FR2515898A1 - Procede et dispositif de conversion analogique-numerique de type adaptatif - Google Patents

Abstract

L'INVENTION CONCERNE LES TECHNIQUES DE CONVERSION ANALOGIQUE-NUMERIQUE. UN DISPOSITIF DE CONVERSION ANALOGIQUE-NUMERIQUE COMPREND NOTAMMENT UN CONVERTISSEUR ANALOGIQUE-NUMERIQUE 12 DE TYPE CLASSIQUE, ASSOCIE A UN AMPLIFICATEUR A GAIN VARIABLE 68, 76 ET A UN CIRCUIT DE COMMANDE DU DECALAGE CONTINU 80, POUR REGLER L'AMPLITUDE ET LE NIVEAU CONTINU D'UN SIGNAL D'ENTREE ANALOGIQUE RECU, AVNAT SON APPLICATION AU CONVERTISSEUR. LES SIGNAUX QUI COMMANDENT L'AMPLIFICATEUR ET LE CIRCUIT DE COMMANDE DE DECALAGE CONTINU SONT ELABORES EN FONCTION DES NOMBRES DE MOTS DE VALEUR MINIMALE ET MAXIMALE QUE PRODUIT LE CONVERTISSEUR, DANS LE BUT D'UTILISER AU MAXIMUM LA DYNAMIQUE D'ENTREE DU CONVERTISSEUR, INDEPENDAMMENT DE L'AMPLITUDE ET DU NIVEAU CONTINU DU SIGNAL ANALOGIQUE D'ENTREE. APPLICATIONS AU TRAITEMENT DE SIGNAUX DE TELEVISION.

Description

La présente invention concerne l'évaluation d'un

signal analogique, qui est appliqué à l'entrée d'un convertis-

seur analogique-numérique (A/N), vis-à-vis des niveaux limites bas et haut auxquels le convertisseur réagit, dans un cas dans lequel l'amplitude du signal analogique (mesurée par les va- leurs maximale et minimale du signal) peut varier dans le temps L'invention est particulièrement utile dans un système dans lequel l'amplitude du signal analogique, ou la moyenne de ses niveaux maximal et minimal (qu'on appellera ici niveau continu moyen ou simplement niveau continu), ou les deux, est

(ou sont) régléespar rapport aux limites de l'entrée d'un con-

vertisseur A/N, en commandant un amplificateur à gain variable ou un circuit de commande de niveau continu(ou les deux) par lesquels on fait passer un signal d'entrée analogique reçu,

avant de l'appliquer au convertisseur.

Un convertisseur A/N produit, sur un intervalle de temps observé d'un signal analogique, des mots numériques dont

les valeurs représentent les amplitudes d'échantillon du si-

gnal analogique d'entrée, prélevés sur la totalité de cet in-

tervalle de temps Dans le cas idéal, les plages de l'ampli-

tude et du niveau continu moyen du signal analogique ne chan-

gent pas dans le temps et le convertisseur est conçu de façon

que les amplitudes échantillonnées du signal analogique atten-

du soient comprises entre les limites basse et haute de la plage d'entrée du convertisseur, et de façon que (par exemple) la valeur médiane entreentre les limites basse et haute de la

plage corresponde au niveau continu moyen attendu pour le si-

gnal analogique Dans ces conditions, le convertisseur n'est pas amené à produire un mot numérique dont la valeur (par exemple uniquement des O ou uniquement des 1) représente un échantillon de signal analogique situé audessous ou au-dessus

d'une limite de la plage d'entrée du convertisseur.

Le brevet des E U A N O 3 947 806 décrit une techni-

que pour régler l'amplitude d'un signal analogique dans un système qui est loin d'être idéal, dans le but d'adapter le signal analogique à l'une des limites de la plage de signal à laquelle réagit le convertisseur A/N Ce brevet montre un convertisseur A/N avec un circuit de commande automatique de

gain (OAG) qui règle, en sens montant ou descendant, l'ampli-

tude du signal analogique appliqué au convertisseur A/fl con-

formément à la valeur des bits de plus fort poids de mots que

produit le convertisseur A/N Bien que ce système tende à adap-

ter l'amplitude maximale du signal analogique à la limite su-

périeure de la plage d'entrée du convertisseur, il est incapa- ble d'augmenter l'amplitude du signal analogique lorsque des maximums de l'amplitude du signal analogique tombent de façon

régulière au-dessous de la limite inférieure de la plage d'en-

trée du convertisseur En outre, le système représenté dans le

brevet précité réagit à chaque mot numérique de valeur Liaxima-

le (qui est déduit d'un échantillon de signal analogique dont l'amplitude est égale ou supérieure à la limite supérieure de la plage d'entrée du convertisseur), ce qui fait que le circuit de CAG réagit à n'importe quel échantillon de signal analogique

isolé qui est égal ou supérieur à la limite de la plage d'en-

trée du convertisseur De plus, le système n'est pas prévu pour commander le niveau continu moyen du signal analogique qui est

appliqué au convertisseur A/N.

