Brevet FR3052559A1 (20171215)
REVENDICATIONS1. Système pour fournir une valeur d'amplitude (A) et une valeur de retard de phase (0) relatives à un signal à mesurer (s(t)) ayant des variations sinusoïdales en fonction du temps (t) avec une fréquence F, ledit système comprenant : - une unité de synthèse (1), adaptée pour générer un signal de référence (r(t)) ayant une forme sinusoïdale de variations temporelles, en cohérence de phase continuelle avec le signal à mesurer (s(t)), ledit signal de référence ayant une amplitude (A'f) plus grande que l'amplitude (A) du signal à mesurer (s(t)), et ayant une fréquence égale à Frei = F x P/Q, où P et Q sont deux nombres entiers positifs non nuls, fixes, P étant plus grand que Q ; - un comparateur (130) connecté pour recevoir sur deux entrées dudit comparateur le signal à mesurer (s(t)) et le signal de référence (r(t)), et adapté pour produire en sortie une transition de signal à chaque instant où le signal à mesurer devient plus petit que le signal de référence, ou bien à chaque instant où le signal à mesurer devient plus grand que le signal de référence ; - un registre à bascule (140) connecté pour recevoir des valeurs instantanées d'une phase (i.p(t)) du signal de référence (r(t)) sur une entrée de données dudit registre, et pour recevoir un signal produit en sortie par le comparateur (130) sur une entrée de validation dudit registre, et adapté pour sélectionner celles (t.pk) des valeurs de la phase du signal de référence (r(t)) qui sont reçues par ledit registre en même temps qu'une transition du signal produit par le comparateur, le comparateur et le registre formant ainsi une voie d'acquisition (2) pour le signal à mesurer (s(t)) ; et - une unité de calcul (3) connectée pour recevoir les valeurs sélectionnées (t.pk) de la phase (i.p(t)) du signal de référence (r(t)), et adaptée pour calculer les valeurs de l'amplitude (A) et du retard de 3052559 - 22 - phase (0) du signal à mesurer (s(t)) à partir desdites valeurs sélectionnées de la phase du signal de référence.\n<CLM>\1\tSystème selon la revendication 1, dans lequel le nombre P est égal au nombre Q augmenté d'une unité. 5\n<CLM>\1\tSystème selon la revendication 1 ou 2, dans lequel au moins un parmi l'unité de synthèse (1), le registre à bascule (140) et l'unité de calcul (3) est formé par un circuit logique programmable (FPGA) ou par un circuit spécialisé (ASIC).\n<CLM>\1\tSystème selon l'une quelconque des revendications précédentes, 10 dans lequel l'unité de calcul (3) est adaptée pour calculer une valeur d'amplitude en phase (X) du signal à mesurer (s(t)), égale à a - cos(I) où (1) est la valeur du retard de phase du signal à mesurer et a est un quotient de l'amplitude (A) du signal à mesurer (s(t)) par l'amplitude (A'f) du signal de référence (r(t)), et une valeur d'amplitude en quadrature de phase (Y) du signal 15 à mesurer, égale à a - sin(I), à partir d'un système d'équations affines ayant des coefficients, pour l'amplitude en phase (X) et l'amplitude en quadrature de phase (Y) du signal à mesurer (s(t)), qui dépendent des valeurs sélectionnées (t.pk) de la phase du signal de référence (r(t)).\n<CLM>\1\tSystème selon la revendication 4, dans lequel l'unité de calcul (3) 20 est adaptée pour calculer les coefficients du système d'équations affines à partir des valeurs sélectionnées (t.pk) de la phase du signal de référence (r(t)), et pour calculer les valeurs des amplitudes en phase (X) et en quadrature de phase (Y) du signal à mesurer (s(t)) en appliquant un algorithme de résolution dudit système d'équations affines, par exemple un algorithme d'inversion 25 d'équations affines ou un algorithme de résolution par moindres carrés.