Brevet FR2044665A1 — publié le 19710226

La présente invention a pour objet @r apparail produisant automatiquement un signal électrique quand 7a période de repétition d'une suite d!impulsions incidentes est égale à une @aleur prédéterminée, il utilise le dispositif à retard objet de la deman.de de brevet français n déposée ce jour sous ce titre Il est souvent né@essaire de mesure@ la fréquente de répétition des impulsions d'une suite afin de déclencher une opération donnée quand la fréquence de répétition des impulsions atteint une valeur déterminée On a déjà utilisé la mesure du niveau moyen de ces impulsions, celuici étant fonction de la frequence de répétition I1 suffit alors de produire le déclenchement quand la valeur du. niveau moyen correspond à la fréquence de répétition désirée Malheureusement ce procédé relativement simple,n'a pas une bonne précision. La présente invention a pour but de realiser un appareil qui fonctionne avec exactitude Cet appareil de dé@lenchement quand la période de répétition d'une suite d impulsions devient égale à une valeur determinee est caractérisé en ce qu'il est constitué d un circuit à coîncidence du type circuit ET dont les deux entrées sont réunies à la sour@e des impulsions ou éventuellement à leur dispositif de mise en forme, l'une directement et: l:autre par l'intermédiaire d!un dispositif à retard égal à ladite valeur déterminée. Cet appareil est en outre caractérisé en e que le dispositif à retard qui omprend est du type numé@ique. l'apparel de dé@lenchement est remarquable en ce que le dispositif à retard comprend, après un éventuel organe de mise en forme des impulsions incidentes, deux voies une première voie. dite de retard "gros" constituée par un organe de durée réglable D et un basculeur monostable produisant des créneaux de durée fixe b. petite par rapport- à la durée D, une deuxième voie dite de retard fin@ @omprenant un générateur d'impulsions péridoiques de période de répétition p petite par rapport à b, un ou plusieurs diviseurs de fréquence et un circuit de syn@hronisation relevant les impulsions incidentes et dé@len@hant ledit générateur d impul@@on@ périodiques et/ou ledit diviseur de fréquence. ains@ qu'un deuxième @@@@uit à @o@ncidence dont les entrées sont réunies dUx sort@e@ ds deux @@@es. Ce dispositif à retard est don@ du type d@@rit dans la demande de brevet n déposée @e @our pour D@spositif à reta@d @ On sait que 1 on appelle temps mort .d un dispositif à retard, le temps écoulé entr 1 instant d o@ o ûrenct d llne @mpulsion retardée d!ordre n et l'instant à partir duquel une impulsion incidente d'ordre n + 1 peut être prise en compte Pour éviter les @n@onven@ents dus aux temps mort des diviseurs de fréquence, ledit circuit de synchronrsation peut comprendre un deuxième bas cul eut monostable recevant les impulsions incidentes de temps d'instabilité égal au temps mort du premier ou des premiers diviseurs de fréquence et une deuxième porte recevant les impulsioeis périodiques. apte à bloquer leur passage sur la deuxième voie, réunie à ce deuxième basculeur monostable.En outre, cette deuxième voie peut comprendre également, située entre le dernier et l'avant dernier diviseur de fréquence, une troisième porte normalement conductrice que rend non conductrice un troisième basculeur monostable, recevant les impulsions incidentes transmises par le dispositif de mise en forme, le temps d'instabilité du troisième basculeur étant au moins égal au temps mort du dernier diviseur de fréquence disposé en aval de ladite porte -Une application intéressante de @et appareil est son utilisation pour le dé@lenchement d'un phénomène rapide et d'uneopération suivant la position d'un organe tournant En. particulier on peut déclencher l'enregis- trement ultra-rapide dudit phénomène très rapidement évolutif au moyen d'une camera à fente comportant un miroir tournant, quand la vitesse de celuinci a une valeur donnée Il est en effet indispensable de déclencher simultanément l'appari- tion du phénomène ainsi que la prise- de sue pour une valeur prédéterminée de la vitesse de rotation si l'on veut supprimer le risque de ne pas enregistrer le phénomène