On envisage ici-que les valeurs de mots numériques produits par un convertisseur A/N puissent descendre jusqu'à un minimum (par-exemple un mot ne comportant que des 0) et puissent s'élever jusqu'à une valeur, maximale (ne comportant que des 1), lorsque l'amplitude moyenne du signal analogique

n'est pas adaptée aux limites de l'entrée du convertisseur A/N.

L'invention a pour but d'évaluer l'amplitude du signal analo-

gique en termes liés aux limites basse et haute connues de la plage de signaux à laquelle le convertisseur A/N réagit, en

évaluant les valeurs des mots numériques que produit le conver-

tisseur A/N Cette évaluation permet, à son tour, de régler l'amplitude ou le niveau continu moyen (ou les deux) du signal

analogique -

D'une manière, plus formelle, l'invention porte sur un procédé pour évaluer l'amplitude ou le niveau de base, ou les deux, apparaissant pendant un intervalle de temps donné d'un signal analogique, et cette évaluation est faite en termes

de limites de niveau bas et de niveau haut de la plage de ré-

ponse d'un convertisseur A/N auquel le signal analogique est appliqué Comme dans l'art antérieur, le procédé de l'invention

comprend l'opération qui consiste à détecter, sur tout l'in-

tervalle de temps donné, l'apparition de mots numériques ayant' une valeur qui représente l'une des limites du convertisseur

A/N, dans une série de mots numérique que génère le convertis-

seur A/N sur tout l'intervalle de temps donné. Conformément à l'invention, l'opération de détection consiste à détecter, pendant l'intervalle de temps donné, à la

fois: (i) une apparition d'un premier nombre de mots numéri-

ques dans la série ayant une première valeur (ne comportant par exemple que des 1) représentant la limite supérieure de la plage de réponse du convertisseur A/IN ce premier nombre étant

supérieur ou égal à une première valeur de seuil, et (ii) Itap-

parition d'un second nombre de mots numériques dans la série ayant une seconde valeur (ne comportant que des 0, dans cet

exemple), représentant la limite inférieure de la plage de ré-

ponse du convertisseur A/N, ce second nombre étant supérieur ou égal à une seconde valeur de seuil; de façon qu'à la fin

de l'intervalle de temps donné, les première et seconde appa-

ritions détectées procurent l'évaluation désirée du signal

analogique.

On peut utiliser le procédé d'évaluation de signal analogique de l'invention dans un procédé de CAG, pour modifier l'amplitude du signal analogique ou son niveau continu, afin de

régler les limites du signal analogique pour qu'elles coinci-

dent approximativement avec les limites supérieure et inférieu-

re du convertisseur A/N, ou pour régler le niveau continu du signal analogique à un certain point désiré dans la plage des

limites d'entrée du convertisseur A/N.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention

seront mieux compris à la lecture de la description qui va sui-

vre d'un mode de réalisation et en se référant aux dessins an-

nexés sur lesquels:

La figure 1 représente un schéma électrique synopti-

que d'un dispositif convertisseur analogique-numérique conforme à un mode de réalisation préféré de l'invention; et

Les figures 2 et 3 sont des tableaux utiles à la com-

préhension du fonctionnement de certains circuits du convertis-

seur A/N de la figure l.

On va maintenant considérer la figure 1 sur laquelle on voit un circuit convertisseur analogique-numérique (A/N) classique, 12, qui comporte une borne de signal d'entrée (S) connectée à une borne d'entrée ( 14) A titre d'exemple, le convertisseur A/N 12 peut être mun convertisseur à six bits produisant, sur sa borne de sortie (O) connectée à la borne de sortie du dispositif, 16, des "mots" de six bits allant d'une

valeur ne comportant que des O logiques pour un signal d'en-

trée inférieur à 11 m V, jusqu'à une valeur ne comportant que

des 1 logiques pour un signal d'entrée de 700 m V Le convertis-

seur A/N 12 est connecté par un câble multiconducteur (compre-

nant au moins six conducteurs) à un circuit détecteur de crête

18 et à un circuit détecteur de creux 20 Un câble multiconduc-

teur est indiqué par une barre oblique (/), comme en 22 Une source d'horloge 24 est connectée à la borne d'horloge ( 0) du convertisseur A/N 12, du détecteur de crgte 18 et du détecteur

de creux 20.

A l'apparition de chaque impulsion d'horloge, comme celle indiquée en 26, le convertisseur A/N 12 produit un mot

de six bits ayant une valeur qui représente l'amplitude du si-

gnal de tension qui est appliqué sur la borne 14 Pour un con-

vertisseur A/N à six bits, considéré à titre d'exemple, si le signal de sortie résultant du convertisseur A/N 12 contient six 1, le détecteur de crtte 18, qui comprend essentiellement une porte NON-ET à six entrées et des circuits séquenceurs, produit une impulsion consistant en un O logique momentané, comme indiqué en 28, tandis qu'il produit dans le cas contraire

un signal de niveau logique 1 Si le signal produit par le con-

vertisseur A/N 12 contient six 0, le circuit détecteur de creux 20, similaire au circuit détecteur de crgte 18,àl'exceptiondufait qu'il comprend une porte NON-O à six entrées, qui réagit à six O (au lieu de six 1),produit une impulsion consistant en un niveau logique O momentané, comme il est indiqué en 30, tandis qu'il produit dans le cas contraire un signal au niveau logique 1. Le circuit détecteur 18 est connecté à la borne de comptage (A) d'un premier compteur en sens croissant, 40 Le ompteur 40 est connecté à un circuit détecteur de seuil double pour les valeurs de cr Ate, 42, qui comporte deux bornes de sortie désignées par HP et HPO le détecteur 42 fonctionne

