Brevet FR2032467A1 — publié le 19701127

L'objet de la présente invention est un circuit capable d*engendrer des impulsions électriques rectangulaires ayant une amplitude et une durée définies, destinée,en particulier à être utilisé dans la technique du traitement électronique des données. 5 Ces impulsions rectangulaires, connues également sous le nom d1"impulsions d'échantillonnage", doivent être engendrées en réponse à des impulsions pilotes, ayant généralement une longueur variable* (M cônnait un certain nombre de circuits quiassurent cette fonction en utilisant un circuit résistance-capacité, dont le temps 10 de charge ou-de décharge dépend des valeurs de ces paramètres et détermine ainsi la longueur des impulsions d'échantillonnage ainsi engendrées. Ces circuits sont en général peu stables, par suite du "càï'kctère variable de ces paramètres au cours du temps et de leur 15 sensibilité aux variations de la tension d'alimentation, de la température , etc... D'autres générateurs d'impulsions d'échantillonnage utilisent, en tant que dispositifs de rythme, des lignes à retard électromagnétiques. Ces circuits sont assez compliqués et ils exi-20 gent habituellement que l'impulsion pilote soit plus longue que 1'impulsion engendrée. Le générateur d'impulsions d'échantillonnage conforme à l'invention supprime de tels inconvénients en utilisant une ligne à retard électromagnétique, court-circuitée à l'une de ses extré-25 mités, et en appliquant à l'entrée de la ligne un signal engendré par la commutation d'ion transistor de rythme, en coïncidence avec le début de l'impulsion, la fin de l'impulsion étant déterminée par le retour du signal à l'extrémité d'entrée de la ligne réflexion à l'extrémité court-circuitée. 30 L'état de l'entrée du générateur est en outre conditionné par l'état de la sortie, de façon à rendre la durée de l'impulsion engendrée indépendante de la longueur de l'impulsion pilote. On obtient ainsi un circuit générateur d'impulsions d'échantillonnage particulièrement précis, d'une grande sécurité de 35 fonctionnement et de construction très simple. Ces avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront clairement, ainsi que d'autres avantages et caractéristiques dans la description détaillée d'un mode d'exécution préféré, exposé comme un exemple non limitatif, en se référant aux dessins annexés 70 07082 2 2032467 qui montrent : Figvf ; un schéma de montage montrant le principe de l'invention ; Pig.2 £ un schéma de montage d'une forme simplifiée du générateur; Fig.3 : Le diagramme des niveaux de tension en différents points du 5 ©ircuit ; Fig.4 : le schéma de montage d'une forme perfectionnée du générateur Fig.5 : un circuit générateur d'impulsions d'échantillonnage en cas d'alimentation en tension négative et de fonctionnement avec signaux positifs. 10 Fig.6 : Un générateur d'impulsions d'échantillonnage, en cas d'alimentation, en tension positive et de fonctionnement avec signaux positifs. La ligne à retard utilisée dans le générateur d'impulsions d'échantillonnage peut être du type à constantes localisées, 15 ou réparties, et peut représenter tin temps de propagation choisi entre de très larges limites. Compte tenu des exigences techniques il est habituel-- lement préférable d'utiliser des lignes à retarda constantes réparties, et l'emploi de lignes à retard conformes à la technique mo-20 derne des circuits imprimés, telles que, par exemple, les lignes à retard décrites dans le brevet italien n°814.806t déposé le 24 Octobre 1967 et appartenant à la demanderesse, apparaît particulièrement opportun. La figure 1 représente schématiquement le principe géné-25 ral de 1'invention.Le générateur comprend un circuit d'entrée (10) ayant au moins deux bornes d'entrée 1^ et Ig» un circuit de rythme indiqué dans son ensemble sous la référence 11, un circuit de sortie 12.La borne de sortie U est connectée à la borne d'entrée du circuit d'entrée 10. 