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[5][_]
Physical
(25/ 35)
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54 L
(4)
[7][_]
4,99 K
(3)
[8][_]
zero volt
(2)
[9][_]
2 N
(2)
[10][_]
1,3 K
(2)
[11][_]
39 K
(2)
[12][_]
1,5 M
(2)
[13][_]
2 V
(1)
[14][_]
5 V
(1)
[15][_]
de zero volt
(1)
[16][_]
de 52,4288 M
(1)
[17][_]
5,6 M
(1)
[18][_]
10 K
(1)
[19][_]
22 M
(1)
[20][_]
8,2 M
(1)
[21][_]
3 K
(1)
[22][_]
56 K
(1)
[23][_]
1,4 K
(1)
[24][_]
1,8 K
(1)
[25][_]
-49,92 M
(1)
[26][_]
19 h
(1)
[27][_]
16 h
(1)
[28][_]
de 24 M
(1)
[29][_]
26,2144 M
(1)
[30][_]
400 Hz
(1)
[31][_]
Gene Or Protein
(7/ 25)
[32][_]
Etre
(7)
[33][_]
PMI
(6)
[34][_]
Est-a
(5)
[35][_]
Fre
(3)
[36][_]
Trem
(2)
[37][_]
Qki
(1)
[38][_]
Nal
(1)
[39][_]
Disease
(1/ 2)
[40][_]
Bruit
(2)
[41][_]
Company Reg No.
(1/ 1)
[42][_]
LM 161 D
(1)
[43][_]
Organism
(1/ 1)
[44][_]
inconnu
(1)
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Publication
_________________________________________________________________
Number FR2517902A1
Family ID 2012168
Probable Assignee Singer Co
Publication Year 1983
Title
_________________________________________________________________
FR Title CONVERTISSEUR ANALOGIQUE-NUMERIQUE MULTIPLEXE A RAMPE
STABILISEE PAR RETROACTION
Abstract
_________________________________________________________________
A.CONVERTISSEUR ANALOGIQUE-NUMERIQUE MULTIPLEXE POUR SYSTEME DE
NAVIGATION INERTIEL.
B.IL COMPREND UN MULTIPLEXEUR 18, UN TAMPON 20, UN GENERATEUR DE RAMPE
STABILISEE PAR RETROACTION 22 ET UN COMPARATEUR 24 CONTROLANT UN
COMPTEUR 80, COMMANDE PAR UNE PORTE, DONT LA SORTIE NUMERIQUE EST
REPRESENTATIVE DU SIGNAL D'ENTREE ANALOGIQUE.
C.APPLICATION POUR SYSTEMES DE NAVIGATION PAR INERTIE.
Description
_________________________________________________________________
La presente invention concerne un convertisseur analogi- que-numerique
multiplexe et a trait notamment a un convertisseur
analogique-numerique multiplexe a rampe stabilisee par retro- action.
Le convertisseur conforme a l'invention est un conver- tisseur
analogique-numerique multiplexe multi-canal avec une sta- bilite de
polarisation d'un jour a l'autre dans l'intervalle in- ferieur a un
microvolt Une application-importante se trouve dans la conversion en
numerique des courants de remise a l'etat ini- tial dans les boucles
de commande de gyroscopes et d'accelerome- tres pour les systemes de
guidage par inertie.
Un conaeertisseur analogique-numerique connu estdecrit dans le brevet
americain no 3 389 271 au nom de J W Gray, deli- vre le 18 juin 1968
et cede au cessionnaire de la presente inven- tion Dans un tel
convertisseur, le courant inconnu est divise et envoye par une
resistance de detection et par une resistance de sommation vers un
integrateur electronique qui est remis a zero par des impulsions de
courant de charge connue avec precision Un tel convertisseur est
appele convertisseur tension-frequence
(V/F).
Le probleme de ce dispositif connu est qu'il fait appel a des
impulsions d'equilibre de precision qui sont normalement longues par
rapport aux temps de montee et de descente des dispo- sitifs de
commutation analogiques, limitant de ce fait la fre- quence maximum
des impulsions, et par consequent la resolution.
Selon un mode de realisation de la presente invention, la resolution
de la conversion est amelioree parce que cette re- solution n'est
limitee que pa la limitation en frequence des elements logiques du
convertisseur Par consequent, un but de l'invention est de realiser un
convertisseur analogique-numerique dans lequel la resolution de la
conversion n'est limitee que par la limitation en frequence des
elements logiques du convertis- seur.