conformément aux lignes 1 et 2 du tableau 1 (figure 2), com-

me on le décrira ultérieurement de façon plus détaillée Il comprend essentiellement un comparateur destiné à comparer à des instants sélectionnés le compte contenu dans le compteur

et un ensemble présélectionné de nombres supérieur et in-

férieur, et il comprend en outre des dispositifs logiques comportant des portes, pour produire les signaux de sortie dont la liste figure dans le tableau 1 De fagon sirzilaire, le

détecteur 20 est connecté à un second compteur en sens crois-

sant 46, qui est lui-même connecté à un circuit détecteur de

creux 48 Le circuit 48, qui fonctionne conformément aux li-

gnes 3 et 4 du tableau 2 (figure 2) a une structure similaire

à celle du détecteur 42.

La sortie HP du détecteur 42 est connectée à une en-

trée de portes ET 50 et 52 tandis que la sortie HP est connec-

tée à une entrée de portes ET 54 et 56 La sortie SP du détec-

teur 48 est connectée à une seconde entrée des portes ET 50

et 56, tandis que la sortie LP est connectée à une seconde en-

trée des portes ET 52 et 54 Un circuit de commande de mise à jour 60 est connecté aux entrées d'horloge (C) des détecteurs 42 et 48, et il est connecté par l'intermédiaire d'un élément de retard de faible valeur, D, aux entrées de restauration (R) des compteurs 40 et 46, ainsi qu'à une troisième entrée de chacune des portes ET 50, 52, 54 et 56 Comme on le décrira ci-après de façon plus détaillée, le circuit 60 produit à des instants appropriés une impulsion momentanée telle que celle indiquée en 62, pour charger dans les détecteurs 42 et 48 les comptes qui sont présents respectivement dans les compteurs 40 et 46, et pour restaurer ensuite les compteurs Simultanément,

les signaux produits par les détecteurs 42 et 48 peuvent vali-

der l'une des portes ET 50, 52, 54 ou 56, préparée par l'im-

pulsion 62 conformément au tableau 2, figure 3, auquel on se reportera ultérieurement de façon plus détaillée Les portes ET 50 et 54 sont connectées aux entrées de comptage en sens

croissant (U) et en sens décroissant (D) d'un troisième comp-

teur 64 qui est un compteur binaire réversible Les portes ET

52 et 56 sont connectées aux entrées U/D d'un quatrième comp-

teur 66 qui est un compteur réversible.

Le compteur 64 est connecté par l'intermédiaire-

d'un cable multiconducteur à la borne de commande ( 0) d'un atténuateur commuté à pondération binaire, 68 La borne de signal d'entrée du dispositif, 70, à laquelle est appliqué un signal analogique à numériser, est connectée à un circuit séparateur à sortie en courant, 72 La sortie du séparateur 72 est colnnectée à l'entrée de signal de l'atténuateur 68 d'ltuf circuit de commande autornatique de gain qui couprend, outre l'atténuateur 68, ler compteur 64 et un amplificateur à gain fixe 76 auquel est connectée la sortie de l'atténuateur 68 L'atténuateur 68 peut 8 tre de façon caractéristique un

atténuateur 3/1.

Lorsque le compteur 64 est incrémenté par des si-

gnaux passant par la porte ET 50, l'atténuation dans l'atté-

nuateur 68 augmente, ce qui diminue l'excursion de signal crgte à crête dans l'amplificateur 76, et réduit donc le gain mesuré entre l'entrée de l'atténuateur 68 et la sortie de l'amplificateur 76 Inversement, lorsque le compte dans le compteur 64 diminue, sous l'effet de signaux provenant de

la porte ET 54, l'atténuation de l'atténuateur 68 est dimi-

nuée, ce qui augmente l'excursion de signal crgte à crgte

dans l'amplificateur 76 Le compteur 64 est de façon caraàc-

téristique un compteur à six bits, de façon que l'atténuateur 68 puisse 8 tre réglé sur un niveau d'atténuation parri 64

niveaux successifs.

Le compteur 66 est connecté à un convertisseur nu-

mérique-tension 78 qui est lui-m 9 me connecté à la borne (+)

d'un amplificateur opérationnel 80 La borne (-) est connec-

tée de façon à recevoir des signaux provenant de l'amplifi-

cateur 76 Ia sortie de l'amplificateur 80 est connectée à

l'entrée du convertisseur A/N 12, sur la borne 14.

