Brevet FR2529734A1 — publié le 19840106

"Système pour déparasiter des signaux" La présente invention concerne un système pour déparasiter des signaux comportant deux éléments de transmission qui connectent électriquement un émetteur de signaux électriques un circuit d'évaluation pour le calcul du signal utile non perturbé. Des grandeurs de mesure détectées par des détecteurs électroniques et converties en une grandeur électrique pouvant être transmise subissent, lors de leur transmission de l'endroit de mesure au circuit d'évaluation et d'affichage, l'influence de parasites. Pour pouvoir évaluer les informations transmises par les signaux utiles, il faut débarrasser les signaux utiles des signaux parasites. Des procédés de corrélation servant à éliminer les parasites sont décrits dans le livre spécialisé de G Ehrenstrasser, intitulé 'Stochastische Signale und ihre Anwendung" de Dr A H Utig Verlag, Heidelberg, pages 82 à 84 Ces procédés sont utilisés pour recon- naitre des signaux fortement perturbés Dans ce cas, les signaux utiles apparaissant simultanément sur deux capteurs sont transmis par l'intermédiaire de deux canaux de mesure perturbés indépendamment l'un de l'autre A l'extrémité de la distance de transmission, ces canaux de mesure sont connectés à un dispositif de corrélation croisée qui, à partir des signaux perturbés transmis par les deux canaux, forme la fonction de corrélation croisée pour le temps de décalage It = O Le dispositif de corrélation calcule, dans ce cas, le carré de la valeur efficace des signaux utiles, car seuls les signaux utiles identiques sont mis en corré- lation l'un avec l'autre Etant donné que les signaux parasites ne présentent de cohérence statistique ni avec les signaux utiles, ni entre eux, tous les autres produits de la valeur efficace du signal utile avec les signaux parasites et des signaux parasites entre eux 2 5; calculés par le dispositif de correlation sont nuls. Toutefois, si les signaux parasites agissant sur les deux canaux de mesure ne sont pas statistiquement indépendants les uns des autres, comre c'est le cas, par exemple pour des nar;si-es élechromagn-tiques agissant de l'extérieur sur les lignes de transmission, le dispositif de corrélation calcule un produit des valeurs efficaces des signaux parasites qui est diffè- rent de zéro et qui, à la sortie du dispositif de corrélation, se superpose au carré des valeurs effi- caces des signaux utiles Le procédé de corrélation connu n'est de ce fait pas à même de débarrasser le signal utile de signaux parasites qui sont d'une étendue locale et peuvent agir simultanément sur plusieurs composants. L'invention a pour but de procurer un circuit d'évaluation pour déparasiter des signaux utiles inconnus non périodiques, dont les signaux parasites non périodiques inconnus se superposent de manière additive, qui présentent le même spectre de fréquence que les signaux utiles et qui agissent simultanément sur plusieurs composants. Ce but est réalisé conformément à l'invention par le fait que les éléments de transmission sont réalisés de manière différente du point de vue de leur sensibilité aux signaux parasites et le circuit d'éva- luation détermine les signaux utiles parmi les diffé- rents signaux présentés a ses entrées par calcul et élimination des signaux parasites agissant sur un élément de transmission. Les réalisations du circuit d'évaluation peuvent être construites d'une manière sim- ple au moyen d'additionneurs, de soustrac- teurs, de diviseurs, de multiplicateurs et de -formateurs de valeurs moyennes. Quelques formes d'exécution de l'invention sont décrites ci-après avec leur mode de fonction- nement, à titre d'exemple, avec référence aux dessins annexés, dans lesquels: la Fig 1 est un schéma synoptique du circuit d'évaluation connecté à un émetteur de signaux élec- triques par plusieurs lignes de transmission, et les Fig 2 et 3 sont des schémas synoptiques de deux formes d'exécution du circuit de corrélation. Sur la Fig 1, le circuit d'évaluation 1 est connecté au moyen de deux lignes de transmission 2 et 3 à un émetteur de signaux électriques 4 L'émetteur de signaux électriques 4 est, par exemple, un capteur de pression qui détecte la pression d'un gaz ou d'un liquide et qui, à l'aide de jauges de contrainte, transforme cette pression en un signal électrique Les blindages des lignes de transmission 2 et 3 contre les signaux parasites 6 sont différents La ligne de transmission 2, par exemple, est enveloppée par un tissu métallique 5 indiqué en traits interrompus qui la protège contre les signaux parasites électromagnétiques * 