\n<CLM>\1\tSystème selon la revendication 4, dans lequel l'unité de calcul (3) est adaptée pour déterminer des valeurs approchées des coefficients de l'amplitude en phase (X) et de l'amplitude en quadrature de phase (Y) du signal à mesurer s(t) dans le système d'équations affines, lesdites valeurs 30 approchées des coefficients étant indépendantes des valeurs sélectionnées 3052 559 - 23 - (t.pk) de la phase du signal de référence (r(t)), et lesdites valeurs sélectionnées de la phase du signal de référence constituant des termes affines dudit système d'équations affines, et l'unité de calcul est adaptée en outre pour calculer des valeurs approchées des amplitudes en phase (X) et en quadrature 5 de phase (Y) du signal à mesurer (s(t)) comme des combinaisons linéaires des valeurs sélectionnées de la phase du signal de référence.\n<CLM>\1\tSystème selon la revendication 4, dans lequel l'unité de calcul (3) est adaptée pour calculer des amplitudes de composantes fondamentales en phase (HEP) et en quadrature de phase (Hiq) et de composantes harmoniques 10 (H2p, H2q,...) pour les valeurs sélectionnées (t.pk) de la phase du signal de référence (r(t)), et l'unité de calcul est adaptée en outre pour calculer des valeurs approchées des amplitudes en phase (X) et en quadrature de phase (Y) du signal à mesurer (s(t)) à partir de combinaisons linéaires desdites amplitudes des composantes fondamentales en phase et en quadrature de 15 phase et des composantes harmoniques des valeurs sélectionnées de la phase du signal de référence.\n<CLM>\1\tSystème selon la revendication 7, dans lequel l'unité de calcul (3) est adaptée pour calculer des valeurs approchées des amplitudes des composantes fondamentales en phase (HEP) et en quadrature de phase (Hiq) et 20 des composantes harmoniques (H2p, H2q,...) des valeurs sélectionnées (t.pk) de la phase du signal de référence (r(t)), comme des combinaisons d'additions et de soustractions desdites valeurs sélectionnées de la phase du signal de référence, et l'unité de calcul est adaptée en outre pour calculer les valeurs approchées des amplitudes en phase (X) et en quadrature de phase (Y) du 25 signal à mesurer (s(t)) à partir de combinaisons linéaires des valeurs approchées des amplitudes des composantes fondamentales en phase et en quadrature de phase et des composantes harmoniques des valeurs sélectionnées de la phase du signal de référence.\n<CLM>\1\tSystème selon la revendication 8, dans lequel P est un multiple de 30\n<CLM>\1\t305 2 5 5 9 -24-\n<CLM>\1\tSystème selon l'une quelconque des revendications précédentes, adapté pour fournir des valeurs d'amplitude (A) et de retard de phase (0) relatives à plusieurs signaux à mesurer (so(t), ) ayant chacun des variations sinusoïdales en fonction du temps (t), lesdits signaux à mesurer 5 ayant tous la fréquence F, ledit système comprenant des voies d'acquisition (2o, 21,...) respectives dédiées individuellement aux signaux à mesurer (so(t), si(t),...), chaque voie d'acquisition comprenant un comparateur (130, 131,...) et un registre à bascule (140, 141,...) adaptés et connectés conformément à la revendication 1, 10 séparément des autres voies d'acquisition, l'unité de synthèse (1) étant commune à toutes les voies d'acquisition (20, 21,...) pour transmettre le signal de référence (r(t)) simultanément à tous les comparateurs (130, 131,...), et pour transmettre les valeurs instantanées de la phase (i.p(t)) dudit signal de référence simultanément à tous les registres à 15 bascule (140, 141,...).