage des impulsions de comptage par l'élément ET 27 La prochaine impulsion sur la sortie 13 de l'aiguilleur 11 qui n'a pas l'ac- cès au compteur bidirectionnel 14 vient à travers l'é- lément ET 24 sur l'entrée S de la bascule de signe 23 qui prend l'état 1 représentatif du signe "-" (U 23 à la figure 6) L'effet en est que l'élément ET-NON 29 repasse à uni potentiel haut en sortie (U 29 à la figure 6) autorisant le passage des impulsions de comptage par l'élément ET 27 L'impulsion de comptage suivante, apparue à la sorite 13 de l'aiguilleur 11, est trans- mise par l'élément ET 27 et l'élément deux ET-OU 30 vers l'entrée de comptage du compteur bidirectionnel 14, étant donné que la bascule de signe 23 a modifié son état et que les impulsions de sortie de l'élément ET 27 ne sont acceptées que Dar l'élément 2 ET-OU 30. Le compteur bidirectionnel 14 se met à 1 (Z à la fi- gure 6) La même impulsion est transmise par l'élément ET 24 vers la sortie S de la bascule de signe sans produire son inversion Dès que le compteur bidirec- tionnel 14 n'est pas à 0, l'indicateur de zéro 32 retrouve un potentiel bas en sortie (U à la figure 6), ce qui fait que les impulsions de comptage seront rejetées par les éléments ET 24 et 25 et acceptées par les deux éléments ET 26 et 27 Les impulsions de comptage suivantes seront, elles aussi, acheminées par l'élément ET 27 et l'élément 2 ET-OU 30 vers l'entrée de comptage du compteur bidirectionnel 14 pour augmen- ter son affichage négatif (Z à la figure 6) - Si par la suite le déphasage entre les signaux d'entrée subit une nouvelle croissance (dt > O), les impulsions de comptage issues maintenant de la sortie 12 (x à la figure 6) de l'aiguilleur 11 seront diri- gées par l'élément ET 26 et l'élément 2 ET-OU 31 vers l'entrée de décomptage du compteur bidirectionnel 14 pour diminuer son affichage négatif. Après la mise à zéro du compteur bidirectionnel, la première impulsion de comptage va uniquement chan- ger de 1 en O (de "-" en "+") l'état de la bascule de signe 23 sans être totalisée par le compteur bidirec- tionnel 14 et ce n'est qu'à partir de l'impulsion de comptage suivante que le compteur bidirectionnel 14 commence à s'incrémenter. De cette façon, le phasemètre doté d'un bloc de signe 22 peut mettre en application un compteur bidi- rectionnel de nombres négatifs en code droit tout en gardant une cadence d'inversion de comptage élevée. Le phasemètre selon l'invention offre la possi- bilité de mesurer le déphasage avec une résolution de w/N radians pour tout N 3 2 En même temps, la crois- sance de N conduit à augmenter la fréquence-de répéti- tion des impulsions de comptage arrivant sur les en- trées du compteur bidirectionnel, ce qui impose, à son tour, au compteur bidirectionnel la condition d'une rapidité de fonctionnement élevée qui, si elle n'est pas réalisée, cause des pertes de fiabilité. Il est utile, en vue d'améliorer la fiabilité du phasemètre sans pour autant sacrifier sa résolu- tion, que les échantillons de cycles de phase à comp- ter constituent 2 ir radians (une seule période) et que le déphasage dans la plage de 2 'r radians (échan- tillonnage de e/N en n/N) soit apprécié par décodage des états des bascules de Schmitt 17 (états de leurs sorties à niveau 2 et 3 à la figure 1) de la totalité des blocs de conversion de phase 1 A cet effet, le phasemètre selon l'invention comporte un convertisseur de code 33 (figure 7) placé entre les sorties à niveau de potentiel des blocs de conversion de phase 1 et les entrées de poids faible de l'enregistreur numéri- que 15 Dans ce cas, l'aiguilleur 11 contient deux éléments ET 34 et 35 qui ont leurs premières entrées raccordées aux sorties à impulsions 4 et 5 du dernier des blocs de conversion de phase 1, leurs deuxièmes entrées étant réunies entre elles en un point commun raccordé à l'une des sorties à niveaux de