Domaine de l’invention

La présente invention appartient au domaine du filtrage d’un signal pour en extraire une composante utile. Notamment, l’invention concerne un procédé et un dispositif pour extraire une composante utile d’un signal perturbé formé par la somme d’une composante sinusoïdale et d’une composante supplémentaire.

Etat de la technique

Il est connu d’utiliser des filtres qui rejettent une partie indésirable d’un signal afin de ne conserver qu’une partie utile du signal.

On connaît par exemple les filtres passe-bas qui atténuent les hautes fréquences, les filtres passe-haut qui atténuent les basses fréquences, ou bien les filtres passe- bande qui ne laissent passer qu’une bande définie de fréquences en atténuant les fréquences à l’extérieur de la bande passante.

L’implémentation d’un filtre peut se faire avec des composants électroniques ou bien de façon numérique.

Lorsqu’un filtre est implémenté avec des composants électroniques, on parle de filtre analogique. Ce genre de filtre s’applique sur des signaux continus en temps réel. Un filtre analogique peut être réalisé avec des composants électroniques passifs, comme par exemple des résistances, des condensateurs, ou des bobines. Un filtre analogique peut également être réalisé avec des composants électroniques actifs comme des amplificateurs opérationnels associés à des composants passifs ou des transistors.

L’utilisation d’un filtre analogique dans un dispositif entraîne une augmentation du coût, et potentiellement du poids et du volume du dispositif. Aussi, les filtres analogiques sont peu adaptatifs puisqu’ils dépendent des composants électroniques qui les composent. En outre, les filtres analogiques peuvent subir une dégradation avec le temps et avec certaines conditions de l’environnement, comme par exemple la température.

Un filtre numérique correspond à une succession d’opérations mathématiques ou algorithmiques opérés sur un signal discret. Ces opérations sont définies de telle sorte qu’elles modifient le contenu spectral du signal d’entrée en atténuant certaines composantes spectrales non désirées. Contrairement aux filtres analogiques, qui sont réalisés à l'aide d'un agencement particulier de composants électroniques, les filtres numériques sont réalisés par du logiciel spécifique dans un ordinateur ou bien par des circuits intégrés dédiés ou des processeurs programmables : FPGA (acronyme anglais de « Field-Programmable Gâte Array »), processeur de signal numérique (DSP, acronyme anglais de « Digital Signal Processor »), microcontrôleur, etc.

Le principe du traitement pour un filtre numérique est la convolution : des échantillons du signal en entrée sont mémorisés dans une mémoire tampon, et des échantillons sont produits en sortie. Chaque échantillon en sortie est la somme de produits d'échantillons en entrée de la mémoire tampon avec des coefficients conservés dans une autre mémoire tampon. Suivant sa complexité, un filtre numérique peut donc être relativement gourmand en mémoire et en temps de calcul. Au-delà du coût, l’utilisation d’un filtre numérique introduit inéluctablement un retard plus ou moins grand par rapport au signal réel.

Pour déterminer la valeur d’un biais de mesure perturbant une composante sinusoïdale, il est connu également de calculer une valeur moyenne sur une période de ladite composante sinusoïdale. Une telle solution ne permet cependant pas de déterminer ledit biais de mesure en temps réel puisqu’il est nécessaire de faire une moyenne sur une période complète de la composante sinusoïdale avant de pouvoir déterminer la valeur du biais. En outre, une telle solution peut manquer de précision si la valeur du biais change au cours de la période sur laquelle la moyenne est effectuée.

Exposé de l’invention

La présente invention a pour objectif de remédier à tout ou partie des inconvénients de l’art antérieur, notamment ceux exposés ci-avant.

A cet effet, et selon un premier aspect, il est proposé par la présente invention, un procédé de traitement d’un signal perturbé Pi transportant des données sur un bus de communication d’un circuit électronique, ledit procédé étant mis en oeuvre par un dispositif de traitement, ledit procédé permettant d’extraire un signal utile dudit signal perturbé Pi, ledit signal perturbé Pi étant mesuré par un capteur du dispositif de traitement. Le signal perturbé Pi est formé par la somme d’une composante sinusoïdale Si et d’une composante supplémentaire Xi. Le signal utile correspond à la composante supplémentaire X1. Les valeurs prises par la composante supplémentaire X1 sont représentatives des données transportées sur le bus de communication. Le procédé comporte les étapes suivantes :

- une détermination de valeurs du signal perturbé Pi en trois instants successifs t-i, t2 et t3,

- une détermination de valeurs auxdits trois instants t-i, t2 et t3 d’un signal P2 comportant une composante sinusoïdale S2 de même amplitude que la composante sinusoïdale Si et en quadrature de phase par rapport à la composante sinusoïdale Si,

- un calcul d’une valeur du signal utile à l’instant t3 en fonction des valeurs du signal perturbé Pi et des valeurs du signal P2 aux trois instants t-i , t2 et t3.

