Brevet FR2027868A1 — publié le 19701002

L'invention concerne eû.général Tin générateur électronique d'impulsions amélioré.et, plus précisément, une source améliorée d'impulsions d'entrée pour des indicateurs de temps écoulé appartenant au type dans lequel des impulsions électri-5 ques d'entrée excitent un solénolde pour activer un mécanisme indicateur du temps écoulé. L'invention a pour but principal de fournir un générateur électronique d'impulsions amélioré qui produise des impulsions avec un degré élevé de précision dans une gamme relativement 10 large de conditions ambiantes. A cet égard, l'invention a pour but particulier de fournir un tel générateur d'impulsions qui soit doté d'un degré élevé de précision sur toute l'étendue d'une gamme relativement large de températures. Un autre but de l'invention est de fournir un générateur 15 électronique d'impulsions amélioré du type précité qui produise des impulsions répétitives ayant une durée et une amplitude constantes et à une fréquence constante, avec un degré élevé de fiabilité. Un autre but encore de l'invention est de fournir.un tel 20 générateur électronique d'impulsions amélioré qui possède un pouvoir d'activation accru pour des charges de faible impédance. En outre, l'invention a pour but de fournir un tel générateur électronique d'impulsions amélioré qui élimine les perturbations électromagnétiques par rayonnement et par con-25 duction. Un autre but encore de l'invention est de fournir un tel générateur électronique d'impulsions amélioré qui assure une coupure aux hautes températures. L'invention a par ailleurs pour but de fournir un généra-30 teur électronique d'impulsions amélioré du type ci-dessus défini qui puisse être produit rationnellement à un faible prix de revient. D'autres buts et avantages de l'invention ressortiront de la description suivante et des dessins annexés. 35 La fig. 1 est le schéma d'un générateur électronique d'im pulsions concrétisant l'invention^ La fig. 2 est le schéma d'un générateur d'impulsions modifié concrétisant l'invention. Bien que l'invention soit susceptible de différentes modi-40 fications et variantes, certaines de ses formes particulières 70 00314 2 2027868 d'exécution ont été représentées à titre d'exemple dans les dessins qui seront décrits en détail dans le présent mémoire. Il est toutefois bien entendu que le mode de réalisation de l'invention qui va être décrit ci-après, en référence aux 5 dessins annexés, sera donné à titre purement indicatif et nullement limitatif et que de nombreuses modifications peuvent être apportées sans que l'on s'écarte pour cela du cadre de la présente invention. Pour en venir aux dessins, le circuit préféré qui est 10 illustré par la fig. 1 comprend un multivibrateur à marche autonome 10 pour activer le solénoïde S1 d'un indicateur de temps écoulé (non représenté) tel que celui qui est décrit dans le Brevet des Etats-Unis n° 3 229 225 au nom de Schimpf. Les lignes L1 et L2 d'entrée du multivibrateur 10 sont con-15 nectées aux bornes de sortie d'une source de courant continu; dans un modèle commercial typique du circuit qui va être décrit, la "borne négative de la source de courant, qui est connectée à la ligne L1, est à un potentiel de —28 Y au-dessous de l'autre borne, laquelle est connectée à la ligne L2. lors-20 que la source de courant est couplée aux lignes L1 et "L2, des impulsions de sortie sont engendrées dans la bobine de solénoïde 31 à intervalles réguliers et le solénoïde convertit ces impulsions en un mouvement mécanique qui fournit une indication mécanique du temps écoulé. Etant donné que le mécanisme 25 indicateur de temps produit des mouvements mécaniques unitaires à la fréquence des impulsions produites dans la bobine S1, la précision de l'indicateur dépend essentiellement de la précision des impulsions engendrées par le multivibrateur % 10. 