Un autre but de l'invention est de realiser un conver- tisseur
analogique-numerique possedant une capacite de multi- plexage, ce qui
permet d'en reduire le cout et d'en minimiser les dimensions tout en
permettant des conversions multiples de canaux.
Un autre but de l'invention est de realiser un conver- tisseur
analogique-numerique multiplexe, qui comporte une boucle de
stabilisation de polarisation a partir d'une sortie numerique, plutot
que seulement autour d'une section analogique de la sec- tion
d'entree.
Une forme d'execution de la presente invention est de- crit ci-apres a
titre d'exemple, en reference aux dessins annexes dans lesquels-: la
figure 1 est un schema synoptique d'un convertis- seur
analogique-numerique conforme a la presente in- vention la figure 2
est un schema synoptique avec plus de de- tail du convertisseur
analogique-numerique de la figu- re 1, et la figure 3 est une
representation d'une forme d'onde de tremblement du generateur de
tremblement du con- vertisseur.
Sur la figure 1, on a represente un convertisseur a ram- pe stabilise
10, qui constitue un mode de realisation de la pre- sente invention Le
convertisseur a rampe 10 comprend une section de synchronisation et de
commande 12, une section analogique 14 et une section de sortie 16 Le
convertisseur 10 est un conver- tisseur a rampe stabilisee de base.
La section de synchronisation et de commande 12 comprend un
oscillateur haute frequence (non represente) qui fournit une horloge
haute frequence 17 (voir la figure 2) Le comptage assure par l'horloge
17 fournit des signaux de synchronisation qui com- mandent le
fonctionnement et la sequence de la section analogique
14 et de la section de sortie 16.
La section analogique 14 comprend un multiplexeur 18,un tampon 20, un
generateur de rampe 22, un comparateur 24, un gene- rateur de
tremblement 26 et un generateur de reference 27, comme on va le
decrire ci-apres.
17902
La section analogique 14 comprend en outre un gyroscope 21 et un
accelerometre 23, qui sont relies au multiplexeur 18 et qui
constituent des elements d'une plate-forme 25 de systeme de guidage
par inertie.
Le multiplexeur 18 recoit un code de selection de canal d'une section
de synchronisation et de commande 12 afin de selec- tionner un des
huit (8) signaux sur son entree.
La sortie du multiplexeur 18 envoie le signal selection- ne O au
tampon 20 Les sorties du tampon 20 et du generateur de rampe 22 et du
generateur de tremblement 26 sont additionnees sur l'entree du
comparateur 24.
Un generateur de reference 27 envoie une tension de re- ference VR, et
une tension le double de ce niveau, 2 VR, au generateur de tremblement
26 et au generateur de rampe 22.
La section analogique 14, comme on le voit sur la figure 1, comprend
huit conducteurs d'entree de signaux 28, 30, 32, 34,
36, 38, 40, et 42 qui fournissent les signaux d'entree au multi-
plexeur 18 La section analogique 14 comprend en outre trois con-
ducteurs de selection de canal 44, 46, 48, qui determinent quel canal
d'entree doit etre selectionne par le multiplexeur 18 Le multiplexeur
18 comprend en outre une ligne de sortie 50 reliee au tampon 20 Les
conducteurs d'entree 28 et 36 du multiplexeur 18 sont mis a la masse
Le conducteur d'entree 42 est relie au gyroscope 21 de la plate-forme
25 Le conducteur d'entree 34 est relie a l'accelerometre 23 de la
plate-forme 25 On vient de de- crire la structure et le fonctionnement
sera decrit ci-apres.
Le tampon 20 est relie a une resistance 52 de sommation de signaux Rl,
qui est reliee aussi, au niveau de la jonction 53, a une resistance 53
de sommation de rampe R 2 et a une resistan- ce 56 de sommation de
tremblement R 3.
Le generateur-de reference 27 comprend une ligne de ten- sion de
reference 58 et une seconde ligne de tension de reference
59 sur laquelle la tension est la double de celle de la ligne 58.
Les lignes 58 et 59 du generateur de reference 27 sont reliees a des
lignes correspondantes 58 et 59 adjacentes au generateur de
tremblement 26 et sont reliees a des lignes correspondantes 58 et 59
adjacentes au generateur de rampe 22.
