FR2696552A1 - Procédé et dispositif numérique de linéarisation de grandeur électrique. - Google Patents
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Abstract
Une première grandeur électrique est linéarisée en fonction d'une seconde grandeur électrique dépendant non linéairement de la première. Préalablement, des valeurs de la première grandeur (Vc a g ) sont mesurées pour différentes valeurs discrètes de ladite seconde grandeur comprises dans une plage de variation de cette dernière, et des calculs selon une équation linéaire de valeurs de données (Di ) en fonction des différentes valeurs discrètes de la seconde grandeur sont effectués. Chaque valeur de données calculée est écrite dans une case d'une mémoire programmable (480) dont une adresse (An ) correspond à une valeur discrète de la première grandeur (Vc a g ) mesurée. Lors de la. linéarisation, la première grandeur électrique (Vc a g ) est numérisée en une adresse (An ) pour adresser une case dont le contenu est proportionnel à la seconde grandeur électrique. Les grandeurs peuvent être la puissance d'un signal radioélectrique et la tension de commande automatique de gain pour ce signal.
Description
Procédé et dispositif numérique de linéarisation de
grandeur électrique
La présente invention concerne de manière générale le domaine de l'instrumentation destinée à la mesure électrique. Plus précisément l'invention a trait à des procédé et dispositif numérique de linéarisation d'une première grandeur électrique en fonction d'une seconde grandeur électrique, ces deux grandeurs dépendant de manière non linéaire l'une de 1 'autre.
grandeur électrique
La présente invention concerne de manière générale le domaine de l'instrumentation destinée à la mesure électrique. Plus précisément l'invention a trait à des procédé et dispositif numérique de linéarisation d'une première grandeur électrique en fonction d'une seconde grandeur électrique, ces deux grandeurs dépendant de manière non linéaire l'une de 1 'autre.
La dépendance non linéaire entre grandeurs électriques dans les systèmes électriques ou électroniques est un phénomène constant. Ce phénomène s'avère particulièrement gênant lorsque la mesure d'une première grandeur électrique donnée est difficile, nécessite des dispositifs coûteux ou perturbe le fonctionnement général du système. Ainsi la mesure de la première grandeur électrique doit être déduite de la mesure d'une seconde grandeur électrique. La mesure de la seconde grandeur électrique ne permet pas néanmoins de déduire aisément la première grandeur électrique, à cause du caractère non linéaire de la dépendance entre les grandeurs électriques.
En pratique, la seconde grandeur électrique est fournie à un dispositif supplémentaire associé au système, tel que dispositif d'alarme. Ce dispositif supplémentaire inclut des moyens de linéarisation pour produire à partir de ladite seconde grandeur électrique fournie, une seconde grandeur électrique associée dont la caractéristique est d'être une fonction linéaire de la première grandeur électrique afin d'être traitée en tant que première grandeur électrique par le dispositif supplémentaire.
Il importe de noter que les caractéristiques de non linéarité entre première et seconde grandeurs électriques peuvent être fonction de nombreux paramètres, tels que température et fréquence de fonctionnement du système. Ainsi dans les moyens de linéarisation doivent intervenir ces divers paramètres afin d'y effectuer une linéarisation en fonction de ces derniers.
Selon la technique antérieure, ces moyens de linéarisation sont conçus sous forme analogique, sont peu fiables et nécessitent des réglages longs et fastidieux lors d'une variation d'un quelconque paramètre.
L'invention vise à remédier aux inconvénients précités en fournissant un procédé et un dispositif de linéarisation applicables à tout type de mesure.
Ces procédé et dispositif de linéarisation remédient à tous les problèmes de conception des moyens de linéarisation qui sont posés, selon la technique antérieure, pour chaque réalisation particulière.
A cette fin, un procédé de linéarisation d'une première grandeur électrique en fonction d'une seconde grandeur électrique dépendant non linéairement l'une de l'autre est caractérisé en ce qu'il comprend préalablement lors d'une étape de configuration
- des mesures de valeurs discrètes de ladite première grandeur électrique pour différentes valeurs discrètes de ladite seconde grandeur électrique comprises dans une plage de variation de cette dernière,
- des calculs selon une équation linéaire de valeurs de données numériques en fonction desdites différentes valeurs discrètes de la seconde grandeur électrique, et
- pour chacune desdites valeurs discrètes de la seconde grandeur électrique, l'écriture d'une valeur de données calculée pour ladite chacune desdites valeurs discrètes dans une case-mémoire d'une mémoire programmable dont une première partie d'adresse correspond à une valeur discrète de la première grandeur électrique mesurée pour ladite chacune desdites valeurs discrètes de ladite seconde grandeur,
puis lors d'une étape de linéarisation,
- la numérisation de ladite première grandeur électrique en une première partie d'adresse pour adresser en lecture dans ladite mémoire programmable une case-mémoire qui contient une valeur de données numérique dépendant linéairement de ladite seconde grandeur électrique.
