FR 2090353 A1 19720114 FR 7119490 A 19710528 71 19490 2090353 L'invention a trait à des arrangements de circuit électrique pour la mesure de la différence de phase instantanée entre deux signaux. La mesure de la différence de phase entre deux signaux, dont l'un peut être reçu d'une source éloignée de localisation connue, et l'autre engendré 5 sur place, au moyen d'un récepteur situé dans un engin en mouvement, est une exigence dans la navigation par système hyperbolique ou analogue, et l'arrangement de circuit de la présente invention s'applique en particulier aux récepteurs radio utilisés dans un tel système de navigation. En conséquence, l'invention sera décrite en se référant à un tel usage. 10 Le signal éloigné est invariablement reçu avec un bruit aléatoire superposé qui décale de façon aléatoire la phase apparente du signal par rapport au signal de référence qui, étant engendré sur place, n'est pas normalement sujet à un bruit d'une grande amplitude. Le décalage de phase aléatoire peut être positif ou négatif et, sur une période suffisamment longue, 15 est aussi bien positif que négatif. Ainsi, une technique connue pour une telle mesure est de prendre la moyenne des valeurs de différence de phase trouvées par un certain nombre de mesures successives. Cette technique réduit d'une manière significative l'effet de l'erreur aléatoire. Cependant, un autre problème se présente dans les cas où l'erreur 20 statistique produit un décalage de phase aux environs du point 360° - 0°. Par exemple, si le bruit statistique donne une erreur de phase de - 5°, la succession des mesures dont on prendra la moyenne-se trouvera entre 355° et 5°, fournissant une valeur moyenne de 180*, ce qui est une erreur grossière» L'objet de la présente invention est de fournir un arrangement de 25 circuit amélioré pour la mesure de la différence de phase de deux signaux, en égard à l'inconvénient indiqué ci-dessus. Ainsi, la présente invention fournit un arrangement de circuit permettant d'obtenir une mesure digitale de la différence de phase instantanée entre le premier signal récurrent et le second, incluant un générateur 30 d'impulsions de temps d'une fréquence d'ordre plus élevé que lesdits signaux récurrents, un moyen pour examiner le premier signal et le second sous forme d'impulsions et mesurer l'intervalle entre les parties correspondantes des impulsions de signaux successifs, l'un étant une première impulsion de signal et l'autre une seconde impulsion de signal et un moyen pour compter le nombre 35 d'impulsions de temps survenant dans chacun desdits intervalles et en effectuer le total sur un certain nombre desdits intervalles, de façon que le total des impulsions de temps pour ledit nombre desdits intervalles, dans les conditions de proche coïncidence desdits signaux successifs, soit effectué de façon à être uniformément élevé ou uniformément bas. 40 Afin que l'invention puisse être mieux comprise et facilement mise en 71 19490 2 2090353 pratique, on décrira maintenant en détail, à titre d'exemple, deux modes de réalisation en se référant au dessin annexé, dans lequel : La figure 1 est un schéma sous forme de blocs d'un circuit mesurant la différence de phase d'un signal, en employant une porte à quatre états 5 d'équilibre, la figure 2 est un schéma du circuit de la figure 1 engendrant les signaux rectangulaires, la figure 3 est un schéma du circuit de la porte à quatre états de la figure 1, 10 la figure 4 est un diagramme décrivant le fonctionnement de la porte à quatre états de la figure 1, la figure 5 est un schéma sous forme de blocs des unités incluses dans le second mode de réalisation de l'invention, et la figure 6 un tableau des états des composants.principaux des circuits 15 de la figure 1. Dans le système de navigation auquel se rapportent les figures 1 à 5, des signaux radio de très basse fréquence sont transmis en séquence à partir d'un certain nombre de transmetteurs géographiquement espacés. La position géographique d'un engin, par rapport aux positions de deux des transmetteurs, 20 est déterminée par la mesure de la différence de phase entre les signaux reçus des deux transmetteurs choisis. La localisation obtenue se situe sur une parabole. Une seconde mesure analogue, utilisant les signaux provenant d'une seconde paire de transmetteurs, donne une position de navigation à l'intersection des deux paraboles concernées. 25 Puisque, comme exposé plus haut, les signaux transmis apparaissent en séquence, la différence de phase entre deux quelconques de ces signaux est assurée en déterminant tout d'abord la relation de phase de chacune des paires de signaux choisies par rapport à Tin signal de référence émis localement. Dans le système décrit plus particulièrement, les signaux transmis sont 30 des signaux porteurs non modulés de 10,2 kH. Un récepteur radio comprenant un oscillateur local hétérodyne est utilisé pour fournir un signal de sortie à la fréquence de battement de 1,0 kH. L'oscillateur local de référence fournit aussi un signal à 1,0 kH. Dans le système qui va être décrit, le signal sinusoïdal de 1,0 ka est 35 converti en un signal d'impulsion à 1,0 kti, au moment où l'onde sinusoïdale franchit 1'amplitude 0, dans le sens croissant, définissant ainsi le front de l'impulsion. Si le signal de référence est initialement sinusoïdal, il est converti de façon analogue en un signal d'impulsion de 1,0 kH. 40 La différence de phase entre les signaux d'entrée et de référence est 71 19490 3 2090353 alors définie par l'intervalle entre, soit le front d'onde de l'impulsion du signal d'entrée et le front d'onde de l'impulsion du prochain signal de référence, soit le front d'onde de l'impulsion du signal de référence et le front d'onde de l'impulsion du prochain signal d'entrée. 