En procédant ainsi de manière récurrente sur une fenêtre glissante pour les instants t-i , t2 et t3, il est possible de reconstruire le signal utile.

On entend par « signal » une grandeur physique, par exemple une grandeur électrique (une différence de potentiel électrique, une intensité d’un courant électrique, une modulation d’une variation périodique d’un potentiel ou d’un courant électrique, etc.), dont la variation dans le temps est représentative d’une information. On entend par « composante » d’un signal un membre d’une somme de signaux composant ledit signal.

On dit que le signal Pi est « perturbé » car il comporte, en plus d’une composante utile directement représentative de l’information recherchée, une autre composante non désirée qui vient s’ajouter à la composante utile.

On entend par « composante sinusoïdale Si » un signal sinusoïdal pur qui peut s’écrire sous la forme :

[Math. 1 ]

S ₁ = S x sin (wί + f )

S est « amplitude » de la composante sinusoïdale Si . Il s’agit d’une constante correspondant à la valeur maximale que peut prendre la composante sinusoïdale Si . w est la pulsation et f est la phase à l’origine pour la composante sinusoïdale Si. Une composante sinusoïdale S2 est en quadrature de phase par rapport à la composante sinusoïdale Si si elle est déphasée de 90° par rapport à la composante sinusoïdale Si, c’est-à-dire si elle peut d’écrire sous l’une des formes suivantes : [Math. 2] S ₂ = S x sin (wΐ + f —— = S x cos (wί + f )

[Math. 3]

Un tel procédé de traitement de signal selon l’invention permet de fournir une valeur du signal utile à un instant donné de façon quasiment temps réel, sans utiliser de filtre analogique ou numérique.

Dans des modes particuliers de mise en oeuvre, l’invention peut comporter en outre l’une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises isolément ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles.

Dans des modes particuliers de mise en oeuvre, une valeur prise par la composante supplémentaire X1 à l’instant t3 est calculée en fonction des valeurs du signal perturbé Pi et des valeurs du signal P2 aux trois instants t-i , t2 et t3 sous la forme :

[Math. 4]

Dans l’ensemble de la description, la notation Pi(tj) correspond à la valeur d’un signal Pi prise à l’instant tj.

Dans des modes particuliers de mise en oeuvre, la composante Si est un signal sinusoïdal de période T, et le signal P2 est obtenu par un décalage temporel du signal perturbé Pi, le décalage temporel étant égal à T/4.

Selon un deuxième aspect, la présente invention concerne un dispositif de traitement d’un signal perturbé Pi transportant des données sur un bus de communication d’un circuit électronique pour extraire un signal utile dudit signal perturbé Pi. Le dispositif de traitement de signal comprend un premier capteur permettant de mesurer ledit signal perturbé Pi . Le signal perturbé Pi est formé par la somme d’une composante sinusoïdale Si et d’une composante supplémentaire X1. Le signal utile correspond à la composante supplémentaire X1. Les valeurs prises par la composante supplémentaire X1 sont représentatives des données transportées sur le bus de communication. Le dispositif comprend en outre une unité de traitement configurée pour :

- déterminer, à partir des mesures effectuées par ledit premier capteur, des valeurs du signal perturbé Pi en trois instants successifs ti , t2 et t3,

- déterminer des valeurs auxdits trois instants ti , t2 et t3 d’un signal P2 comportant une composante sinusoïdale S2 de même amplitude que la composante sinusoïdale Si et en quadrature de phase par rapport à la composante sinusoïdale Si,

- calculer une valeur du signal utile à l’instant t3 en fonction des valeurs du signal perturbé Pi et des valeurs du signal P2 aux trois instants ti , t2 et t3.

Dans des modes particuliers de réalisation, l’invention peut comporter en outre l’une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises isolément ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles.

Dans des modes particuliers de réalisation une valeur de la composante supplémentaire X1 à l’instant t3 est calculée en fonction des valeurs du signal perturbé Pi et des valeurs du signal P2 aux trois instants ti, t2 et t3 sous la forme : [Math. 4]

Dans des modes particuliers de réalisation, la composante Si est un signal sinusoïdal de période T et l’unité de traitement est configurée pour déterminer une valeur du signal P2 à un instant ti à partir de la valeur du signal perturbé Pi à l’instant ti - T/4 ou à l’instant ti + T/4.