Le generateur de rampe 22, comme on le voit sur la-fi- gure 2,
comprend une-bascule de commande 57 de type D qui com- prend en sortie
une ligne d'asservissement 61 Son entree D est - fournie par la ligne
d'entree 63 tandis que son entree d'horloge est fournie sur la ligne
d'entree 65.
Le generateur de rampe 22, comme on le voit sur la fi- gure 1,
comprend une ligne de commande de verrouillage 60, reliee a la section
de sortie 16 et une ligne de sortie du generateur de rampes 62.
Le comparateur 24 comprend une ligne d'entree de non inversion 64 et
une ligne d'entree d'inversion 66, reliees a la masse 68 et une ligne
de sortie d'arret 70, comme cela sera ex- plique ci-apres La sortie du
comparateur 24 change de l'etat logique " 1 " a l'etat logique " O "
lorsque la somme des courants sur les resistances 52, 54, 56 devient
negative C'est-a-dire, lorsque la tension de rampe est egale et
opposee a la somme du signal d'entree mis en tampon e t la tension de
tremblement.
Le generateur de tremblement 26 comprend une ligne de sortie 72 et une
ligne de frequence de reference de tremblement 74 On vient de decrire
la structure et le fonctionnement sera decrit ci-apres.
La section de sortie 16 comprend une bascule de commande de porte 76,
une porte 78, un compteur 80 et un registre de deca-
2 S lage 82 La bascule 76 comprend une entree de mise a " 1 ", qui est
alimentee depuis une ligne de signaux de depart 84 et une entree de
-remise a " O ", alimentee depuis-la ligne de signaux d'arret 70.
La bascule 76 comprend en outre une ligne de sortie 86 qui rend
conductrice la porte 78.
La porte 78 comprend une ligne d'entree d'horloge 88 et une ligne de
sortie d'horloge declenchee periodiquement 90.
Sur la figure 2, le generateur de rampes 22, le genera- teur de
tremblement 26, et le generateur de reference 27 sont representes avec
plus de detail On vient de decrire la structure et le fonctionnement
sera decrit ci-apres.
Le generateur de rampe 22 comprend la bascule de comman- de 57, qui
est rythmee apres chaque conversion de stabilisation, c'est-a-dire la
conversion qui resulte pendant que le multi- plexeur selectionne la
masse comme entree La condition de la sortie apres synchronisation est
fonction de l'etat du bit le plus significatif du compteur 80 La
sortie de la bascule est en- voyee sur l'entree d'un invertisseur a
collecteur ouvert 92.
La sortie de l'invertisseur 92 est mise au niveau de la tension 2 VR
de la ligne 59 par une resistance 94 et est envoyee sur un
amplificateur integrateur 96 a travers une resistance d'entree 98
L'amplificateur 96 comprend un condensateur de re- troaction 100 qki
est monte de facon a pouvoir effectuer une in- tegration du signal
d'entree.
La sortie de l'amplificateur 96 est envoyee par la re- sistance 102
sur la jonction 104 commune a la resistance 106 et a la resistance
108, qui fournissent le courant primaire a l'ampli- ficateur de
sommation 110 qui comprend un condensateur de retro- action 112 monte
de facon a effectuer une integration du signal d'entree. Le generateur
22 comprend un premier interrupteur a effet de champ 114, branche sur
le condensateur 112 afin d'assu- rer un parcours de faible resistance
lorsque la tension de ver- rouillage sur la ligne 60 est positive et
comprend un second com- mutateur a effet de champ 116 qui assure un
parcours de faible resistance entre la jonction 104 et la ligne de
reference 58 lorsque la tension de verrouillage sur la ligne 20 est
positive.
Ainsi, lorsque la tension de verrouillage 60 est positive, la sortie
de l'amplificateur 110 est accrochee a la ligne VR, 58.
Lorsque la tension de verrouillage 60 est negative, un driver a effet
de champ 118, dont l'entree est fournie par la ligne 60, rend les
portes du commutateur a effet de champ 114 et du commu- tateur a effet
de champ 116 negatives De ce fait, leur resistan- ce s'approche de
l'infini et la sortie de l'amplificateur 110 commence a descendre en
rampe, en raison du courant primaire fourni a travers la resistance
110 et du courant vernier fourni a travers la resistance 102 par
l'amplificateur 96.