30 Selon l'une des caractéristiques de l'invention, une paire de transistors est montée en circuit avec les moyens d'entrée et de sortie, l'entrée de commande du premier transistor étant connectée au deuxième transistor, et un condensateur, comportant un circuit de charge qui contient un troi-35 sième transistor, est connecté à l'entrée de commande du deuxième transistor pour rendre conducteurs le premier et le deuxième transistors lors de la charge du condensateur, de telle sorte qu'un signal de sortie soit produit au niveau des moyens-de.sortie. Ainsi, dans la forme d'exécution représentée 40 à titre d'exemple, deux transistors appariés Q1 et Q2 sont 70 00314 3 2027868 montés en circuit avec les lignes 11, 12 et avec le solénoïde S1» et un condensateur 01.,. comportant un circuit de charge qui contient un troisième transistor Q3, est connecté à la "base du transistor Q2. Lorsque la source de courant est couplée 5 aux lignes 11 et 12, des impulsions de sortie sont engendrées dans la bobine de solénoïde S1 en réponse à la charge et à la décharge du condensateur *01 Pour en venir à une autre caractéristique importante de l'invention, le condensateur C1 comporte également un circuit 10 de décharge qui contient un quatrième transistor Q4 dont l'entrée de commande est connectée au condensateur 01 de façon à rendre conducteur le transistor Q4 en réponse à la charge du condensateur 01 à un niveau prédéterminé, et à rendre-non conducteur le transistor Q4 en réponse à la décharge du con-15 densateur à un niveau prédéterminé. Pour rendre alternativement conducteurs et non conducteurs le premier et le deuxième transistors Q1 et Q2, de manière à produire des signaux de sortie successifs au niveau de la. bobine 31, le quatrième transistor Q4 est également connecté au troisième transistor Q3, de façon 20 à rendre ce dernier alternativement conducteur et non conducteur en réponse à la charge et à la décharge du condensateur 01• Pour mieux faire comprendre le fonctionnement détaillé du circuit donné à titre d'illustration dans la fig. 1, on supposera que le condensateur 01 est initialement déchargé et que 25 la base du transistor Q4 est au potentiel de la terre, de sorte que le transistor Q4 est bloqué. Dans cet état de fonctionnement, tua diviseur de tension, constitué par une paire de , résistances R1 .et B.4, applique une tension à la base du transistor Q3 de façon à rendre celui-ci conducteur, le courant 30 passe alors entre le collecteur du transistor Q3 et la base du transistor Q2, lequel fournit à son tour un courant de collecteur à la base du transistor Q1, ce qui a pour effet d'activer le transistor Q1. En conséquence, les deux transistors Q1 et Q2 sont à l'état conducteur, de sorte qu'une résis-35 tance R2 montée entre la base du transistor Q3 et les collecteurs des transistors Q1 et Q2 se trouve en fait en parallèle avec la résistance E1j de la sorte, la tension à la base du transistor Q3 est fixée à un niveau prédéterminé, par exemple à 16 7. 40 lorsque les transistors Q1 et Q2 sont conducteurs, le 70 00314 4 2027868 courant passe à travers la bobine de solénoïde S1, ce qui donne lieu à un signal de sortie. En même temps, le courant traversé un réseau rythmeur constitué par une résistance R5 et une diode D2 pour charger le condensateur 01, c'est-à-dire 5 que le côté du condensateur 01 qui est connecté à la base du transistor Q4 est amené au potentiel négatif de la borne connectée à la ligne L1. Lorsque le condensateur 01 atteint un niveau de charge prédéterminé, par exemple 16 Y, un courant de base commence à passer dans le transistor Q4. Le 10 transistor Q4 est ainsi rendu conducteur et le courant d'émetteur qui en résulte élève la tension à travers une résistance R3 montée entre la ligne L2 et les émetteurs communs des transistors Q3 et Q4, ce qui a pour effet de rendre le transistor Q3 non conducteur. Le blocage