Le dispositif convertisseur A/N de la figure 1 est

conçu pour fonctionner avec une succession de signaux analo-

giques d'amplitude variable d'une durée fixe donnée, qui sont appliques à la borne 70, comme par exemple la succession de

signaux analogiques représentant l'information d'images suc-

cessives, provenant d'une caméra de télévision Après avoir été amplifié par l'amplificateur 76 et décalé en amplitude par l'amplificateur 80, d'une manière qu'on décrira ci-après,

le signal d'entrée est appliqué par la borne 14 au convertis-

seur A/N 12 pour étre numérisé par ce dernier. Le circuit de la figure 1 fonctionne de la manière suivante On suppose que: (a) un signal analogique qui est appliqué sur la borne 14 a la même durée fixe qu'un signal analogique d'entrée qui est appliqué sur la borne 70; et (b) le signal sur la borne 14 peut 9 tre modifié en amplitude crête à crgte et en niveau continu moyen, par rapport aux

signaux analogiques d'entrée, d'une manière qu'on décrira.

Avant l'application du signal analogique sur la borne 14,

une impulsion 62 provenant du circuit 60 charge dans les dé-

tecteurs respectifs 42 et 48 les comptes contenus dans les compteurs 40 et 46, et prépare les portes ET 50, 52, 54 et 56, pour des raisons qu'on décrira ultérieurement, puis elle

restaure les compteurs 40 et 46.

L'horloge 24 produit des impulsions à une cadence

fixe donnée, comme par exemple 4,8 M Hz Ces impulsions d'hor-

loge sont appliquées au convertisseur A/N 12 qui produit un mot numérique à six bits sous l'effet de chaque impulsion d'horloge D'une manière caractéristique, mais sans que ceci soit obligatoire, des parties du signal analogique appliqué sur la borne 14 ont une amplitude suffisamment élevée pour que le convertisseur A/N 12 produise certains mots de sortie comportant six bits à l'état logique 1 Egalement de façon caractéristique, sans que ceci soit obligatoire, certaines parties du signal analogique appliqué à la borne 14 ont une amplitude suffisamment faible pour que le convertisseur A/N 12 produise certains mots de sortie comprenant six bits à l'état logique 0 Dans le cas o les signaux appliqués à la borne 14 se rapportent'à des signaux produits par une caméra de télévision, la condition consistant en six états logiques

1 correspond à des parties très lumineuses de la scène, tan-

dis que la condition consistant en six états logiques O cor-

respond à des parties très sombres de la scène.

Pour chaque signal de sortie du convertisseur A/IN s

12 ne comportant que des bits à l'état logique 1, le détec-

teur 18 produit une impulsion à l'état logique 0, comme cel-

le indiquée en 28, sous la commande temporelle de l'horloge 24 Poir chaque signal de sortie du convertisseur A/IN 12 ne comportant que des bits à l'état logique 0, le détecteur 20

produit une impulsion à l'état logique 0, comme celle indi-

quée en 30, SOUS la commande temporelle de la source d'hor-

loge 24.

le compteur 40 compte le nombre d'impulsions pro-

duites par le détecteur 18, relatif aux mots ne comportant

que des 1 logiques, tandis que le compteur 46 compte le nom-

bre d'impulsions produites par le détecteur 20, relatif aux

mots ne comportant que des O logiques Comme on l'a mention-

né précédemment, pour un signal analogique de durée donnée et pour une cadence fixe des impulsions d'horloge provenant de la source d'horloge 24, on connatt à l'avance le nombre total de mots numériques produits par le convertisseur A/N 12 Dans toute application dans laquelle on désire utiliser

la totalité de la dynamique du convertisseur A/N 12, un fai-

ble pourcentage ou une faible fraction du nombre total de ces mots numériques doit consister en mots ne contenant que

des 1 logiques, et un faible pourcentage ou une faible frac-

tion doit consister en mots ne contenant que des O logiques.

S'il n'apparaît pas de mots ne contenant que des 1 et de mots ne contenant que des 0, la plage numérique totale du convertisseur A/N n'est pas utilisée De façon similaires,

s'il apparait trop de mots ne contenant que des 1 et ne con-

tenant que des 0, le convertisseur A/Il est saturé et peut

faire appara tre une distorsion dans toute utilisation fina-

le des mots numériques produits par ce convertisseur Pour l'application de télévision mentionnée précédemment, oh a trouvé expérimentalement qu'on obtient l'image la plus agréable lorsqu'un intervalle de temps correspondant â'une

image complète contient entre 0,5 % et 1,5 % de mots ne ccmpor-

tant que des 1, et entre 1 et 2; O de mots ne comprenant que

des O Du fait que le nombre de mots-produits par le conver-

tisseur A/N 12 pour chaque signal analogique successif est

e.onnw et fixe, les nombres qui représentent les divers pour-

centages sont également connus et ils sont enregistrés dans les détecteurs respectifs 42 et 48 soit par c Cblage, comme

dans le cas d'un décodeur de compteur, soit dans une mréi oire.

On supposera à titre d'exemple que le convertis-

seur A/N 12 numérise chaque signal analogique en 1000 mots. Dans ces conditions, le détecteur 42 enregistre les valeurs et 15, tandis que le détecteur 48 enregistre les valeurs

et 20 Une fois que le signal analogique considéré à ti-

tre d'exemple a été appliqué à la borne 14 et numérisé, et avant l'apparition du signal analogique suivant, il apparaît une impulsion de déclenchement, telle que celle indiquée en 62, qui charge dans le détecteur 42 la valeur présente dans

le compteur 40 et charge dans le détecteur 48 la valeur pré-

sente dans le compteur 46, puis remet à zéro les compteurs

40 et 46.

