Brevet FR2526954A1 — publié le 19831118

À "Procédé etdispositif de compensation de retard pour des unités d'affichage numérique". Lors de l'affichage de données numériques reconstituées, provenant, par exemple, d'une mémoire de forme d'onde, on transforme les données numériques en des représentations analogiques des valeurs instantanées de l'amplitude du signal pour des valeurs discrètes du temps selon un certain rythme d'horloge d'affichage Souvent, on utilise des filtres ou des générateurs vectoriels pour faire des interpolation ou des liaisons entre les valeurs analogiques ou ce que l'on appelle des points de données. Ceci peut être le cas pour des unités daffichage soit en X (horizontales) / Y (verticales), soit en Y (amplitude)/ T (temps) Pour produire des vecteurs linéaires de telle manière que l'on tire une ligne droite entre des points de données sur un appareil d'affichage, tel qu'un tube cathodique ou un traceur de courbes graphiques, les générateurs de dé- viation horizontale et verticale doivent recevoir les si- gnaux de commande horizontal et vertical de manière simulta- née C'est-à-dire que toute discordance temporelle entre les signaux de commande horizontale et verticale sur les géné- rateurs de déviation produira des vecteurs courbes, le degré de non-linéarité dépendant de l'importance de la discrodan- -e temporelle. Cette discordance dans le temps peut être causée par de nombreux mécanismes produisant du retard dans les canaux-de traitement des signaux horizontal et vertical cela peut comprendre le comportement de la ligne à retard d'un oscilloscope usuel, aussi bien que les retards de pro- pagation, des différences dans les longueurs des circuits des signaux et même des retards dûs à des variations des composants dans les circuits de reconstitution des signaux numériques-analogiques ou dans l'unité d'affichage Evidem- ment les effets dûs à de tels retards deviennent de plus en plus apparents et prononcés au fur et à mesure que la vitesse -2- d'affichage de tels points de données augmente, parce que même une très faible discordance temporelle se traduira par des vecteurs non linéaires. Conformément à la présente invention, on réalise un procédé et un dispositif de compensation de retard qui fournit une concordance temporelle entre les signaux horizontaux et verticaux reconstitués qui parviennent sur les générateurs de déviation d'une unité d'affichage, de telle manière que l'on peut tracer des vecteurs droits en- tre des points de données affichés On effectue un décalage dans le temps sur les données circulant dans les canaux de traitement des signaux horizontaux et verticaux, respecti- vement, ce décalage étant effectué entre les deux canaux, la valeur de ce décalage étant égale à la différence des retards des deux canaux respectifs Ceci est obtenu en syn- chronisant les canaux de manière différentielle avec la même fréquence d'horloge Un générateur d'horloge différentiel fournit un premier et un deuxième signal d'horloge retardés le second pouvant varier de manière sélective dans le temps de manière à se produire soit avant soit après le premier avec le décalage nécessaire pour la compensation du retard. Les premier et second signaux d'horloge sont appliqués à des circuits de verrouillage dans les canaux respectifs de manière à commander la synchronisation des données nuradri- ques circulant dans lesdits canaux, en commandant de ce fait la fréquence et la synchronisation avec lesquelles les mots de données numériques sont envoyés à des convertisseurs numériques-analogiques pour leur conversion en signaux de déviation. La présente invention convient en particulier pour l'utilisation dans des appareils rapides tels que des oscilloscopes numériques ou des moniteurs X-Y ainsi que pour l'utilisation dans des appareils lents tels que des traceurs de courbes en X-Y ou d'autres appareils à copies imprimées. C'est donc un objet et une caractéristique de la présente -3 - invention de fournir un procédé et un dispositif de compensa- tion de retard destinés à des unités d'affichage en vue de réaliser une synchronisation dans le temps des signaux arri- vant à l'appareil d'affichage par l'intermédiaire de canaux de signaux séparés. C'est encore un autre objet de la présente invention de fournir une synchronisation temporelle de si- gnaux analogiques dans des canaux de signaux séparés en ajustant la synchronisation des signaux numériques d'origine avant leur conversion sous forme analogique, de manière à compenser les retards dans les canaux de signaux respectifs. C'est encore un autre objet de la présente invention de fournir un déphasage ou un déplacement de temps dans des signaux numériques en utilisant un générateur d'hor- loge différentiel. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui suit, faite à titre illustratif et non limitatif, en se référant aux dessins ciannexés sur lesquels: la fig 1 représente la relation temporelle des signaux de déviation d'une unité d'affichage en X-Y; la fig 2 est un schéma bloc d'une unité d'affichage numérique-analogique employant un générateur d hor oge différentiel conformément à la présente Invention, et, la fig 3 est un schéma représentant les détails du générateur d'horloge différentiel de la fig 2. On voit sur la fig 1 une unité d'affichage en X-Y 10 comportant un support d'affichage graphique 12 sur lequel on peut produire une image Pour comprendre la relation temporelle des signaux de déviation en X par rapport aux signaux en Y, supposons que l'affichage consiste à représenter une ligne droite 14 entre un point A et un point B sur le support d'affichage 12 Les signaux de déviation en X et Y doivent donc être des rampes linéaires, qui, toutes les deux, -4- démarrent à un instant TS et finissent à l'instant TF Ces signaux sont représentés en étant appliqués aux entrées Y et X respectivement de l'unité d'affichage 10 Mais tout retard TD dans l'un quelconque des circuits de signaux, tel que celui représenté par le bloc 16 sur le circuit du signal d'entrée en Y, entraîne un décalage dans le temps du si- gnal de déviation en Y, dans ce cas, comme représenté par la ligne pointillée, entre les instants de départ et d'arrêt Ti S et T'F Ce décalage dans le temps crée à son tour une courbure de la ligne entre les points A et B sur le sup- port d'affichage 12, cette ligne étant représentée par la ligne pointillée 18 Evidemment, le degré de courbure ou le degré de non linéarité dépend du décalage temporel TD entre les deux signaux de déviation. Sur la fig 2 on a représenté un canal de traitement de données et de signaux en Y qui comprend une mémoire de données 20, un circuit de verrouillage de données 22, un convertisseur numérique-analogiqué 24 et un généra- teur de vecteurs 26 De manière similaire,-un canal de trai- tement de données et de signaux en X comprend une mémoire de données 30, un circuit de verrouillage de données 32, un convertisseur numériqueanalogique 34 et un générateur de vecteurs 36 Une unité d'horloge 40 produit des signaux d'hor- l Dge pour piloter un g 3 nérataur d'&cdcsses 42 qui, à Son tour, crée des adresses en des emplacements-d'accès de mémoire dans les mémoires de données 20 et 30 Du fait que l'on adresse chaque emplacement de mémoire des mémoires 20 et 30, les données qui y sont mémorisées, et qui peuvent être avanta- geusement sous la forme d'un mot de données à N bits, sont lues et envoyées à un circuit de verrouillage de données, respectivement 22 et 32 Les signaux d'horloge provenant de l'unité d'horloge 40 sont également appliqués à un générateur d'horloge différentiel 44 qui produit deux signaux d'horloge e 1 et e 2 qui sont à la même fréquence d'horloge que l'unité d'horloge mais dont les fronts actifs se produisent à des instants différents par rapport au front actif du signal de l'unité d'horloge Dans le mode de réalisation qui a été 2526954 -5- réalisé et essayé, le premier signal d'horloge el, ou plutôt son front actif, se produit avec un retard fixe par rapport au front actif du signal de l'unité d'horloge, et le second signal d'horloge e 2 peut varier de manière sélec- tive dans le temps de manière à se produire avant ou après le signal d'horloge el avec le décalage nécessaire pour com- penser le retard de l'installation Les premier et second signaux d'horloge e 1 et e 2 sont appliqués aux circuits de ver- rouillage 22 et 32 respectivement, afin de commander la synchronisation des mots de données qui y sont verrouillés par synchronisation de ces mots de données respectifs avec les premier et second signaux d'horloge; de ce fait, on commande la fréquence et l'instant auxquels les mots de données sont envoyés sur les convertisseurs numériques-ana- logiques 24 et 