Brevet FR2009828A1 — publié le 19700213

L'invention se rapporte aux discriminateurs de fréquences et est particulièrement, mais sans limitation exclusive conçue pour une utilisation dans des récepteurs d'un système de télémé-trie utilisant une modulation par changement de fréquence, c'est-5 à-dire dans lesquels l'information est transmise sous deux fréquences différentes se présentant, successivement. Selon un aspect, la présente invention établit un discri-minateur de fréquences répondant à des signaux'd'entrée de deux fréquences "différentes comprenant un premier circuit monostable -jq 25 Les deux portes électroniques sont de préférence reliées à un circuit bistable de façon qu'il prenne un état à la suite d'une sortie provenant de la première porte et un autre état à la suite d'une sortie provenant de la seconde porte j de cette manière, des durées de "créneau" et "d'intervalle" sont produites en corresponde dance avec les deux fréquences différentes. La période instable (le retard ) du premier circuit monostable est moindre que la période du signal d'entrée pour que le ■basculement se fasse pendant chaque cycle mais la période instable du second circuit monostable peut s'étendre sur tout nombre de 35 cycles choisi du premier signal, comme on le désire. De cette manière, la détection d'un changement de fréquence peut être retardée de façon à n'être effective qu'après par exemple deux ou trois cycles à la suite du changement, temps au cours duquel oa peut normalement admettre que toutes perturbations transitoires 40 qui tendraient autrement à causer un fonctionnement défectueux BÂD ORIGINE 69 12772 2 2009828 sont de proportions négligeables. . . Un circuit de contrôle de temps peut être prévu, à la sortie pour garantir que les durées de créneau, et d'intervalle soient égales si les signaux d'entrée alternent régulièrement entre leurs 5 deux fréquences, ce circuit comprenant un condensateur d'accumulation dans un réseau à réaction allant, de la.sortie du circuit bistable. au second, circuit monostable pour régler^la période instable de celui-ci. Cesème circuit de contrôle peut aussi compen-.- ser lès dérives naturelles, affectant cette période.; 10 * . Gomme; mentionné ci-dessus, le diseriminatetœ; des.f3^éq\jences - selon l'invention -peut- être utilisé dans un récepteur d'un système , de tHémétrie utilisant une .modulation par changement de fréquence, le signal alternant entre les deux fréquences mentionnées qui " peuvent avantageusement être, dans la "baa.de des fréquences rnusi-15 cales de façon à permettre l'utilisation des lignes téléphoniques du réseau des Postes e.t Télécommunications,-entre 11 émetteur et le récepteur0 Le système de télémétrie peut agir corne une transmission multiplex à. division de fréquence dans laquelle des signaux provenant. dsun-certain nombre d9émetteurs sont transmis 20 à tm même nombre de récepteurs par un seul fil pilote et peuvent être en fait établis comme on l'a exposé dans la demande de brevet français déposée le 22 avril 1969 numéro pour- "Télétransmission de mesures avec modulation par chargement de fréquence*. 25 Pour bien faire comprendre l'invention, on en décrira maintenant, à titre à8exemple, une forma d'exécution en référence ■ au dessin annexé dans lequel s - , ; . .la figure 1 est. un schéma de circuit du discriminâteur de fréquences selon Ieinvention incorporé dans un récepteur.; et 30 ■ • la figura 2 montre des formes d'onde obtenues en différen tes positions du circuit représenté-. - ■ ; Ba référence maintenant au dessin., les signaux d'entrée qui' alternent .entre deux .fréquences .différentes fi et £2 (partie . a de -la figure 2) -sont -amplifiéslimités -en .amplitude et. ampli-33 fiés de nouveau dans un lisiteiH?-œplif-ifîateur. 3». le. signal-rêsul-• tant -à onde-x-ectangulaire étant inversé (partie -b de la figure 2) puis d-ifférentié ;dans un différentiateur ,4...L'impulsion différen-' tié® négative 5- qui-, se- présente au- passage du négatif au positif "du signal d'entrée en - alternance, est -appliquée pour faire 40 bascules-à sa .position. â;a.-'t^v£il--3m.-multivibrateur .monostable 5 BAD ORIGINAL 69 12772 5 2009828 dont les deux sorties (parties ç et d de la figure 2) sont appliquées à une entrée de chacune des deux portes électroniques "JïQIS-ET" 6, 7 respectivement. La sortie (partie ç de la figure 2) est en outre différen-5 tiée dans un autre différentiateur 8 et utilisée pour faire "basculer à sa position de travail tua multivibrateur monostable 10 (partie £ de la figure 2), et il y a une durée définie, par exemple un quart de cycle à la fréquence f2, à la suite d*!