Dans le détecteur 42, le nombre qui provient du compteur 40 est comparé avec les nombres représentant les fractions de 0,5 % et 1,5 % En utilisant les valeurs 5 et 15 et en se reportant au tableau 1, on voit que si le compte présent dans le compteur 40 est trop élevé, c'est-à-dire

supérieur à 15, la borne HP est positionnée à un niveau lo-

gique 1 et la borrne HP est positionnée à un niveau logique

0; tandis que si le compte n'est pas assez élevé (c'est-à-

dire s'il est inférieur à 5), la borne HP est positionnée à un niveau logique I tandis que la borne HP est positionnée à un niveau logique O Dans les autres cas, les deux bornes

HP et HP sont positionnées à un niveau logique 0.

Le détecteur 48 et le compteur 46 fonctionnent d'une manière similaire, conformément aux lignes 3 et 4 du

tableau 1.

Une fois que les opérations décrites ci-dessus ont été effectuées dans les détecteurs 42 et 48, l'impulsion 62 provenant du circuit 60 prépare les portes ET 50, 52, 54 et 56 la porte ET particulière éventuelle qui est validée

(il n'y a au plus qu'une seule porte ET validée) est déter-

minée conformément au tableau 2 Par exemple, si les deux bornes HP et IP sont à l'état logique 1 (tableau 2, ligne 2) la porte 50 est validée, ce qui signifie qu'une trop grande

partie du signal analogique est égale ou supérieure aux li-

mites supérieure et inférieure que le convertisseur A/N 12 peur accepter Dans ce cas, conformément à la ligne 2 du tableau 2, le compteur 64 est avancé d'une unité (on peut supposer que ce compteur a été positionné initialement à un certain compte arbitraire entre ces extremes supérieur et

inférieur, en fonction de conditions de correction précé-

dentes) Par conséquent, l'atténuation dans l'attérnuateur 68 est augmentée et l'excursion de sortie de l'amplificateur

76 est réduite, ce qui réduit le gain de la corbinaison at-

ténuateulr 68-amplificateur 76 Par conséquent, lorsque le

signal analogique suivant est reçu sur E la borne 70, le si-

gnal résultant sur la borne 14 est réduit en amplitude par-

rapport au signal analogique précédent On fait l'hypothèse qu'il n'existe pas de variation d'un signal arnalogique au suivant, ou que cette variation est assez faible, ce qui est

généralement le cas pour des signaux d'image successifs pro-

duits par une caméra de télévision Si c'est la porte 54 au lieu de la porte 50 qui est validée (HP = 1 logique, SP = 1 logique), la signification est que le signal sur la borne 14 ne contient pas ou trop peu de parties correspondant aux

seuils pour les cr Stes et les creux Par conséquent, le con-

tenu du compteur 64 est diminué d'une unité, l'atténuation de l'atténuateur 68 est réduite et l'excursion de signal à la sortie de l'amplificateur 76 est augmentée afin que le

signal analogique suivant sur la borne 70 soit amplifié da-

vantage que le signal précédent.

Si la porte 52 est validée, la signification est que le décalage continu du signal analogique est trop grand, ce qui fait que plus de 1,5 % des mots numériques provenant du convertisseur A/N 12 ne contiennent que des 1, tandis que moins de 1,0 % de tous les m Qts provenant du convertisseur A/N 12 ne contiennent que des O Par conséquent, le compteur 66 est incrémenté d'une unité, ce qui fait que la tension de

sortie du convertisseur 78 est diminuée et le gain de l'am-

plifcateur 80 est modifié pour donner un plus faible décalage

continu au signal suivant qui est appliqué sur la borne 70.

Enfin, si la porte 56 est validée, la signification est que le décalage continu du signal analogique est trop faible, ce qui fait que moins de 0, 5 Yo des mots numériques provenant du convertisseur A/N 12 ne contiennent que des 1, tandis que plus de 2,0 % de tous les mots provenant du convertisseur A/i E 12 ne contiennent que des O Par conséquent, le compteur 66 est décrémenté d'une unité, ce qui fait que la tension de

sortie du convertisseur 78 est augmentée et le gain de l'am-

plificateur 80 est changé pour augmenter le décalage continu

du signal suivant qui est appliqué à la borne 70.

Si la condition existante demeure pour le signal

analogique suivant qui est appliqué à la borne 14 (c'est-à-

dire si l'amplitude crête à crgte du signal est trop élevée

ou trop faible pendant une trop longue durée ou si le déca-

lage continu est incorrect), la porte appropriée parmi les portes 50-56 est à nouveau validée et l'un des compteurs 64

ou 66 est à nouveau incrémenté ou décrémenté après l'appli-

cation de chaque signal analogique successif à la borne 70, jusqu'à ce que les conditions soient telles qu'aucune porte ne soit validée Les deux compteurs 64 et 66 sont d'un type

qui n'est pas incrémenté au-delà du compte maximal ou décré-

menté au-delà du compte minimal Ainsi, si les signaul sont

hors de la plage que peut accepter le dispositif, le conver-

tisseur A/N 12 fournira un signal distordu Pour les besoins de l'explication de l'invention, on suppose que la nature du

signal appliqué sur la borne 70 et l'étalonnage du disposi-

tif empochent l'apparition de conditions de distorsion.