5 Dans le système décrit, on mesure l'intervalle entre les impulsions des signaux d'entrée et de référence. Afin de donner une mesure digitale de phase qui est nécessaire en raison du calcul de la position suivante réalisé au moyen d'un calculateur digital auxiliaire, on mesure le nombre d'impulsions de temps à 200 kH survenant 10 pendant cet intervalle. Ainsi, un total d'impulsions de temps de 0 ou de 200 définit la coïncidence des signaux d'entrée et de référence. Le total des impulsions de temps est effectué par un compteur principal alimenté par les signaux de sortie provenant de l'appareil de l'invention et qui, à son tour, alimente le calculateur digital auxiliaire. 15 On se rendra facilement compte que l'ambiguité mentionnée plus haut relative au calcul de la moyenne près des valeurs 0° et 360° se retrouve aussi bien avec le total des impulsions de temps de "200" qu'avec le total des degrés lorsque ce total est de "360". On se rendra aussi facilement compte que l'ambiguité peut être évitée, 20 dans le cas de l'erreur de phase de — 5° introduite par le bruit aléatoire mentionné plus haut, si les valeurs de différence de phase dont on effectue la moyenne sont mesurées entre 355° et 365°. Elles pourraient encore être mesurées entre - 5° et + 5°. La présente invention est basée sur le fait que dans un système répéti-25 tif et digital de mesure de phase, dans la région critique immédiatement au-dessus et au—dessous de la coïncidence, les comptages de différences de phases successifs doivent être effectués, soit pour être uniformément élevés, soit pour être uniformément bas, ou les deux à la fois* Ceci est obtenu au moyen de la méthode de mesure de phase qui va être décrite. 30 Afin de faciliter la compréhension du fonctionnement suivant de l'inven tion, on expliquera maintenant une telle méthode de comptage réalisée en contrôlant le total du compteur principal au moyen du dispositif désigné ci-après par "porte à quatre états d'équilibre". Cette porte à quatre états également désignée par "FSG" comprend deux 35 flip-flops définissant ensemble quatre états d'équilibre identifiés comme états "0", "1", "2" et "3". En l'absence du bruit de signal, deux états seulement seraient nécessaires, à savoir "2" (choisi arbitrairement) qui commande le comptage croissant des impulsions de temps au moyen du compteur principal et l'état "1" qui arrête le comptage. 40 II y a évidemment une commande de remise à zéro du compteur entre les 71 19490 4 2090353 comptages, mais cette commande sera expliquée ultérieurement. L'état "0" de la porte à quatre états est utilisé de plus pour le comptage décroissant du compteur principal et l'état "3" est utilisé pour effectuer un comptage croissant double, ces deux moyens étant utilisés pour 5 des motifs qui seront expliqués plus loin. Si l'on se réfère, maintenant, au schéma sous forme de blocs de la figure 1, on voit qu'un premier mode de réalisation de l'invention comprend des bornes d'entrée du signal d'entrée et du signal de référence suivies chacune par des unités de mise en forme rectangulaire des impulsions, l'appa-10 reil comprenant la porte à quatre états mentionnée, située entre les lignes verticales en traits interrompus sur la figure mais représentée en plus de détails sur le schéma de circuit de la figure 3, et le compteur principal commandé par la porte à quatre états, elle-même suivie par un calculateur digital. 15 Plus particulièrement, le signal d'entrée sinusoïdal à la fréquence de battement de 1 kH est transmis à la borne 3 et est converti sous forme d'impulsion rectangulaire par l'unité 1. Le signal sinusoïdal de référence de fréquence 1 kil est transmis à la borne 4 et converti sous forme d'impulsion rectangulaire par l'unité 2. 20 La fonction de l'appareil de la figure 1 est de fournir une mesure digitale de la différence de phase entre les impulsions du signal d'entrée à la borne 1* et les impulsions de référence à la borne 2*. Comme indiqué, cette mesure est effectuée en comptant le nombre des impulsions de temps de 200 kH arrivant entre le front d'impulsion du signal d'entrée et le front d'impulsion 25 du signal de référence suivant. En fait, 82 comptages semblables sont effectués pour obtenir une somme qui soit sensiblement exempte d'erreur due au bruit aléatoire du signal. Jusqu'à ce que l'impulsion du signal et l'impulsion de référence soient toutes deux présentes en séquence alternée, aucune opération de comptage n'est 30 requise. Par conséquent, les impulsions de signal et de référence sont transmises à l'unité 5 de premier cycle sélectionné. L'unité 5 de premier cycle sélectionné est rendue accessible par toute impulsion de référence pour un intervalle de 1 mS. Si une impulsion de signal d'entrée est reçue pendant cet intervalle de 1 mS, l'unité de premier cycle 35 sélectionné est maintenue ouverte pour un intervalle multiple de comptage de 84 mS, durant lequel lesdits 82 comptages sont effectués et sommés. Les impulsions de signaux apparaissent alors à la borne de sortie 6 durant cet intervalle de comptage multiple. Les impulsions de référence continuent d'être disponibles à la borne 2*. 40 Ainsi, aucun comptage n'est effectué si l'impulsion du signal et 71 19490 2090353 l'impulsion de référence coïncident exactement. Pour détecter cet état, les impulsions de signaux provenant de la borne 6 et les impulsions de référence provenant de la borne 2* sont transmises toutes deux à une unité 9 de fenêtre de coïncidence. 