30 Le circuit de rythme comprend essentiellement un transis tor Tgt. par exemple du type NPN, alimenté par une tension positive +VÀ à. travers une résistance , et dont l'émetteur est connecté en série à une ligne à retard DL ayant son extrémité opposée court-aireuiitêe et mise à la terreémetteur est en outre connecté à l'en 35 -tré& 3 du circuit de" sortie 12. Quand le transistor T2 passe de la condition "ouvert" à la condition "fermé" en réponse à un signal pilote appliqué sur lfte®1;rée 1^, le circuit de sortie se fertile, engendrant ainsi le début de l'impulsion d'échantillonnage et appliquant au même moment une variation de tension à l'entrée de la ligne à retard. 70 07082 3 2032467 Cette variation de tension se propage le long de la ligne, est réfléchie à l'extrémité court-circuitée et revient avec une polarité inversée.Quand elle atteint l'entrée elle provoque l'ouverture du circuit de sortie et la fin de l'impulsion d'échantillon-5 nage.Pendant toute la durée de 1' impulsion l'entrée I2, connectée à la sortie bloque le circuit 10 en l'empêchant de répondre à d'éventuelles variations de niveau du signal appliqué à l'entréé 1^. La longueur de l'impulsion d'échantillonnage est ainsi indépendante de celle du signal pilote; elle dépend seulement du témps de propa-10 gation sur la ligne à retard. Les circuits d'entrée et de sortie 10 et 12 peuvent être différemment agencés, selon les conditions. lia figure 2 montre une forme simplifiée d'un mode d'exécution préféré du circuit d'entrée 10, en supposant que le circuit 15 est alimenté par une source de tension positive +VA, que les transistors sont du type NPN et qu'on utilise des signaux négatifs. On considère une tension positive +V comme le niveau ZERO logique et une tension nulle comme le niveau UN logique.Un signal est ainsi présent quand la sortie est à 0 volt. 20 Le circuit de rythme 11 comprend le transistor T^, la résistance R-^ et la ligne à retard DL, connectés comme indiqué.Le circuit de s ortie 12 est un amplificateur-inverseur comprenant le transistor alimenté par la source de tension positive +V, à travers la résistance R^, et ayant sa base connectée à l'émetteur de T2 25 à travers la résistance R^ La sortie U, connectée au collecteur de est également connectée à l'entrée I2 du circuit d'entrée. Le circuit d'entrée, indiqué dans son ensemble en 10, comprend un transistor du type NPN, alimenté par la sortie de tension positive VA à travers la résistance R2 et coopérant avec la 30 résistance R^ et les diodes , D2 D^ pour constituer un circuit du type HOR, ayant deux entrées 1^ et I2» Au repos aucun signal pilote n'est appliqué à l'entrée 1^, qui est en conséquence à une tension positive.L'entrée est aussi à une tension positive, aucun signal notant présent à la sor-35 tie U. Dans ces conditions un courant circule à travers la résistance R.|, la diode D^, la base et l'émetteur de .Le point 1 est à une tension positive, due à la so^me des chutes de tension à travers D^ et la jonction base-émetteur de T1.T0utefois cette tension 40 est sensiblement plus bassé que la tension +V des entrées 1^ et I2 70 07082 4 2032467 quand aucun signal n'est appliqué : les deux diodes D.j et I>2 sont donc polarisées dans le sens inverse et ne sont pas conductrices. Le transistor est conducteur, par suite le point 2 est à.une tension zéro et le transistor est ouvert.Le point 3 est à OV ^ et le transistor est également ouvert.En conséquence la sortie U est à une tension positive, due à l'absence de signal et cette tension positive est ramenée à l'entre I2, comme déjà dit.C0mme le point 3 est à OV et T2 est ouvert, aucun courant ne s'écoule dans la ligne. . Si un signal pilote est appliqué à l'entrée 1^t c'est-à-10 dire si cette entrée s'abaisse à OV la diode est polarisée dans le sens direct et un courant la traverse. Le point 1 s'abaisse à une tension voisine de OV, différant de la tension zéro seulement par la chute de tension à travers la diode ,qui est approximativement de 0,7V pour les diodes aux 15 silicium.Comme la chute de tension à travers la diode B_, est essen- 3 