potentiel, par exemple 3, de l'un des blocs de conversion de pha- se 1 antérieurs Les sorties des éléments ET 34 et 35 qui constituent les sorties 12 et 13 de l'aiguilleur 11 sont raccordées aux entrées du compteur bidirec- tionnel 14. S'il s'agit, par exemple, d'utiliser quatre 12963 blocs de conversion de phase 1 (N = 4) et un compteur et un enregistreur binaires, le convertisseur de code 33 selon l'invention (figure 8) comporte trois élé- ments OU exclusif 36, 37 et 38 Les entrées du pre- mier élément OU exclusif 36 sont reliées aux sorties à niveau de Potentiel non inverseuses 2 des deuxième et quatrième blocs de conversion de phase 1; les en- trées du deuxième élément OU exclusif 37 sont raccor- dées aux sorties à niveaux non inverseuses 2 des pre- mier et troisième blocs de conversion de phase 1; les entrées du troisième élément OU exclusif 38 sont re- liées aux sorties des éléments OU exclusif 36 et 37, la sortie à niveaux non inverseuse 2 du dernier bloc de conversion de phase 1 et les sorties des éléments OU exclusif 36 et 38 étant raccordées aux entrées de poids faible de l'enregistreur numérique 15. Lors du fonctionnement du phasemètre doté d'un convertisseur de code 33 (figure 7) les impulsions de comptage arrivent sur les entrées du compteur bi- directionnel 14 avec un découpage de 2 Xr en 2 7 r ra- dians Elles sont produites par les formateurs 18 et 19 (figure 2) sur les passages par zéro de la tension de sortie en dents de scie du convertisseur phase-va- leur analogique 16 du dernier des blocs de conversion de phase 1 (parexemple, pour N = 4, sur la tension en dents de scie Q à la figure 9) et appliquées aux entrées des éléments ET 34 et 35 de l'aiguilleur d'im- pulsions 11 (figure 7) qui n'acceptent que celles qui apparaissent aux instants o la sortie à niveaux de potentiel de l'un des blocs de conversion de phase 1 antérieurs, raccordée aux deuxièmes entrées des élé- ments ET 34 et 35, est à un potentiel haut Par exem- ple, pour un déphasage nul (figure 9), un potentiel haut s'établit à la sortie à niveaux de potentiel inverseuse de tous les blocs de conversion de phase 1, sauf le dernier (les tensions A, B et C) et, l'une desdites sorties étant raccordée aux deuxièmes entrées des éléments ET 34 et 35, les impulsions d ou d qui en résultent -ont atteindre les sorties des éléments ET 34 ou 35 Ces coïncidences seront répétées tous les 2 ir radians d'évolution du déphasage Pour un dépha- sage à tendance positive (dû > 0) les impulsions de comptage (en blanc à la figure 9) seront transmises par l'élément ET 34 vers la sortie 12 de l'aiguilleur 11 et de là, vers l'entrée de comptage du compteur bidirectionnel 14: pour un déphasage à tendance néga- tive (d de comptage vont se suivre avec une période de 2 N ra- dians, quelle que soit la résolution du phasemètre. Dans la plage de 2 N radians (échantillonnage de r/N en in N radians), le déphasage peut se juger aux sorties à niveaux de potentiel des blocs de conversion de phase 1 On va l'examiner sur l'une des formes de réalisation particulière du phasemètre o N = 4 (fi- gures 8 et 9). En cas de déphasage compris entre O et w/4 ra- dians, toutes les sorties à niveaux de potentiel non inverseuses des blocs de conversion de phase 1 sont à un potentiel bas (A, B, C et D) et la combinaison de codage qu'elles forment s'écrit 0000 Si le déphasage varie de n/4 à 2 w/4 radians, le potentiel A devient haut et la combinaison de codage prend la forme 0001. Le tableau ci-dessous regroupe toutes les com- binaisons de codage formées par les potentiels de sortie A, B, C et D en fonction du déphasage variable à l'intérieur de 2 N radians. Ainsi, le décodage des états des sorties à ni- veaux de potentiel des blocs dé conversion de phase 1 permet d'apprécier sans ambiguïté le déphasage compris dans la plage de 2 r radians avec une résolution de r/4 radians et plus