5 L'unité 9 de fenêtre de coïncidence détecte la coïncidence des impulsions de signal et de référence en 2 jaS environ. Le recouvrement de l'impulsion de signal et de l'impulsion de référence dans cet intervalle ferme l'unité 9 de la fenêtre de coïncidence, à la borne de sortie 9', pour une période de 2 yiS. Si la coïncidence est détectée, il n'apparaît aucune impulsion à la borne de 10 sortie 9', de sorte que les portes suivantes 11, 16 et 17 sont indisponibles. S'il n'y a pas détection de coïncidence, les portes suivantes 11, 16 et 17 sont toutes rendues passantes. De façon que cette commande d'indisponibilité ou de disponibilité des portes 11, 16 et 17 puisse être effectuée avant l'arrivée à ces portes des 15 impulsions de signal et de référence présentes, les impulsions de signal et de référence sont soumises à un retard exactement égal par l'unité 8 de retard du signal et par l'unité 10 de retard de la référence, respectivement. Les impulsions retardées des signaux et les impulsions retardées des références apparaissent respectivement aux bornes de sortie 8* et 10' d'où 20 elles sont transmises aux portes 11, 16 et 17. La porte 11, lorsqu'elle est rendue passante par une impulsion à la borne 9', transmet les deux impulsions de signal et de référence à un premier flip-flop 12, qui est le premier de deux flip-flops définissant ensemble les quatre états d'équilibre, mentionnés plus haut. La porte 11 continue à 25 transmettre lés deux impulsions de signal et de référence jusqu'à ce qu'elle soit rendue indisponible par une impulsion d'arrêt de comptage, après l'intervalle de comptage multiple de 82 mS, à la borne 20. Le flip-flop 12 a des sorties opposées Q et Q, aux bornes 14 et 15 respectivement. Ainsi, lorsque la sortie Q est "1", la sortie 0 est "0", et 30 vice versa. Le flip-flop 12 est basculé pour que la sortie Q soit à l'état "1" par une impulsion de prépositionnement à la borne 21, cette impulsion intervenant au temps 84 du comptage multiple par rapport au comptage précédent, c'est-à-dire au temps de comptage "2" après la dernière impulsion d'arrêt de comptage à la borne 20. Chaque impulsion successive de signal ou de référence 35 dans le flip-flop 12 change l'état de celui-ci. L'impulsion de référence zéro est éliminée de l'entrée de la fenêtre 9 de coïncidence et des unités suivantes de la porte à quatre états par une porte ET décrite en se référant à la figure 3. La première impulsion appliquée au flip-flop 12 est ainsi une impulsion de signal qui bascule le flip-flop 12 40 pour donner à la sortie Q l'état "0". L'impulsion de référence suivante 71 19490 2090353 positionne le flip-flop 12 de façon que la sortie Q reprenne la valeur "1". Les impulsions de commande provenant de la borne de sortie 9' de la fenêtre de coïncidence apparaissent également à la borne 13 d'où elles sont appliquées aux portes 16 et 17• 5 La porte 16 reçoit les impulsions de signaux retardées provenant de la borne de sortie 8'. Si une impulsion de commande est appliquée à la borne 13, et quand la sortie du flip-flop à la borne 14 est "1", la porte 16 transmet les impulsions de signaux retardées à la borne 18. La porte 17 reçoit les impulsions de référence retardées provenant de 10 la borne de sortie 10'. Si une impulsion de commande est appliquée à la borne 13, et quand la sortie du flip-flop à la borne 15 est "1" (la sortie Q est "0"), la porte 17 transmet les impulsions de référence retardées à la borne 18. Les impulsions à la borne 18 sont transmises au flip-flop 19, qui est le second de la paire de flip-flops définissant ensemble les quatre états 15 mentionnés. Le flip-flop 19 a de même des sorties opposées Q et 0 aux bornes 22 et 23, respectivement. Quand la sortie Q, à la borne 22, est "1", la sortie Q à la borne 23 est "0" et vice versa. Le flip-flop 19 est prépositionné de façon à ce que la sortie Q soit "O" par une impulsion de prépositionnement à la 20 borne 21. La première impulsion qui, en raison de l'élimination de l'impulsion de référence zéro, est une impulsion de signal et qui, on le rappelle, donne la valeur "0" à la sortie Q du flip-flop 12, est appliquée maintenant au flip-flop 19 pour donner la valeur "1" à sa sortie Q. L'impulsion de référence 25 suivante remet la sortie Q du flip-flop 19 à la valeur "0". La description précédente décrit la suite récurrente des états des flip-flops 12 et 19 en l'absence de bruit des signaux. En présence de bruit des signaux, cependant, l'instant où le signal d'entrée sinusoïdal franchit la valeur zéro peut être avancé ou retardé. 30 Puisque cet instant définit l'instant du front d'impulsion des signaux correspondant, ce front peut de même être avancé ou retardé. Dans les cas où les impulsions de signal et de référence coïncident presque, étant séparées par un intervalle moindre que le déplacement aléatoire des impulsions de signaux dues au bruit, il se peut que deux impulsions de signal se présentent 35 successivement, ou que deux impulsions de référence se présentent successivement . On comprendra, d'après la description précédente, que le flip-flop 12 recueille sans discrimination les impulsions d'entrée de signal et de référence provenant de la porte 11 tandis que le flip-flop 19 recueille les impulsions 40 d'entrée de signal et de référence d'une façon discriminatoire à partir, 71 19490 7 2090353 respectivement, du canal du signal au moyen de la porte 16 et du canal de référence au moyen de la porte 17. Ainsi, une seconde impulsion de signal en séquence ou une seconde impulsion de référence en séquence change l'état du flip-flop 12 mais laisse l'état du flip-flop 19 inchangé. 5 Trois portes de commande du compteur principal : 25, 26 et 27 respecti vement définissent trois des quatre états de la porte à quatre états identifiés respectivement comme états "3", "2" et "0". L'état "2" est la condition de comptage croissant normal. L'état "1" est la condition d'arrêt de comptage normal et de ce fait ne requiert pas de 10 porte de commande correspondante. L'état "3" est l'état correspondant à la condition de comptage double et croissant et l'état "0" est la condition correspondant au comptage décroissant. Les conditions dites "Normales" et "Avec bruit", les conditions relatives aux séquences d'impulsions, les états de sortie des flip-flops 12 et 19, 15 la condition d'identification de la porte à quatre états et la porte du compteur principal correspondant qui est ouverte, sont tous représentés au tableau de la figure 6. Pour fournir le double total croissant auquel on s'est référé précédemment, on utilise une porte 29 possédant une borne d'entrée 30 pour la 20 réception des impulsions de temps à la fréquence de 200 kH. Une unité de retard, non représentée dans la figure, procure une succession d'impulsions de temps retardées, intercalées avec les impulsions de temps qui sont fournies à la borne 31. Lorsque la porte 29 est rendue passante par une sortie "3" de la porte 25, les impulsions de temps et les impulsions de temps retardées sont 25 toutes transmises à la borne de sortie 32 fournissant de la sorte un train d'impulsions à la fréquence de 400 kH. I^a porte 26 représentative de l'état "2" et la porte 27 représentative de l'état "0" reçoivent toutes deux les impulsions de temps de la borne 31. Lorsqu'elle est rendue passante de la manière décrite, la porte 26 de l'état 30 "2" fournit des impulsions de temps à la borne 33 pour le comptage croissant du compteur principal 35. D'une façon similaire, lorsque la porte 27 représentative de l'état "0" est rendue passante, les impulsions de temps sont appliquées à la borne 34 pour le comptage décroissant du compteur principal 35. 