- des mesures de valeurs discrètes de ladite première grandeur électrique pour différentes valeurs discrètes de ladite seconde grandeur électrique comprises dans une plage de variation de cette dernière,
- des calculs selon une équation linéaire de valeurs de données numériques en fonction desdites différentes valeurs discrètes de la seconde grandeur électrique, et
- pour chacune desdites valeurs discrètes de la seconde grandeur électrique, l'écriture d'une valeur de données calculée pour ladite chacune desdites valeurs discrètes dans une case-mémoire d'une mémoire programmable dont une première partie d'adresse correspond à une valeur discrète de la première grandeur électrique mesurée pour ladite chacune desdites valeurs discrètes de ladite seconde grandeur,
puis lors d'une étape de linéarisation,
- la numérisation de ladite première grandeur électrique en une première partie d'adresse pour adresser en lecture dans ladite mémoire programmable une case-mémoire qui contient une valeur de données numérique dépendant linéairement de ladite seconde grandeur électrique.
Avantageusement, la linéarisation selon l'invention considère de préférence l'influence de paramètres, tels que par exemple température et fréquence, dans la seconde grandeur électrique afin d'affiner l'évaluation linéaire de celle-ci. Pour ce faire, lors de l'étape de linéarisation, les mesures et les calculs sont effectués pour plusieurs valeurs discrètes de Q paramètres variant dans des plages respectives prédéterminées, Q étant un entier quelconque. Chacune des adresses de case-mémoire est composée de l'une des premières parties d'adresse et de Q secondes parties d'adresse correspondant respectivement aux Q paramètres.Des valeurs de données calculées qui correspondent à des valeurs discrètes de la seconde grandeur électrique lorsque l'un des Q paramètres a des valeurs discrètes dans une plage prédéterminée, sont écrites dans un ensemble de cases-mémoires ayant des adresses comprenant des premières parties d'adresse, des secondes parties d'adresse correspondant audit un des
Q paramètres respectivement différentes entr'elles, et Q-1 autres secondes parties d'adresse respectivement égales entr'elles.
Q paramètres respectivement différentes entr'elles, et Q-1 autres secondes parties d'adresse respectivement égales entr'elles.
L'invention concerne également un dispositif numérique de linéarisation pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention, qui comprend la mémoire, un premier moyen de conversion analogique-numérique pour convertir ladite première grandeur électrique en une première partie d'adresse de manière à lire dans ladite mémoire programmable une valeur de données numériques dépendant linéairement de ladite seconde grandeur électrique.
De préférence, le dispositif comprend en outre, associés à chacun desdits paramètres,
- un moyen sensible audit paramètre pour produire en réponse un signal électrique de paramètre, et
- un moyen de conversion analogique-numérique pour convertir ledit signal électrique de paramètre en une seconde partie d'adresse participant à l'adressage de ladite mémoire programmable.
- un moyen sensible audit paramètre pour produire en réponse un signal électrique de paramètre, et
- un moyen de conversion analogique-numérique pour convertir ledit signal électrique de paramètre en une seconde partie d'adresse participant à l'adressage de ladite mémoire programmable.
D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante d'une réalisation préférée de l'invention, en référence aux dessins annexés correspondants dans lesquels
- la figure 1 est un bloc-diagramme d'un système émetteur-récepteur de radiotélécommunications pour faisceau hertzien;
- la figure 2 est un bloc-diagramme détaillé d'un récepteur inclus dans le système de la figure 1;
- la figure 3 est un bloc-diagramme d'un dispositif numérique de linéarisation selon l'invention inclus dans le récepteur montré à la figure 2;
- les figures 4A et 4B montrent respectivement un format d'adresse pour une mémoire programmable inclus dans le dispositif de linéarisation de la figure 3, et l'organisation de cette mémoire; et
- les figures 5A et 5B sont des diagrammes partiels relatifs à l'organisation de la mémoire programmable et au chargement des cases-mémoires de cette mémoire.
- la figure 1 est un bloc-diagramme d'un système émetteur-récepteur de radiotélécommunications pour faisceau hertzien;
- la figure 2 est un bloc-diagramme détaillé d'un récepteur inclus dans le système de la figure 1;
- la figure 3 est un bloc-diagramme d'un dispositif numérique de linéarisation selon l'invention inclus dans le récepteur montré à la figure 2;
- les figures 4A et 4B montrent respectivement un format d'adresse pour une mémoire programmable inclus dans le dispositif de linéarisation de la figure 3, et l'organisation de cette mémoire; et
- les figures 5A et 5B sont des diagrammes partiels relatifs à l'organisation de la mémoire programmable et au chargement des cases-mémoires de cette mémoire.