tiellement la même que celle à travers t la base du transistor s'abaisse à OV et s'ouvre.Le point 2 devient positif et T2 condueteur, engendrant ainsi une impulsion de tension appliquée à travers l'impédance caractéristique de la ligne à retard.En consé-20 quence le point 3 s'élève à une tension positive dépendant de la valeur de la résistance de et de la valeur de la résistance de l'impédance caractéristique de la ligne.Cette valeur positive peut être, par exemple, 2V.Cette variation de tension a pour effet qu'un front de tension positive est appliqué à l'entrée de la ligne de 25 retard et, de plus qu'étant appliqué à travers R^ à la base de celui-ci se ferme.En conséquence la sortie passe à OV, engendrant ainsi le début de l'impulsion «ïéchantillonnage.Au même moment également l'entrée I2 passe à OV parce que la diode D2 est directement polarisée et devient conductrice. 30 Ceci se produit, en ce qui concerne le temps de début t'0 après un très court retard (t* - t ) dépendant des durées de commutation des transistors en cascade, comme le montre la figure 3, où sont représentés les niveaux de tension en différents points du circuit. 35 Le front de tension appliqué à l'entrée de la ligne se propage le long de cette dernière et, après un temps T ( temps de propagation sur la ligne); atteint l'extrémité court-circuitée et se réfléchit,'revenant vers l'entrée.Etant donné que le coefficient de réflexion d'un signal de tension, à une extrémité court-circuitée 40 est égal à -1 l'impulsion réfléchie est inversée et, en conséquence, 70 07082 5 2032467 un front de tension de OV se propage vers l'entrée de la ligne. Quand ce front atteint l'entrée, c'est-à-dire le point 3, il l'amène à OV. îj s'ouvre alors, la sortie U reprend la valeur de ten-5 sion positive et l'impulsion d'échantillonnage s'achève.La durée est donc exactement de 2T.Pendant l'impulsion d'échantillonnage l'entrée I2 est à la tension 0, D2 est polarisée dans le sens direct, le point 1 est à une tension voisine de OV et le transistor demeure ouvert, indépendamment de l'état de l'entrée 1^. 10 Ainsi, même si le signal pilote s'achève avant la fin de l'impulsion d'échantillonnage,la longueur de cette dernière n'est pas affectée. A la fin de l'impulsion d'échantillonnage, I2 reprend la valeur de tension positive , et l'état de dépend à nouveau 15 de l'état de l'entrée 1^.Si le signal pilote est déjà terminé et, en conséquence,I.j est revenu à un niveau positif, comme indiqué en traits interrompus sur le diagramme 1^ de la fig.3, le point 1 reprend le -niveau positif à la fin de l'impulsion d'échantillonnage: T.j se ferme, T2 s'ouvre.Ceci se produit après un court retard 20 (t'^- t 1) par report à l'instant t^, auquel l'impulsion de retour atteint l'entrée de la ligne. Dans le cas contraire, si l'impulsion pilote n'est pas teiminée demeure ouvert et T2 fermé jusqu'à l'achèvement de l'impulsion. 25 Dans tous les cas, le front de retour qui atteint l'en trée de la ligne trouve le transistor T2 fermé, quoique, dans certains cas, seulement pour un bref intervalle de temps (t'^-t^).En conséquence l'impédance du circuit extérieur, vu à partir de l'entrée de la ligne, est donnée par la valeur de résistance de la résis-30 tance R~ enparallèle avec la valeur de résistance résultant de la d. 9 valeur de résistance de R^, en série avec la valeur de résistance base-émetteur du transistor T^.Au début cette dernière valeur de résistance est asse'-s élevée et croît rapidement, parce que le trani— sistor continue à aller vers l'état "ouvert".La ligne à retard 35 peut être considérée comme étant pratiquement terminée à l'entrée, par la valeur de résistance R^. Comme la valeur R^ peut être choisie suffisamment proche de la valeur caractéristique de la résistance de la ligne, le front négatif n'est pas réfléchi à l'entrée de la ligne et un courant 40 continue de s'écouler à travers la ligne, dont l'entrée est à OV* T BAD ORIGrNm. 