L'operation que l'on vient de decrire fournit un courant vernier
depuis l'amplificateur 96, qui modifie la pente de la sortie en rampe
de l'amplificateur 110, de facon que les cinquan- te pourcent nominaux
des conversions de stabilisation aient pour consequence un etat
logique " 1 " comme le bit le plus significatif du compteur Le reste
des conversions ont pour resultat une sor- tie a l'etat logique " O "
Par consequent, le compte moyen sur le compteur pour la conversion de
stabilisation est une moitie du bit le moins significatif moins une
moitie de la capacite du compteur Ceci est une caracteristique
importante du convertis- seur 10.
La sortie de l'amplificateur 110 est envoyee a travers la resistance
54 sur la jonction de sommation 64 du comparateur 24.
Le generateur de tremblement 26 comprend un invertis- seur a
collecteur ouvert 120, dont l'entree est derivee de la ligne de
reference de tremblement 74, et dont la sortie est mise au niveau de
la tension 2 VR de la ligne 59 par une resistance
122 La sortie de l'invertisseur est envoyee a travers une resis- tance
124 sur une jonction de sommation 125 de l'amplificateur 126. Une
resistance 128, reliee a la ligne 59 de tension 2 V R est egalement
reliee a la jonction de sommation 125 de l'amplificateur 126 Un
condensateur 130 et une resistance 132, montes en parallele, sont
relies a la sortie de l'amplificateur 126. Par consequent, la
frequence de tremblement introduite sur la ligne 74 fait que la sortie
de l'amplificateur 126 fournit une onde sensiblement triangulaire a la
frequence de tremblement.
La sortie de l'amplificateur 126 est envoyee a travers la resis- tance
56 sur la jonction de sommation 64 du comparateur 24.
Le generateur de reference 27 comprend une diode de re- ference zener
134 et un diviseur, constitue d'une resistance 136 ' et d'une
resistance 138.
Une autre section du generateur de reference comprend une resistance
140, une resistance 142, une resistance de retro- action 144, un
amplificateur operationnel 146 et un amplificateur 148 qui sont montes
de facon a fournir sur la ligne 58 la tension de reference VR et, sur
la ligne 59, le double de -la tension de reference 2 VR.
Une diode 150 est reliee a une source de tension + 5 V, afin d'assurer
le demarrage du generateur de reference.
La bascule 76, comme le montre la figure 2, est plus complexe que le
montre la figure 1 Une bascule supplementaire
152 est employee pour synchroniser le demarrage de la rampe, com-
mandeepar la ligne 60, et le deblocage du compteur 80, commande par la
ligne 86, avec la ligne de sortie d'horloge haute frequen- ce 88.
La synchronisation est realisee par la mise a " 1 " de la bascule 152
par le signal de demarrage sur la ligne 84 La bascu- le 152 comprend
une ligne de sortie 154 et une ligne de sortie 156, qui preparent la
bascule 76 pour qu'elle soit mise a " 1 " par le flanc, passant a une
tension negative >de l'impulsion d'horloge suivantesur la ligne 88
Ainsi, le premier compte sur le compteur se produit une demi periode
d'horloge apres la mise a"l" de la bascule 76.
Le comptage de l'horloge haute frequence 17 se poursuit sur le
compteur 80 jusqu'a ce que la sortie de la ligne 70 du comparateur
passe a l'etat logique " O ", remettant ainsi a " O " les bascules 152
et 76 Le chiffre accumule sur le compteur 80 cons- titue alors une
mesure de l'amplitude du signal d'entree selec- tionnee.