Selon un troisième aspect, la présente invention concerne un circuit électronique comportant un bus de communication destiné à supporter le transport d’un signal de données perturbé Pi, et un dispositif de traitement selon l’un quelconques des modes de réalisation précédents pour extraire un signal utile dudit signal perturbé

Pi.

Selon un quatrième aspect, la présente invention concerne un résolveur comportant un dispositif de traitement de signal selon l’un quelconque des modes de réalisation précédentes. Le résolveur comporte un stator et un rotor. Le rotor comporte une bobine primaire. Le stator comporte une première bobine secondaire et une deuxième bobine secondaire. La première bobine secondaire et la deuxième bobine secondaire sont agencées à 90° l’une par rapport à l’autre.

Le signal Pi est déterminé à partir d’une tension induite par la bobine primaire dans la première bobine secondaire mesurée par le premier capteur. Le signal P2 est déterminé à partir d’une tension induite par la bobine primaire dans la deuxième bobine secondaire mesurée par le deuxième capteur.

Les signaux Pi et P2 comportent chacun respectivement une composante sinusoïdale Si et S2 en quadrature de phase et de même amplitude. Le signal Pi comporte une composante supplémentaire X1. Le signal P2 comporte une composante supplémentaire X2.

Des valeurs des composantes Si et S2 à l’instant t3 sont calculées en fonction des valeurs des signaux perturbés Pi et P2 aux trois instants t-i, t2 et t3. Un angle de rotation du rotor à l’instant t3 est alors déterminé en fonction des valeurs des composantes sinusoïdales Si et S2 à l’instant t3.

Présentation des figures

L’invention sera mieux comprise à la lecture de la description suivante, donnée à titre d’exemple nullement limitatif, et faite en se référant aux figures 1 à 9 qui représentent :

[Fig. 1 ] La figure 1 représente schématiquement un dispositif de traitement de signal selon l’invention,

[Fig. 2] La figure 2 représente schématiquement les principales étapes d’un procédé selon l’invention pour extraire un signal utile à partir d’un signal perturbé,

[Fig. 3] La figure 3 représente schématiquement une composante sinusoïdale Si, d’un signal utile X1, et d’un signal Pi formé par la somme des deux composantes Si et Xi,

[Fig. 4] La figure 4 représente schématiquement la détermination des valeurs d’un signal Pi et d’un signal P2 en trois instants t-i, t2 et t3, le signal P2 correspondant à un décalage temporel du signal Pi,

[Fig. 5] La figure 5 représente schématiquement un signal Pi et d’un signal P2 comportant chacun respectivement des composantes sinusoïdales Si et S2 en quadrature de phase et de même amplitude l’une par rapport à l’autre,

[Fig. 6] La figure 6 représente schématiquement un résolveur comportant un dispositif de traitement de signal selon l’invention,

[Fig. 7] La figure 7 représente schématiquement la détermination des valeurs des signaux Pi et P2 représentés à la figure 5 en trois instants t-i, t2 et t3.

[Fig. 8] La figure 8 représente schématiquement les valeurs prises par des signaux Pi et P2 au cours du temps, [Fig. 9] La figure 9 représente schématiquement les valeurs prises par des signaux Pi et P2 en trois instants t-i, t2 et t3.

Dans ces figures, des références identiques d’une figure à une autre désignent des éléments identiques ou analogues. Pour des raisons de clarté, les éléments représentés ne sont pas nécessairement à une même échelle, sauf mention contraire.

Description détaillée d'un mode de réalisation de l'invention

Tel qu’indiqué précédemment, la présente invention vise à offrir une solution peu encombrante, peu onéreuse, et quasi temps réel pour extraire un signal utile d’un signal perturbé.

La figure 1 représente schématiquement un dispositif 10 de traitement de signal comportant un premier capteur 12 permettant de mesurer un signal perturbé Pi. Le signal Pi est représentatif d’une grandeur physique, par exemple une grandeur électrique (une différence de potentiel électrique, une intensité d’un courant électrique, une modulation d’une variation périodique d’un potentiel ou d’un courant électrique, etc.), dont la variation dans le temps est représentative d’une information. On dit que le signal Pi est « perturbé » car il comporte, en plus d’une composante utile directement représentative de l’information recherchée, une composante non désirée qui vient s’ajouter à la composante utile. Dans le cadre de l’invention, on considère que le signal perturbé Pi est formé par la somme d’une composante sinusoïdale Si et d’une composante supplémentaire X1. Le signal utile correspond soit à la composante sinusoïdale Si soit à la composante supplémentaire X1.