On va maintenant considérer les conditions dans lesquelles aucune porte n'est validée (lignes 1, 6, 7, 8 et 9, tableau 2) la ligne 1 montre la situation dans laquelle les nombres de mots numériques ne comportant que des O et

ne comportant que des l ne sont ni trop grands ni trop pe-

tits, ce qui fait que les amplificateurs 76 et 80 sont cor-

rectement réglés (c'est-à-dire que le signal appliqué sur la borne 14 n'est ni trop grand ni trop petit et n'est pas décalé d'une manière non désirée) Les lignes 6, 7, 8 et 9 montrent les situations dans lesquelles le signal appliqué

au convertisseur A/N fait que ce convertisseur produit res-

pectivement trop et trop peu de mots numériques ne compor-

tant que des 1, et produit respectivement trop et trop peu de mots numériques ne comportant que des O Dans le cas de la situation représentée par la ligne 1 du tableau 2, il n'y a aucun changement de la valeur contenue dans le compteur 64 ou le compteur 66, jusqu'à ce que l'information contenue dans la suite de signaux analogiques change dans une mesure

telle que l'un des amplificateurs 76, 80, ou les deux, doi-

vent être réglés à nouveau de la manière décrite ci-dessus.

Dans le cas des situations représentées par les lignes 6-9 du tableau 2, aucune action n'a lieu Cependant,

lorsque la situation de l'une quelconque de ces lignes exis-

te et lorsque le signal varie ensuite pour prendre une nou-

velle amplitude ou un nouveau niveau moyen par rapport au décalage continu en sortie de l'amplificateur 80 (ce qui ccnduit donc à l'une des conditions représentées par les lignes 2-5 du tableau 2), le dispositif convertisseur agit, de la manière expliquée ci-dessus, de façon à rétablir le

signal de sortie du convertisseur A/N 12 à l'une des condi-

tions décrites dans l'une des lignes 1, 6, 7, 8 et 9 du ta-

bleau 2.

On notera que bien que le dispositif convertisseur A/N de la figure 1 ait été conçu et décrit pour la situation dans laquelle le signal analogique d'entrée apparatt sous la forme d'une série de paquets, ce dispositif peut également

fonctionner avec un signal d'entrée continu, (a) en appli-

quant aux détecteurs 42 et 48 le nombre réel de mots produits par le convertisseur A/N 12 et (b) en faisant en sorte que le

détecteur calcule réellement des pourcentages, de façon pé-

riodique, comme par exemple lorsqu'apparait l'impulsion d'en-

trée 62.

A titre d'autre variante, on peut choisir les nom-

bres fixés dans les détecteurs 42 et 48 de façon qu'ils re-

présentent des limites admissibles pour un ensemble de mots (par exemple1000) provenant du convertisseur A/T 12 Dans cet ensemble de conditions, on peut utiliser um compteur (non représenté) pour compter le nombre de mots produits par

le convertisseur A/N 12 et, lorsque le compte fixé est at-

* teint, on peut utiliser le signal de sortie du compteur pour-

prcduire l'impulsion d' initialisation 62.

Il va de soi que de nombreuses modifications peu-

vent ttre apportées au procédé et au dispositif décrits et

représentés, sans sortir du cadre de l'invention.

Claims (10)

REVENDICATIONS

1 Procédé pour évaluer l'amplitude ou le niveau continu moyen, ou les deux, pendant un intervalle de temps

donné d'un signal analogique, dans lequel on effectue l'éva-

luation vis-à-vis de limites de niveau inférieur et de ni- veau supérieur de la plage de réponse d'un convertisseur analogique/numérique (A/N) ( 12) auquel le signal analogique

est appliqué; ce procédé comprenant l'opération qui consis-

te à détecter sur tout l'intervalle de temps donné l'appari-

tion de mots numériques dont la valeur représente l'une des

limites du convertisseur A/N, dans une série de mots numéri-

ques qui est produite par le convertisseur A/N sur tout

l'intervalle de temps donné; caractérisé en ce que l'opéra-

tion de détection consiste à détecter dans la série de mots:

(i) une apparition d'un premier nombre donné de mots numéri-

ques d'une première valeur (ne comportant que des 1) repré-

sentant la limite supérieure de la plage de réponse du con-

vertisseur A/N et (ii) une apparition d'un second nombre donné de mots numériques d'une seconde valeur (ne comportant que des O) représentant la limite inférieure de la plage de réponse du convertisseur A/N; de façon qu'à la fin de

l'intervalle de temps donné, les première et seconde appari-

tions détectées procurent une évaluation du signal analogi-

que. 2 Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que dans l'opération de détection, le premier nombre

de mots numériques est supérieur ou égal à une première va-

leur de seuil et le second nombre de mots numériques est su-

périeur ou égal à une seconde valeur de seuil.

