Brevet FR2003049A1 — publié le 19691107

Lsinvention concerne une bascule à entrée dynamique, dans laquelle le collecteur de chaque transistor est relié a la base de l'autre par une résistance de couplage et le montage en série jeune résistance de commande et dgun condensateur entrée, dont le point de connexion est relié 9 une entrée0 Les bascules bistables servent 9 la mémorisation dtimpulsionsO Elles permettent de constituer notamment des registres à décalage et des circuits de comptage, On exige essentiellement de telles bascules de permettre une étude simple des commandes statiques, cçest- & dire ne tenant pas compte des conditions auxiliaires imposées par les bascules (influence de la charge, influence des variations de charge sur la sortie de la bascule dans le cas des circuits dtinterrogation par exemple, influence de la tension doalimentation et de ses variations), Une bascule utilisée industriellement doit en outre être insensible dans une large mesure aux impulsions parasites, tout en présentant une fréquence limite aussi élevée que possible. Les bascules bistables sans fonction de mémoire sont généralement constituées à l'aide de transistors et d'un réseau de résistances approprié. L'état résultant de l'attaque simultanée des deux transistors n'est pas définit Lorsque des capacités sont insérées dans les boucles de réaction,-la bascule s'inverse même en cas attaque simultanée des deux transistors.La bascule se souvient alors dans une certaine mesure de ltétat de commutation précédent et possède ainsi une fonction de mémoire La disposition de condensateurs dans la boucle de réaction se traduit souvent toutefois par la production d'impulsions parasites, qui risquent de produire des commutations erronées des dispositifs en aval de la bascule dans des commandes statiques, et une influence gênante de la sortie sur ltétat de commutation de la bascule. On connatt déjà une bascule à entrées dynamiques dans laquelle le collecteur de chaque transistor est relié à la base de l'autre transistor par une résistance de couplage et le montage en série doune résistance de commande et d'un condensateur d'entrée0 Une entrée est reliée au point de connexion de la résistance de commande et du condensateur entrée pour l'attaque dynamique de la bascule. L'insensibilité aux perturbations recherchée doit être assurée dans la bascule connue par des condensateurs représentant une charge capacitive pour les deux sorties. ette disposition présente toutefois leinconvenient d'entrarner une reduction de la pente des flancs des signaux de sortie, de sorte que des étages déclencheurs spéciaux doivent être prévus le cas échéant. Le gain en courantes transistors est toutefois sensible dans tous les cas pour des signaux à faible raideur des flancs. Il en résulte même une influence gênante de la température sur la raideur des flancs. La charge capacitive des deux sorties entraine en outre une sensibilité gênante aux variations de la tension de service. L'invention a pour objet une bascule à entrée dynamique protégée contre les impulsions parasites de la tension d'alimentation et des sorties. L'invention vise en outre à obtenir une sécurité contre les variations de signal et les impulsions parasites apparaissant en service sur les entrées des portes. Selon une particularité essentielle de l'invention, chaque résistance de commande est constituée par au moins deux résistances partielles dont le point de connexion est relié à un condensateur de filtrage. La bascule selon l'invention ne comporte ainsi aucun condensateur relié aux entrées ou aux résistances de couplage, à ltexception des condensateurs d'entrée nécessaires pour une attaque dynamique de la bascule par des variations de signal. Les signaux de sortie de la bascule ont par suite des flancs raides.Des variations rapides de la tension de service ou des impulsions parasites induites par les sorties de la bascule ne peuvent également pas exercer une influence, car elles peuvent produire aucune variation rapide de la charge d'un c9nden- sateur d'entrée, et par suite aucune attaque d'un transistor, par suite des condensateurs de filtrage prévus selon l'invention. Il nty a pas de réaction des condensateurs de filtrage sur le comportement de la bascule, car ils sont toujours reliés à un point de connexion des résistances partielles constituant la résistance de commande de la charge d'un condensateur d'entrée. Dfautres objets et avantages de l'invention seront mieux compris à laide de la description détaillée ci-dessous et de la figure unique, représentant le schéma dtun exemple de réalisation. La figure représente une bascule avec deux transistors 