Le fonctionnement du convertisseur 10 est explique da- vantage
ci-apres Le convertisseur 10 est a rampe de base comme le montre la
figure 11 Le generateur de rampe 22 est accroche a une tension de
reference, VR, tandis que le signal d'entree
(tension) devant etre converti est selectionne par le multi- plexeur
(MUX) 18 et introduit dans le tampon 20 Une impulsion de depart,
produite dans la section de synchronisation et de comman- de (T and C)
12, met a l'etat " 1 " la bascule 76, dont une sortie fait 8entrer une
horloge haute frequence 17 dans le compteur 80 et fait demarrer
simultanement la pente descendente du generateur de ram- pe 22 Lorsque
la rampe atteint l'amplitude, mais la polarite op- posee, du signal
d'entree mis en tampon, le comparateur 24 rece- vant ces signaux
change d'etat et remet a " O " la bascule 76, ce qui arrete le
comptage Le compte accumule est par consequent proportionnel au temps
entre le demarrage de la rampe et le de- clenchement du comparateur
(croisement) Les relations sont comme suit: Tension de rampe v R = VR
st o VR = tension de reference s = pente de rampe t = temps Le
croisement se produit lorsque v = VIG r - VR st VSIG st = VR + VSIG t
= T = R SIG s Si la frequence d'horloge est f CL' le compteur accumule
C = f CLT = L (VR + VSIG) s 2 Sc
SIG =C-L R
Si VR et f CL peuvent etre produits avec grande pecision, en utilisant
une diode de reference a commande thermique 134 pour le premier et un
oscillateur a cristal 17 pour le dernier, la pente, s, d'un generateur
de rampe 22 n'est pas aisement stabilisee a l'aide des composants
actuellement disponibles.
Les generateurs de rampe utilisent en general une sour- ce de tension
VG, appliquee sur une resistance RGC pour gene- rer un courant IG qui,
a son tour, charge un condensateur CG' produisant de ce fait une rampe
de tension sur le condensateur avec une pente de I /CC volts/s Par
consequent, la pente de
17902 la rampe est influencee directement par des derives de VG, RG et
CG Le convertisseur 10 conforme a l'invention compense ses derives en
utilisant des intervalles de stabilisation dans la synchronisation du
convertisseur, pendant lesquels le multi- plexeur 18 selectionne la
masse, plutot qu'un signal d'entree actif, pour la conversion Si la
mesure par le convertisseur 10 de ce signal de stabilisation indique
un niveau positif egal ou superieur a zero volt, une bascule de
commande 57 est mise a " 1 ", autrement elle est mise a " O " La
sortie de cette bascule alimen- te un integrateur, comprenant les
elements 92, 94, 96, 98, 100 dont la sortie fournit un courant vernier
s'ajoutant au courant primaire IG du generateur de rampe, sur la ligne
106, pour controler la pente de la rampe (Voir la figure 2) L'etat de
la bascule 57 change apres chaque cycle de stabilisation, la mesure
numerique indiquant un echange de polarite du signal echantillons de
zero volt Il existe, alors, un cycle limite pour lequel la moitie des
conversions de stabilisation represente une mesure nulle ou positive
et la moitie represente une mesure negative Le resultat numerique
moyen des conversions de stabilisation (ou tout autre canal d'entree
qui est a zero volt) sera de 0,5 LSB, o LSB est le bit le moins
significatif de la sortie du conver- tisseur. Les applications pour
lesquelles le convertisseur 10 est destine sont celles pour lesquelles
la moyenne des lectures de sortie est critique, de sorte qu'un cyclage
de LSB (le bit le moins significatif) des conversions successives
n'est pas neces- sairement condamnable Pour que la sortie moyenne du
convertis- seur 10 soit correcte, 1/2 LSB devrait-etre ajoute
numeriquement a chaque conversion L'addition de 1 LSB a des
conversions alter- nees est egalement acceptable.
Pour minimiser les effets de l'erreur de quantification dans la sortie
moyenne du convertisseur 10, un signal "de trem- blement" sur la line
72 est additionne dans le circuit compara- teur 24 avec les signaux
d'entree de rampe et les signaux d'entree mis en tampon.