35 Toutes les sorties d'impulsions des portes de commande du compteur sont rendues disponibles aux bornes 32, 33 et 34 et sont appliquées en tant qu'impulsions d'entrée au compteur principal 35. Le compteur principal 35 est remis à zéro après chaque intervalle de comptage multiple par une impulsion de remise à zéro à la borne 36. La sortie 40 du total du compteur 35 disponible à la borne 37 est transmise au calculateur 71 19490 2090353 digital auxiliaire déjà mentionné mais non représenté sur les dessins. On comprendra, d'après la description précédente, que les totaux correspondant aux 82 impulsions successives de temps, représentant 32 mesures successives des différences d'angles de phases instantanées sujettes à une 5 erreur de bruit aléatoire, sont totalisés par le compteur principal 35. Aucune opération de moyenne n'est en fait nécessaire parce que le calculateur digital accepte la somme des 82 mesures comme information requise de l'angle de phase. On comprendra que la somme totale évite également les erreurs dues au bruit aléatoire des mesures individuelles et que si l'on effectuait en fait une 10 moyenne le total moyen serait voisin de la mesure correspondant à un seul signal dépourvu de bruit. Le principe de fonctionnement de l'invention est illustré par deux exemples identifiés par (a) et (b) auxquels se rapporte le diagramme d'impulsion de la figure 4. Les deux exemples se rapportent au mode de réalisation de 15 l'invention décrit en se rapportant à la figure 1 et dans lequel la fréquence des impulsions de temps est de 200 kH, l'intervalle étant mesuré entre l'impulsion de signal et l'impulsion de référence immédiatement suivante. Un cycle de comptage complet entre deux impulsions de référence consécutives est défini par 200 intervalles d'impulsion de temps. 20 Dans la figure 4, les impulsions des signaux sont représentées par des flèches verticales au-dessus d'une ligne de référence et les impulsions de référence sont représentées par des flèches verticales en dessous de cette ligne. Dans les deux exemples, les impulsions des signaux et de référence sont 25 séparées en absence de bruit par un intervalle correspondant à deux impulsions de temps, l'impulsion de référence survenant avant l'impulsion de signal. Dans les deux exemples, deux cas sont représentés où le bruit provoque une impulsion de signal prématurée, l'avance de temps correspondant à 4 impulsions de temps, c'est-à-dire que l'impulsion de signal prématurée inter-30 vient deux impulsions de temps avant l'impulsion de référence au lieu de deux impulsions après. On comprendra que le bruit du signal est un phénomène aléatoire et qu'au dessus d'un certain nombre statistique d'impulsions de signaux, on aboutit à autant d'impulsions retardées que d'impulsions avancées. En consé— 35 quence, deux impulsions de signaux retardées correspondant \ deux impulsions de signaux avancées sont représentées dans chaque exemple. En fait, comme on le verra, des nombres égaux d'impulsions avancées et retardées doivent être considérés dans chacun des exemples choisis pour que la moyenne soit égale à la mesure normale, c'est-à-dire sans bruit. 40 Dans la figure 4, toutes les impulsions de signaux décalées sont 71 19490 2090353 indiquées par un (*) . Dans chacun des cas où l'impulsion de signal est décalée, l'endroit de sa représentation normale, c'est-à-dire celui correspondant à un signal sans bruit, est indiqué par une ligne en traits discontinus référencée "S". L'étendue du déplacement dans le temps égale à 4 impulsions de temps dans 5 les exemples choisis, est représentée par la largeur de l'aire hachurée entre les lignes (*) et "S". Les références numériques sur les lignes interrompues s'étendent au-dessous des flèches des impulsions de signal et de référence identifiant l'état de la porte à quatre états résultant de l'impulsion concernée. 10 On notera que chaque impulsion de signal change l'état de la porte à quatre états qui prend un état dont le numéro d'ordre est immédiatement supérieur au numéro d'ordre de l'état précédent, tandis que chaque impulsion de référence fait passer la porte à quatre états vers son état d'ordre immédiatement inférieur. 15 Les références numériques associées aux lignes des flèches horizontales indiquent la grandeur du total du compteur principal au cours de l'intervalle indiqué. L'exemple (a) illustre un cas où le total du compteur principal est maintenu à un niveau uniformément élevé. L'exemple (b) illustre un cas où le 20 total du compteur est maintenu à un niveau uniformément bas. L'exemple (a) concerne le changement d'état de la porte à quatre états et le total des impulsions résultant, compté à partir d'une impulsion de référence. Cet exemple concerne des impulsions de signaux dans la séquence suivante : deux impulsions dépourvues de bruit, deux impulsions prématurées, 25 line impulsion dépourvue de bruit, deux impulsions retardées. L'exemple (b) concerne le changement de l'état de la porte à quatre états et le total des impulsions en résultant compté à partir d'une impulsion de signal prématurée. Cet exemple concerne des impulsions