Dans certains modes de réalisation, le dispositif 10 de traitement de signal peut comporter un deuxième capteur 13.

Le dispositif 10 de traitement de signal comporte en outre une unité de traitement 1 1. L’unité de traitement 1 1 est capable de collecter des mesures réalisées par les capteurs 12, 13. Dans ce but, les capteurs 12, 13 et l’unité de traitement 1 1 peuvent communiquer par exemple via une communication filaire ou via une communication sans fil. L’unité de traitement 1 1 comporte par exemple un ou plusieurs processeurs et une mémoire (disque dur magnétique, mémoire électronique, disque optique, etc.) dans laquelle est mémorisée un produit programme d’ordinateur, sous la forme d’un ensemble d’instructions de code de programme à exécuter pour mettre en oeuvre les différentes étapes d’un procédé de traitement de signal pour extraire un signal utile à partir d’un signal perturbé. Alternativement ou en complément, l’unité de traitement 1 1 comporte un ou des circuits logiques programmables (FPGA, PLD, etc.), et/ou un ou des circuits intégrés spécialisés (ASIC), et/ou un ensemble de composants électroniques discrets, etc., adaptés à mettre en oeuvre tout ou partie desdites étapes dudit procédé.

La figure 2 représente schématiquement les principales étapes d’un tel procédé 100 de traitement de signal pour extraire un signal utile à partir d’un signal perturbé Pi comportant une composante sinusoïdale S-i. Le procédé 100 comporte les étapes suivantes :

- une détermination 1 10, à partir des mesures effectuées par le premier capteur 12, de valeurs du signal perturbé Pi en trois instants successifs t-i, \å et t3,

- une détermination 120 de valeurs auxdits trois instants t-i, t2 et t3 d’un signal P2 comportant une composante sinusoïdale S2 de même amplitude que la composante sinusoïdale Si et en quadrature de phase par rapport à la composante sinusoïdale Si,

- un calcul 130 d’une valeur du signal utile à l’instant t3 en fonction des valeurs du signal perturbé Pi et des valeurs du signal P2 aux trois instants t-i, t2 et t3.

Différentes méthodes peuvent être envisagées pour déterminer les valeurs auxdits instants t-i, t2 et t3 d’un signal P2 comportant une composante sinusoïdale S2 de même amplitude que la composante sinusoïdale Si et en quadrature de phase par rapport à la composante sinusoïdale S-i.

La figure 3 représente schématiquement une composante sinusoïdale Si, une composante supplémentaire X1, et un signal Pi , pour un premier mode de mise en oeuvre du procédé 100 de traitement de signal selon l’invention. Le signal Pi est formé par la somme des deux composantes Si et Xi. Les composantes Si et X1 et le signal P1 sont représentés en fonction du temps : le temps est représenté en abscisse tandis qu’une valeur prise au cours du temps par le signal Pi ou par les composantes Si et X1 est représentée en ordonnée.

Pour ce premier mode de mise en oeuvre, le signal utile correspond à la composante supplémentaire X1. Il s’agit par exemple d’un signal présentant des portions continues sensiblement constantes dont les valeurs sont représentatives de données transmises sur un bus de communication d’un circuit électronique. Par exemple la valeur d’une portion continue sensiblement constante correspond à une valeur prise par un ou plusieurs bits de données, ou par un ou plusieurs symboles participant au codage d’un bit de données. La composante sinusoïdale Si correspond à un signal de perturbation qui vient s’ajouter au signal utile. Il peut s’agir par exemple d’un signal sinusoïdal de fréquence 50 Hz provenant du couplage électromagnétique entre le circuit électronique mettant en oeuvre le bus de communication et des conducteurs du réseau d’alimentation électrique. Le signal Pi correspond à la somme de la composante supplémentaire Xi, c’est-à-dire le signal utile, avec la composante sinusoïdale Si, c’est-à-dire le signal de perturbation.

Pour limiter l’erreur de calcul du signal utile Xi à l’instant t3, les instants t-i, t2 et t3 peuvent être avantageusement choisis de telle sorte qu’une variation de Xi dans l’intervalle [t-i; t3] est faible, par exemple inférieure à 1.4%, voire inférieure à 1 %, devant l’amplitude de la composante sinusoïdale S-i.