3 Procédé selon l'une quelconque des revendica-

tions 1 ou 2, caractérisé en ce que l'opération de détection comprend l'opération qui consiste à produire: (i) un signal

parmi des premier et second signaux (HP, ET) indiquant res-

pectivement la première apparition et son absence, et (ii) un signal parmi des troisième et quatrième signaux (LP, M)

indiquar t respectivement la seconde apparition et son absen-

ce. 4 Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'opération de détection comprend les opérations qui consistent (i) à faire un premier comptage du nombre de

mots de la première valeur et (ii) à faire un second co_-

tage du nombre de mots de la seconde valeur; et l'opéra-

tion consistant à produire des signaux s'effectue en compa- rant respectivement les valeurs résultant des premier et

second comptages avec les premier et second seuils.

Procédé selon l'une quelconque des revendica-

tions 1 à 4, caractérisé en ce que le signal d'entrée ana-

logique reçu comprend une série de paquets de durées égales, et la durée de chaque paquet est égale à l'intervalle de

temps donné.

6 Procédé selon l'une quelconque des revendica-

tions 1 à 4, caractérisé en ce que le signal d'entrée ana-

logique reçu est continu; et en ce que l'intervalle de

temps donné est mesuré par la durée que nécessite le conver-

tisseur A/N ( 12) pour produire un nombre donné de mots.

7 Procédé selon l'une quelconque des revendica-

tions 1 à 6, étendu à la commande de l'amplitude du signal analogique évalué, dans lequel le signal analogique évalué est élaboré par l'opération consistant à amplifier un signal d'entrée analogique reçu (de 70) avec un gain qui peut 9 tre commandé; le procédé comprenant l'opération supplémentaire

qui consiste à commander le gain dans l'opération d'amplifi-

cation conformément aux valeurs des mots numériques; carac-

térisé en ce que l'opération de commande du gain de l'ampli-

ficateur comprend: (i) la diminution du gain sous l'effet

de l'apparition conjointe des premier et second nombres don-

nés de mots numériques et (ii) l'augmentation du gain en l'absence conjointe des premier et second nombres donnés de

mots numériques.

8 Procédé selon l'une quelconque des revendica-

tions 1 à 7, étendu à la commande du niveau continu moyen du signal analogique évalué, dans lequel le signal évalué

est élaboré par l'opération qui consiste à commander un si-

gnal d'entrée analogique reçu (de 70) conformément aux va-

leurs des mots numériques; caractérisé en ce que l'opéra-

tion de commande comprend: (i) la diminution du niveau con-

tinu moyen du signal analogique amplifié sous l'effet de l'apparition du premier nombre donné de mots numériques et en l'absence du second nombre donné de mots numériques et

(ii) l'augmentation du niveau continu moyen du signal analo-

gique amplifié sous l'effet de l'apparition du second nombre de mots numériques et de l'absence du premier nombre de mots

numérique s.

9 Dispositif destiné à régler l'amplitude ou le niveau continu, ou les deux, du signal analogique d'entrée

reçu (en 70), par rapport aux limites inférieureet supérieu-

re de la plage d'entrée du convertisseur A/i T ( 12), conformé-

ment au procédé de l'une quelconque des revendications 7 ou

8, ce dispositif comprenant: des premiers moyens ( 72, 68, 76, 80) destinés à amplifier le signal analogique d'entrée

qui leur est appliqué et qui comportent des bornes de com-

mande (O de 68 ou + de 80) pour commander le signal analogi-

que qui est appliqué à l'entrée ( 14) du convertisseur A/N;

le convertisseur A/N réagissant au signal amplifié qui pro-

vient des premiers moyens de façon à produire sur sa' sortie ( 16) la série de mots de sortie numériques dont les valeurs sont fonction des échantillons du signal amplifié qui est

appliqué à l'entrée du convertisseur; et le dispositif com-

prenant en outre des moyens de détection ( 18, 40, 42; 20,

46, 48; 50-56, 64, 66) connectés entre la sortie du conver-

tisseur A/N et les bornes de commande des moyens d'amplifi-

cation; caractérisé en ce que les moyens de détection com-

prennent des moyens ( 18, 40, 42; 20, 46, 48) destinés à ef-

fectuer des premier et second comptages portant respective-

ment sur des mots numériques d'une première valeur et d'une seconde valeur, et lorsque les premier et second comptages

atteignent conjointement et respectivement les premier et se-

cond nombres donnés, les moyens de détection produisent des signaux de commande (HP, IP) qui indiquent respectivement les première et seconde apparitions; et des moyens de commande ( 50-56, 64, 66, 78) branchés entre les moyens de détection et les bornes de commande des moyens d'amplification et qui fonctionnent sous la dépendance des signaux: d'indication apqeitiees de façon à produire les signaux de commande qui

sont destinés à 4 tre appliqués aux bornes de commande.

Dispositif selon la revendication 9, caractéri-

sé en ce que les moyens de détection réagissent (i) au fait que les premier et second comptages atteignent respectivement les premier et second nombres donnés, en produisant des pre- mier et troisième signaux de commande (HP, LP) pour indiquer respectivement les première et seconde apparitions, et (ii) au fait que les premier et second comptages n'atteignent pas

respectivei: ent les premier et second nombres donnés, en pro-

duisant des second et quatrièmes signaux de commande (H-, Lr)

pour indiquer respectivement l'absence des première et secon-

de apparitions; et les moyens de commande réagissent aux

premier à quatrième signaux de commande.