du transistor Q3 provo-15 que à son tour le blocage des transistors Q1 et Q2 et, en conséquence, le courant à travers la. bobine de solénoïde S1 tombe rapidement, ce qui met fin à une impulsion de sortie. Afin d'éviter un transitoire de Haute tension positive sur les collecteurs des transistors Q1 et Q2, en conséquence d'une 20 tension auto-induite dans la bobine S1 due à l'affaiblissement rapide du champ magnétique, une diode de blocage D1 est montée entre les bornes de la bobine SI*. Lorsque les transistors Q1, Q2 et Q3 sont non conducteurs, la résistance E2 est effectivement en parallèle avec la réais-25 tance E4 par suite de la faible résistance de la bobine de solénoïde S1 et la tension à la base du transistor Q3 est établie à un niveau inférieur, prédéterminé, par-exemple à 12 Y. Dans cet état de fonctionnement, le condensateur 01 commence à se décharger à travers un réseau rythmeur constitué par une 30 résistance. R6 et une diode D3» montées en parallèle avec la résistance B5 et la diode D2; jusqu'à ce que le condensateur C1 se soit déchargé à 12 V"environ. A ce moment, le transistor Q4 est de nouveau rendu non conducteur et le transistor Q3 est rendu conducteur pour activer une fois encore la paire de 35 transistors Q1, Q2. Gela a pour effet de produire un nouveau signal de sortie au niveau de la bobine de solénoïde S1, de déclencher la recharge du condensateur 01 et, par là, de mettre,fin. à un cycle d'opération,, II va de soi que ce cycle se répète automatiquement tant que la source de courant reste 40 couplée aux lignes L1 et L2. 70 00314 5 2027868 La fig. 2 illustre une" forme modifiée d'exécution de l'invention dans laquelle les éléments semblables à ceux qui ont été décrits ci-dessus à propos de la fig, 1 ont été désignés par les mêmes symboles de référence auxquels le suffixe 5 distinctif "a" a été adjoint. Selon une caractéristique particulière de la forme d'exécution modifiée de l'invention représentée dans la l'ig. 2, un thermistor est monté dans les circuits de charge et de décharge du condensateur 01a pour compenser automatiquement les variations thermiques dans le con-10 densateur C1a. Plus précisément, un thermistor T1 et une résistance E7» montés en parallèle l'un avec l'autre, remplacent la diode D3 du montage de la fig. 1. Lorsque le condensateur C1a se charge, le courant de charge traverse le réseau rythmeur constitué par la-diode D2a, les résistances R5a, E6a 15 et B7 et le thermistor T1; au cours de la décharge du condensateur 01a, la diode D2a s'oppose au passage de courant à travers la résistance B5a et le réseau rythmeur est donc formé par les résistances R6a et R7 et le thermistor 11. Tandis que les variations de température modifient les carac-20 téristiques du condensateur C1a, le thermistor T1 réagit automatiquement aux mêmes changements de température pour modifier la résistance du réseau rythmeur. On comprendra aisément que les valeurs des résistances R5a, &6a et xt*/ de ce montage sont choisies de façon à fournir les caractéristiques 25 voulues de durée des impulsions, de temps et de compensation thermique. Autre caractéristique de la forme d'exécution modifiée de l'invention illustrée par la fig. 2, une résistance est montée entre les moyens d'entrée du circuit et l'entrée de 30 commande du transistor Q2a pour assurer une meilleure coupure à haute température'. Plus précisément, une résistance R8 est montée entre la ligne L1 et la base du transistor Q2a de façon à shunter les deux transistors Q1a et Q2a lorsque ceux-ci sont rendus non conducteurs. Ainsi, la résistance R8 constitue, pour 35 les fuites de collecteur à partir du transistor Q3a, un trajet de shuntage de la paire de transistors Q1a et Q2a et, de cette manière, permet le blocage de la paire de transistors Q1a, Q2a pendant la partie "coupée" du cycle aux températures élevées. Par ailleurs, le fonctionnement