Il faut remarquer que, pour un convertisseur ideal sans bruit, la
sortie numerique correcte pour des entrees analogiques entre les
equivalents 1/2 LSB et + 1/2 LSB serait toujours nulle, c'est-a-dire
qu'il existe des bandes mortes lorsque des faibles modifications de
l'entree analogique ne se manifestent pas dans la sortie numerique La
forme d'onde triangulaire de tremblement utilisee par le convertisseur
IO permet de minimiser cet effet de bande morte sur les informations
moyennes, comme le montre la figure 3 Pour que le signal de
tremblement soit d'une efficacite maximale, il doit etre un nombre
integral de LSB en amplitude equivalente au signal d'entree, avoir des
pentes tres lineaires et etre d'une frequence differente de celle a
laquelle un canal particulier est converti S'il se produit exactement
N
(nombre entier) conversionsd'une tension-continue pendant exacte- ment
M (nombre entier) cyclesde tremblement (o ni M/N, ni N/M sont des
nombres entiers) et que l'amplitude de tremblement est exactement Z
(nombre entier) LSB crete a crete en amplitude equi- valente,
l'amplitude d'erreur de quantification moyenne pour les signaux
d'entree continus devient Z/2 N LSB plutot que 1/4 LSB, ce qu'elle
serait sans tremblement, la moyenne etant accumulee sur N conversions
Des bruits electriques inevitables dans les signaux d'entree, de rampe
et de tremblement, ainsi que a l'extremite avant du comparateur,
ajoutent un autre effet de tremblement, re- duisant encore les bandes
mortes effectives mais prolongeant la periode pendant laquelle il
faudra prendre la moyenne des conver- sions pour obtenir une
resolution determinee du resultat numeri- que. En se referant a la
figure 3, la formule applicable a la sortie moyenne est: D (Q + 1) y T
+ Q (l y) T = Q + y av T o l'entree analogique est equivalente a (Q +
y) bits les moins significatifs (y etant une fraction d'un LSB).
La mise en oeuvre du concept du convertisseur a rampe stabilise est
illustree sur la figure 2 Dans cette realisation, on utilise un
multiplexeur 18 a 8 canaux, selectionnant un des 6 canaux d'entree
actif et 2 canaux de stabilisation selon une se- quence fixe.
L'entree 61 de l'invertisseur 92 est derivee de la bascule 57, comme
on le voit sur la figure 2 L'entree "de tremblement" de l'invertisseur
120 est une onde carree derivee par un circuit de decodage (non
represente) a partir de l'horloge principale 17 de 52,4288 M Hz Le
generateur de reference 27 represente fournit les tensions VR et 2 VR,
selon le besoin aux autres sections du convertisseur Le schema
comprend des elements essentiels d'une realisation particuliere des
techniques du convertisseur a rampe stabilisee.
Un prototype du convertisseur 10 comprend les composants indiques
ci-apres.
RESISTANCES
52 1,3 K
54 1,3 K
56 5,6 M
94 10 K
98 22 M
102 8,2 M
106 39 K
108 39 K
122 3 K
124 56 K
128 1,5 M
132 1,5 M
136 4,99 K
138 1,4 K
4,99 K
142 4,99 K
144 1,8 K
CONDENSATEURS
AMPLIFICATEURS
BUF-02 (PMI)
96 OP-16 (PMI)
OP-16 (PMI)
*OP-16 (PMI)
146 OP-16 (PMI)
148 OP-16 (PMI)
Multiplexeur: CD 4051 (RCA) Comparateur: LM 161 D (Nat'l) Bascule
double 76/154: 545113 Bascule 57: 54 L 574 Porte: 54 L 500
0,1 MF
112 2000 PF
O,01 MF
Invertisseurs: 92 and 120: 54 L 526 Compteur 80: lere section: 545197
Autres sections: 54 L 5393 Transistors a effet de champs 114 and
116: 2 N 4391
Horloge 17:-49,92 M Hz (MF Electronics) Les donnees obtenues des
essais sur un prototype du convertisseur 10 sont indiquees ci-apres.
STABILITE COMPENSEE DU CONVERTISSEUR PAR RAPPORT AU TEMPS
COMPENSATION EN PPM DE L'ECHELLE COMPLETE
CANAL 12
1 + 8,3
TEMPS D'ESSAI EN MINUTES
955 135 72 130
+ 8,3 + 8,6 + 8,5
+ 8,5 + 8,4 + 8,1
2 2,4 2,7 2,6 2,8
3 + 1,3 + 0,8 + 1,1 + 1,1
4 + 7,8 + 7,6 + 7,5 + 7,6
+ 3,1 + 2,9 + 2,7 + 2,7
6 + 6,5 + 6,5 + 6,3 + 6,4
2,4
2,4 2,6
+ 0,9 + 1,0
+ 1,0
+ 7,6 + 7,5 + 7,4
+ 2,6 + 2,7 + 2,7
+ 6,4 + 6,3 + 6,2
AV + 4,2 + 3,9 + 4,0 + 3,9
NOTES
+ 3,9 + 3,9 + 3,8
: 1) Multiplexeur retire et sortie mise selection du multiplexeur
supprime a la masse, code de sur le cablage.
2) Essais effectues entre 19 h le 1/7/80 et 16 h le
1/9/80.
