Brevet FR2551936A1 — publié le 19850315

Dispositif de génération de signaux en dents de scie et analyseur de spectre comportant un tel dispositif. La présente invention se rapporte à un dispositif de génération de signaux en dents de scie, capable de fournir, en fonction de différentes valeurs de signaux de commande, des dents de scie de différentes amplitudes, de différentes périodes et même de différentes définitions. L'invention est utilisable, en particulier, dans les analyseurs de spectre dans lesquels un signal en dents de scie est nécessaire pour commander le balayage horizontal du tube de l'analyseur électronique. Il est connu de générer un signal en dents de scie de façon analogique à partir d'un circuit résistance-condensateur et de commuter, par exemple, des résistances pour obtenir différentes valeurs du signal; mais les dispositifs réalisés de cette façon ne donnent qu'un choix très limité de dents de scie ou bien nécessitent beaucoup d'éléments et sont donc onéreux. La présente invention a pour but d'éviter ou, pour le moins, de réduire les inconvénients de l'art connu. Ceci est obtenu en élaborant de façon numérique le signal en dents de scie. Selon l'invention un dispositif de génération de signaux en dents de scie est caractérisé en ce qu'il comporte en série: un premier circuit de division pour recevoir un signal Ho formé d'impulsions et fournir un signal H formé d'une impulsion pour N impulsions du signal Ho (N = nombre entier positif); un second circuit de division comportant une entrée de signal couplée à la sortie du circuit de division, une entrée de remise à zéro pour recevoir des signaux de fin de dent de scie et p sorties (p nombre entier supérieur à 1) pour fournir respectivement p+l signaux de la forme H (i = o, l...p) et un circuit de conversion numérique 21 analogique ayant des entrées de signal couplées aux sorties du second circuit de division, une entrée de tension de référence pour commander l'amplitude de son signal de sortie et une sortie couplée à la sortie du dispositif ; et en ce qu'il comporte un générateur de tension pour fournir une tension sur l'entrée de tension de référence du circuit de conversion. La présente invention sera mieux comprise et d'autres caractéristiques apparaîtront à l'aide de la description ci-après et des figures s'y rapportant qui représentent - les figures 1 et 4 deux exemples de réalisation de dispositifs de génération de signaux en dents de scie selon l'invention, - les figures 2 et 3 des signaux permettant de mieux comprendre l'invention, - la figure 5 une vue plus détaillée d'un élément de la figure 4. Sur les différentes figures les éléments correspondants sont désignés par les mêmes symboles. La figure 1 correspond à un dispositif de génération de signaux en dents de scie conçu pour fournir le signal de commande du balayage horizontal du tube cathodique d'un analyseur de spectre. Cet analyseur de spectre a été étudié pour fonctionner dans cinq gammes d'analyse grâce à un synthétiseur de fréquence fournissant des trains jointifs d'impulsions d'analyse comportant, au choix de l'opérateur, et selon la gamme, soit 1 000 à 2 000 impulsions, soit 2 000 à 4 000 impulsions, soit 4 000 à 8 000 impulsions, soit 8 000 à 16 000 impulsions, soit 16 000 à 32 000 impulsions; le problème était de fournir des signaux en dents de scie synchronisés sur les trains d'impulsions et présentant une amplitude et une résolution réglables.Pour cela les trains jointifs d'impulsions, notés Ho, sont appliqués sur l'entrée d'un compteur, 1, à n bits (n entier positif), utilisé en circuit diviseur, et sur la première entrée de signal d'un circuit de commutation comportant (n+l) entrées de signal, une sortie et une entrée de commande pour désigner, parmi les (n+l) entrées, celle qui doit être reliée à la sortie. Le compteur 1 comporte n sorties qui délivrent respectivement une sur 2, 22,...,2n impulsions du signal Ho; ces n sorties sont respectivement reliées aux 2e, 3e...(n+l)e entrées de signal du circuit de commutation 2. Le circuit de commutation 2 est constitué d'un ensemble de (n+l) commutateurs So à Sn et d'un multiplexeur analogique 20 dont l'entrée multiple reçoit un signal de commande de division, Cd, pour fermer l'un des (n+l) commutateurs. Le signal de sortie, H, du circuit de commutation 2 est appliqué à l'entrée de signal d'un compteur à p bits (p entier au moins égal à 2), 3, également utilisé en circuit diviseur. Le compteur 3 comporte une entrée de remise à zéro qui reçoit le signal R de fin de train d'impulsions également produit par le synthétiseur de l'analyseur de spectre et p sorties qui délivrent respectivement une sur 2,2,...2P impulsions du signal H. Ces p sorties sont respectivement reliées aux p entrées numériques d'un convertisseur numérique-analogique à p bits, 4, dont l'entrée de validation reçoit le signal H.Le convertisseur 4 comporte une entrée analogique recevant un signal formé par une tension de référence réglable, Vr, fournie par un générateur de tension formé des éléments 5 à 7 et R1 à R4 de la figure 1 ; le convertisseur 4 comporte également une sortie qui fournit le signal en dents de scie, S. Le dispositif qui vient d'être décrit, permet de fournir un signal en dents de scie exactement adapté au train d'impulsion Ho et aux besoins de l'analyse de spectre. En effet le signal Cd, de commande du circuit de commutation 2, permet de définir la résolution de la dent de scie c'est-àdire le nombre d'échelons constituant la dent de scie; le signal R, en remettant à zéro le compteur 3 au bout d'un train d'impulsions, synchronise la dent de scie produite avec le train d'impulsions, H, réçu ; quant à la tension réglable, Vr, elle permet de régler la hauteur des marches successives de la dent de scie et, ainsi, de régler l'amplitude de la dent de scie. Dans l'exemple décrit n = 4 si bien que le compteur 1 et le circuit 2 permettent d'obtenir un signal H formé de trains de 1000 à 2 000 impulsions à partir des trains d'impulsions Ho formés de 1 000 à 32 000 impulsions de 5 /uS, suivant le spectre choisi. Toujours dans l'exemple décrit p = 10 ; il est à remarquer que le signal H étant fait de 1 000 à 2 000 impulsions le signal H/2 fourni par le compteur 3 comporte au plus 2 000 2 2 = 1 000 impulsions, et qu'ainsi la remise à zéro du compteur 3 se fait par le signal R de fin de train d'impulsions et ne risque pas de se produire, de façon intempestive, par dépassement de la capacité (1 024) du compteur 3. Le signal S est ainsi formé de dents de scie et ces dents de scie sont faites de 500 à 1000 paliers. Le générateur de tension qui fournit le signal Vr de réglage de l'amplitude du signal en dents de scie, comporte un convertisseur numéri que-analogique, 4, à q bits (q entier supérieur à 1), suivi d'un sommateur à amplificateurs opérationnels qui permettent de faire varier la tension Vr en fonction d'un signal de commande numérique Ca appliqué sur l'entrée de signal numérique du convertisseur 5.Le convertisseur 5 reçoit une tension continue Ve et a sa sortie reliée, par une résistance R2, à l'entrée "-" d'un amplificateur-différentiel 6 dont l'entrée "+" est réunie à la masse par une résistance R4. L'entrée "-" de l'amplificateur 6 est également reliée à la tension Ve par une résistance R1 et à la sortie de l'amplificateur 6 par une résistance R3. Un amplificateur différentiel 7, dont l'entrée "+" est à la masse, a son entrée "-" et sa sortie en courtcircuit et ce court-circuit est relié directement à la sortie de l'amplificateur 6 et à l'entrée de tension de référence du convertisseur 4 pour fournir la tension Vr.La tension Vr peut s'écrire sous la forme Vr = R3 Ve + R3 Ve Ca avec Ca qui peut prendre les valeurs 0, 1, 2...2q-1 puisque le convertisseur 5 est à q bits, Vr peut donc varier, sous l'action du signal Ca, de la valeur Rail Ve à la valeur RRil .Ve.(I+ R1 (2R2l)) Ainsi, pour garder une amplitude constante à la dent de scie dans le cas où cette dent de scie est formée d'un nombre de paliers pouvant aller de k à h (avec k h), il faudra que Vr minimum Vr maximum k = h ce qui entraîne qu'il faut choisir R1 et R2 tels que R1 ~ h-k R2 k(2q~1) La figure 2 montre, en fonction du temps t, l'amplitude de quatre signaux en dents de scie S fournis par le dispositif selon la figure 1. Ces quatre signaux, repérés respectivement A, B, C et D, ont des durées W telles WB > WA > WD > WC et, si les signaux A, B et C ont une résolution fine, par contre la montée du signal D étant formée d'un nombre relativement faible de paliers, n'est pas assimilable, pour l'oeil à une droite si bien que sa résolution peut être considérée comme relativement grossière. La figure 3 montre, en fonction du temps t, le signal Ho et deux signaux en dents de scie, S, fournis par le dispositif selon la figure 1. Ces deux signaux en dents de scie ont une même durée 0-R (0 et R : instants d'apparition des signaux de fin de deux trains d'impulsions successifs). Pour l'obtention de ces deux signaux en dents de scie à partir d'un même type de signal Ho, seule la commande Cd était différente: dans le Ho premier cas elle consistait à prendre H = Ho et dans le second cas H = 2 Ces deux dents de scie montrent que le signal Cd de commande de division influe sur l'amplitude des dents de scie; en effet chaque palier de la partie ascendante de la dent de scie a, pour une valeur donnée de la tension réglable Vr, une valeur donnée et le fait d'avoir un rapport 4 (dans le cas de la figure 3) entre le nombre des paliers, entraîne donc une réduction dans le même rapport de l'amplitude totale de la dent de scie, d'où les valeurs M et M4 indiquées, sur la figure 3, pour les amplitudes maximales respectives des deux dents de scie. Dans l'exemple décrit à l'aide de la figure 1, le compteur 1 est fait d'un circuit CD 4024 en technologie CMOS et le compteur 3 de deux de ces circuits, le circuit de commutation 2 est un CD 4097 et les convertisseurs 4 et 5 respectivement des circuits DAC 3721 de HYBRID SYSTEM et DAC UP 8 B de DATEL, quant aux amplificateurs différentiels 6 et 7, ce sont deux LM 346 présentés sous un même boîtier. La figure 4 est un schéma d'un