3,3go dont les émetteurs sont reliés à un fil 14 et dont les collecteurs sont reliés par une résistance 2 ou 37 a un fil t. Le fil 14 est porté au potentiel de référence. La tension de service est appliquée au fil t. Le collecteur de chaque transis tour 8, 38 est relié d la base de l'autre par une résistance de couplage 6 ou 34 et le montage en série d'une résistance de commande, constitue par des résistances partielles 9, 11, 13 ou 27, 29, 31, et d'un condensateur d'entrée 7 ou 32. Le basculement est déterminé par les résistances de couplage 6, 34. Les résistances partielles 9, il, 13 ou 27, 29, 31 produisent une charge ou une décharge des condensateurs d'entrée 7, 32 en fonction de l'étant de commutation de la bascule.Une diode 18 ou 2t est reliée au point de connexion de la résistance 13 et du condensateur 7 ou de 31 et 320 Les anodes de 18 et 21 sont reliées au point de connexion 19. Ce dernier est relié par une résistance 20 au fil 14 et directement à une borne d'entrée 1 qui constitue entrée dynamique de la bascule et permet de ltattaquer par des variations de signal. Un condensateur de filtrage 17 ou 26 est relié d'une part au fil 14 et d'autre part au point de connexion 12 ou 30 de la première résistance partielle 13 ou 31, et d'une seconde résistance partielle 41 ou 290 Des entrées de porte 15 ou 22, 24 sont reliées par des diodes d'isolement 16 ou 23, 25 tu point de connexion tO ou 28 de la seconde (1t ou 29) et de la troisième (9 ou 27) résistance partielle. Les collecteurs des transistors 3 et 38 sont reliés aux bornes de sortie 33 et 5. Des entrées de positionnement ou d'effacement 4, 35 sont en outre reliées par des résistances à la base des transistors 3, 3a. L'état suivant est admis pour la description du fonctionnement de la bascule. Le transistor 3 est conducteur et le transistor 38 bloqué. La tension de service UB est ainsi pratiquement appliquée & la sortie Se La sortie 33 se trouve sensiblement au potentiel de référence. Le transistor 3 conducteur maintient en outre les deux bornes du condensateur 32 au potentiel de référence par les résistances 34 ou 27, 29 et 31e La borne du condensateur 7 reliée à la base du transistor 3 se trouve prati- quement aussi au potentiel de référence. La tension de service UB est par contre appliquée à la borne de 7 reliée à ia résistance 13. Un signal O est en outre appliqué b la borne 1, de sorte que le point t9 se trouve au potentiel de référence0 La d-iode 18 est alors chargée dans le sens inverse par la tension UB appliqude aux bornes de 7. Lorsque la tension sur la borne dtentrde 1 passe brusquement à une valeur légèrement inférieure à UB, la diode 18 demeure bloquée, tandis que la diode 21 devient conductrice. Le transistor 38 est ainsi attaqué par le condensateur 32. Le montage bascule vers son second état, dans lequel 3g est conducteur et le transistor 3 bloqué. Une suppression de la tension sur lwentrde 1 ne modifie pas cet dtat. Seul un nouvel échelon de tension sur l'entrée 1, du potentiel de référence à UB sensiblement, produit un nouveau basculement. La bascule fonctionne ainsi en diviseur dtimpulsions. La sensibilité de la bascule aux impulsions parasites est importante pour son bon fonctionnement, notamment dans des commandes industrielles. Ces impulsions peuvent agir sur l'entrée 1, le fil 8 porté à la tension de service UB, les sorties 5, 33 et les entrées de porte 15, 22, 24. La bascule étant attaquée par l'application de signaux dynamiques (variations de signal) à l'entrée t, la protection contre les impulsions parasites est réalisée à cet endroit par un étage d'entrée distinct et connu. L'étude de l'influence dtimpulsions parasites susceptibles d'agir sur le fil e porté à la tension de service UB et les sorties 5, 33 se fait à partir de itétat précédemment admis: transistor 3 conducteur, transistor 38 bloqué Le transistor 3 conducteur maintient sensiblement au potentiel de référence les deux bornes du condensateur 32 et la borne du condensateur 7 reliée à la base de 3o Des impulsions parasites ne peuvent pas agir sur ces points Elles sont dérivées par le transistor 30 Une sensibilité aux perturbations résulte toutefois de la charge du condensateur 7 à une tension voisine de UB par les résistances 9, 11, 13. Des variations de UB et des impulsions parasites induites sur la sortie 5 risqueraient ainsi de faire varier la charge du condensateur 7 et par suite de produire une attaque intempestive de la bascule. Le condensateur de filtrage 17 interdit toutefois toute attaque intempestive de la bascule selon l'invention par ces parasites. Les condensateurs de filtrage 17, 26 assurent ainsi la sécurité contre les