de signaux dans la séquence suivante s une impulsion prématurée, une impulsion libre de bruit, 30 une impulsion prématurée, deux impulsions dépourvues de bruit et deux impulsions retardées. Considérons maintenant l'exemple (a) en détail, une impulsion de préréglage fait passer la porte à quatre états à l'état "1" qui correspond à la commande d'arrêt du comptage du compteur principal 35. La première impulsion 35 est une impulsion de signal dépourvue de bruit, à un intervalle de deux impulsions de temps à partir du temps "zéro". Cette impulsion ouvre la porte 26 représentative de l'état "2" pour commander le compteur .principal 35 pour compter en croissant les impulsions de temps à la cadence normale de 200 IcH. L'impulsion suivante est une impulsion de référence définissant la fin du 40 premier cycle de comptage des 200 intervalles d'impulsions de temps et fournit 71 19490 2090353 une commande d'arrêt de comptage du compteur principal. Puisque l'impulsion de signal intervient deux intervalles d'impulsions de temps après la première impulsion de référence, le total du compteur principal définissant le reste du cycle de comptage des 200 impulsions de temps est 198, comme représenté. 5 Le cycle de comptage suivant fournit le même total de 198 entre les impulsions de signal et de référence. Cependant, cette fois une impulsion de signal prématurée a été reçue, constituant deux impulsions de signaux en succession. Cette impulsion a par conséquent fait passer la porte à quatre états à son état d'ordre immédiatement supérieur, c'est-à-dire à l'état "3", 10 amorçant de la sorte le comptage additionnel de "2" dû aux impulsions retardées de temps. Ces comptes supplémentaires sont représentés sur la ligne inférieure de la figure 4. L'impulsion de référence faisant passer la porte à quatre états à son état d'ordre immédiatement inférieur le rétablit à l'état "2" et de la sorte commande le compteur principal 35 pour continuer son comptage à 15 la cadence normale. Ainsi, dans le cycle de comptage suivant, le compteur principal compte pendant tout le cycle entier, c'est-à-dire jusqu'à 200. De plus, une impulsion de signal prématurée ramène la porte à l'état "3" et un compte supplémentaire de "2" est enregistré. 20 La porte à quatre états retourne encore à l'état "2" par l'impulsion de référence, de sorte que le compteur principal compte de nouveau depuis le début du cycle de comptage dormant un total de 200. L'impulsion suivante, une impulsion de référence, ramène la porte à quatre états à son état d'ordre immédiatement inférieur, c'est-à-dire à l'état 25 "1" qui correspond à une commande d'arrêt de comptage du compteur principal. L'impulsion suivante qui est une impulsion de signal dépourvue de bruit fait passer la porte à quatre états à l'état "2" et amorce le comptage suivant à la cadence normale jusqu'à ce que le compte des impulsions de référence suivant ramène la porte à quatre états à l'état "1" et entraîne l'arrêt du 30 comptage à un total de 198. L'impulsion suivante, une impulsion de signal retardée, amorce le comptage de 4 impulsions de temps retardées et en conséquence le total en résultant est 194. Le cycle de comptage final fournit un total similaire de 194. 35 Le compteur principal 35 aura entre temps effectué les totaux : 198 + (198 + 2) + (200 + 2) + 200 + 198 + 194 + 194 correspondant à sept comptages de 82 mesures du cycle de comptage multiple. Cependant, on notera que la somme correspondant aux 7 cycles est de 1.386 impulsions de temps (y compris les quatre impulsions de temps retardées) et que la moyenne relative 40 à ces 7 cycles est 198, qui est le total des impulsions de signaux dépourvues 11 71 19490 * 2090353 de bruit. L'exemple (b) a été choisi pour illustrer le cas dans lequel l'état normal "1" de la porte à quatre états résultant de l'impulsion de préréglage est ramené ^ l'état immédiatement inférieur, c'est-à-dire l'état "0" par 5 l'impulsion de référence suivante. Puisque les impulsions de référence ne sont pas sujettes au déplacement provoqué par le bruit, cet exemple suppose l'existence d'une impulsion de signal initiale prématurée, comme représenté. Chaque impulsion de signal change l'état de la porte \ quatre états à son état d'ordre immédiatement supérieur, chaque impulsion de référence 10 changeant l'état de la porte A quatre états à son état immédiatement inférieur. On se rappellera que le compteur principal 35 est un compteur réversible et que le comptage décroissant est amorcé lorsque la porte 27 représentative de l'état "0" est ouverte. Ainsi, dans les 7 cycles de comptage de l'exemple (b), la somme des comptes est : la moyenne étant - 2, par conséquent. Cette valeur de - 2 représente la même différence de phase que le compte 198 mais l'ambiguité a été évitée grâce à la sommation et en totalisant seulement les comptes qui sont uniformément élevés, comme dans l'exemple (a), Le schéma du circuit sous forme de blocs de la figure 1 peut être aisément réalisé sous forme d'éléments de circuits par une personne de l'art. Néanmoins, pour faciliter la réalisation pratique de l'invention, on décrira plus complètement ces circuits en se référant aux schémas des circuits des 25 figures 2 et 3 qui montrent respectivement les unités 1 et 2 et la porte à quatre états de la figure 1 et dans laquelle les unités représentées dans la figure 1 sont identifiées par les mêmes références numériques. Si l'on se réfère d'abord à la figure 2, on notera que dans cet exemple les deux signaux : le signal d'entrée et le signal de référence local 30 sont introduits initialement sous forme sinusoïdale, de sorte que les unités 1 et 2 ont le même type de circuits servant à convertir les ondes sinusoïdales en forme d'impulsions. L'unité 1 comprend une unité de formation d'impulsions rectangulaires possédant un réseau de résistances et de capacités 1.1 comportant un 35 condensateur 1.2 pour fournir un signal à l'amplificateur 1.3 donnant un front s'élevant brusquement lorsque l'onde sinusoïdale du signal franchit l'amplitude zéro. L'amplificateur 1.3 est pourvu d'un circuit de réaction 1.4. L'unité d'impulsion suivante comporte un réseau résistance-capacité 1.5 alimentant nrip porte 1.6. Des impulsions de sortie positives sont ainsi appliquées à la 40 borne de sortie 1*. 