généralement de e/N radians. Les combinaisons de codage formées par les sor- ties à niveaux des blocs de conversion de phase 1 en- trent ensuite dans le convertisseur de code 33 Si le comptage et l'enregistrement s'opèrent en binaire, ces combinaisons de codage doivent être transformées en valeur binaire Le nombre requis de chiffres binaires est donné par la formule: n = 1 + log 2 N. Pour N = 4 (figure 8), lorsque la résolution de détermination du déphasage est de m/4 radians, le code binaire sera à trois chiffres (n = 3) Dans ce cas, le convertisseur de code 33 contient trois élé- ments OU exclusif 36, 37 et 38 Le chiffre binaire est disponible à la sortie de l'élément OU exclu- sif 38, le chiffre binaire 21, à la sortie de l'élé- ment OU exclusif 36 et le chiffre binaire 2, immédia- terent à la sortie à niveaux de potentiel non inver- seuse 2 du dernier bloc de conversion de phase 1. Déphasage D C B A Nombre Nombre binaire décimal o r/4 O O O O 000 O w/4 2 T/4 O O O 1 001 1 2 /4 3/4 3 /40 1 1 O 010 2 3 z/4 O 1 1 1 011 3 /4 1 1 1 1 100 4 u/4 6 r/4 1 1 1 O 101 5 6 /4 7 n/4 1 1 O O 110 6 7 w/4 2 1 O O 111 7 Comme l'indique la figure 9, les combinaisons de co- dage des tensions de sortie (D, U 36, U 38 à la figure 9) desdits éléments constituent, à l'intérieur de tout 2 ir radians d'évolution de déphasage, des valeurs bi- naires à trois chiffres dont on peut former les nom- bres de O à 7 (Z 1 à la figure 9) Le nombre formé par la réunion des tensions de sortie du convertisseur de code 33 (chiffres de poids faible) et du compteur bi- directionnel 14 (chiffres de poids fort) est l'équi- valent du déphasage entre les signaux d'entrée mesuré avec une résolution de W radians Ce nombre est stocké à l'aide de l'enregistreur numérique 15. Dans le -as o le résultat de mesure du déphasage entre les signaux d'entrée est souhaité en code droit quel que soit le signe du déphasage (par exemple en décimal) le phasemètre de la figure 7 peut comporter un bloc de signe 22 (figure 10) décrit sous forme schématisée à la figure 5 et placé entre l'aiguilleur d'imoulsions il (figure 10) et le compteur bidirec- tionnel 14 doté d'un indicateur de zéro 32 Le ohasemètre sous ses formes de réalisation particulières schématisées aux figures 7, 8 et 10 a l'avantage d'être plus fiable tout en gardant une bonne résolution Cela est rendu possible par le fait que l'échantillonnage des cycles de phase à compter s'effectue de période en période, indépendamment de la résolution à atteindre Il en résulte que la fré- quence des impulsions arrivant sur les entrées du compteur bidirectionnel est toujours égale à la fré- quence différentielle (fréquence Doppler), c'est-à- dire est 2 N fois moindre Aussi, le risque de ratée du compteur bidirectionnel s'en trouve-t-il réduit. L'utilisation de telle ou de telle autre forme de réalisation particulière du phasemètre tient aux performances qu'on attend de lui Si la vitesse de déphasage entre les signaux d'entrée n'est pas très importante, c'est-à-dire qu'il s'agit de fréquences Doppler faibles, on peut faire appel au phasemètre schématisé aux figures 1 ou 5. Le phasemètre des figures 1 ou 5 a pour carac- tère que l'état O du compteur bidirectionnel corres- pond toujours à l'affichage nul relevé par l'enregis- treur numérique Or, s'il s'agit de fréquences Doppler très élevées et que la rapidité de fonction- nement du compteur bidirectionnel est limitée, il faut 'utiliser le phasemètre des figures 7, 8 ou 10. REVENDICATIONS 1 Phasemècre comportant: deux blocs de conver- sion de phase ( 1), doté chacun de deux sorties à ni- veaux de potentiel non inverseuse ( 2) et inverseuse ( 3) et de deux sorties à impulsions ( 4 et 5), qui ont leurs premières entrées ( 6) raccordées à une première source de signaux d'entrée ( 7), une deuxième entrée ( 9) du premier bloc de conversion de phase ( 1) étant raccordée