En référence à la figure 1, un système émetteurrécepteur de radiotélécommunications pour faisceau hertzien mettant en oeuvre l'invention comprend des moyens de modulation-démodulation de type modem, des moyens d'émission-réception radioélectriques, des moyens de couplage, et une antenne 8. Une chaîne de réception et une chaîne d'émission du système sont respectivement dédiées aux traitements des signaux reçus et des signaux à transmettre par le système à travers l'antenne 8. Les moyens de type modem comprennent un joncteur 1 à une ligne de transmission bidirectionnelle LT, puis un multiplexeur de trame 2a et un modulateur 3a appartenant à la chaîne d'émission, et enfin un démodulateur 3b et un démultiplexeur de trame 2b appartenant à la chaîne de réception. Les moyens radioélectriques comprennent un émetteur 4a et un récepteur 4b qui appartiennent respectivement aux chaînes d'émission et de réception et à des entrées de porteuse desquels est appliqué un signal de porteuse produit par un oscillateur local 5. Les moyens de couplage comprennent un duplexeur 7 relié à l'antenne 8 et assurant la séparation entre des signaux à transmettre vers l'antenne 8 et des signaux reçus par l'antenne 8. Le duplexeur 7 est connecté en entrée à une sortie de l'émetteur 4a à travers un filtre passe-bande d'émission 6a , et en sortie à une entrée du récepteur 4b à travers un filtre passe-bande de réception 6b.
Brièvement le fonctionnement d'un tel système émetteur-récepteur pour faisceau hertzien est le suivant. Le joncteur 1 découple à travers un transformateur différentiel un signal provenant de la ligne LT d'un signal transmettre dans la ligne LT.
Ces deux signaux sont en un code de ligne, par exemple de type bipolaire, tel que le code HDB3. Dans le joncteur, un décodeur décode le signal codé-HDB3 reçu en un signal d'information binaire appliqué au multiplexeur de trame 2ar et un codeur code un signal d'information binaire fourni par le démultiplexeur de trame 2b en un signal codé-HDB3 à transmettre dans la ligne LT.
En émission, le signal d'information binaire est multiplexé par le multiplexeur 2a avec des informations d' exploitation/maintenance reçues d'une interface d'exploitation IE en un signal multiplexé.
Ce signal multiplexé est modulé par le modulateur 3a par exemple selon une modulation de phase à 4 états.
Le signal modulé est transposé dans l'émetteur 4a à la fréquence du signal de porteuse produit par l'oscillateur local. Après transposition en fréquence, le signal transposé est transmis à l'antenne 8 à travers le filtre passe-bande 6a pour être radiodiffusé.
En réception, les fonctions des éléments 6b, 4b, 3br 2b, et 1 dans la chaîne de réception sont inversées par rapport à celles décrites ci-dessus en émission.
La figure 2 montre en détail des éléments constitutifs du récepteur 4b dans le système de radiotélécommunications de la figure 1.
Typiquement un tel récepteur 4b comprend une première chaîne à gain fixe CGF et une seconde chaîne à gain variable CGV. La chaîne à gain fixe comprend, en cascade, un amplificateur à faible bruit 40 dont une entrée est reliée à la sortie du filtre de réception 6b, un mélangeur 41, un préamplificateur à fréquence intermédiaire 42 et un filtre passe-bande à fréquence intermédiaire 43. Un signal à haute fréquence 5NF issu du filtre de réception 6b est amplifié par l'amplificateur 40, puis transposé en un signal à fréquence intermédiaire SFI au moyen du mélangeur 41 qui reçoit par une entrée le signal de porteuse produit par l'oscillateur local 5. Le signal a fréquence intermédiaire SFI est préamplifié dans l'amplificateur 42 puis filtré dans le filtre 43.Le filtre 43 rejette certains harmoniques du signal amplifié dans le préamplificateur 42 et résultant de la transposition en fréquence.
Une sortie du filtre 43 est appliquée à une entrée de la chaîne à gain variable CGV.
La chaîne à gain variable CGV se présente sous la forme d'une boucle à contre-réaction et comprend deux amplificateurs à commande automatique de gain (CAG) 441 et 442 qui sont connectés en cascade et qui encadrent un filtre à ondes de surface ou un dispositif de correction de temps de propagation de groupe 45 selon la réalisation illustrée, ainsi qu'un dispositif de détection de tension 46 et un amplificateur de boucle. D'autres réalisations de chaîne à gain variable peuvent être prévues mais toutes incluent au moins un amplificateur à commande automatique de gain.
Une sortie de l'amplificateur 442 est appliquée à une entrée du démodulateur 3b et est également connectée à travers le dispositif de détection 46, représenté schématiquement par une diode, à une première entrée de l'amplificateur de boucle 47 dont une seconde entrée reçoit un signal de tension de référence Vref stable en température. Une sortie de l'amplificateur de boucle 47 est bouclée sur deux entrées de commande de gain EC1 et EC2 respectives des deux amplificateurs 441 et 442.
Les rôles et fonctionnement d'une telle chaîne à gain variable sont les suivants. De manière à, entre autre, convenablement démoduler, démultiplexer et, décoder le signal reçu dans la chaîne de réception, il est nécessaire de maintenir en entrée du démodulateur 3b , un signal ayant une puissance constante indépendamment des variations en puissance
P du signal à haute fréquence 5HF à l'entrée du récepteur 4b. La puissance du signal sortant de l'amplificateur 442 doit donc être maintenue constante. Après lissage du signal sortant de l'amplificateur 442 dans le dispositif de détection 46, le signal de tension Vp sortant de celui-ci est représentatif de la puissance en sortie de l'amplificateur 442. D'autre part le signal de tension de référence Vref est représentatif d'une puissance constante en sortie de l'amplificateur 442.