15 2-2 + 2- 2- 2- 6- 6 = - 14 20 ou uniformément bas, comme dans l'exemple (b). 71 19490 2090353 Dans le canal de référence, les ondes sinusoïdales, à la borne d'entrée 4, sont converties d'une façon similaire en des impulsions positives sortant de la borne de sortie 2'. On se référera maintenant à l'arrangement de circuit de la porte à 5 quatre états représenté k la figure 3 dans lequel les bornes 1* et 2', mentionnées ci-dessus, sont représentées comme bornes d'entrée des impulsions. Les signaux d'entrée et les signaux de référence sont tous appliqués à l'unité de sélection 5 du premier cycle. A un point de départ arbitraire du compte multiple, une impulsion lOO/û disponible à la borne 40 est appliquée 10 au flip-flop 5.1. L'impulsion lOO/û est dérivée par un diviseur du train d'impulsions de référence de façon qu'une seule impulsion de référence coïncide toujours avec l'impulsion ÎOO/O. Les impulsions de référence sont appliquées à la borne de commande du basculement du flip-flop 5.1. L'impulsion de référence coïncidant avec l'impulsion 100/0 met la sortie 0 du flip-flop à 15 l'état "1", rendant de la sorte passante la porte 5.2. En absence de l'impulsion de signal, l'impulsion de référence suivante ramène à l'état "0" la sortie Q du flip-flop, bloquant ainsi la porte 5.2. Ce processus se répète après l'impulsion suivante ÎOO/O. Lorsque l'impulsion de signal apparait à la porte 5.2 pendant la période où elle est passante, l'impulsion de signal est 20 transmise au flip-flop 5.3, dont la sortie Q passe de la sorte de l'état "0" à l'état "1". La sortie Q est à l'état "0" et le circuit de retour au flip-flop 5.1 sert à maintenir passante la porte 5.2 jusqu'à ce que l'impulsion suivante 100/0 amorce le compte multiple suivant. Dans l'éventualité d'une coïncidence des impulsions de signal et de 25 référence, aucun total n'est requis. Pour s'assurer de cette condition, les impulsions de signaux de la porte 5.2 sont transmises au moyen de l'inverseur 41 à une entrée de la porte 9.1 de la fenêtre de coïncidence 9. Les impulsions de référence sont transmises à l'autre entrée de la porte 9.1. Dans l'éventualité d'une coïncidence des impulsions de signal et de référence, l'impulsion 30 de sortie de la porte 9.1 bascule un multivibrateur monostable 9.2 dont la sortie Q est "0", bloquant de la sorte toutes les portes 11.2, 16 et 17. Les impulsions de signaux passant par l'unité de sélection du premier cycle 5, au moyen de la porte 41, sont transmises à l'unité 8 de retard de signal. Cette unité comprend des multivibrateurs monostables consécutifs 8.1 35 et 8.2. Le condensateur 8.3 du multivibrateur 8.1 règle le retard des impulsions de signaux aux sorties Q et Q des bornes de sortie 8* et 8", respectivement, et le condensateur 8.4 du multivibrateur 8.2 règle la largeur des impulsions de sortie du signal. Les impulsions de référence sont transmises à une unité de retard 40 similaire 10 comprenant les multivibrateurs monostables consécutifs 10.1 et 71 19490 2090353 10.2. Le condensateur 10.3 règle le retard pour qu'il soit égal à celui fourni par le condensateur 8.3 et le condensateur 10.4 règle de même la largeur des impulsions de référence de sortie Q et Q aux bornes de sortie 10' et 10", respectivement. 5 La porte 39, précédant l'unité de retard des impulsions de référence 10, empêche l'entrée de l'impulsion zéro. Les impulsions des signaux retardées en logique négative à la borne 8" et les impulsions de référence retardées en logique négative à la borne 10" alimentent une première porte 11.1 de l'unité de portes 11 et si la seconde 10 porte 11.2 de l'unité n'est pas bloquée par une impulsion de coïncidence logique négative à la borne 9', les deux impulsions de signal et de référence sont transmises au flip-flop 12. Le flip-flop 12 avec le flip-flop 19, on le rappelle, définissent ensemble les quatre états de la porte à quatre états. Le flip-flop 12 est commandé pour que la sortie Q soit à l'état "1" par 15 une impulsion antérieure de temps de commande sur la borne de commande provenant de la borne 21 transmettant les 84 impulsions. La première impulsion arrivant au flip-flop 12 (l'unité 5 de sélection du premier cycle procure une impulsion de signal) bascule le flip-flop 12 pour que sa sortie Q soit à l'état "0" et Q à l'état "1". 20 L'impulsion positive de signal retardée à la borne 8' est appliquée à la porte 16. Lorsque la sortie Q du flip-flop 12 est "1", l'impulsion de signal passe par la porte 16 pour faire basculer la sortie Q du flip-flop 19 à "1". Puisque les flip-flops 12, 19 forment un compteur réversible, la première impulsion de signal change l'état de la porte à quatre états de l'état "1" à 25 l'état "2". L'impulsion de référence retardée positive suivante, disponible à la borne ,10', est appliquée à la porte 17. Puisque la sortie Q du flip-flop 12 est à l'état "1", établi par l'impulsion de signal précédent, la porte 17 est passante et l'impulsion de référence fait basculer le flip-flop 19 ramenant 30 la sortie Q à "0", de sorte que la porte à quatre états revient à l'état "1". Comme indiqué précédemment, en absence de bruit de signal, chaque impulsion de signal fait passer la porte à quatre états à l'état "2", lequel comme le représente le tableau de la figure 6 correspond au comptage croissant à la cadence normale des impulsions de temps. Chaque impulsion de référence 35 ramène la porte à quatre états à l'état "1" qui est la commande d'arrêt du comptage. La porte à quatre flip-flops 12 et 19 de la porte à quatre états rend passante l'une des portes 25, 26 et 27 et seulement une porte à la fois. L'état "1" entraîne aucun changement, l'état "2" rend passante la porte 26. 