La courbe représentée en figure 4 est une vue agrandie d’une portion du signal Pi représentée en figure 3. Sur cette portion, la composante supplémentaire Xi conserve une valeur constante ou quasiment constante. La figure 4 illustre comment il est possible de déterminer les valeurs aux trois instants t-i, t2 et t3 d’un signal P2 comportant une composante sinusoïdale S2 de même amplitude que la composante sinusoïdale Si et en quadrature de phase par rapport à la composante sinusoïdale Si.

Il est en effet possible de créer artificiellement un signal P2 correspondant à une image du signal Pi décalée temporellement d’un quart de période de la composante sinusoïdale S-i. Un tel signal P2 présente par construction une composante sinusoïdale S2 de même amplitude que la composante sinusoïdale Si et en quadrature de phase par rapport à la composante sinusoïdale S-i. Dans l’exemple représenté à la figure 4, le signal P2 est en avance de phase par rapport au signal Pi.

Si on note T la période de la composante sinusoïdale Si, il apparaît alors que la valeur prise par le signal P2 à un instant ti correspond à la valeur prise par le signal Pi à un temps (ti - T/4), la valeur prise par le signal P2 à un instant t2 correspond à la valeur prise par le signal Pi à un temps (t2 - T/4), et la valeur prise par le signal P2 à un instant t3 correspond à la valeur prise par le signal Pi à un temps (t3 - T/4) : P ₂ (ti) = Pi(ti - T/4),

P ₂ (t ₂ ) = Pl(t2 - T/4), P ₂ (t ₃ ) = Pi (t3 - T/4,

Dans l’exemple considéré, l’unité de traitement 11 est cadencée par une horloge dont la fréquence est au moins quatre fois plus élevée que la fréquence de la composante sinusoïdale Si. L’unité de traitement 11 est configurée pour échantillonner le signal Pi à des instants (ti - T/4), (t ₂ - T/4), (t3 - T/4), t-i, t ₂ , t ₃ . On obtient ainsi des valeurs du signal Pi et du signal P ₂ aux instants t-i, t ₂ , t ₃ . Ces valeurs sont mémorisées dans la mémoire de l’unité de traitement 1 1.

Il convient de noter qu’il peut être suffisant d’échantillonner le signal Pi en seulement quatre instants si les instants t-i, t ₂ et sont choisis de sorte que t ₂ = (t ₃ - T/4) et ti = (t ₂ - T/4). Les instants ti, t ₂ , t ₃ ne correspondent cependant pas nécessairement à des intervalles réguliers.

Il convient de noter également qu’il est possible, dans une variante, de créer artificiellement un signal P ₂ en retard de phase d’un quart de période par rapport au signal Pi. Dans ce cas, on aurait :

P ₂ (ti) = Pi(ti + T/4),

P ₂ (t ₂ ) = Pi(k + T/4),

P ₂ (ts) = Pi(ts + T/4).

La figure 5 représente schématiquement un signal Pi et un signal P ₂ pour un autre mode particulier de mise en oeuvre du procédé 100 de traitement de signal selon l’invention.

Le signal Pi et le signal P ₂ comportent chacun respectivement une composante sinusoïdale Si et une composante sinusoïdale S ₂ . Les composantes sinusoïdales Si et S ₂ sont en quadrature de phase l’une par rapport à l’autre et de même amplitude. Le signal Pi est formé par la somme de la composante sinusoïdale Si et d’une composante supplémentaire Xi. Le signal P ₂ est quant à lui formé par la somme de la composante sinusoïdale S ₂ et d’une composante supplémentaire X ₂ .

Pour chaque graphique illustré en figure 5, le temps est représenté en abscisse tandis qu’une valeur prise au cours du temps par les signaux Pi et P ₂ ou par les composantes Si, S ₂ , Xi et X ₂ est représentée en ordonnée.

Dans le mode particulier de mise en oeuvre décrit en référence à la figure 5, pour le signal Pi, le signal utile correspond à la composante sinusoïdale Si tandis que la composante supplémentaire Xi correspond à un signal de perturbation. De manière similaire, pour le signal P ₂ , le signal utile correspond à la composante sinusoïdale S ₂ tandis que la composante supplémentaire X2 correspond à un signal de perturbation. Les composantes supplémentaires X1 et X2 sont par exemple des signaux aléatoires correspondant à une perturbation d’origine technique ou environnementale (mauvaise conception du circuit électronique de mesure, biais introduit dans la mesure du capteur, influence de la température ou de l’humidité sur la valeur mesurée du signal, interférences avec des signaux parasites provenant d’autres dispositifs électroniques, etc.).