à une deuxième source de signaux d'entrée ( 8) et, à travers un circuit de déphasage ( 10), à la deuxième entrée ( 9) du deuxième bloc de conversion de phase ( 1); un aiguilleur d'impulsions ( 11) qui a ses entrées reliées aux sorties ( 2, 3, 4 et 5) des blocs de conversion de phase ( 1) et ses sorties ( 12 et 13), à un compteur bidirectionnel ( 14) relié à un enregistreur numérique ( 15), caractérisé par le fait qu'il comprend de plus N-2 blocs de conversion de phase ( 1) (N supérieur à 2) dont les premières entrées ( 6) sont raccordées à la première source de signaux d'entrée ( 7), que la deuxième entrée ( 9) de cheque bloc de conversion de phase ( 1) postérieur est reliée à la deuxième entrée ( 9) de chaque bloc de conversion de phase ( 1) antérieur à travers le circuit de dépha- sage ( 10), et que le déphasage introduit par chacun des N-1 circuits de déphasage ( 10) est de w/N radians. 2 Phasemètre selon la revendication 1, carac- térisé par le fait: qu'il comporte un bloc de signe ( 22) placé entre l'aiguilleur d'impulsions ( 11) et le compteur bidirectionnel ( 14) doté d'un indicateur de zéro ( 32); que dans ce cas le bloc de-signe ( 22) con- tient une bascule de signe ( 23), deux éléments ET-NON ( 28, 29), deux éléments 2 ET-OU ( 30, 31) et quatre éléments ET ( 24, 25, 26, 27) dont les premières en- trées sont raccordées aux sorties de l'aiguilleur ( 11); que les sorties des premiers deux éléments ET ( 24, 25) sont raccordées aux entrées de la bascule de signe ( 23) qui a ses sorties raccordées aux pre- mières entrées des éléments ET-NON ( 28, 29) et aux entrées réunies entre elles deux par deux des éléments 2 ET-OU ( 30, 31); que les sorties des éléments ET-NON ( 28, 29) sont reliées aux deuxièmes entrées des deuxièmes deux éléments ET ( 26, 27) qui ont leurs sorties raccordées aux entrées réunies entre elles deux par deux des éléments 2 ET-OU ( 30, 31); que les sorties des éléments 2 ET-OU ( 30, 31) sont reliées aux entrées du compteur bidirectionnel ( 14); et que les deuxièmes entrées des éléments ET-NON ( 28, 29) et des premiers deux éléments ET ( 24, 25) sont reliées à la sortie de l'indicateur de zéro ( 32). 3 Phasemètre selon la revendication 1, caracté- risé par le fait: qu'il comporte un convertisseur de code ( 33) placé entre les sorties à niveaux de poten- tiel ( 2, 3) des blocs de conversion de phase ( 1) et les entrées de poids faible d'un enregistreur numéri- que ( 15); que l'aiguilleur d'impulsions ( 11) contient deux éléments ET ( 34, 35) qui ont leurs premières en- trées raccordées aux sorties à impulsions ( 4, 5) du dernier bloc de conversion de phase ( 1); que leurs deuxièmes entrées sont réunies entre elles en un point commun raccordé à l'une des sorties à niveaux de po- tentiel de l'un des blocs de conversion de phase ( 1) antérieur; et que leurs sorties constituent les sor- ties de l'aiguilleur ( 11). 4 Phasemètre selon la revendication 3, caracté- risé par le fait que, pour N = 4 et un compteur et un enregistreur binaires, le convertisseur de code ( 33) comporte trois éléments OU exclusif ( 36, 37, 38), que le premier desdits éléments OU exclusif ( 36) a ses entrées reliées aux sorties à niveaux de potentiel non inverseuses ( 2) des deuxième et quatrième blocs de conversion de phase ( 1), que les entrées du deu- xième élément OU exclusif ( 37) sont raccordées aux 25.12963 sorties à niveaux de potentiel non inverseuses ( 2) des premier et troisième blocs de conversion de phase ( 1), que les entrées du troisième élément OU exclusif ( 38) sont reliées aux sorties des premiers deux élé- ments OU exclusif ( 36, 37) et que la sortie à niveaux de potentiel non inverseuse ( 2) du quatrième bloc de conversion de phase ( 1) et les sorties des premier et troisième éléments OU exclusif ( 36, 38) sont raccordées aux entrées de poids faible de l'enregistreur numéri- que ( 15).