3) Variation probable de la temperature ambiante: 3 C crete a crete.
4) L'horloge employee etait de 24 M Hz plutot que de
26,2144 M Hz.
) Frequence de tremblement: 400 Hz
Les avantages de l'invention sont expliques ci-apres.
Un premier avantage du convertisseur 10 sur d'autres me- thodes de
conversion reside dans sa capacite de multiplexage, et par consequent,
un cout inferieur et des dimensions inferieures a ceux des systemes
utilisant des conversions multiples de canaux.
Un autre avantage, par rapport au convertisseur analogique-fre- quence
reside dans la meilleure resolution de conversion en ce que cette
resolution n'est limitee que par la limitation en fre- quence des
elements logiques du convertisseur a rampe stabilise tandis que les
techniques analogique -frequence utilisent des impulsions d'equilibre
de precision qui sont normalement longues par rapport aux temps de
montee et de descente des dispositifs de commutation analogiques
limitant de ce fait la frequence maximale des impulsions et, par
consequent la resolution En outre, le convertisseur a rampe stabilisee
10 fournit une boucle de stabi- lisation de polarisation a partir
d'une sortie numerique elle- meme plutot qu'autour d'une section
analogique de la section d'entree, comme cela se fait avec des
amplificateurs stabilises a vibreur de beaucoup d'autres procedes de
conversion.
Le convertisseur IO facilite en outre la mise a l'echel- le
automatique de son entree, lorsqu'il est monte en convertis- seur
courant-numerique, par la commutation electrique des resis- tances de
detection pendant des intervalles de "non ouverture" du signal dont il
s'agit, evitant ainsi des discontinuites du signal et des effets
d'injection de charges provoques par la commuta- tion.
D'autres modes de construction sont expliques ci-apres.
D'autres systemes de conversion a rampe stabilisee pourraient
comprendre (a) une tension de reference negative et une rampe po-
sitive, (b) un tampon memoire ayant un gain superieur a l'unite pour
augmenter la sensibilite, (c) sommation des sorties de trem- blement
et du multiplexeur dans le circuit d'entree du tampon, le comparateur
etant agence pour detecter la difference entre la rampe et le signal
plus tremblement, plutot que la somme de la rampe, du signal et du
tremblement, ces signaux etant envoyes sur les diverses bornes
d'entree du comparateur et les resistances de sommation du comparateur
etant supprimees (echangeant ainsi les imprecisions de l'adaptation
des resistances contre les deficien- ces du rapport de rejection du
mode commun du comparateur), (d) d'autres moyens pour verrouiller et
deverrouiller le generateur de rampe, et/ou (e) d'autres types
d'amplificateurs operation- nels, de transistors, de comparateurs,
d'elements logiques, de diodes, de resistances, de condensateurs, etc.
Un autre mode permettant de produireun tremblement, plutot que sous la
forme de signal analogique, serait le tremblement de phase 13 du debut
de rampe par rapport a l'horloge haute frequence qui est accumulee
dans le compteur de donnees On pourrait y parvenir en derivant le
signal DEPART a partir d'une source d'horloge totalement independante.
D'autres methodes d'utiliser le signal de correction a la sortie de
l'intergrateur 100, a la sortie de la bascule qui reflete la polarite
numerique de la sortie a la suite des inter- vall 3 S de
stabilisation, consistent a laisser le generateur de rampe en etat et
a utiliser ce signal de correction comme (a) une entree analogique
supplementaire appliquee au point de sommation du comparateur ou (b)
une entree de tension vernier appliquee sur un oscillateur commande
par la tension qui remplace l'oscill- ateur a cristal fournissant
l'horloge haute frequence au con- vertisseur. Les aspects suivants du
convertisseur a rampe sta sont consideres comme nouveaux a) La
technique de la selection periodique d'une masse pour les signaux sur
les lignes 28 et 36 comme entree du convert- isseur 10 et l'emploi de
la mesure numerique moyenne de ce sig nal par le convertisseur, comme
indique sur la ligne 63, pour compenser le decalage initial et la
derive en decalage de l'etage d'entree au niveau du tampon 20 du
convertisseur 10 ainsi que la derive des parametres internes
duconvertisseur (par exemple pente de rampe). b) L'utilisation d'un
convertisseur analogique numerique multiplexe echantillonne
essentiellement par impulsions pour obtenir des sorties sequentielles
du registre de decalage 82 a un taux fixe qui, si elles sont
accumulees par voie numerique, presentent un -resultat equivalent a
l'integrale du signal en cours de conversion, ou-par une mise a
l'echelle correcte et une remise a zero de l'accumulateur, la moyenne
a long terme de ce signal <comme cela est realise dans les voltmetres
d'integr- ationa courant continu. c) L'introduction d'un tremblement
d'une amplitude precise pour minimiser les effets de la bande morte
entre les niveaux de quantification pour la moyenne d'une serie de
con- versions. Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent
etre apportees au dispositif decrit et represente sans pour autant
sortir du cadre de l'invention.