parasites de la tension de service UB et des sorties 5, 33. il arrive souvent que la bascule, utilisée dans des montages importants, ne fonctionne pas en simple diviseur dlimpulsions et que toute attaque soit interdite pour certains états. La suppression de l'attaque pourrait être obtenue au moyen de dispositifs particuliers en amont de l'entrée 1. il en résulte toutefois un appareillage plus important et une étude plus difficile. La bascule selon l'invention comporte des entrées de porte 15, 22, 24 pour un blocage de l'attaque. Indépendamment de la sécurité contre les impulsions parasites, il en résulte un problème particulier pour ces entrées : les variations de signal apparaissant à des instants quelconques en service, ne doivent pas provoquer une attaque de la bascule.En reliant les entrées de porte 15 ou 22, 24 au point de connexion 10 ou 28 entre la seconde (11 ou 29) et la troisième (9 ou 27) résistances partielles, on résout ce problème tout en assurant en outre la sécurité des entrées de porte 15, 22, 24 contre les impulsions parasites. La description du blocage de la bascule par une entrée de porte se fait de noureau partir de l'état dans lequel le transistor 3 est conducteur et le transistor 38 bloqué. Le transistor 3 conducteur maintient au potentiel de référence les deux bornes du condensateur 32 et la borne du condensateur 7 reliée à la base- de 3. La borne de 7 reliée à la résistance 13 se trouve pratiquement à la tension de service UB et la diode 18 est bloquée. Un signal 0 est en outre appliqué à toutes les entrées de porte 15, 22, 24 a Une tension sensiblement égale à Ug (signal L) est appliquée à ventrée de porte 22 par exemple pour le blocage de l'attaque de la bascule par entrée 1.En ltabsence du collden- sateur de filtrage 26, il en résulterait une attaque intempestive de la bascule et une variation de son état. La seconde résistance partielle 29 et le condensateur de filtrage 26 interdisent toutefois ce basculementO Dès queux signal L est appliqué à la borne du condensateur 32 reliée à la résistance 31, la d ode 21 est également bloquée et les variations de tension sur l'entrée 1 ne peuvent plus produire aucune attaque de la bascule, il s'est révélé particulièrement favorable de choisir la constante de temps de l'élément RC, constitué par la première résistance partielle 13 ou 31 et le condensateur d'entrée 7 ou 32, sensiblement égale à celle de l'élément RC constitué par la seconde résistance partielle 11 ou 29 et le condensateur de filtrage 17 ou 266 il en résulte une inversion rapide de la charge du condensateur 32 ou 7, -et par suite une fréquence de commutation élevée de la bascule, sans apparition sur une entrée de porte 15, 22, 24, lors de l'application d9un signal L, de courants trop intenses, susceptibles de provoquer une attaque intempestive de la bascule. Un autre avantage réside dans la possibilité de choisir librement le nombre des entrées de porte de la bascule selon l'invention ou de l'augmenter par le branchement en amont de portes OU et ET passives. étude de montages peut ainsi s'effectuer sans tenir compte des conditions supplémentaires relatives à la bascule0 Les avantages de l'invention résident essentiellement dans la réalisation d'une bascule à entrée dynamique et protégée contre les perturbations de la tension de service, des sorties et des entrées de porte. La bascule selon l'invention permet en outre une étude facile de montages, car il ne faut tenir compte ni d'éléments de filtrage supplémentaires dans l'alimentation, ni de conditions additionnelles relatives à la bascule a RE VND I CATI ON S le Bascule à entrée dynamique, dans laquelle le collecteur de chaque transistor est relié à la base de lYautre transistor par une résistance de couplage et le montage en série doune résistance de commande et d'un condensateur entrée, dont le point de connexion est relié & une entrée, ladite bascule étant caractérisée en ce que chaque résistance de commande est constituée par au moins deux résistances partielles dont le point de connexion est relié à un condensateur de filtrage o 20 Bascule selon la revendication 19 caractérisée en ce que chaque résistance de commande est constituée par trois résistances partielles, le point de connexion de la seconde et de la troisième résistancespartiellesétant relié b au moins une entrée de porte. 30 Bascule selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que la constante de temps de l'élément RC, constitué par la première résistance partielle et le condensateur d'entrée, est sensiblement égale & celle de l'élément RC constitué par la seconde résistance partielle et le condensateur de filtrage0