P du signal à haute fréquence 5HF à l'entrée du récepteur 4b. La puissance du signal sortant de l'amplificateur 442 doit donc être maintenue constante. Après lissage du signal sortant de l'amplificateur 442 dans le dispositif de détection 46, le signal de tension Vp sortant de celui-ci est représentatif de la puissance en sortie de l'amplificateur 442. D'autre part le signal de tension de référence Vref est représentatif d'une puissance constante en sortie de l'amplificateur 442.
La différence des tensions Vp et Vref est amplifiée par l'amplificateur de boucle qui produit une tension de commande automatique de gain Vcag appliquée aux deux entrées de commande EC1 et EC2 des amplificateurs 441 et 442. La tension de commande
Vcag commande le gain des deux amplificateurs afin de maintenir constante la puissance du signal issu de l'amplificateur 442. Cette tension de commande Vcag des amplificateurs donne une indication sur le gain total de la chaîne à gain variable CGV et donc sur la puissance P du signal à haute fréquence 5HF appliqué à l'entrée de l'amplificateur à faible bruit 40 du récepteur 4b. La tension Vcag et la puissance P du signal 5HF sont respectivement désignées par "première et seconde grandeurs électriques" selon l'invention.
Vcag commande le gain des deux amplificateurs afin de maintenir constante la puissance du signal issu de l'amplificateur 442. Cette tension de commande Vcag des amplificateurs donne une indication sur le gain total de la chaîne à gain variable CGV et donc sur la puissance P du signal à haute fréquence 5HF appliqué à l'entrée de l'amplificateur à faible bruit 40 du récepteur 4b. La tension Vcag et la puissance P du signal 5HF sont respectivement désignées par "première et seconde grandeurs électriques" selon l'invention.
Néanmoins, cette tension de commande Vcag ne dépend pas linéairement de la puissance P du signal à haute fréquence SHF. La connaissance précise de la puissance P du signal à haute fréquence 5HF appliqué à l'entrée de la chaîne à gain fixe CGF peut être typiquement utilisée dans un tel système par des moyens de surveillance et d'alarme qui surveillent la qualité, notamment en puissance, de la liaison radioélectrique aboutissant à l'antenne 8 et déclenche des alarmes en fonction de critères de qualité en puissance. Un dispositif de mesure de puissance à haute fréquence est difficile à réaliser et il apparaît donc plus judicieux de déduire la puissance à haute fréquence à partir de la tension de commande automatique de gain Vcag.
Pour cela, un dispositif de linéarisation produit à partir de la tension de commande automatique de gain Vcag, un signal analogique dont la caractéristique est de dépendre linéairement de la puissance du signal à haute fréquence 5HF à l'entrée du récepteur 4b.
Comme signalé dans le préambule de la description, la technique antérieure fait appel à des dispositifs de linéarisation analogiques par nature coûteux du fait qu'ils sont conçus chacun en dépendance des caractéristiques fonctionnelles et structurelles du système dans lesquels ils doivent être intégrés. Au contraire, l'invention propose un dispositif dont la structure est numérique et d'un prix de revient moins élevé, ce qui permet de le programmer en fonction des caractéristiques du système dans lequel il est intégré. Ce dispositif numérique de linéarisation est identifié par le repère 48 dans la figure 2.Le dispositif 48 reçoit en entrée la tension de commande automatique de gain
Vcag et produit en sortie un signal associé VLp dépendant linéairement de la puissance à hautefréquence du signal appliqué à l'entrée de l'amplificateur à faible bruit 40, ou plus généralement appliqué en amont ou en entrée de la chaîne à gain fixe CGF. Par ailleurs, le dispositif numérique de linéarisation selon l'invention compense des variations de la tension Vcag en fonction de deux paramètres : température ambiante et fréquence du signal SHF De part la nature même de la réalisation numérique choisie, les plages de variation des tension de commande automatique Vcag, température T et fréquence F sont ramenées à des valeurs discrètes de ces plages.
Vcag et produit en sortie un signal associé VLp dépendant linéairement de la puissance à hautefréquence du signal appliqué à l'entrée de l'amplificateur à faible bruit 40, ou plus généralement appliqué en amont ou en entrée de la chaîne à gain fixe CGF. Par ailleurs, le dispositif numérique de linéarisation selon l'invention compense des variations de la tension Vcag en fonction de deux paramètres : température ambiante et fréquence du signal SHF De part la nature même de la réalisation numérique choisie, les plages de variation des tension de commande automatique Vcag, température T et fréquence F sont ramenées à des valeurs discrètes de ces plages.
En référence à la figure 3, le dispositif numérique de linéarisation 48 selon l'invention comprend une mémoire morte programmable de type PROM 480, un dispositif de pré-linéarisation 481, un premier convertisseur analogique-numérique 482 à sortie parallèle, un capteur en température 483, un second convertisseur analogique-numérique à sortie parallèle 484 , et un convertisseur numériqueanalogique 485.