70 07082 6 2032467 Quand le signal pilote, supposé plus long que l'impulsion d'échantillonnage, s'achève à l'instant T^ le point 1 reprend la valeur de tension positive, T^ se ferme, le point 2 s'abaisse à et ^2 commence à s'ouvrir.Son ouverture interromprait le cou-5 rant s'écoulant à travers la ligne à retard, ce qui signifierait une variation de tension négative à l'entrée de la ligne, et en conséquence, la propagation d'ion front négatif le long de cette dernière.Ce front, réfléchi à l'extrémité côurt-circuitée, réapparaîtrait après un temps égal à 2T comme une tension positive à 10 l'entrée.Comme cette tension trouverait la ligne ouverte à son entrée, elle serait doublée par la réflexion et amènerait le point 3 à une valeur positive qui pourrait faire se fermer le -transistor T^, engendrant ainsi un signal défectueux. Toutefois le fait même que le point 3 tende vers la 15 tension négative empêche le transistor T2 de s'ouvrir tout de suite; si la base est à OV, dès que l'émetteur atteint une tension négative plus basse que 0,8 à 1V le transistor est de nouveau conducteur .Le front de tension négative qui se propage le long de la ligne ne peut pas être supérieur, en valeur absolue, à 0,8 - 1V 20 et, quand il revient comme impulsion positive, il est généralement affaibli à un point tel, qu'il est incapable d'affecter l'état du • transistor T^0 Toutefois il peut être opportun de prévoir un agencement destiné à empêcher de façon sûre la possibilité d'inconvé-25 nients du genre indiqué ci-dessus. Le schéma de montage de la fig.4 montre un circuit semblable à celui déjà décrit, mais modifié à cet effet. La diode D^, connectée entre le collecteur de et la base de T2, accroît le temps que met T2 pour passer de l'état 30 fermé à l'état ouvert en ralentissant l'élimination de la charge emmagasinée dans la base.En conséquence T2 s'ouvre graduellement et 1'interruption brutale du courant s'écoulant dans la ligne -qui engendrerait un front raide négatif - e3t empêchée.L'inductance L, connectée entre l'émetteur de T2 et l'entrée de la ligne, a le même 35 objet» à savoir la réduction de la raideur et de l'amplitude de l'impulsion de tension appliquée à l'entrée de la ligne, limitant ainsi l'impulsion réfléchie au point 3 à une valeur notablement plus basse que le seuil de conduction du transiètor T^.La valeur de l'inductance L peut être convenablement choisie pour que l'atténuation 40 qu'elle provoque à l'égard de l'impulsion négative de retour,qui BAD ORlGIim, 70 07082 7 2032467 détermine la fin de l'impulsion d'échantillonnage, soit pratiquement négligeable compte tenu de la valeur de la dite impulsion. L'adjonction de la seconde diode sur le circuit de la base de accroît grandement la protection du circuit contre les 5 perturbations extérieures possibles, qui pourraient faire se fermer le transistor pendant l'impulsion d'échantillonnage, et- la résistance Rg, connectée entre la base et l'émetteur de , détermine avec plus de précision- le niveau de tension de la base pendant la phase de conduction. 10 Si des impulsions d'échantillonnage de polarité positive sont nécessaires, dans les modes de fonctionnement avec les signaux » positifs, on peut utiliser le circuit représenté à la fig.5.11 correspond à celui de la fig.2, mais utilise des transistors de type PNP et une source de tension négative -VA. Le niveau ZERO, 15 c'est-à-dire l'état d'absence de signaux, correspond à la tension négative -V, et le niveau UU, c'est-à-dire l'état de présence d'un signal, est la tension zéro. La connexion des diodes et le signe des signaux de tension sont inversés par rapport à ceux de la fig.2. Avec ces modifications 20 la description du fonctionnement est la même que celle déjà faite. La fig.6 représente le schéma de montage d'un générateur d'impulsions d'échantillonnage dans le cas de fonctionnement avec source de tension positive +VA et transistors de type PNP.Le fonctionnement a lieu avec des signaux positifs, mais le niveau ZERO est 25 la tension zéro et le niveau UÏT est une tension positive +V. Le transistor de rythme Tgi es"t» dans ce cas, directement commandé par un circuit OU comprenant la diode D2^ et la diode D22« rePos la base du transistor est à 0 V, le transistor est ouvert. Un signal pilote positif appliqué à l'entrée commande la fer-30 meture du transistor. Le circuit de sorti est constitué par deux inverseurs en cascade utilisant les transistors T22 et T2^ et les résistances associées ^25'^26 ^27 ^28* Le diagramme des impulsions de tension sur la ligne à retard est le même que celui de l'arrangement de la fig.2. 