*!! basculement du circuit monostable de son état stable à son état instable 10 pendant lequel son "inertie" est suffisante pour empêcher la sortie différentiée de le faire basculer immédiatement de nouveau à sa position de travail. La sortie provenant de ce circuit monostable est différentiée dans un autre différentiateur 11, inversée dans des inverseurs séparés 12, 13 (partie f de la figure 2) et 15 appliquée aux autres entrées de chaque porte HON-EE 6, 7 respectivement. La porte SfON-EI donne une sortie zéro quand toutes ses entrées sont "un" simultanément ; dans d'autres conditions, elle donne une sortie "un". La sortie efficace provenant des portes lïOÏÏ-ET 6, 7 est la sortie zéro et celle-ci est appliquée aux 20 transistors n-p-n d'un multivibrateur bistable 14. En particulier, pour la fréquence inférieure f1, la sortie est efficace en provenance de la porte N0N-EP 7 (partie g de la figure 2) et, pour la fréquence supérieure f2j la sortie est efficace en provenance de ' la porte NON-ET 6 (partie h de la figure 2). La,sortie provenant 25 du circuit bistable est lissée par un réseau EC 15 et apparaît sous la forme d'impulsions de "créneau" et "d'intervalle" comme représenté dans la partie 3 de la figure 2, d'après laquelle on peut voir que l'impulsion initiale se présentant pendant la fréquence £1 et pendant la fréquence f2 en provenance des portes de 30 commutation NON-ET appropriées fait commuter le circuit bistable, ce circuit changeant d'état entre un créneau et un intervalle chaque fois que la fréquence change entre f1 et f2. La raison essentielle de ce mode de fonctionnement est que, tandis que la période de chaque multivibrateur monostable 5 et 10 est constante, 35 la période du signal d'entrée sinusoïdal varie en proportion inverse de la fréquence, tout changement de fréquence étant décelé au cours de deux ou trois cycles dans l'exemple représenté. Bien que ce changement puisse être diminué ou augmenté à l'intérieur de certaines limites qui dépendent de la fréquence du signal 40 et des retards du circuit monostable, on observera que plus la 69 12772 * 2009828 "fréquence" de mesure est élevée pour reconnaître plus rapidement un changement entre f1 et f2, plus la probabilité d'un faux basculement résultant d'impulsions de bruits parasites en coincidence est grande. 5 Ainsi, un créneau apparaît pour la durée de la fréquence de signal f1 et un intervalle apparaît pour la d virée de la fréquence de signal £2 et de cette manière la signification de l'entrée est distinguée à la sortie. Quand les signaux d'entrée sont en alternance régulière 10 entre ces deux fréquences f1 et f2, par exemple quand l'information reçue a été prélevée d'impulsions ayant un régime de répétition qui varie selon une valeur analogique mesurée, il est avantageux que le rapport du créneau à l'intervalle soit l'unité (égalité), particulièrement quand la sortie doit être intégrée 15 pour reconstituer la valeur analogique. À.cet effet, un réseau de contrôle 16 est établi pour régler le retard du circuit monostable 10; En particulier, un condensateur 17 se charge à travers la résistance 18 pendant la durée d'un intervalle et se décharge à 20 travers cette même résistance pendant la durée d'une marque, la décharge à travers la résistance 19 étant négligeable. La tension à travers ce condensateur est ainsi commandée par la durée de créneau et d'intervalle et cette tension commande à son tour le retard du circuit monostable lui-même à travers la résistance 19, 25 une diminution de la tension allongeant le retard tandis qu'une augmentation raccourcit ce retard. Par une augmentation du retard, un changement de la fréquence est décelé plus tôt de sorte que la durée de créneau se trouve raccourcie avec allongement de l'intervalle tandis qu'inversement une diminution du retard allongera 30 le créneau et raccourcira l'intervalle. On le comprendra mieux en * se référant aux parties le et » de la figure 2 d'après lesquelles on peut voir que si le retard du circuit monostable selon la partie k de la figure 2 est augmenté, comme représenté, au passege entre les fréquences f1 et f2, le créneau (partie m de la figure 35 2) cesse alors au nouveau bord de tête de cette forme d'onde du circuit