6, tandis que la ligne de transmission 3 ne comporte aucun blindage ou en comporte un autre. Le circuit d'évaluation 1 contient un circuit de corrélation 7 connecté aux lignes de transmission 2 et 3, un circuit soustracteur d' entrée 8, un circuit réducteur 9, un diviseur 10 et un circuit soustrac- teur de sortie Il qui sont connectés, d'une manière représentée aux dessins, les uns aux autres et aux lignes de transmission 2 et 3 Le signal utile débar- rassé des signaux parasites 6 dans le circuit d'éva- luation 1 peut être obtenu à la borne 12. Si le signal parasite électromagnétique 6 agit sur les lignes de transmission 2 et 3, le signal utile transmis par la ligne de transmission 2 reçoit en superposition de manière additive le signal parasite Z, affaibli par le blindage et le signal utile de la même valeur transmis par la ligne de transmission 3 reçoit en superposition de manière additive le signal parasite Z 2 non affaibli Le circuit soustracteur d'entrée 8 soustrait les signaux perturbés dont les parties correspondant aux signaux utiles sont de même grandeur l'un de l'autre et présente la différence ainsi obtenue des signaux parasites (Zl-z 2) au circuit de corrélation 7 qui calcule, à partir de cette différence et des signaux perturbés, le rapport des signaux perturbés Zl/Z 2 Le circuit réducteur 9 soustrait du rapport des signaux perturbés Zl/Z 2 la valeur 1, de sorte que le diviseur 10 peut calculer à partir de la différence des signaux perturbés (Zl-Z 2) fournie par le circuit soustracteur d'entrée 8 et du rapport réduit de 1 des signaux parasites (Zl/Z 2-l) fourni par le circuit réducteur 9, le signal parasite Z 2 selon la relation Z 2 = (Zl Z 2)/(Zl/Z 21) Le circuit soustracteur de sortie il soustrait le signal parasite Z 2 calculé par le diviseur du signal utile perturbé par Z 2 et transmis par la ligne de transmission 3 et fournit ainsi le signal utile non perturbé par l'intermédiaire de la borne électrique 12. Une forme d'exécution pour un circuit de corrélation 7 est illustrée sur la Fig 2 Un dispo- sitif de corrélation croisée 13 est connecté à la ligne de transmission 2 et au circuit soustracteur d'entrée 8 Un autre dispositif de corrélation croisée 14 est connecté a la ligne de transmission 3 ainsi qu'au circuit soustracteur d'entrée 8 Les dispo- sitifs de corrélation croisée 13 et 14 sont connectés, par l'intermédiaire de deux lignes 15 et 16, à un autre diviseur 17 Le diviseur 17 est connecté à la sortie 1 à Les dispositifs de corrélation croisée 13 et 14 fonctionnent pour le temps de décalage t O ce qui signifie que les dispositifs de corrélation croisée 13 et 14 peuvent chacun être constitués d'un simple multiplicateur suivi d'un circuit servant à former la valeur moyenne dans le temps à partir du produit calculé par le multiplicateur Le signal utile sera désigné ci-après par x Le dispositif de corrélation croisée 13 reçoit, par l'intermédiaire de la ligne de transmission 2, le signal (x+Zl) et du circuit sous- tracteur d'entrée 8 le signal (Zl-Z 2) Le dispositif de corrélation croisée 14 reçoit, par l'intermédiaire de la ligne de transmission 3, le signal (x+Z 2) et du circuit soustracteur d'entrée 8 le signal (Z 1-Z 2)- Les deux dispositifs de corrélation croisée 13 et 14 forment tout d'abord le produit (x+Zl)x(Zl-Z 2) ou (x+Z 2)x(Zl-Z 2) à partir des signaux qui leurs sont présentés A partir de ces produits, les dispositifs de corrélation croisée 13 et 14 forment chaque fois les valeurs moyennes dans le temps pour lesquelles les valeurs moyennes des produits x Zl ou x Z 2 sont égales à zéro, de sorte que le dispositif de corrélation croisée 13 fournit au diviseur 17, par l'intermédiaire de la ligne 15, la valeur moyenne de (Z 12-Zl Z 2) et le dispositif de corrélation croisée 14 fournit au divi- seur 17, par l'intermédiaire de la ligne 16, la valeur moyenne de (-Z 22 +Z 1 Z 2), à partir desquelles le divi- seur 17 calcule selon l'équation suivante: (Z 12-Z 1 Z 2) Zl(Zi-Z 2) Z 1 (-Z 22 +Zl Z 2) Z 2 (Z 1-Z 2) Z 2 le rapport des signaux parasites ZI/Z 2 qui est alors appliqué a l'entree du circuit réducteur 9. Une autre forme d'exêcution du circuit de corrélation 7 est repr'sentée Our la Fig 3 Des dispositifs d'autocorrélation 19, 20 et 21 sont connectés chaque fois aux lignes de transmission 2 et 3 et au circuit soustracteur d'entrée 8 Les dispo- sitifs d'autocorrélation 19, 20 et 21 sont connectés, par l'intermédiaire des lignes 22, 23 et 24, à un circuit de calcul 25, à la sortie 26 duquel on peut obtenir le rapport des signaux parasites Z 1/z 2. Les dispositifs d'autocorrélation 19, 20 et 21 