11 Dispositif selon la revendication 10, caracté-

risé en ce que les moyens de détection comprennent (i) un

détecteur de crête ( 18) et un premier compteur en sens crois-

sant associé ( 40), et un premier détecteur de seuil de cr 4 te

( 42), et (ii) un détecteur de creux ( 20) et un second comp-

teur çn sens croissant associé ( 46), et un second détecteur de seuil de creux ( 48); des entrées ( 22) du détecteur de cr Ate et du détecteur de creux sont connectées à la sortie du conve ti:zel A/Il, chlacun des dtdteclcul' e crdtct et de creux appliquant à une entrée (A) d'un compteur respectif parmi les premier et second compteurs, un signal destinéà' inerémenter ce compteur sous l'effet de chaque mot numérique de l'une respective des première et seconde valeurs, produit par le convertisseur A/N; et les détecteurs de seuil de

crête et de creux ( 42, 48) comparent respectivement les pre-

mière et seconde valeurs de comptage présentes dans les pre-

mier et second compteurs ( 40, 46) aux premier et second nom-

bres donnés, pour produire les premier, second, troisième et

quatrième signaux (HP, HP, LP, -P).

12 Dispositif selon la revendication 11, dans le-

quel les moyens d'amplification comprennent un atténuateur

commuté ( 68) qui réagit à des signaux numériques; caracté-

risé en ce que: les moyens de commande comprennent des pre-

mière et seconde portes ( 50, 54) et un premier compteur ré-

versible ( 64); les première et seconde portes réagissent respectivement aux premier et troisième signaux (HP, IP) et

aux second et quatrième signaux (H-, L 7) provenant des dé-

tecteurs de seuil de crgte et de creux, de façon à produire, lorsqu'elles sont validées, des signaux qui incrémentent et décrémentent respectivement le compte présent dans le comp- teur réversible (i) lorsque les deux détecteurs de seuil, de

cr Ate et de creux, produisent des signaux (HP et LP) qui in-

diquent les première et seconde apparitions, et (ii) lorsque les deux détecteurs de seuil, de-cr Ateet de creux, produisent des signaux (HP et IP) qui indiquent l'absence des première et seconde apparitions, respectivement; et les moyens de commande (C) de l'atténuateur commuté ( 68) sont connectés

à la sortie du compteur réversible et ils réagissent au comp-

te contenu dans ce dernier de façon à conmmander l'amplitude

du signal analogique qui est appliqué à l'entrée du conver-

tisseur A/N.

13 Dispositif selon l'une quelconque des revendi-

cations 10 à 12, caractérisé en ce que les moyens d'amplifi-

cation comprennent des moyens supplémentaires ( 80) qui réa-

gissent à un signal de commande appliqué sur l'une de leurs

entrées(+) de façon à régler le niveau continu du signal am-

plifié qui est appliqué à l'entrée du convertisseur A/N;

et les moyens de commande ( 52, 56, 66, 78) sont branchés en-

tre les moyens de détection et l'entrée des moyens supplé-

mentaires et ils réagissent (i) aux premier et quatrième si-

gnaux en réglant le niveau continu du signal amplifié de fa-

çon à l'amener vers la limite de niveau inférieur de l'entrée du convertisseur A/N, et (ii) aux second et troisième signaux en réglant le niveau continu du signal amplifié de façon à l'amener vers la limite de niveau supérieur de l'entrée du

convertisseur A/IN.

14 Dispositif selon la revendication 13, caracté-

risé en ce que les moyens supplémentaires comprennent un am-

plificateur opérationnel ( 80) qui reçoit le signal amplifié sur l'une de ses entrées (-) et qui produit sur sa sortie un

signal amplifié dont le niveau de base est commandé confor-

mément au niveau du signal qui est appliqué sur son autre entrée, en vue de l'application à l'entrée du convertisseur A/N; les moyens de commande comprennent des troisième et quatrième portes ( 52, 56),un second compteur réversible ( 66) et un convertisseur numérique-tension ( 78); les troisième et quatrikr e portes réagissent respectivement aux premier et quatrième signaux (HP, LP) et aux second et troisième signaux (TP, LP) provenant des détecteurs de crdte et de creux, pour produire des signaux qui sont respectivement destinés à incrémenter et à décrémenter le compte contenu dans le second compteur réversible; le signal de sortie du second compteur réversible est appliqué au conv ertisseur nu Lérique-tension pour produire à la sortie de ce dernier une tension avec mun niveau conforme au compte présent dans le second compteur réversible; et la tension de sortie du

convertisseur numérique-tension est appliquée à l'autre en-

trée (t) de l'amplificateur opérationnel.

Dispositif selon l'mune quelconque des reven-

dications 12 ou 14, caractérisé en ce qu'il comprend en ou-

tre des moyens ( 60, D) qui, à la fin de l'intervalle de temps donnmlé, valident les détecteurs de seuil, de crgte et de creux de façon que chacrtl d'eux produise l'un des prez:ier, second,

troisième et quatrième signaux, après quoi ces moyens vali-

dent les portes et restaurent les premier et second compteurs

en sens croissant.