Selon la réalisation illustrée du dispositif numérique de linéarisation 48, une entrée du dispositif de pré-linéarisation 481 reçoit la tension de commande automatique de gain Vcag , et une sortie du convertisseur numérique-analogique 485 produit une tension VLp proportionnelle à la puissance du signal à haute fréquence 5HF à l'entrée du récepteur 4. Le dispositif de pré-linéarisation 481 est optionnel et effectue une première linéarisation approximative de type analogique.
Le bus d'adresse d'écriture/lecture BA de la mémoire programmable 480 se décompose en trois bus partiels d'adresse Bn, Bm et B1 correspondant à une première partie d'adresse An et à Q=2 secondes parties d'adresse Am et A1. Ces Q + 1 = 3 parties d'adresse constituent une adresse Al,m,n destinée à adresser l'une de cases-mémoires de la mémoire 480.
La tension de commande automatique de gain Vcag est appliquée à travers le dispositif de prélinéarisation 481, à une entrée du premier convertisseur analogique-numérique 482. Ce dernier échantillonne et quantifie la tension Vcag pour produire la première partie d'adresse An à N bits qui, via le bus Bon , adresse en partie la mémoire programmable 480. Selon une autre variante, le dispositif de pré-linéarisation 481 est supprimé et la tension de commande Vcag est appliquée directement à l'entrée du convertisseur analogique-numérique 482.
Le capteur en température 483 produit une tension analogique VT analogique représentative d'un premier paramètre, tel que température ambiante.
Cette tension analogique VT est échantillonnée et quantifiée dans le second convertisseur analogiquenumérique 484 qui produit une seconde partie d'adresse Am à M bits qui, via le bus Bm , participe également à l'adressage de la mémoire programmable 480.
Une autre seconde partie d'adresse est supportée par le bus B1 et constituée par un mot Al à L bits indiquant une fréquence prédéterminée comprise dans la bande de fréquence du signal reçu en entrée du récepteur 4b. Le mot A1 est soit préprogrammé dans une mémoire PROM, soit établi par un fréquencemètre numérique balayant la bande de fréquence du signal reçu et par exemple relié à l'entrée de l'amplificateur à faible bruit 40, ces deux variantes étant schématisées par le bloc 486 dans la figure 3.
Ainsi la première et les deux secondes parties d'adresse Anr Am et Al, respectivement supportées par les bus Bn, Bm et B1, forment ensemble une adresse Al,m,n à (L + M + N) bits pour adresser la mémoire programmable 480. Une base de temps (non représentée) synchronise l'établissement des diverses parties d'adresse dans les circuits 487, 484 et 486.
A des tension de commande automatique de gain Vcag, température et fréquence déterminées correspond une et une seule adresse Al m n qui adresse une case respective dans le mémoire programmable 480. La casemémoire ainsi lue produit un mot de données numériques D à K bits, dans un bus de données BD relié au convertisseur 485, K étant égal typiquement à 8, 16 ou 32.
Le mot de données numériques D est représentatif de la puissance du signal à haute fréquence en entrée du récepteur 4b. Le mot de données BD est converti dans le convertisseur numérique-analogique 485 en une tension VLp dépendant linéairement de la puissance P à l'entrée du récepteur 4.
Il résulte de ce qui précède que des mots de données numériques doivent être écrits préalablement dans les cases-mémoires de la mémoire programmable 48 obi L'organisation de la mémoire 480 est décrite ci-après préalablement à l'étape d'écriture dans les cases de cette mémoire 480.
Comme montré à la figure 4A, dans le sens des bits de plus faible poids LSB vers les bits de poids les plus élevés MSB, une adresse Al,m,n pour la mémoire programmable 480 est constituée par une première et deux secondes parties d'adresse An, Am et
A1 associées respectivement aux tension de commande automatique de gain Vcag, température et fréquence de fonctionnement de l'émetteur 4b. Il est évident que l'ordre des première et seconde parties d'adresse An,
Am et A1 dans le sens des bits croissants peut être modifié dans le cadre du procédé selon l'invention.
A1 associées respectivement aux tension de commande automatique de gain Vcag, température et fréquence de fonctionnement de l'émetteur 4b. Il est évident que l'ordre des première et seconde parties d'adresse An,
Am et A1 dans le sens des bits croissants peut être modifié dans le cadre du procédé selon l'invention.
L'introduction des Q=2 paramètres, température et fréquence, dans l'élaboration de cette linéarisation est justifiée par les considérations suivantes.
L'expérience montre que d'une part, le gain de la chaîne à gain variable CGV (figure 2) n'est pas stable en température, et d'autre part, le gain des amplificateurs 40 et 42 dans la chaîne à gain fixe
CGF n'est pas totalement constant pour des variations de fréquence de fonctionnement du récepteur 4b, ce qui peut occasionner une variation de la tension de commande automatique de gain Vcag indépendante de la puissance en entrée du récepteur 4. Une fois la mémoire 480 programmée, le contenu de celle-ci est figé; les paramètres, température et fréquence, doivent donc être pris en compte lors de la programmation de la mémoire 480.