35 Les diagrammes et la description ci-dessus ont trait à des composants semi-conducteurs, indiqués comme diodes et transistors eu égard à leurs fonctions. Il est évident que l'invention n'est pas limitée aux réalisations utilisant des éléments discrets, mais qu'elle s'étend aussi aux circuits utilisant des imités inté-40 grées selon la technique connue, les différents éléments électro- BAC original; 70 07082 2032467 niques assurant leurs fonctions caractéristiques étant obtenus grâce â êtes modifications appropriées d'un film-support semi-conducteur unique» bâd original 70 07082 9 2032467 REVENDICATIONS : 1) Circuit générateur d'impulsions de longueur définie et constante, comprenant un circuit d'entrée avec au moins deux bornes d'entrée pour l'application d'impulsions pilotes, un circuit de rythme et un circuit de sortie, le perfectionnement consis- 5 tant en ce que le circuit de rythme comprend un transistor, dont le collecteur est alimenté par une source de tension appropriée à •fera-vers une résistance, la base est connectée au circuit d'entrée et l'émetteur est connecté à l'entrée d'une ligne à retard électromagnétique qui est court-circuitée à l'extrémité opposée, l'émetteur 10 étant également connecté à l'entrée du circuit de sortie. 2) Circuit générateur d'impulsions selon revendication 1, caractérisé en ce que la valeur de résistance de la résistance connectée au collecteur du transistor est voisine de la valeur de l'impédance caractéristique de la ligne à retard. 15 3) Circuit générateur d'impulsions selon revendication 1, dont un élément inductif est connecté entre lfémetteur du dit transistor et l'entrée de la ligne à retard. 4) Circuit générateur d'impulsions selon revendication 1, dont le circuit de sortie peut être commuté de l'un à l'autre des 20 deux états prédéterminés, en réponse à un signal de commutation ayant un niveau supérieur à une.valeur de seuil prédéterminé, le dit signal de commutation dépendant des valeurs de tension atteintes par l'émetteur du dit transistor relativement à l'application, à la propagation et à la réflexion, des signaux électriques le long de la 25 ligne à retard, la commutation du signal de sortie engendrant à la borne de sortie un signal de sortie approprié, de durée prédéterminée, dépendant de la durée "de propagation sur la ligne à retard. 5) Circuit générateur d'impulsions selon revendication 4» caractérisé en ce que le signal de sortie est appliqué à l'une des 30 bornes d'entrée du circuit d'entrée. 6) Circuit générateur d'impulsions selon revendication 4, caractérisé en ce que la valeur de résistance de la résistance, connectée au collecteur du transistor est voisine de la valeur de l'impédance caractéristique de la ligne à retard. ■jcj 7) Circuit générateur d'impulsions selon revaidication 4, dont un élément inductif est connecté entre l'émetteur du transistor et l'entrée de la ligne à retard. 70 07082 10 2032467 8) Circuit générateur d'impulsions selon revendication 5, caractérisé en ce que la valeur de résistance de la résistance connectée au collecteur du transistor est voisine de la valeur de l'impédance caractéristique de la ligne à retard. 5 9) Circuit générateur d'impulsions selon revendication 5, dont un élément inductif est connecté entre l'émetteur du transistor et 1"entrée de la ligne à retard. 10) Circuit générateur d'impulsions selon revendication 6 dont un élément inductif est connecté entre 1'émetteur du transis-^ tor et l'entrée de la ligne à retard. bad original