du circuit représenté dans la 40 fig. 2 est le même que celui qui a été décrit ci-dessus à 70 00314 6 2027868 propos dtx circuit de la fig. 1; la diode 3)4 connectée à la ligne 11 a pour seul rôle d'éviter les dommages en cas de polarité incorrecte sur la ligne d'alimentation à 28 Y (cette diode n'a pas été prévue dans le circuit de la fig. 1 poux 5 réduire les pertes dues aux chutes de tension des jonctions du semiconducteur)• Il est bien entendu que de nombreuses valeurs différentes peuvent être utilisées pour les divers éléments du circuit dans les systèmes proposés à titre d'illustration; mais on 10 trouvera ci-après une liste des valeurs appliquées dans line forme d'exécution préférée du circuit de la fig. 1 poux délivrer des impulsions de sortie d'une durée de 25 à une fréquence de 1 impulsion/seconde, sur toute l'étendue d'une gamme typique de température comprise entre -20°C et +55°C» 15 avec une précision de + 5 E1 10 K E2 - 10 K E3 - 10 K R4 - 10 K 20 E5 - 1,5 K E6 - 100 E nom. D1 - 1H645 D2 - 1H645 D3 - 1U645 25 Q1 - 2H720À Q2 - 2I720A Q3 - 2F2907 Q4 - 2IT2907 01 - 15 /o£ 30 02 - 220 pf On trouve ci-après une listé des valeurs appliquées dans une forme préférée d'exécution du circuit de la fig. 2 pour produire des impulsions.de sortie d'uge durée de 25 as à raison de 10 impulsions /seconde, sur toute l'étendue d'une 35 gamme typique de température comprise entre -55°C et +125°C, avec une précision de + 5 fi» E1a 16 K E2a - 40 K R3â 50 K 40 R4a - 15 ÎC ' R5a - 100 K nom. E6a - 250 k nom. R7a - 30 K nom. E8a - 50 K 45 D1a - 1H645 D2a - 1S645 D4a - 1IT645 70 00314 7 2027868 11 a — 20 K Q1a — 257 2 OA Q2a — 2ÏÏ720A Q3a — 2E2907 Q4a — 2U2907 C1a — 1 /if - C2a - „ 220 pf les râleurs nominales (nom.) données dans les listes qui précèdent concernent des emplacements où une sélection est 10 faite pour obtenir des caractéristiques appropriées de durée des impulsions, de période et de compensation thermique. Comme il ressort de la description détaillée précédente, l'invention fournit une source améliorée d'impulsions d'entrée pour des indicateurs de temps écoulé appartenant au type qui 15 nécessite des impulsions électriques d'entrée pour exciter périodiquement un solénoïde afin d'activer un mécanisme indiquant le temps écoulé. Plus précisément, le générateur d'impulsions fourni par l'invention possède un degré élevé de précision sur toute l'étendue d'une gamme relativement large 20 de conditions ambiantes et la forme particulière d'exécution représentée dans la fig. 2 présente une précision particulière sur une large gamme de température, grâce à l'effet compensateur du thermistor T1. la paire de transistors Q1, Q2 assure un pouvoir d'aetivation amélioré pour une charge de faible 25 impédance, tandis que le montage dans son ensemble fournit des impulsions répétitives de largeur et d'amplitude constantes, à un rythme constant, avec un degré élevé de fiabilité. Cette fiabilité est favorisée par le condensateur C2 qui supprime les perturbations électromagnétiques par rayonnement et par 30 conduction et par la résistance E8 du circuit de la fig^ 2, qui assure une coupure fiable à haute température en établissant, pour les fuites de collecteur à partir du transistor Q3a, un trajet de shuntage de la paire de transistors Qla, Q2a. Par ailleurs, le montage amélioré proposé selon l'invention 35 peut être produit rationnellement à un faible prix de revient. Comme il va de soi, et comme il résulte d'ailleurs déjà de ce qui précède, l'invention ne se limite nullement à ceux de ses modes d'application et de réalisation qui ont été plus spécialement envisagés ; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes. 70 00314 8 2027868 1Générateur électronique d'impulsions amélioré pour fournir des impulsions électriques d'entrée à un indicateur de temps . écoulé, caractérisé par le fait qu'il comprend en