\n<CLM>\1\tSystème selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l'unité de synthèse (1) comprend - une entrée pour recevoir un signal d'horloge ; - un premier accumulateur cyclique (102) adapté pour générer une phase 20 de signal d'excitation (E(t)) à partir du signal d'horloge conformément à un premier incrément d'accumulation (Wi) ; - un second accumulateur cyclique (103) adapté pour générer une phase (i.p(t)) du signal de référence (r(t)) à partir du signal d'horloge conformément à un second incrément d'accumulation (W2) ; 25 - une première unité de mise en forme de signal (110) pour produire le signal d'excitation (E(t)) avec une forme sinusoïdale de variations temporelles à partir de la phase générée par le premier accumulateur cyclique (102) ; et - une seconde unité de mise en forme de signal (111) pour produire le 30 signal de référence (r(t)) à partir de la phase (i.p(t)) générée par le second accumulateur cyclique (103) ; 3 0 5 2 5 5 9 - 25 - le système étant adapté pour fournir le signal d'excitation (E(t)) à un dispositif externe (200), et pour recueillir le signal à mesurer (s(t)) en tant que réponse dudit dispositif externe au signal d'excitation, et dans lequel les premier (W1) et second (W2) incréments d'accumulation sont 5 des nombres entiers positifs, tels qu'un quotient du premier incrément d'accumulation (W1) par Q soit égal à un quotient du second incrément d'accumulation (W2) par P, et égal aussi à un nombre entier positif (W0) appelé incrément de cycle, de sorte que la fréquence F soit égale à un premier produit d'une fréquence 10 (FcLK) du signal d'horloge par le nombre Q et par l'incrément de cycle (W0), divisé par 2NA, où NA est le nombre de bits utilisés dans chaque accumulateur cyclique (102, 103), et la fréquence de référence F'f soit égale à un second produit de la fréquence (FcLK) du signal d'horloge par le nombre P et par l'incrément de cycle (W0), 15 divisé par 2NA.\n<CLM>\1\tProcédé pour fournir une valeur d'amplitude (A) et une valeur de retard de phase (0) relatives à un signal à mesurer (s(t)) ayant des variations sinusoïdales en fonction du temps (t) avec une fréquence F, ledit procédé comprenant les étapes suivantes : 20 - générer un signal de référence (r(t)) ayant une forme sinusoïdale de variations temporelles, en cohérence de phase continuelle avec le signal à mesurer (s(t)), ledit signal de référence ayant une amplitude (A'f) plus grande que l'amplitude (A) du signal à mesurer, et ayant une fréquence égale à F'f = F x P/Q, où P et Q sont deux nombres entiers 25 positifs non nuls, fixes, P étant plus grand que Q ; - sélectionner des valeurs instantanées (t.pk) d'une phase (i.p(t)) du signal de référence (r(t)), pour lesquelles le signal à mesurer (s(t)) devient plus petit que le signal de référence, ou bien pour lesquelles le signal à mesurer devient plus grand que le signal de référence ; et 305 2 5 5 9 -26- - calculer les valeurs de l'amplitude (A) et du retard de phase (0) du signal à mesurer (s(t)) à partir des valeurs sélectionnées (t.pk) de la phase du signal de référence (r(t)).\n<CLM>\1\tProcédé selon la revendication 12, exécuté en utilisant un système 5 conforme à l'une quelconque des revendications 1 à\n<CLM>\1\t14. Procédé selon la revendication 12 ou 13, utilisé pour caractériser une réponse d'un résonateur mis en vibration par un signal d'excitation (E(t)) ayant une forme sinusoïdale de variations temporelles avec la fréquence F, le signal à mesurer (s(t)) étant la réponse dudit résonateur au signal d'excitation. 10\n<CLM>\1\tProcédé selon la revendication 14, suivant lequel le résonateur est une partie d'un accéléromètre vibrant ou d'un gyromètre vibrant, et les valeurs d'amplitude (A) et de retard de phase (0) relatives au signal à mesurer (s(t)) sont utilisées ensuite pour calculer des valeurs d'accélération ou de vitesse de rotation d'un appareil ou d'un véhicule porteur de l'accéléromètre ou gyromètre. 15