CGF n'est pas totalement constant pour des variations de fréquence de fonctionnement du récepteur 4b, ce qui peut occasionner une variation de la tension de commande automatique de gain Vcag indépendante de la puissance en entrée du récepteur 4. Une fois la mémoire 480 programmée, le contenu de celle-ci est figé; les paramètres, température et fréquence, doivent donc être pris en compte lors de la programmation de la mémoire 480.
La figure 4B présente, sous forme de diagramme a trois dimensions, la répartition des cases-mémoires dans la mémoire programmable 480. En dépendance du format des adresses Al,m,n (figure 4A) respectivement adressant les cases de la mémoire 480, chacun E1 de 2L-1 ensembles matriciels E(O) à E(2L-1) mémorise, pour une fréquence donnée F1 numérisée sous la forme d'une adresse Al, des données numériques D représentatives de la puissance d'entrée du récepteur 4b en fonction de la tension de la commande automatique de gain Vcag et de la température T.
Chaque ensemble comprend une matrice de 2M-1 rangées (lignes) et 2N-1 colonnes de cases-mémoires correspondant à des adresses respectives Al,m,n dans lesquelles la seconde partie d'adresse A1 correspondant au paramètre F est constante. Dans chaque ensemble, tel que l'ensemble Eg illustré à la figure 4B, les cases de chaque rangée (ligne), telle que la rangée Rm , mémorisent respectivement 2N-1 données numériques D représentatives de valeurs de puissance d'entrée P du récepteur 4b en fonction de tensions de commande automatique de gain Vcag numérisées sous forme d'adresse An pour une température donnée Tm numérisées sous la forme de l'adresse Am.
Ainsi, préalablement, en fonction de la tension de commande automatique de gain Vcag, de la température T et de la fréquence F numérisées en mot An, Arn, et Al, la mémoire programmable 480 est adressée en écriture pour y inscrire dans une case mémoire correspondant à l'adresse Al,m,n une donnée numérique D représentative de la puissance en entrée du récepteur 4b.
L'étape d'écriture dans les cases de la mémoire programmable 480 est maintenant décrite en référence aux figures 5A et 5B. Cette étape d'écriture effectuée préalablement à l'utilisation du dispositif numérique de linéarisation selon l'invention contribue à le configurer et nécessite, selon la réalisation décrite, l'utilisation d'un banc de mesure organisé autour du récepteur 4b placé dans une étuve à température réglable, et comprenant en outre un synthétiseur radiofréquence produisant un signal à haute fréquence variable F appliqué à l'entrée du récepteur 4b, et un synthétiseur de porteuse dont une sortie est appliquée à l'entrée de porteuse du mélangeur 41 du récepteur 4b.
La plage de variation de la puissance P du signal à haute fréquence produit par le synthétiseur radiofréquence est préfixée en prenant en considération des caractéristiques générales du récepteur 4b dans des conditions normales de fonctionnement. Dans cette plage de variation, des valeurs discrètes Pi de la puissance P sont retenues.
Pour chacune de ces valeurs discrètes de la puissance
P est mesurée la tension de commande automatique de gain Vcag correspondante. Dans le banc de mesure, la fréquence F et la puissance P du signal à haute fréquence du récepteur 4b varient au moyen du synthétiseur radiofréquence. Pour les différentes valeurs discrètes Pi de puissance P du signal à haute fréquence généré par le synthétiseur, la tension de commande automatique de gain Vcag correspondante est mesurée. D'autre part, pour ces mêmes différentes valeurs discrètes de puissance Pi du signal à haute fréquence à l'entrée du récepteur 4b, des valeurs de données respectives Di sont calculées selon une équation linéaire donnée ci-dessous
Di = a Pi + b, (1)
a et b désignant deux constantes dont les rôles respectifs sont décrits ci-après.
P est mesurée la tension de commande automatique de gain Vcag correspondante. Dans le banc de mesure, la fréquence F et la puissance P du signal à haute fréquence du récepteur 4b varient au moyen du synthétiseur radiofréquence. Pour les différentes valeurs discrètes Pi de puissance P du signal à haute fréquence généré par le synthétiseur, la tension de commande automatique de gain Vcag correspondante est mesurée. D'autre part, pour ces mêmes différentes valeurs discrètes de puissance Pi du signal à haute fréquence à l'entrée du récepteur 4b, des valeurs de données respectives Di sont calculées selon une équation linéaire donnée ci-dessous
Di = a Pi + b, (1)
a et b désignant deux constantes dont les rôles respectifs sont décrits ci-après.
Comme montré à la figure 5A, les valeurs de la tension de commande automatique de gain Vcag mesurées pour les valeurs discrètes Pi données de la puissance P, correspondent à des adresses de case de la mémoire programmable 480. Les valeurs de données
Di sont mémorisées dans des cases-respectives de cette mémoire 480.
Di sont mémorisées dans des cases-respectives de cette mémoire 480.
En se référant de nouveau à la figure 3, une valeur de tension de commande automatique de gain
Vcag est convertie en une adresse An dont la case correspondante contient une valeur de données Di.