40 Une entrée de toutes les portes 25, 26 et 27 reçoit une impulsion 14 71 19490 2090353 d'arrêt de comptage "82" sur la borne 20 qui bloque toutes les portes à la fin de chaque période de comptage multiple des 82 cycles. Pendant la durée du comptage de chaque total à 82 cycles, l'état "2" permet de compter, c'est-à-dire d'effectuer la somme des comptes successifs à un cycle, au moyen du 5 compteur principal 35. Le compteur principal 35 est un compteur réversible. La transmission des impulsions de comptage au compteur 35 s'effectue par la borne 32. Les pertes 29 commandent la cadence de comptage et le sens du comptage croissant ou décroissant. 10 Les impulsions de temps de la borne 31 sont transmises vers la borne 32 au moyen des portes 29.2 et 29.3 lorsque ces portes sont passantes. Les impulsions de temps retardées à la borne 30 sont transmises vers la borne 32 au moyen des portes 29.1, 29.2 et 29.3 lorsqu'elles sont rendues passantes. La porte 26 représentative de l'état "2" et la porte 25 représentative 15 de l'état "3" transmettent un signal de commande croissant à la borne d'entrée du compteur principal 33 et à la porte 29.4. La porte 27 représentative de l'état "0" fournit un signal de commande décroissant à la borne 34 et à la borne 29.4. Une porte 43 est rendue passante par l'impulsion "82" à la borne 20 20 et bloque toutes les portes 25, 26 et 27 pour la durée des deux impulsions de signal et de référence, de sorte que lorsque les portes 12 et 19 de la porte à quatre états ou les portes 25, 26 et 27 sont en cours de changement d'état, les impulsions parasites sont évitées. Lorsque la porte 43 est rendue passante, sa sortie fournit une entrée 25 pour toutes les portes 25, 26, 27 et 29.1 ainsi qu'à une autre porte 44. La porte 29.1 possède d'autres entrées provenant des flip-flops 12 et 19 par les sorties Q, de la porte à quatre états et des impulsions de temps retardées provenant de la borne 30. Les sorties Q à l'état "1" des flip-flops 12 et 19, représentatives de l'état "3" (figure 6), permettent à la porte 29.1 30 lorsque les impulsions de temps sont retardées de rendre également passante la porte 29.2. Ainsi, la porte 29.2 permet le passage des impulsions de temps retardées, des impulsions de temps, ou des deux à la fois vers la porte 29.3 comme impulsions positives. Les autres entrées à la porte 29.3 sont les "82" impulsions de temps de la borne 20 amorçant une période de comptage multiple 35 de 82 cycles et la sortie de la porte 29.4. La porte 29.4 reçoit des entrées à partir de toutes les portes 25, 26 et 27 et la sortie de la porte 29.4 est à l'état commandé pour tous les états "0", "2" et "3" de la porte à quatre états, de sorte que les impulsions de temps sont transmises par les portes 29.3 pour ces états mais non pour l'état 40 "1". De plus, les impulsions de temps retardées passent au cours de l'état "3" 71 19490 5 2090353 permettant l'obtention d'un total double. Si l'on considère maintenant les états correspondant aux signaux sans bruit "2" et "1", l'état "2" correspondant aux sorties Q l'état "0" et "1" respectivement des flip-flops 12 et 19 s quatre états rend passante la porte 5 26 représentative de l'état "2"ainsi que les portes 29.2 et 29.3 pour permettre le comptage croissant des impulsions de temps. L'état "1" correspondant aux sorties "1" et "0", respectivement, des flip-flops 12 et 19 à quatre états bloque la porte 29.3. La référence à l'exemple (a) de la figure 4 a montré cotiment le bruit 10 aléatoire sur le signal d'entrée peut entraîner deux impulsions de signaux successifs. Cette éventualité, indiquée au tableau de la figure 6, amène les deux sorties Q des flip-flops 12 et 19 à quatre états à passer à l'état "1", correspondant à l'état "3" de la porte A quatre états (à moins que les deux impulsions de signaux soient précédées de deux impulsions de référence en 15 succession). Dans cette condition, toutes les portes 29.1, 29.2, 29.3 et 29.4 sont rendues passantes pour permettre de compter les impulsions de te»ips en croissant et d'intercaler les impulsions de temps retardées. L'exemple (b) de la figure 4 a montré comment, sous les conditions d'un signal affecté de bruit, les deux impulsions de référence peuvent intervenir 20 successivement. Cette éventualité, indiquée au tableau de la figure 6, amène les sorties 0 des flip-flops 12 et 19 à quatre états à passer à l'état "1" (à moins que deux impulsions de référence soient précédées de deux impulsions de signaux). Dans cette condition, la porte 27 représentative de l'état "0" est rendue passante ainsi que les portes 29.2, 29.3 et 29.4 pour entraîner 25 l'inversion du comptage des impulsions de temps. Deux unités de commande supplémentaires, non représentées sur la figure 1, sont incorporées dans l'arrangement représenté à la figure 3. Ce sont une unité d'information disponible 45 et une unité de blocage de signal 46. L'unité d'information disponible 45 comporte des portes de commande 30 rendues paissantes ou non passantes 45.1 et 45.2, connectées en bascule, de façon que lorsque l'une est rendue passante l'autre est bloquée. Une porte 42 est rendue passante par l'état de la sortie Q du flip-flop 5.3 et est bloquée par une impulsion "84" à une borne 21 ou une sortie de l'unité de blocage de signal 46 qui va être décrite. La porte 45.1 est 35 commandée par une'impulsion de la porte 42 au moment "84" et retourne à son état primitif par une impulsion "82" à la borne 20 transmise pour ramener la porte 45.2 3 son état primitif. Une impulsion de sortie d'information disponible de la porte 45.1 est transmise directement au compteur 35 par la borne 47. L'unité 46 de blocage de signal est prévue pour détecter une erreur de 40 la porte à quatre états, comme indiqué par la présence simultanée des états 71 19490 2090353 "0" et "3" dans une même séquence de comptage, représentant une confusion des conditions de l'exemple (a) et de l'exemple (b) de la figure 4. Un fonctionnement défectueux impliquant la présence des deux états "O" et "3" peut intervenir