34 Evidemment, ces convertisseurs transfor- ment les mots de données numériques en valeurs analogiques et ensuite les générateurs de vecteurs 26 et 36 effectuent un lissage des signaux X et Y par interpolation entre les niveaux analogiques discrets produits par -les convertisseurs. Les générateurs de vecteurs 26 et 36 peuvent avantageusement être des générateurs de vecteurs disponibles dans le commerce ou bien ils peuvent être constitués par des filtres réalisés à partir de condensateurs et de résistances discrets Les si- gnaux X et Y sont appliqués en tant que signaux de déviation à l'unité d'affichage 10. Si l'on se réfère maintenant de nouveau à la fig 1, il faut insister sur le fait que l'on réalise la mise *en accord temporel désirée entre les signaux de déviation X et Y en réglant l'instant d'apparition du signal d'horloge e 2 par rapport au signal d'horloge e 1 pour décaler les ins- tants d'apparition des mots de données numériques qui sont échantillonés dans les circuits de verrouillage 22 et 32, du décalage nécessaire pour compenser tous les retards du dispositif Du fait que la mise en accord temporel est -6- effectuée lorsque les données sont encore sous forme numéri- que et avant qu'elles soient appliquées à une unité d'affi- chage, on peut effectuer une compensation précise de dispo- sitifs relativement bon marché et qui emploient des composants à faible tolérance En outre, l'unité d'affichage 10 peut être constituée par tout dispositif d'affichage graphique, ce qui comprend les oscilloscopes et les traceurs de courbes en X-Y De plus, il faut noter que dans un dispositif en amplitude en fonction du temps, tel qu'un oscilloscope, les signaux d'adresses provenant du générateur d'adresses 42 sont, de manière typique, un signal de comptage progressif qui est transformé par le convertisseur numérique-analogique 34 et le générateur de vecteurs 36 en une dent de scie linéaire pour piloter l'axe des temps de l'affichage, de telle manière que dans ce cas, la mémoire 30 de X est superflue et pourrait être supprimée. La fig 3 représente les détails du générateur d'horloge différentiel 44 Le circuit comprend essentiellement une paire de circuits logiques tels que des multivibrateurs 50 et 52 qui sont représentés sous la forme de combinaisons de porte ET de bascule bi-stable pour constituer des multi- vribrateurs monostables avec des entrées en trigger de SCHMITT conformément aux références du circuit 74 L 5221 du commerce. Les deux multibrateurs 30 et 52 sont déclenchés sur le front négatif du signal d'horloge provenant de l'unité d'horloge , ce qui entraîne la mise à niveau haut de leurs sorties Q à l'instant Ton Une fois qu'elles sont déclenchées, les sorties Q ne dépendent pas de transitions d'horloge ultérieu- res et les transitions négatives des sorties Q sont une fonc- tion des composants de synchronisation Pour le multivibra- teur 50, la sortie Q passe au niveau bas à un instant Ti déter- miné par la résistance 54 A l'instant T 1, le front négatif du signal d"horloge e 1 est appliqué au circuit de verrouilla- ge 22, ce qui bloque les données Y à l'intérieur de ce cir- cuit L'instant d'apparition du front négatif du signal d'hor- loge e 2 est déterminé par le condensateur 56 et le transistor 58 monté en source de courant; de ce fait, l'instant T 2 Ot -7- le signal d'horloge e 2 passe au niveau bas est réglable sur une gammae variant de manière continue Une résistance 60 fi- xe la valeur maximale du courant à travers le transistor 58 et, par suite, le temps minimum entre T et T 2; une résis- tance variable 62 fournit la gamme de variation A l'instant T 2, le front négatif du signal d'horloge e 2 est appliqué au circuit de verrouillage 32, ce qui bloque les données X dans ce circuit Comme on peut le voir, l'instant T 2 peut être réglé pour se produire avant, simultanément, ou après l'ins- tant T 1 de manière à fournir n'importe quelle compensation de retard qu'un dispositif donné nécessite. La description ci-dessus n'a été fournie qu'à titre illustratif et il est évident que l'on peut y apporter des modifications ou variantes sans pour autant sortir du cadre de la présente invention. -8 - REVENDICAT IONS ) Procédé de compensation des erreurs tem- porelles entre des signaux dans des canaux de signaux séparés caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes: génération