Un dispositif 10 de traitement de signal mettant en oeuvre le mode particulier de mise en oeuvre décrit en référence à la figure 5 comporte un deuxième capteur 13 permettant de mesurer le signal P2.

Dans l’exemple considéré et illustré à la figure 5, c’est en raison de la nature des signaux Pi et P2 et de la manière dont sont agencés les capteurs que les composantes sinusoïdales Si et S2 sont en quadrature de phase et qu’elles ont la même amplitude.

Un tel dispositif 10 de traitement de signal peut notamment être mis en oeuvre dans un résolveur 20 tel que celui illustré à la figure 6. Le résolveur 20 comporte un stator 30 et un rotor 40. Le rotor 40 comporte une bobine primaire 41 . Le stator comporte une première bobine secondaire 31 et une deuxième bobine secondaire 32. La première bobine secondaire 31 et la deuxième bobine secondaire 32 sont agencées à 90° l’une par rapport à l’autre. La bobine primaire 41 est alimentée avec une tension sinusoïdale V41 d’amplitude Vo et de pulsation w :

[Math. 7]

V ₄₁ = V _Q x sin(o t)

Une tension induite par la bobine primaire 41 dans chaque bobine secondaire 31 , 32 varie alors sinusoïdalement lors de la rotation du rotor :

[Math. 8]

V ₃₁ = K x cos q x V ₀ x sin(ü t + cp)

[Math. 9]

V ₃₂ = K x sin q x Fo sin(ü t + cp)

où :

- K est une constante représentative d’un rapport de transformation du résolveur 20,

- Q est l’angle de rotation du rotor 40 par rapport au stator 30, - f est un déphasage entre la tension V41 aux bornes de la bobine primaire 41 et les tensions V31 et V32 aux bornes respectivement de la première bobine secondaire 31 et de la deuxième bobine secondaire 32.

Le dispositif 10 de traitement de signal comporte un premier capteur 12 permettant de mesurer un signal Pi obtenu après démodulation de la tension V31 observée aux bornes de la première bobine secondaire 31. Ce signal peut en outre comporter une composante supplémentaire X1 correspondant à un signal de perturbation :

[Math. 10]

P ₁ = K x V _Q x cos Q + X

De manière similaire, le dispositif 10 de traitement de signal comporte un deuxième capteur 13 permettant de mesurer un signal P2 obtenu après démodulation de la tension V32 observée aux bornes de la deuxième bobine secondaire 32. Ce signal peut lui aussi comporter une composante supplémentaire X2 correspondant à un signal de perturbation :

[Math. 1 1 ]

P ₂ = K x V ₀ X sin Q + X ₂

On se retrouve alors dans un cas similaire à celui représenté à la figure 5 avec : [Math. 12]

S ₁ = K x V ₀ x cos Q

[Math. 13]

S ₂ = K x V 0 x sin 0

Les courbes représentées en figure 7 sont des vues agrandies respectivement d’une portion du signal Pi et d’une portion du signal P2 représentés en figure 5. Tel qu’illustré sur la figure 7, il est possible de déterminer les valeurs en trois instants t-i, t2 et t3 du signal Pi et du signal P2, le signal P2 comportant une composante sinusoïdale S2 de même amplitude et en quadrature de phase par rapport à la composante sinusoïdale Si du signal Pi.

Dans ce but, l’unité de traitement 1 1 est cadencée par une horloge et configurée pour échantillonner le signal Pi et le signal P2 à partir des valeurs obtenues respectivement par le premier capteur 12 et par le deuxième capteur 13 à des instants t-i, t2, t3. Les valeurs prises par les signaux Pi et P2 aux instants t-i, t2, t3 Sont mémorisées dans la mémoire de l’unité de traitement 1 1 du dispositif 10 de traitement de signal. Il convient de noter que les instants t-i, tz, t3 ne correspondent pas nécessairement à des intervalles réguliers.

La suite de la description s’attache à détailler comment la valeur du signal utile en un instant t3 peut être calculé à partir des valeurs du signal perturbé Pi et des valeurs du signal P2 mesurées en trois instant t-i , t2 et t3.