si des impulsions de signaux ou de référence dérivent 5 de la fréquence nominale d'I kH, entraînant une impulsion supplémentaire de l'un ou de l'autre type d'impulsions au cours de la période de comptage multiple ou s'il existe un défaut du canal des impulsions de signaux ou du canal des impulsions de référence. L'unité de blocage de signaux est précédée par une porte 44 qui reçoit 10 une entrée la rendant passante provenant de la porte 43 et des entrées de commande des sorties Q des flip-flops 12 et 19. L'unité de blocage des signaux 46 comporte des flip-flops 46.1 et 46.3 et une porte intermédiaire 46.2. La porte 46.2 reçoit les impulsions d'entrée des flip-flops 46.1 et de la porte 27 représentative de l'état "0". La sortie de 46.2 est transmise au flip-flop 15 46.3. Les flip-flops 46.1 et 46.2 opèrent si l'état "0" et l'état "3" interviennent dans la même période de comptage multiple à 82 cycles. Ainsi, la sortie Q du flip-flop revient à "0". Comme expliqué ci-dessus, la période de comptage multiple prévue pour 20 totaliser les quatre vingt deux comptes individuels de différence de phase par le compteur 35 est choisie arbitrairement dans l'arrangement de la figure 3. L'arrangement de la figure 5 est prévu pour accroître le comptage sur une période plus longue. Dans l'arrangement de la figure 5» la borne 37 de l'arrangement de la 25 figure 3 constitue une borne d'entrée. L'entrée digitale de la borne 37 est transmise aux portes 50, à une mémoire à deux bits significatifs, au moyen des portes 52 et à un comparateur 54. Les portes des mémoires 52 alimentent une mémoire 53 qui alimente le comparateur 54. Les portes 50 alimentent un accumulateur 51 qui reçoit également une entrée positive et ou négative du 30 comparateur 54. Le total digital binaire, donnant la phase sur la borne 37» est transmis dans l'accumulateur 51. En même temps, deux chiffres significatifs du compteur sont enregistrés dans un registre A du dispositif 53. Après l'admission du premier total, les portes 52 d'accès au registre 53 sont bloquées 35 pour les totaux suivants qui sont ajoutés dans l'accumulateur 51. Pour chaque total suivant, cependant, les deux chiffres significatifs sont comparés avec les deux chiffres significatifs enregistrés d'abord dans le registre 53 au moyen du comparateur 54. Si, par exemple, le premier total est un total de phase élevé et que 40 le total suivant est un total de phase faible, le comparateur 54 identifie 17 71 19490 2090353 cette éventualité et ajoute un total qui est l'équivalent d'une mesure de phase de 360°, c'est-à-dire un total de 200 dans l'exemple présent, au total de l'accumulateur 51. Si un total initial faible est suivi d'un total élevé, le comparateur 54 effectue la soustraction d'un total de 200 de 1'accumulateur 51. Les impulsions de temps pour le contrôle de l'addition des totaux dans l'accumulateur 51, l'introduction d'une information initiale dans le registre 53 et la comparaison de deux chiffres significatifs du total initial avec ceux des totaux suivants sont dérivées des bornes 55, 56 et 57• 71 19490 " 2090353 REVENDICATIONS 1°) Arrangement de circuit pour fournir une mesure digitale d'une différence de phase instantanée entre les premiers et seconds signaux récurrents comportant un générateur d'impulsions de temps d'un ordre de 5 fréquence plus élevé que la fréquence de répétition desdits signaux récurrents, un premier moyen pour examiner les premiers et les seconds signaux sous forme d'impulsions pour identifier les parties d'impulsions correspondantes des paires d'impulsions successives des premiers et seconds signaux, de façon à identifier les intervalles entre-eux et un second moyen pour la mesure du 10 nombre des impulsions de temps intervenant dans chacun des intervalles et en totalisant ledit nombre sur un certain nombre desdits intervalles, au moyen de quoi ledit total d'impulsions de temps pour ledit nombre desdits intervalles et pour les conditions de coïncidence approchée des dites impulsions successives est conservé à un niveau, soit uniformément élevé, soit uniformé— 15 ment bas. 2°) Arrangement de circuit tel que revendiqué en 1, où au moins les signaux des premiers ou seconds signaux sont de forme sinusoïdale et comportent un moyen de mise en forme des ondes pour convertir lesdits signaux sous forme d'impulsions. 20 3°) Arrangement de circuit tel que revendiqué en 1, où ledit premier moyen identifie les fronts d'ondes d'impulsions desdits premiers et seconds signaux. 4°) Arrangement de circuit tel que revendiqué en 1 dans lequel ledit second moyen comporte une porte à quatre états possédant un premier état 25 déterminé par l'un seulement desdits premiers et seconds signaux qui démarre le comptage croissant des impulsions de temps, un second état, déterminé par les autres signaux desdits premiers et seconds signaux qui bloque le comptage des impulsions de temps, un troisième état déterminé par deux signaux successifs de démarrage de comptage qui amorce un comptage double et croissant 30 et un quatrième état déterminé par deux signaux successifs d'arrêt de comptage qui amorce le comptage décroissant des impulsions de temps. 5°) Arrangement de circuit tel que revendiqué en 4 comportant à la fois une source d'impulsions de temps et une source d'impulsions de temps retardées de même fréquence de répétition, intercalées avec lesdites impul— 35 sions de temps, et où ledit comptage double et croissant est effectué au moyen de portes qui laissent passer vers les moyens de comptage à la fois les impulsions de temps et les impulsions de temps retardées. 6°) Arrangement de circuit tel que revendiqué dans l'une quelconque des revendications précédentes comportant un moyen de sélection du premier 40 cycle répondant à la présence de la première impulsion de signal et maintenu 71 19490 19 2090353 commandé pour permettre le comptage des impulsions de temps d'une façon additive dans les intervalles compris entre un ensemble de paires de premiers et de seconds signaux.