Claims
_________________________________________________________________
REVENDICATIONS
1 Convertisseur analogique-numerique multiplexe carac- terise en ce
qu'il comprend: un multiplexeur (18) destine a recevoir un signal
d'entree analogique parmi une pluralite de signaux analogiques, un
dispositif de synchronisation (12) relie au multi- plexeur (18) pour
selectionner ledit signal d'entree analogique, un comparateur (24)
dont une entree est reliee au multi- plexeur (18), un generateur de
rampe stabilisee a retroaction (22) relie a l'entree du comparateur
(24), et un compteur (80), commande par une porte, relie au com-
parateur (24) pour le commander afin de fournir une sortie nume- rique
representative du signal d'entree analogique.
2 Convertisseur selon la revendication 1, caracterise en ce qu'il
comprend un generateur de "tremblement " (26) relie a l'entree du
comparateur (24).
3 Convertisseur selon la revendication 1, caracterise en ce qu'il
comprend un tampon (20) dont une entree est reliee au multiplexeur
(18) et dont une sortie est reliee au comparateur (24).
4 Convertisseur selon la revendication 1,-caracterise en ce que le
compteur (80) comprend une ligne de retroaction (63) reliee au
generateur de rampe stabilisee (22).
5 Convertisseur selon la revendication 4, caracterise en ce que le
compteur comprend: une bascule (76) reliee au dispositif de
synchronisation (12) et au comparateur (24), et une porte (78) reliee
au dispositif de synchronisation (12) et a la bascule (76) pour
alimenter le compteur (80).
6 Convertisseur selon la revendication 5, caracterise en ce qu'il
comprend un registre de decalage (82) relie au dispo- sitif de
synchronisation (12) et au compteur (80) pour recevoir des donnees de
celui-ci.
7 Convertisseur selon la revendication 6, caracterise en ce que le
convertisseur a rampe stabilisee comprend: une bascule de commande de
type D (57) reliee a la ligne de retroaction (63) provenant du
compteur (80), un invertisseur a collecteur ouvert (92) relie a la
bas- cule de commande de type D (57), un amplificateur integrateur
(96) relie a l'invertisseur a collecteur ouvert (92), et un
amplificateur de sommation (110) relie a l'amplifica- teur integrateur
(96) et a l'entree du comparateur (24).
8 Convertisseur selon la revendication 2, caracterise en ce qu'il
comprend un generateur de reference (27) relie au ge- nerateur de
rampe stabilisee (22) et au generateur de tremble- ment (26).
9 Convertisseur selon la revendication 1, caracterise en ce qu'il
comprend une plate-forme (25) d'un systeme inertiel -comprenant un
gyroscope (21) relie au multiplexeur (18) et com- prenant un
accelerometre (23) relie au multiplexeur (18). Convertisseur
analogique-numerique pour systeme de navigation inertiel, caracterise
en ce qu'il comprend: une plate-forme de navigation inertielle (25)
fournis- sant une pluralite de signaux analogiques, un multiplexeur
(18) destine a recevoir un signal d'en- tree analogique parmi la
pluralite de signaux analogiques, un dispositif de synchronisation
(12) relie au multi- plexeur (18) pour selectionner ledit signal
d'entree analogique, un comparateur (24) dont une entree est reliee au
multi- plexeur (18), un generateur de rampe stabilisee a retroaction
(22) dont une sortie est reliee a l'entree du comparateur (24) et com-
prenant une entree de retroaction (63), un compteur (80), commande par
une porte,relie au compara- teur (24) pour le commander afin d'obtenir
une sortie numerique representative du signal analogique de la
plate-forme (25), et des moyens (63) reliant le compteur (80) a
l'entree du generateur de rampe stabilisee (22).
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