La figure 8 représente schématiquement l’évolution des valeurs d’un signal Pi et d’un signal P2 au cours du temps lorsque les signaux Pi et P2 comportent respectivement une composante sinusoïdale Si et une composante sinusoïdale S2 de même amplitude et en quadrature de phase l’une par rapport à l’autre. Les signaux Pi et P2 comportent en outre respectivement une composante supplémentaire X1 et une composante supplémentaire X2. Les valeurs prises par le signal Pi au cours du temps sont représentées en abscisse ; les valeurs prises par le signal P2 au cours du temps sont représentées en ordonnée. Les composantes sinusoïdales Si et S2 dessinent alors au cours du temps un cercle dont le centre se déplace en raison des composantes supplémentaires X1 et X2.

A un instant to donné, si on considère que les composantes supplémentaires X1 et X2 varient relativement peu autour de l’instant to, le centre d’un cercle dessiné par les valeurs prises par les composantes sinusoïdales Si et S2 à des instants proches de to a pour abscisse la valeur prise par le signal X1 à l’instant to, et il a pour ordonnée la valeur prise par le signal X2 à l’instant to.

Ainsi, et tel qu’illustré à la figure 9, pour des instants d’échantillonnage t-i, t2 et t3, le point A ayant pour coordonnées (Pi (ti), P2(ti)), le point B ayant pour coordonnées (Pi (t2), P2(t2)), et le point C ayant pour coordonnées (Pi(t3), P2(t3)) sont sensiblement placés sur un cercle dont le rayon est égal à l’amplitude des composantes sinusoïdales Si et S2 et dont le centre est un point O ayant pour coordonnées (C- ),

X2(t3)).

Il convient de noter que ceci reste valable tant que les composantes X1 et X2 sont telles, et les instants t-i, t2, et t3 sont choisis de telle sorte qu’une variation du signal Xi et une variation du signal X2 au sein de l’intervalle [ti ; t3] restent relativement faibles devant l’amplitude des composantes sinusoïdales Si et S2.

De préférence, pour garantir une bonne précision des mesures, une variation du signal X1 et une variation du signal X2 au sein de l’intervalle [ti ; t3] sont chacune respectivement inférieure à 1 .4% de l’amplitude des composantes sinusoïdales Si et S2.

Autrement dit, si on note S la valeur de l’amplitude des composantes sinusoïdales Si et S2, on a de préférence :

[Math. 14]

[Math. 15]

De façon encore plus préférentielle, une variation du signal X1 et une variation du signal X2 au sein de l’intervalle [t-i ; t3] est inférieure à 1 % de l’amplitude des composantes sinusoïdales Si et S2.

Tel qu’illustré à la figure 9, les segments [AB] et [BC] forment des cordes d’un cercle dont le rayon est égal à l’amplitude des composantes sinusoïdales Si et S2, et leur médiatrice respective (d1 ) et (d2) se coupent au centre O de ce cercle. En nommant M le milieu du segment [AB] et N le milieu du segment [BC], les produits scalaires suivants sont nuis :

[Math. 16]

AB OM = 0

[Math. 17]

BC - ON = 0

Ce qui se traduit par :

[Math. 18]

[Math. 19]

Ces deux équations permettent alors d’obtenir :

[Math. 4]

Il est ainsi possible de calculer la valeur du signal utile à l’instant t3 en fonction des valeurs du signal Pi et des valeurs du signal P2 en trois instants t-i, t2, t3. En effet, si le signal utile correspond à la composante supplémentaire X1, alors la valeur du signal utile est la valeur Xi(t3) calculée ci-dessus ; si le signal utile correspond à la composante sinusoïdale Si, alors la valeur du signal utile à l’instant t3 est égal à :

[Math. 5]

Il est alors possible d’obtenir un grand nombre de valeurs du signal utile en fonction du temps en procédant de manière récurrente en choisissant un grand nombre de triplets (t-i, t2 et t3). Avantageusement, les instant t-i, t2 et t3 peuvent être déterminés sur une fenêtre glissante. Il est ainsi possible de reconstruire le signal utile extrait du signal perturbé.

Dans le premier mode de mise en oeuvre décrit en référence aux figures 3 et 4, les valeurs prises par la composante supplémentaire X1 sont représentatives de données transmises sur un bus de données. La composante supplémentaire X1 correspond au signal utile tandis que la composante sinusoïdale Si correspond à un signal de perturbation qui vient s’ajouter au signal utile. Des mesures du signal Pi peuvent être réalisées de manière récurrente, et dès que six mesures (ou éventuellement quatre mesures) du signal Pi à des instants (ti - T/4), (t2 - T/4), (t3 - T/4), t-i, t2, t3 sont disponibles (T étant la période de la composante sinusoïdale Si), alors le procédé 100 de traitement de signal permet de calculer une valeur C- ) du signal utile à l’instant t3. La valeur C- ) correspond à une valeur à l’instant t3 du signal fourni par le bus de données pour laquelle la perturbation sinusoïdale non désirée a été supprimée.