fonctionnent pour le temps de décalage T = 0, de sorte qu'ils peuvent être constitués chacun d'un circuit d'élévation au carré suivi d'un circuit destiné à former la valeur moyenne dans le temps Le signal (x+Z 1) transmis par la ligne de transmission 2 est présent dans le dispositif de corrélation 19 A partir de ce signal, le dispositif de corrélation 19 forme la valeur moyenne dans le temps il de (x+Zl)2 Le signal 1 est fourni, par l'intermédiaire de la ligne 22, au circuit de calcul 25 Le dispositif d'autocorrélation reçoit, par l'intermédiaire de la ligne de trans- mission 3, le signal utile perturbé par Z 2 (x+Z 2) et forme, à partir de ce signal, la valeur moyenne dans le temps 2 de (x+Z 2)2 Le signal 2 est fourni au circuit de calcul 25 par l'intermédiaire de la ligne 23 Le dispositif d'autocorrélation 21 est connecté au circuit soustracteur d'entrée 8 qui calcule la différence des signaux parasites (Zl-Z 2) Le dispositif d'autocor- rélation 21 calcule ainsi la valeur moyenne dans le temps 43 de (Z 1-Z 2) 2 qui est également fournie au circuit de calcul 25 par l'intermédiaire de la ligne 24. Selon la formule Z 1 il- 2 +j 3 (x+Zl)2-(x+z 2)2 +(Zl-z 2)2 Z 2 1-42-43 (x+Zl)2-(x+Z 2)2-(zl-z 2)2 Z 12-Z 22 +(Zl-Z 2)2 Z 12-Z 22-(Z 1-Z 2)2 pour laquelle les valeurs moyennes des produits x Z 1 ou x.Z 2 sont égales à zéro, le circuit de calcul 25 formé des circuits additionneur, soustracteur et diviseur disponibles dans le commerce calcule le rapport des signaux parasites Z 1/Z 2 Ce signal est transmis au circuit de réduction 29 en vue d'un traitement ultérieur. R E V E N D I C A T I O N S 1. Système pour déparasiter des signaux comportant deux éléments de transmission qui connectent électriquement un émetteur de signaux électriques à un circuit d'évaluation pour le calcul du signal utile non perturbé, caractérisé en ce que les éléments de transmission sont réalisés de manière différente du point de vue de leur sensibilité aux signaux parasites ( 6) et le circuit d'évaluation ( 1) détermine les signaux utiles à partir des signaux différents présents à ses entrées par calcul et élimination des signaux parasites agissant sur un élément de transmission. 2 Système suivant la revendication 1, caractérisé en ce que, dans le circuit d'évaluation ( 1), un circuit soustracteur d'entrée ( 8) connecté aux éléments de transmission ( 1) ayant la forme de lignes de transmission ( 2, 3) fournit, à un circuit de corrélation ( 7) connecté aux lignes de transmission ( 2, 3), la différence des signaux parasites (Zl-z 2) agis- sant sur les lignes de transmission ( 2, 3), le circuit de corrélation calculant le rapport des signaux para- sites Z 1/Z 2 qui est réduit d'une unité par un circuit réducteur ( 9) connect 6 au circuit de corrélation ( 7) de sorte qu'un diviseur ( 10) connecté au circuit de réduction ( 9) et au circuit soustracteur d'entrée ( 8) peut calculer, à partir de la différence des signaux parasites (Zl-z 2) en tant que dividende et du rapport réduit de 1 des signaux parasites (Z 1/Z 2-1) comme diviseur, le signal perturbateur (Z 2) qu'un circuit soustracteur de sortie ( 11) connect 6 au diviseur ( 10) et à la ligne de transmission perturbée par Z 2 soustrait du signal perturbé par Z 2 en vue de calculer le signal utile non perturbé. 3. Système suivant la revendication 2, caractérisé en ce que le circuit de corrélation ( 7) comporte deux Dispositifs de corrélation croisée ( 13, 14) connectés au circuit soustracteur d'entrée ( 8) et chacun à une ligne de transmission ( 2, 3) et fonctionnant pour le temps de décalage = 0, qui donnent des grandeurs de sortie à partir desquelles un autre diviseur { 17) calcule le rapport des signaux parasites (Z 1/Z 2). 4 Système suivant la revendication 2, caractérisé en ce que le circuit de corrélation ( 7) comporte des dispositifs d'autocorrélation ( 19, 20, 21) dont deux sont connectés chacun à une ligne de trans- mission ( 2, 3) et le dernier au circuit soustracteur d'entrée ( 8) et qui fonctionnent pour le temps de décalage} = 0, ces dispositifs donnant des grandeurs de sortie à partir desquelles un circuit de calcul ( 25) calcule le rapport des signaux parasites (Z 1/Z 2) selon l'équation Z 2 142 + 43 Z 2 fl-t 2-j 3 pour laquelle est la grandeur de sortie du dispositif d'auto- corrélation connecté à la ligne de transmission perturbée par le signal parasite (Z 1) i 2 est la grandeur de sortie du dispositif d'auto- corrélation connecté à la ligne de transmission perturbée par le signal parasite (Z 2), et 3 est la grandeur de sortie du dispositif d'auto- corrélation connecté au circuit soustracteur d'entrée.