Vcag est convertie en une adresse An dont la case correspondante contient une valeur de données Di.
Cette valeur de données Di est produite dans le bus de données BD de la mémoire programmable 480.
La tension de commande automatique de gain Vcag n'est pas linéaire en fonction de la puissance P.
Ainsi, en revenant à la figure 5A, pour une variation prédéterminée de la puissance P, la variation de la tension de commande automatique de gain Vcag ne sera pas proportionnelle à cette variation de la puissance. Par contre, la différence des valeurs de données Di calculées selon l'équation (1) est proportionnelle à cette variation de puissance P.
Cela permet donc de linéariser la tension de commande automatique de gain Vcag, en la valeur de données Di, en fonction de la puissance P, puisque pour une grande variation de la puissance P entraînant une petite variation de la tension de commande automatique de gain Vcag, des cases-mémoires relativement proches, c'est-à-dire ayant des adresses présentant une différence faible (petite variation de la tension de commande automatique de gain), mémorisent ainsi des valeurs de données Di ayant une différence plus élevée (équation (1)). Un raisonnement inverse au précédent peut être appliqué pour une faible variation de la puissance P entraînant une variation élevée de la tension de commande automatique de gain Vcag.
En pratique, les cases-mémoires dans chaque rangée Rm de la mémoire 480 mémorisant, pour des paramètres donnés, tels que température T et fréquence F, des valeurs de données D ne sont pas toutes remplies au moyen de la mesure de la tension de commande automatique de gain Vcag et du calcul de la valeur de données pour chaque valeur discrète de la puissance P. Seules quelques cases-mémoires sur les 2N-1 possibles sont remplies de cette manière, les autres contenus des cases-mémoire étant remplies par interpolation ou extrapolation linéaires comme représentée schématiquement dans la figure 5A.
Les rôles respectifs des coefficients a et b dans l'équation (1) sont les suivants. Le coefficient a est nécessaire pour traduire les valeurs de la puissance P par des valeurs numérisées compatibles avec la dimension (8 bits, 16 bits, 32 bits) des cases-mémoires, notamment pour des valeurs élevées de cette puissance P. Le coefficient b se déduit tout naturellement de ce coefficient a. En effet, il est préférable de réduire, pour une tension de commande automatique de gain Vcag maximale (adresse la plus élevée), la valeur de données D à une valeur nulle afin d'obtenir une plage de linéarisation la plus large possible.
Le rôle de compensation de dérive en température et en fréquence a été souligné précédemment en référence à la figure 4B. La figure 5B précise le principe d'interpolation et d'extrapolation dans le cas de la température. Lors de l'étape de configuration, un remplissage des cases-mémoires pour certaines valeurs discrètes de toutes les valeurs discrètes possibles (2M - 1) de la plage de température est réalisé. Comme précédemment pour chacune des certaines valeurs discrètes de la température T, des interpolation et extrapolation en valeurs de données D sont réalisées, comme représenté par une flèche horizontale dans la figure 5B. Puis des secondes interpolation et extrapolation sont réalisées en température T, comme représentée par une flèche verticale dans la figure 5B. Ces interpolation et extrapolation permettent donc de remplir les cases-mémoires pour chacune de toutes les valeurs discrètes possibles (2M - 1) de la température T. A titre indicatif, ces interpolation et extrapolation en température sont de type parabolique.
De manière identique à la température, des interpolations et extrapolations peuvent être effectuées, lors de l'étape de configuration, pour la fréquence en remplissant tout d'abord certains ensembles matriciels E(0) à E(2L-1) associés à certaines valeurs discrètes d'une plage de fréquence par interpolation et extrapolation en valeurs de données D, puis en température T afin de compléter lesdits certains ensembles, et enfin par interpolation/extrapolation en fréquence à partir desdits certains ensembles afin de remplir tous les ensembles de cases-mémoires.
Claims (8)
1 - Procédé de linéarisation d'une première grandeur électrique (Vcag) en fonction d'une seconde grandeur électrique (P) dépendant non linéairement l'une de l'autre, caractérisé en ce qu'il comprend préalablement lors d'une étape de configuration
- des mesures de valeurs discrètes de ladite première grandeur électrique (Vcag) pour différentes valeurs discrètes de ladite seconde grandeur électrique (P) comprises dans une plage de variation de cette dernière,
- des calculs selon une équation linéaire (Di = aPi + b) de valeurs de données numériques (Di) en fonction desdites différentes valeurs discrètes de la seconde grandeur électrique (P), et
- pour chacune desdites valeurs discrètes de la seconde grandeur électrique (P), l'écriture d'une valeur de données (Di) calculée pour ladite chacune desdites valeurs discrètes dans une case-mémoire d'une mémoire programmable (480) dont une première partie d'adresse (An) correspond à une valeur discrète de la première grandeur électrique (Vcag) mesurée pour ladite chacune desdites valeurs discrètes de ladite seconde grandeur,
puis lors d'une étape de linéarisation
- la numérisation de ladite première grandeur électrique (Vcag) en une première partie d'adresse (An) pour adresser en lecture dans ladite mémoire programmable (480) une case-mémoire qui contient une valeur de données numériques (Di) dépendant linéairement de ladite seconde grandeur électrique (P).