combinaison: des moyens d'entrée pour connecter ce générateur à une source 5 de tension d'alimentation; des moyens de sortie pour connecter ce générateur à la bobine d'entrée d'un mécanisme indiquant le temps écoulé; une paire de transistors montés en circuit avec ces moyens d'entrée.et de sortie, l'entrée de commande du premier de ces transistors étant connectée au deuxième tran-10 sistor; un condensateur oomportant un circuit de charge qui contient un troisième transistor, connecté à l'entrée de commande du deuxième transistor pour rendre conducteurs le premier et le deuxième transistors pendant la charge du condensateur, ce qui donne lieu à un signal de sortie au niveau des moyens 15 de sortie, ce condensateur comportant également un circuit de décharge qui contient un quatrième transistor dont l'entrée de commande est connectée au condensateur de telle sorte que ce quatrième transistor soit rendu conducteur en réponse à la charge du condensateur à un niveau prédéterminé et soit 20 rendu non conducteur en réponse à la décharge du condensateur à un niveau prédéterminé, ce quatrième transistor étant connecté fonctionnellement au troisième transistor pour rendre celui-ci alternativement conducteur et non conducteur en réponse à la charge et à la décharge du condensateur, de telle 25 sorte que le premier et le deuxième transistors soient également rendxis alternativement conducteurs et non conducteurs pour produire des impulsions de sortie successives au niveau des moyens de sortie; 2.- Générateur électronique d'impulsions amélioré selon la 30 revendication 1, caractérisé par le fait qu'il contient un second condensateur monté entre les moyens de sortie et l'entrée de commande du deuxième transistor, de façon à accroître les temps de montée et de descente du signal de sortie et à supprimer les perturbations électromagnétiques; 35 3.- Générateur électronique d'impulsions amélioré selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'une bobine de solénoïde est connectée aux moyens de sortie et qu'une diode est connectée aux bornes des moyens de sortie; 4-*- Générateur électronique d'impulsions amélioré selon la 70 00314 9 2027868 revendication 1, caractérisé -par le fait qu'il comprend un thermistor monté dans les circuits de charge et dé décharge du condensateur pour compenser automatiquement' les variations thermiques dans ce dernier; 5 5.- Générateur d'impulsions amélioré selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'iL comprend une résistance montée entre les moyens d'entrée et l'entrée de commande du deuxième transistor pour shunter le premier et le deuxième transistors lorsque ceuaE-ei sont rendus non conducteurs; 10 6.- Générateur électronique d'impulsions amélioré pour fournir des impulsions d'entrée répétitives à un indicateur de temps écoulé, caractérisé par le fait qu'il comprend en combinaison: des moyens d'entrée pour connecter le générateur à une source de courant; tua condensateur connecté fonctionnellement aux 15 moyens d'entrée par l'intermédiaire d'un réseau rythmeur; des moyens de sortie pour connecter le générateur à la bobine de solénoïde d'un mécanisme indicateur de temps écoulé; un circuit de commande connecté fonctionnellement aux moyens d'entrée, au condensateur et aux moyens de sortie pour pro-20 duire un signal de sortie au. niveau de ces moyens de sortie tout en chargeant le condensateur, ce circuit de commande comprenant des moyens électroniques de commutation destinés à mettre fin automatiquement au signal de sortie et à la charge du condensateur en réponse à une charge prédéterminée 25 de ce dernier, ces moyens électroniques de commutation fournissant également un trajet de décharge pour le condensateur en réponse à ladite charge prédéterminée, et des moyens pour rétablir automatiquement le signal de sortie et la charge du condensateur en réponse à la décharge de celui-ci à un niveau 30 prédéterminé; 7.