monostable, c'est-à-dire plus tôt que précédemment. Cependant, avec le réseau de contrôle représenté, le condensateur 17 se charge pendant la durée d'intervalle et se décharge pendant la durée de créneau à travers la même résistance 18 de sorte que, 40 comme la tension moyenne sur le condensateur doit rester constan 69 12772 5 2009828 te, les durées de créneau et d'intervalle elles-mêmes doivent rester égales, le retard du circuit monostable "10 prenant une valeur en équilibre. Ce réseau de contrôle effectue de plus un degré de compen-5 sation pour les variations de température, le vieillissement, etc. car, si la durée de retard du changement du circuit monostable varie, le rapport du créneau à l'intervalle-varie aussi en établissant une nouvelle valeur de tension moyenne sur le condensateur 17 qui à son tour rétablit un rapport égal du créneau à l'inter-10 valle en modifiant le retard de sorte qu'il reprend sa condition d'équilibre. Bien qu'on ait décrit ci-dessus l'invention en référence à une. forme d'exécution particulière, on comprendra qu'on.pourrait envisager diverses modifications ou adjonctions sans s'écarter du 15 cadre de l'invention. Par exemple, le principe selon lequel s'effectue la discrimination des fréquences peut être respecté avec des éléments logiques différents des éléments particuliers qui ont été représentés. En outre, le circuit de sortie utilisé n'a pas été détaillé car il peut être conçu pour satisfaire à des 20 exigences particulières, par exemple pour établir une représentation numérique et/ou analogique. 69 12772 6 2009828 REVENDICATION S, 1. Discriminateur de fréquences répondant à des signaux d1entrée de deux fréquences différentes, comprenant, un premier et un second circuits monostables, caractérisé par ceci que (a) le ^ premier circuit monostable (5) bascule à sa position de travail pendant chaque cycle des signaux et.agit pour fournir une sortie conditionnant une première porte électronique de coincidence (6) pendant sa période instable et fournir une autre sortie conditionnant une seconde porte électronique de coincidence (7) pendant sa •tQ période stable, (b) le second circuit monostable (10) bascule à sa position de travail lors du passage du premier circuit monostable de son état instable à son état stable et (c) un différentiateur (11) est prévu pour développer une impulsion conditionnant les deux portes lors de la transition du second circuit monostable de son état instable à son état stable, de sorte que la première porte électronique produit une sortie à la suite de la coincidence entre cette impulsion et la dite première sortie provenant du premier circuit monostable en réponse aux signaux d'entrée effectuant "on. changement de fréquence dans un sens tandis 20 que la seconde porte produit une sortie à la suite de la coinci-. dence entre cette impulsion et la dite autre sortie en réponse à un changement de fréquence dans 15autre sens. 2. Discriminateur de fréquences selon la revendication 1, caractérisé par ceci que le second circuit monostable bascule à sa 25 position d® travail sous l'action d'un différentiateur (8) relié entre le premier circuit monostable et le second. 3. Discriminateur de fréquences selon la revendication 1 ou, la .revendication 2, caractérisé par ceci que les deux portes électroniques sont reliées à un .circuit bistable (14) agissant 30 pour prendre un état à la suite d*une sortie provenant de la première porte et pour prendre tin autre état à la suite d'une sortie provenant de la seconde porte. 4„ Discriminateur de fréquences selon la revendication 3S caractérisé par un circuit de contrôle de temps (16) pour mainte-35 nir réguliers les changements d'état du circuit bistable pour des changements réguliers entre les deux fréquences, le dit circuit comprenant un condensateur d'accumulation dans un réseau à réaction allant de la sortie du circuit bistable au second circuit monostable pour régler la période de celui-ci. 69 12772 7 2009828 5» Discriminateur de fréquences selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé par ceci que la période instable du premier circuit monostable est moindre que la période de tout signal d'entrée de sorte qu'il "bascule à sa position de travail ^ 5 pendant chaque cycle. 6. Discriminateur de fréquences selon la revendication 5» caractérisé par ceci que la période instable du second circuit monostable s'étend sur plusieurs cycles du signal d'entrée.