Brevet FR2010482A1 — publié le 19700220

L'invention rentre dans le secteur des dispositifs te transmission électri que et concerne n particulier un dispositif pour la transmission non perturbée des signaux binaires par des lignes auxquelles les signaux sont appliques du côté mission par des amplificateurs à basse résistance de sortie et qui, du côté réception, sont fermées par des interrupteurs à seuil, la transmission d'un signal s'effectuant tout aussi bien directement que sous forme du complément. Dans la transmismion de signaux binaires, par exemple des impulsions de comptage, vers une machine-outil sur un trajet assez long, constitué par exemple par un câble de quelques mètres de longueur, il peut se produire des perturbations duen à diverses sources. Ces perturbations peuvent comporter un très large spectre de fréquences à grande énergie, même@ aux fréquences élevée@, de serte que des filtres de diverses natures, en particulier dans le cas de signaux utiles à fréquence élevée ou à succession rapide, ne permettent pas L'éliminer les perturbations. Peur la transmission de signaux par des lignes, il est oonnu d'utiliser, La côté émis@ien, des amplificateurs qui ont une résistance de sortie aussi petite que possible peur les deux valeurs binaires ila signal. De ce fait, les perturbations pénétrant par voie capacitive sont fortement - amorties, nain uniquement lorsque la fréquence ou le spectre de la perturbation est Si bu que la ligne n'a pas, pour ces perturbations, de résistance inductive metable ni de tomps de transit notable. Pour la transmission de signaux binaires, en utilise, du côté réception, des amplificateurs d'entrée à seuil élevé, par exemple environ la moitié de l'amplitude utile du signal. De ce fait, les perturbations qui sont infé- rieures à la moitié de l'amplitude utile n'exercent aucun effet. Toutefois, cela n'empêche pas de plus grands signaux perturbateurs de provoquer des erreurs. L'invention fournit une solution remarquable en ce que, du côté réception, un circuit de contrôle modifie uniquement son signal de sortie lorsque les deux signaux d'entrée acquièrent des valeurs complémentaires opposées. L'invention tire parti La fait qu'an signal perturbateur influence le trajet ou les trajets de transmission chaque fois dans le même sens,de sorte qu'un signal perturbateur fausse tant le signal utile lui-mime que le complément de oelui-oi simultanément ,soit pour un "0",soit pour un "1".Toutefois, dans les deux cas, le circuit do contrôle ne réagit pas. I1 iaut cependant alors satisfaire à la condition que les signaux perturbateurs pénétrant dans le circuit de contrôle, c'est-à-dire $l'état: deux entrées,ont la valeur "0" ou la valeur "1", ne durent pan plus longtemps que deux changements de signal, faute do quoi un signal peut être perdu.D'une façon générale, les perturbations à grande amplitude sont plus courtes que les perturbations à petite amplitude, de sorte que ces dernières sont éli- minées du circuit de contrôle. À cet effet, dans une autre forme do reali- sation de l'invention, on a prévu du côté émission pour l'application de signaux, de manière connue, un amplificateur à plus petite résistance de sortie, et du côté réception, un interrupteur de seuil à plus grande hysté- rèse et il y a avantage à ce que les deux dispositifs présentent, de manière connue, la même structure. Un interrupteur de seuil à grande hystérèse permet alors, par un dimensionnement approprié, d'éliminer les perturbations dont l'amplitude n'est que légèrement inférieure à celle du signal du oir- cuit de contrôle. La description qui va suivre en regard du dessin annexé, donné à ti- tre d'exemple non limitatif, fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée, les particularités qui ressortent tant du texte que du dessin faisant, tien entendu, partie de ladite invention. Sur le dessin: La fig.1 donne un aperçu schématique du dispositif conforme à l'inven- tion. La fig.2 est un exemple de réalisation du circuit de contrôle. La fig.3 est un schéma de montage de l'amplificateur. Les fig.4a et 4b représentent la commutation d'un amplificateur, l'une sans hystérèse et l'autre avec hystérèse. La fig.1 représente le principe de constitution du dispositif. Le sig- nal d'entrée I est appliqué à deux dispositifs d'excitation de ligne LD; il est appliqué directement à l'un, tandis qu'à l'autre, il est appliqué après inversion par le dispositif inverseur V. A la sortie de l'un des dis- positifs d'excitation sé trouve donc le signal I et à celui de l'autre dis- positif $d'excitation l'information inversée I. Les dispositifs d'excitation sont réalisés de façon à présenter une basse résistance interne tant pour le signal "0" que pour le signal "1". le plus, ils augmentent l'amplitude de signal entre IIO et nl" jug- qu'à environ la tension