2- Procédé conforme à la revendication 1, selon lequel les première et seconde grandeurs électriques sont respectivement la puissance d'un signal radioélectrique (SHF) et une tension de commande automatique de gain dans des moyens (CGV) pour amplifier ledit signal radioélectrique.
3 - Procédé conforme à la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que lesdites mesures et lesdits calculs effectués pour différentes valeurs discrètes de ladite seconde grandeur électrique (P) sont interpolés et extrapolés pour remplir des casesmémoires ayant des premières parties d'adresse contiguës dans ladite mémoire programmable (480).
4 - Procédé conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que,
lors de l'étape de configuration,
lesdites mesures et lesdits calculs sont effectués pour plusieurs valeurs discrètes de Q paramètres (T,F) variant dans des plages respectives prédéterminées, Q étant un entier quelconque,
chacune des adresses de case-mémoire (Allmln) étant composée de l'une des premières parties d'adresse (An) et de Q secondes parties d'adresse correspondant respectivement aux Q paramètres (T,F), et
des valeurs de données calculées (Di) qui correspondent à des valeurs discrètes de la seconde grandeur électrique (P) lorsque l'un (T) des Q paramètres (T,F) a des valeurs discrètes dans une plage prédéterminée, sont écrites dans un ensemble (Eg) de cases-mémoires ayant des adresses (Alrm,n) comprenant des premières parties d'adresse (An), des secondes parties d'adresse (An) correspondant audit un (T) des Q paramètres respectivement différentes entr'elles, et Q-1 autres secondes parties d'adresse (A1) respectivement égales entr'elles.
5 - Procédé conforme à la revendication 4, caractérisé en ce que lesdits calculs réalisés pour plusieurs valeurs discrètes des Q paramètres sont interpolés et extrapolés respectivement suivant chacun desdits Q paramètres (T) pour remplir lesdites cases-mémoires de la mémoire programmable (480).
6 - Procédé conforme à la revendication 4 ou 5, dans lequel deux des Q paramètres sont une température (T) et une fréquence (F) contribuant aux variations de la seconde grandeur électrique (P).
7 - Dispositif numérique de linéarisation (48) pour la mise en oeuvre du procédé conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il comprend la mémoire programmable (480) et un premier moyen de conversion analogique-numérique (482) pour convertir ladite première grandeur électrique (Vcag) en une première partie d'adresse (An) de manière à lire dans ladite mémoire programmable (480) une valeur de données numériques (D) dépendant linéairement de ladite seconde grandeur électrique (P).
8 - Dispositif numérique de linéarisation conforme à la revendication 6, pour la mise en oeuvre du procédé conforme à l'une des revendications 4 à 6, caractérisé en qu'il comprend en outre, associés à chacun desdits paramètres,
- un moyen (483) sensible audit paramètre pour produire en réponse un signal électrique de paramètre (VT), et
- un moyen de conversion analogique-numérique (484) pour convertir ledit signal électrique de paramètre (VT) en une seconde partie d'adresse (Am) participant à l'adressage de ladite mémoire programmable (480).
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|---|---|---|---|
| FR9211713A FR2696552B1 (fr) | 1992-10-02 | 1992-10-02 | Procédé et dispositif numérique de linéarisation de grandeur électrique. |
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|---|---|---|---|
| FR9211713A FR2696552B1 (fr) | 1992-10-02 | 1992-10-02 | Procédé et dispositif numérique de linéarisation de grandeur électrique. |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FR2696552A1 true FR2696552A1 (fr) | 1994-04-08 |
| FR2696552B1 FR2696552B1 (fr) | 1994-12-02 |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FR9211713A Expired - Fee Related FR2696552B1 (fr) | 1992-10-02 | 1992-10-02 | Procédé et dispositif numérique de linéarisation de grandeur électrique. |
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|---|---|
| FR (1) | FR2696552B1 (fr) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JPS6035836A (ja) * | 1983-08-05 | 1985-02-23 | Nec Corp | 中間周波増幅器 |
| JPS63180829A (ja) * | 1987-01-21 | 1988-07-25 | Jeol Ltd | 赤外線温度検出装置のリニアライザ |
| WO1989003019A1 (fr) * | 1987-10-05 | 1989-04-06 | Kellett Michael A | Unite de commande electronique |
| US4873655A (en) * | 1987-08-21 | 1989-10-10 | Board Of Regents, The University Of Texas System | Sensor conditioning method and apparatus |
-
1992
- 1992-10-02 FR FR9211713A patent/FR2696552B1/fr not_active Expired - Fee Related
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Non-Patent Citations (2)
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|---|
| PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 12, no. 458 (P-794)2 Décembre 1988 & JP-A-63 180 829 ( JEOL ) 25 Juillet 1988 * |
| PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 9, no. 159 (E-326)(1882) 4 Juillet 1985 & JP-A-60 35 836 ( NIPPON DENKI ) 23 Février 1985 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR2696552B1 (fr) | 1994-12-02 |
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