- Générateur électronique d'impulsions amélioré pour fournir des impulsions électriques d'entrée à un indicateur de temps écoulé, caractérisé par le fait qu'il comprend en combinaison-: des moyens d'entrée pour connecter le générateur à une source 35' de tension d'alimentation; des moyens de sortie pour connecter le générateur à la bobine d'entrée d'un mécanisme indiquant le temps écoulé; un condensateur connecté fonctionnellement aux moyens d'entrée et de sortie; un circuit de charge pour le condensateur, comprenant des premiers moyens électroniques de 40 commutation munis d'une entrée de commande pour les rendre .70 00314 10 2027868 conducteurs pendant la charge du condensateur, les moyens de sortie étant connectés fonctionnellement au circuit de charge pour recevoir une impulsion de sortie lors de la charge du condensateur, le eircuit de charge comprenant également des 5 deuxièmes moyens électroniques de commutation munis d'une entrée de commande pour les rendre conducteurs en réponse à la conduction des premiers moyens commutateurs; un circuit de décharge pour le premier condensateur, comprenant des troisièmes moyens électroniques de commutation munis d'une entrée 10 de commande pour les rendre conducteurs lorsque la charge du condensateur atteint un niveau prédéterminé, ces troisièmes moyens commutateurs étant connectés fonctionnellement aux premiers moyens commutateurs pour rendre ceux-ci non conducteurs en réponse à la conduction des troisièmes moyens commu— 15 tateurs, de telle sorte que les deuxièmes moyens commutateurs soient eux aussi rendus non conducteurs pour mettre fin à l'impulsion de sortie au niveau des moyens de sortie; 8.- Générateur d'impulsions amélioré selon la revendication 7, caractérisé par le fait qu'il comprend un second condensa-20 teur monté entre les deuxièmes moyens commutateurs et l'entrée de commande des premiers moyens commutateurs pour accroître les temps de montée et de descente de l'impulsion de sortie et pour supprimer les perturbations électromagnétiques par rayonnement et par conduction; 25 9**- Générateur d'impulsions amélioré selon la «revendication 7, caractérisé par le fait qu'une bobine de solénoïde est connectée aux moyens de sortie et une diode est montée entre les bornes des moyens de sortie; 10.- Générateur d'impulsions amélioré selon la revendication 30 7, caractérisé par le fait qu'il comprend un thermistor monté dans les circuits de charge et de décharge du condensateur pour compenser automatiquement les variations thermiques dans ce condensateur; 11.- Générateur d'impulsions amélioré selon la revendication 35 7, caractérisé par le fait qu'il comprend une résistance montée entre l'entrée de commande des premiers moyens commutateurs et les moyens d'entrée pour shunter les premiers et deuxièmes moyens commutateurs lorsque ceux-ci sont rendus non conducteurs; 40 12.- Générateur électronique d'impulsions amélioré pour fournir 70 00314 n 2027868 des impulsions d'entrée répétitives à un indicateur de temps écoulé, ce générateur d'impulsions comprenant en combinaison : des moyens d'entrée pour connecter le générateûr à une source de courant; un condensateur connecté fonctionnellement aux 5 moyens d'entrée par l'intermédiaire d'un réseau rythmeur; des moyens de sortie pour connecter le générateur à la bobine de solénoïde d'un mécanisme indiquant le temps écoulé; un circuit de charge pour le condensateur* comprenant un premier et un. deuxième transistors, connectés fonctionnellement entre les 10 moyens d'entrée et le condensateur et des troisième: et quatrième transistors pour rendre conducteurs les premier et' deuxième transistors en réponse à une charge du condensateur inférieure à un premier niveau prédéterminé, les premier et deuxième transistors étant également connectés fonctionnellement aux 15 moyens de sortie.