Il convient de noter que dans ce premier mode de mise en oeuvre, il est préférable que les mesures du signal Pi nécessaires au calcul 130 d’une valeur du signal utile soient réalisées sur une période de temps pendant laquelle la composante X1 garde une valeur sensiblement constante (autrement dit il convient d’éviter que ces mesures soient réalisées sur une période de temps qui chevauche deux portions pendant lesquelles la composante supplémentaire Xi prend des valeurs constantes différentes). Dans ce but il est par exemple possible de vérifier que les différentes mesures du signal Pi utilisées pour le calcul 130 d’une valeur du signal utile ne varient pas l’une à l’autre d’une valeur supérieure à un certain seuil.

Dans le deuxième mode de mise en oeuvre décrit en référence aux figures 5 à 7, les composantes supplémentaires Xi et X2 correspondent à une perturbation des signaux Pi et P2 mesurés respectivement par le premier capteur 12 et le deuxième capteur 13. Les composantes sinusoïdales Si et S2 correspondent en revanche à des signaux utiles qu’il convient d’extraire respectivement du signal Pi et du signal P2.

Des mesures des signaux Pi et P2 peuvent être réalisées de manière récurrente par le premier capteur 12 et par le deuxième capteur 13 du dispositif 10 de traitement de signal. Dès que trois mesures pour chaque signal sont disponibles en des instants t-i, t2 et t3, le procédé 100 de traitement de signal permet de calculer une valeur C- ) de la composante X1 à l’instant t3 et une valeur X2(t3) de la composante X2 à l’instant t3 afin d’en déduire les valeurs Si(t3) et S2(t3) des signaux utiles Si et S2 à l’instant t3. Il est alors possible de définir la valeur de l’angle Q de rotation du rotor 40 par rapport au stator 30 du résolveur 20 à l’instant t3 :

[Math. 20]

La description ci-avant illustre clairement que, par ses différentes caractéristiques et leurs avantages, la présente invention atteint les objectifs fixés.

Le procédé 100 de traitement de signal selon l’invention et son dispositif 10 associé permettent d’extraire un signal utile d’un signal perturbé lorsque ledit signal perturbé comporte une composante sinusoïdale.

Ce procédé 100 peut être facilement mis en oeuvre par une unité de traitement 1 1 responsable de collecter et de traiter des mesures d’un signal perturbé fournies par un capteur 12, 13.

Le procédé 100 ne nécessite pas l’utilisation d’un filtre matériel reposant sur des composants électroniques qui peuvent être, selon l’application visée, lourds, volumineux et coûteux. Le procédé 100 ne nécessite pas non plus l’utilisation d’un filtre numérique nécessitant souvent des ressources importantes en termes de calculs et de mémoire.

Le procédé 100 repose sur un calcul 130 qui donne une valeur immédiate du signal utile à extraire à un instant donné à partir d’au plus six mesures. La détermination d’une valeur du signal utile à un instant donné est donc réalisée avec une forte réactivité, quasiment instantanément, ce qui est un avantage considérable pour les systèmes dits « à temps réel ».

De manière générale, il est à noter que les modes de mise en oeuvre et de réalisation considérés ci-dessus ont été décrits à titre d’exemples non limitatifs, et que d’autres variantes sont par conséquent envisageables.

En particulier, l’invention a été décrite pour un mode de mise en oeuvre relatif à un signal fourni par un bus de données, et pour un mode de mise en oeuvre relatif à deux signaux fournis par un résolveur. L’invention est néanmoins applicable à d’autres modes de mise en oeuvre.

La méthode est en effet applicable dès lors qu’il est possible d’exprimer un phénomène physique par un signal sinusoïdal qui contiendrait une erreur de mesure, ou bien par un signal quelconque qui serait perturbé par un signal sinusoïdal. Pour obtenir une bonne précision du calcul 130 d’une valeur du signal utile à extraire, il est néanmoins préférable d’utiliser des intervalles d’échantillonnage tels que la composante supplémentaire Xi, X2 varie peu par rapport à l’amplitude de la composante sinusoïdale Si, S2 pendant la période de temps sur laquelle sont effectuées les mesures nécessaires audit calcul 130.