de données numériques à une fréquence prédéterminée pour un premier canal de signaux ( 22,24,26) et un second canal de signaux ( 32,34,36); génération d'un signal d'horloge différen- tiel en synchronisme avec lesdites données, ledit signal d'horloge différentiel comprenant un premier signal d'horloge (e 1) et un second signal d'horloge (O 2),-l'instant d'appari- tion du second signal d'horloge étant variable de manière sélective par rapport à l'instant d'apparition du premier signal d'horloge, et synchronisation de l'instant d'apparition des données dans ledit premier canal de signaux avec ledit premier signal d'horloge ( 91) et synchronisation des données dans ledit second canal de signaux avec ledit second signal d'horloge (e 2). 20) Procédé selon la revendication 1, carac- térisé en ce qu'il comprend les étapes supplémentaires sui- vantes: transformation desdites données numériques en signaux analogiques -25 pilotage d'un dispositif d'affichage avec lesdits signaux analogiques de telle manière qu'un affichage sans distorsion indique une mise en accord temporel entre les- dits signaux et qu'un affichage avec distorsion indique un désaccord temporel entre lesdits signaux, et, variation du temps d'apparition dudit se- cond signal d'horloge 92 pour fournir un affichage sans dis- torsion. ) Dispositif pour la compensation d'erreurs temporelles entre des signaux dans des canaux de signaux dif- férents, caractérisé en ce qu'il comporte 9 - des moyens ( 20,30,40,42) pour engendrer des données numériques à une fréquence prédéterminée pour un premier canal de signaux et un second canal de signaux; des moyens ( 44) pour engendrer un signal d'horloge différentiel en synchronisme avec lesdites données, ledit signal d'horloge différentiel comprenant un premier signal d'horloge ( variable de manière sélective par rapport à l'instant d'appa- rition du premier signal d'horloge ( 91), et, des moyens ( 22,32) pour synchroniser l'ins- tant d'apparition des données dans ledit premier canal de signaux avec ledit premier signal d'horloge ( 8 1) et le temps d'apparition des données dans ledit second canal de signaux avec ledit second signal d'horloge ( ) Dispositif selon la revendication 3, carac- térisé en ce que les moyens de génération de données numéri- ques comportent des mémoires ( 20,30) pour l'enregistrement d'au moins une partie desdites donnée numériques, et des moyens ( 40,42) pour adresser lesdites mémoires ( 20,30) à une fréquence prédéterminée. ) Dispositif selon la revendication 4, carac- térisé en ce que lesdits moyens d'adressage comprennent une source de signaux d'horloge ( 40) et un générateur d'adresses ( 42) sensible auxdits signaux d'horloge. ) Dispositif selon la revendication 3, carac- térisé en ce que les moyens de génération de signal d'horloge différentiel comprennent une source de signaux d'unités d'hor- loge ( 40) et des premier ( 50) et second ( 52) circuits logiques actionnés par lesdits signaux d'unité d'horloge en vue de produire lesdits premier (e 1) et second (e 2) signaux d'hor- loge respectivement. 7 ) Dispositif selon la revendication 6, carac- térisé en ce que lesdits premier et second circuits logiques comprennent des premier et second multivibrateurs ( 50,52). -10- 8 ) Dispositif selon la revendication 6, ca- ractérisé en ce que les moyens de génération de signal d'hor- loge différentiel comprennent en outre des moyens ( 56,58,60, 62) pour régler le retard d'activation d'au moins un desdits premier ( 50) et second ( 52) circuits logiques. ) Dispositif selon la revendication 3, ca- ractérisé en ce que les moyens de synchronisation comprennent un premier circuit de verrouillage ( 22) pour verrouiller les données dans ledit premier canal de signaux et un second cir- cuit de verrouillage ( 32) pour verrouiller les données dans ledit second canal de signaux. ) Dispositif selon la revendication 3, ca- ractérisé en ce qu'il comprend en outre des moyens ( 24,34) pour convertir lesdites données numériques en signaux analo- giques, des moyens ( 10,26,36) pour afficher lesdits signaux analogiques, un affichage sans distorsion indiquant une mise en accord temporel desdits signaux et un affichage avec dis- torsion indiquant un désaccord temporel de ces signaux et des moyens pour faire varier l'instant d'apparition de l'un des dits premier et second signaux d'horloge.