Brevet FR2625634A1 — publié le 19890707

La présente invention a pour objet une méthode et un dispositif pour élargir La dynamique des signaux numérisables par un convertisseur analogique-nuinérique d'un type déterminé. Les convertisseurs analogi ques-numériques (C.A.N.) sont généralement inclus dans des chaines d'acquisition de signaux comportant des moyens d'échantillonnage pour prélever des échantiLLons à intervalles réguliers fixés par un signaL d'horLoge, de signaux et les mémoriser le temps nécessaire à Leur numérisation; Les mots numériques délivrés par un convertisseur (C.A.N.) à n bits comportent (n-1) bit correspondant à la valeur absolue numérisée de l'amplitude du signal échantillonné et n-bit définissant le signe. Un procédé connu pour élargir la dynamique des signaux numérisables par un convertisseur analogique-numérique à n bits consiste à appliquer les échantillons de signaux issus d'un échantillonneurbloqueur à un dispositif redresseur qui délivre leur va leur absolue sur une première sortie et leur signe sur une autre sortie. Les n bits du convertisseur sont ici employés pour numériser l'amplitude de chaque échantiLLon, te signe étant codé séparément par le dispositif de redressement. Mais un tel procédé est délicat à mettre en oeuvre dans la pratique car il fait appel à un circuit analogique de redressement qui nécessite souvent de réglages et de la mise au point. La méthode selon L'invention permet d'élargir la dynamique des signaux numérisabLes par un convertisseur ana logi que-numéri que d'un type détermine pourvu d'une entrée pour l'application d'une tension électrique bien stable, utilisée comme tension de référence, tout en évitant les inconvénients ci-dessus mentionnés. Elle est caractérisée en ce qu'elle comporte l'application à cette entrée d'une première tension de référence positive ou d'une seconde tension de référence égale à la première mais de signe contraire, le choix de L'une ou L'autre de ces tensions de référence étant effectué d'après le signe des signaux à numériser. Le dispositif pour la mise en oeuvre de la méthode comporte par exemple un convertisseur analogique-numerique pourvu d'une première entré pour l'application des signaux à numériser et d'une seconde entreé pour l'application d'une tension de référence. Il est caractérisé en ce qu'il comporte des moyens pour engendrer deux tensions égales et de signes contraires, connectés à la seconde entrée par L'intermédiaire d'un moyen de commutation et des moyens de commande pour déterminer le signe des signaux à numériser et commander le moyen de commutation en fonction du. signe déterminé. D'autres caractéristiques et avantages de la méthode et du dispositif apparaitront à la lecture de la description d'un mode de réalisation donné à titre d'exemple non limitatif, en se rétérant au dessin annexé où la figure 1 montre un schéma synoptique du dispositif. On voit sur la figure i que le dispositif comporte un convertisseur analogique-numérique 1 recevant sur une entrée e5 des échantillons de signaux analogiques E délivrés successivement par un échantillonneur a bloqueur 2 tel que celui décrit par exemple dans le brevet crantais nO 2 453 471. La sortie de l'échantillonneur-bloqueur 2 èst aussi connectée à une entrée d'un élément comparateur 3, une autre entrée de celui-ci étant reliée à la masse. La sortie de l'élément comparateur 3 est connectée à une entrée d'un basculeur bistable 4. L'échantillonneur-bloqueur 2, le convertisseur 1 et le basculeur 4 reçoivent sur Leur entrée d'horloge eh le signal d'horloge délivré par. un oscillateur 5. Une sortie du basculeur bistable 4 est connectée à L'entrée de commande d'un commutateur électronique 6 à deux positions. La sortie du commutateur 6 est connectée à une entrée e r du convertisseur analogique-numérique 1 prévue pour l'application d'une tension de référence. Les deux entrées du commutateur 6 sont respectivement connectées à deux bornes de sortie s+ et s d'un générateur de signaux de référence 7 où sont disponibles deux tensions électriques stables de même amplitude mais de signes opposés VR+ et VR . Le dispositif fonctionne de la manière suivante A des instants successifs définis par l'oscillateur d'horloge 5, un échantilton de signal Ve appliqué est mémorisé dans l'échantillonneur-bloqueur 2 et son amplitude est comparée à une tension nulle par te comparateur 3. Selon qu'elle est positive ou négative, La tension V à la sortie du comparateur prend la valeur e logique 1 ou 0. Cette tension V est mémorisée dans le basculeur bistable 4 et c appliquée au commutateur 6. Si La tension V a pour va leur logique 1, c le cormutateur 6 connecté à L'entrée e r de convertisseur anatogique-umérique 1, la tension de référence VR+ de meme signe que celle de l'échantillon à numériser. Dans le cas contraire, le cormutateur 6 applique la tension de référence négative VR Tous les bits du convertisseur sont donc- utilisés pour donner la valseur numérisée N (n) de l'amplitude échantillonnée E On gagne donc a n bit par rapport au cas classique où le convertisseur donne aussi le signe de L'échantillon, ce qui correspond à un facteur deux sur l'amplitude. Le signe de L'échantiLLon est représenté par le signal mémorisé par le basculeur bistable 4. IL est égal à un ou zéro suivant que l'échantillon numérisé est positif ou négatif. REVENDICATIONS 1. - méthode pour élargir le dynamique des signaux numérisables par un convertisseur analogique-numérique (1) d'un type déterminé pourvu d'une entrée (er) pour l'application d'une tension électrique bien stable utilisée comme tension de référence et adaptée à la numérisation des signaux qui lui sont appliqués, caractérisée en ce qu'elle comporte l'application à ladite entrée (e ) d'une première tension de référence (VR+) positive ou d'une seconde tension de référence (VR ) égaLe à la première mais de signe contraire, Le choix de L'une ou t'autre étant effectué d'après le signe des signaux à numériser. 2. - Dispositif pour la mise en oeuvre de la méthode selon la revendication 1, comportant un convertisseur analogique-numérique (1) pourvu d'une première entrée (e ) pour l'application des signaux à s numériser et d'une seconde entrée (e ) pour l'application d'un tension de référence, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens (7) pour engendrer deux tensions égales et de signes contraites (VR+, V connectés à La seconde entrée (e ) par L'intermédiaire d'un moyen de r commutation (6) et des moyens de commande le (3,4) pour déterminer le signe des signaux à numériser et commander le moyen de commutation (6) en fonction du signe déterminé. 3. - Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que Les moyens de commande comportent un comparateur de tension (3) pour fournir un signal de signe de valeur logique un ou zéro, suivant le signe des signaux adapté à numériser et un moyen de mémorisation (4) du signal de signe, adapté à commander Le moyen de de commutation (6). 4. - Dispositif selon la revendication 2, dans lequel Les signaux à numériser sont issus d'un échantillonneur-bloqueur (2), caractérisé en ce que la sortie de L'échantillonneur bloqueur (2) est connectée à un comparateur de tension (3) et le signal issu dudit comparateur est appliqué à un basculeur bistable (4) dont une sortie est connectée à L'entrée de commande d'un commutateur électronique (6).