d'alimentation Up des dispositifs d'excitation. A la fin de la ligne de transmission U se trouvent les circuits d'entrée LD qui présentent une hystérèse de tension d'au moins Up. De cette façon, dans le cas de tensions perturbatrices jusqu'à au moins + Up ou - Up aux entrée les informations exactes I et I sont à nouveau disponibles aux sorties. Lorsque, malgré cette protection accrue contre les perturbations, une courte impulsion perturbatrice module de manière exagérée les deux circuits d'entrée, lors de l'utilisation d'une ligne de transmission symétrique (lignes torsadées ou lignes blindées) l'impulsion perturbatrice apparaîtra avec la même polarité aux deux entrées.Aux sorties des circuits d'entrée LD se produit ainsi, des deux côtés, simultanément un "0" ou un "1". Cotte erreur est détectée et corrigée par le circuit de contrôle K lorsquela durée do la perturbation est plus courte que colle de l'impulsion à transmet- tre. Le circuit de contrôle (2) fonctionne de la manière suivante Les portes "non - et" 5 et 6 forment un flip-flop à mémoire Dans le cas normal, pour lequel la fig.2 représente les signaux se manifestant en divers points du circuit, il se produit toujours à l'entrée de la porte 5 l'information I et à la porte 6 toujours l'information I. On a donc toujours à la sor- tie Â de la porte 6 l'information I. La sortie suit chaque changement de I entre "1" et "0". Toutefois, lorsqu'une impulsion perturbatrice amène les doux entrées E1 et E2 du circuit- de contrôle au même potentiel, par suite de la présence des circuits inverseurs 1 et 2, l'une des entrées des portes 3 et 4 présente toujours un "O" et l'autre entrée un "1".Les sorties des portes "non-et" 3 et 4 présentent de ce fait un "1". les portes 5 et 6 ne varient alors pas d'état. L'information I est stockée à la sortie du circuit de oontrôle. La perturbation n'entraîne donc pas de sauts d'information à la sortie Â du circuit de contrôle, et les impulsion perturbatrices ne sont pas comptées par un compteur y raccordé. Les impulaions perturbatrices peuvent cependant empêcher qu'une impulsion de comptage soit transmise par la ligne, à savoir lorsque la perturbation est plus longue qu'un changement d'information 1-0-1 cu 0-1-0. Le circuit de contrôle K permet donc la transmission exacte des impulsions de comptage même lorsque, pendant de courts instants, les deux entrées du circuit récepteur sont modulés de manière excessive. Les amplificateurs pour l'alimentation et la fermeture de la ligne sont constitués par un montage basculeur tel que représenté sur la fig.3, qui présente une grande hystérèse pour le signal d'entrée. Les deux états de commutation stationnaires sont réglés tout d'abord lorsque Ue#0 volt, cas dans lequel T1 et T2 sont en circuit et Ua#Up=12 volts, et ensuite lorsque Ue#Up, cas dans lequel T3 et T4 sont en circuit et Ua#0 0 volt. La résistance RR provoque un couplage à réaction et, de ce fait, le basculement du circuit. Lorsqu'on considère d'abord le circuit sans couplage à réaction, donc avec RR=#, la ccmmutation se produit de la manière suivante: Les deux transistors d'entrée T1 et T3 ne peuvent être en circuit simultanément,étant donc que lei deux trajete base-émetteur sont mis en parallèle et que T1 est uI transistor npn et T3 un transistor pnp.La base commune de T1 et T3 est portée à une iension Up/2 par l'intermédiaire d'un diviseur de tension constitué par deux résistances R. Cette tension fait office de tension de seuil U pour l'interrupteur à seuil constitué par les deux transistors T1 s et T3. Lorsque la tension d'entrée; partant de Ue=O volt (T1 et T2 on circuit) augmente, pour Ue= Us = U/2, le transistor T1 et donc aussi le tran- sistor T2 sont sertainement mis hors circuit, étant donné qu'aucun courant de base ne saurait circuler (UBE=O volt).Pour une tension d'entrée encore légèrement plus élevée, Ue=U@+UBE3, le transistor T3 et donc aussi le transistor T4 sont mis en circuit. UBE3 est la tension d'enclenchement base-émet- teur de T3 Lorsque la résistance de couplage à réaction N est insérée dans le cir cuit, l'ordre de succession pour la commutation des transistors T1 à T4 est se identique à celui décrit, sauf que les seuils pour lesquels T1 et T3/blo- quent deviennent chaque fois tributaires de l'état de commutation précédent des transistors T2 et T4. Selon le rapport des résistances RR et RT/2, la tension d'entrée Ueo pour laquelle T1 se blpque, est déplacée vers des tensions positives, tandis que la tension de seuil Ueu, pour laquelle T3 se bloque est déplacée d'une même distance dans la direction négative. La différence Ueo-Ueu=#Ue est l'hystérèse du circuit.Lorsque l'hystérèse ainsi obtenue #Ue est plus grande que la somme des tensions d'enclenchement base-émetteur de T1 et T3,l'état intermédiaire indéfini du circuit dans lequel