dispositif de génération de signaux en dents de scie qui correspond à une adaptation du schéma de la figure 1 au cas où la dent de scie n'est pas élaborée à partir de signaux existants (Ho et R de la figure 1) mais est à produire avec un libre choix de la durée de la dent de scie. Le dispositif selon la figure 4 comporte un circuit 8 qui correspond au générateur de tension formé des éléments 5 à 7 et R1 à R4 de la figure 1; le dispositif comporte également des circuits 1 à 4 identiques aux circuits I à 4 de la figure 1 et connectés, ainsi que le générateur de tension, de la même façon que les circuits correspondants de la figure 1. Le dispositif selon la figure 4 comporte, en plus du dispositif selon la figure 1, d'une part un générateur d'impulsions, 9, pour délivrer un signal H'o en remplacement du signal Ho qui était fourni par un synthétiseur de fréquence extérieur au dispositif, et d'autre part un circuit décodeur, 10, pour fournir un signal de remise à zéro R' du compteur 3 en remplacement du signal R également reçu de l'extérieur dans le cas de la figure 1. La figure 5 montre comment est réalisé le circuit décodeur 10 de la figure 4. Ce circuit décodeur comporte un compteur 11 qui compte le nombre d'impulsions du signal H'o. Les sorties du compteur 11 sont reliées aux premières entrées d'un comparateur 12 qui reçoit sur ses secondes entrées le signal d'un registre 13 dans lequel est enregistrée la valeur d'un signal Cr, de commande de durée de la dent de scie. Quand le contenu du compteur 11 est égal à celui du registre 13, le comparateur 12 délivre une brève impulsion (signal R') qui remet le compteur 11 à zéro et qui est également utilisée comme signal de remise à zéro du compteur 3 de la figure 4. La présente invention n'est pas limitée aux exemples décrits, c'est ainsi, par exemple, que le compteur 1 des figures 1 et 4, utilisé en diviseur par 2, 2 .. .2n peut être remplacé par un circuit de division par tout nombre N, entier positif, puissance entière ou non de 2, afin de fournir une sur N des impulsions du signal Ho, ou H'o, qu'il reçoit sur son entrée. De même le circuit de commutation 2 peut être réduit à de simples commutateurs, sans multiplexeur analogique, la commande des commutateurs s'effectuant manuellement ou par un processeur extérieur au dispositif. REVENDICATIONS 1. Dispositif de génération de signaux en dents de scie, caractérisé en ce qu'il comporte en série : un premier circuit de division (19 2) pour recevoir un signal Ho formé d'impulsions et fournir un signal H formé d'une impulsion pour N impulsions du signal Ho (N nombre entier positif), un second circuit de division (3) comportant une entrée de signal couplée à la sortie du circuit de division, une entrée de remise à zéro pour recevoir des signaux de fin de dent de scie et p sorties (p nombre entier supérieur à l) pour fournir respectivement p+l signaux de la forme H (i=O, 1...p); et un circuit de conversion numérique-analogique 449 ayant 2 des entrées de signal couplées aux sorties du second circuit de division, une entrée de tension de référence pour commander l'amplitude de son signal de sortie et une sortie couplée à la sortie du dispositif; et en ce qu'il comporte un générateur de tension (5, 6, 7, R1-R4 8 > 8) pour fournir une tension sur l'entrée de tension de référence du circuit de conversion. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le premier circuit de division comporte un diviseur pour fournir n signaux H 2i (i entier prenant toutes les valeurs de 1 à N compris) et un circuit de 2 commutation (2) ayant n+l entrées de signal pour recevoir respectivement H le signal Ho et les signaux , 0 une sortie pour délivrer le signal H, n+l 2' commutateurs (So-Sn) pour coupler ses n+l entrées de signal à sa sortie et une entrée de commande pour recevoir un signal de commande et fermer un et un seul des n+l commutateurs. 3. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, destiné à un analyseur de spectre qui comporte un synthétiseur destiné à fournir des trains jointifs d'impulsions d'analyse et des signaux de fin de train d'impulsions, caractérisé en ce que les impulsions reçues par le premier circuit de division sont celles des trains d'impulsions et en ce que les signaux de fin de dent de scie sont les signaux de fin de train d'impulsions. 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'il comporte un générateur d'impulsions (9) pour fournir le signal Ho et un circuit décodeur (10) ayant un compteur (11) pour compter les impulsions du signal Ho et un comparateur (12) pour fournir les signaux de fin de dent de scie chaque fois que le compteur a compté un nombre prédéterminé d'impulsions. 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le générateur de tension (5, 6, 7, R1-R4; 8) comporte un convertisseur numérique-analogique (5) pour régler la valeur de la tension sur l'entrée de tension de référence du circuit de conversion (4) en fonction d'une valeur numérique appliquée sur son entrée. 6. Analyseur de spectre, caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3.