les quatre transistors sont bloqués ne se produit pas, du moins pas statiquement Cela provient du fait qu'avant que les circuits puissent basculer, la tension d'entrée doit Strie majorée ou abaissée d'un montant tel que l'on dispose toujours du courant d'enclenchement nécessaire pour le transistor qui était bloqué tout Juste avant. La commutation se poursuit alors par suite du couplage à réaction(me- me pour Ue= constante), jusqu'à ce que la tension de sortie ait atteint la valeur finale statique. La fig.4 représente le comportement de deux amplificateurs dont l'un (fig.4a) commute chaque fois lorsque la tension d'entrée dépasse un seuil de tension déterminé, on tombe en-deçà de ce seuil, et l'autre -fig.4b - a une même hystérèse H (Ueo = Ueu). Pendant que la tension d'entrée passe, avec un temps d'accroissement tr, de "0" à "1"-"0" et "1" sont les niveaux de ten sions logiques du circuit - il se produit quelques courtes impulsions perturbatrices.Aussi longtemps que la tension d'entrée n'est pas encore modifiée ou qu'elle n' a que légèrement varié, les deux sorties ne présentent pas de variation de tension lors de la première impulsion perturb atrice . A la seconde impulsion perturbatrice, le seuil est atteint pour le circuit représenté sur la fig.4a et la sortie commute. Après l'impulsion pert/urbatrice, la tension d'entrée tombe à nouveau en-deçà du seuil et la sortie reprend l'état initial.C'est uniquement à la troisième impulsion perturbatrice, à l'instant t1, que la tension d'entrée dépasse définitivement le seuil per turbateur, de sorte que l'amplificateur conserve la position commutée Pour le circuit de la fig.4b, qui comporte de l'hystérèse , le seuil de commutation Ueo n'est pas encore atteint à la seconde impulsion perturbatrice. C'est uniquement à la troisième impulsion perturbatrice, à l'instant t1, que la tension d'entrée dépasse le seuil Ueo pour retomber, très peu de temps après, en-deoà de ce seuil. La sortie ne commute cependant pas. Etant donné l'hystérèse cela n'est possible que lorsque la tension d'entrée tombe endoçà du seuil Ueu. A l'instant t2, en l'absence de perturbation, la tension d'entrée atteindrait le seuil U . Les perturbations ne provoquent donc eo qutune commutation quelque peu avancée à l'instant t1 De plus, pour le oir- cuit à hystérèse , la protection contre les perturbations est déjà plus grande pour un signal d'entrée "0" ou "1" se trouvant à l'état de repos dans le circuit sans hystérèse. Lorsqu'une même protection contre des perturbations est requise pour IIO" et "1" à entrées la protection maximale contre les perturbations est, dans le cas de la fig.4a - sans hystérèse , égale à "1", tandis que la protection pour le cas représenté sur la fig.4b, peut Entre pratiquement égale à "1", c'est-à-dire égale ou double. REVENDICATIONS: 1. Dispositif pour la transmission non perturbée des signaux binaires par des lignes auxquelles les signaux sont appliqués du côté émission par des amplificateurs à basse résistance de sortie et qui, du o8té reception, iront fermées par des interrupteurs à seuil, caractérisé en ce que du côté réception, un circuit de contrôle modifie le signal de sortie uniquement lorsque les deux signaux d'entrée acquièrent dot valeurs complémentaires opposées. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le circuit de contrôle 2 comporte deux portes "non - et " couplées en croisé dont les autres entrées sont chaque fois reliées à une sortie de deux autres portes "non - et " qui sont chaque fois reliées directement à une entrée (E1, E2) du circuit de contrôle et, par.l1intermédiairé d'un circuit d'inversion, à l'autre entrée (E2, E1). 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que les portes "non - et" sont remplacées par des portes "ni - ni". 4. Dispositif selon la revendication 1 ou l'une des revendications sui- vantes, caractérisé en ce que devant l'entrée du circuit de contr8le est monté un interrupteur à seuil LD, à grande hystérèse pour le signal d1 entrée. 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'interrupteur à seuil comporte deux transistors, complémentaires entre eux, dont les metteurs sont reliés aux piles d'une source de tension, dont les collenteurs sont interconnectés et forment la sortie de l'interrupteur de seuil et dont les bases sont reliées chacune au collecteur de deux autres transistors T3 et T1 dont les émetteurs sont interconnectés et forment l'entrée de l'interrupteur à seuil, alors que leurs bases sont également interconnectées et sont reliées au point central d'un diviseur de tension et, par l'intermédiaire d'une résistance, à la sortie de l'interrupteur à seuil. 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que pour 11 application des signaux aux lignes s'effectue du côté émission à l'aide d'un m8me interrupteur à seuil.