étudie et s@ 1 on désire simpllfler le dépouillement des clichés obtenus Les équipements de @e@type réalis@s jusqu'i@i ne permettent pas d'atteindre une pre-ision satisfaisante. La présente invention pallie @e défaut. Un ensemble de déclenchement d'une @am@ra observant un phénomène rapide par l'intermédiaire d'un miroir tournant faisant application de l'appareil déjà dé@rit. est @aractérisé en ce qu'ul comporte un dispositif détecteur qui emet une impulsion quand le mir-olr est- dans une position déterminée, que ce dispositif est réuni à un appareil de déclenchement suivant l'inven- tion et que le dernier 'est réllnl à l'organe de dé@lenchement du phénomène à observer par l'intermedia@re d@un @rgane @@@ant un @eta@d de durée déterminée en fonction de la période 7 désirée de rotation du miroir et du retard 0 du phénomène observé par rapport à l@impulsion emise par le dispositif d'entra entraînement. Si le détecteur de position émet une impulsion lorsque le miroir est dans la position correspondant au début de lwenregistrement, ledit retard sera de T - g, ou, si le miroir tournant est à double face, de 2 L'invention concerne également diverses dispositions secondaires mentionnées par la suite et relatives au mode de réalisation décrit. Pour mieux faire comprendre les caractéristiques techniques de la présente invention, on va en décrire un exemple de réalisation étant entendu que celui-ci nta aucun caractère limitatif quant aux modes de mise en oeuvre et aux applications qu'on peut en faire. La Fig. 1 est un diagramme-bloc d'un appareil de déclenchement conforme à l'invention. La Fig. 2 est un diagramme-bloc d'un dispositif à retard simple, utilisable dans l'appareil de la Fig. 1 et faisant l'objet du brevet français nO déposé ce jour pour "Dispositif à retard". La Fig. 3 représente les tensions apparaissant en divers points du circuit de la Fig. 2 et les états d'équilibre de certains organes, elle facilite la compréhension du fonctionnement du dispositif de -la Fig. 2. La Fig. 4 est un schéma détaillé de l'appareil de la Fig. 1 comportant certains perfectionnements. La Fig. 5 représente les tensions apparaissant en divers points du circuit de la Fig. 4 et les états d'équilibre de certains organes, elle facilite également la compréhension du fonctionnement de 1' appareil de la Fig. 4. La Fig. 6 représente un ensemble de déclenchement d'une caméra observant un phénomène rapide par l'intermédiaire d'un double miroir tournant faisant application de l'appareil de la Fig. 4. L'appareil de déclenchement de la Fig. i est actif quand la période de répétition d'une suite d'impulsions incidentes devient égale à une valeur déterminée, il est constitué d'un circuit à colncidence du type circuit ET 36 dont les deux entrées sont réunies à la source non représentée 39 des impulsions incidentes ou éventuellement à leur dispositif de mise en forme qui peut être une bascule saturée 44 l'une directement (voie A) et l'autre (voie B) par l'intermédiaire d'un dispositif à retard 37 égal à ladite valeur déterminée. L'ensemble voie A - voie B - 36 est désigné par la référence 38. Les blocs diagrammes des Fig. 1, 2, 4, et 6 comprennent des éléments identiques, ils sont désignés par les mêmes repères numériques. Suivant l'invention le dispositif à retard est de type numérique. Le dispositif à retard 2 de la Fig. 2, qui peut constituer l'organe 37 de la Fig. 1, comprend un organe de mise en forme 4, la sortie de celuici est réunie aux deux entrées d'un circuit à coîncidence 6 du type circuit ET par l'intermédiaire de deux voies parallèles 8 et 10. La première voie est constituée d'un organe séparateur 11, d'un organe à retard réglable 12 et d'un basculeur monostable 14. A noter que l'organe 12 est un basculeur monostable à temps d'instabilité réglable tandis que l'organe 14 est un basculeur monostable à temps d'instabilité fixe. La deuxième voie 10 comporte également un séparateur 16, un circuit de synchronisation 18 à la première entrée duquel on applique les impulsions transmises par le séparateur 16 tandis que sa deuxième entrée est réunie à une horloge 20 et enfin un diviseur de fréquence 22.Le circuit de synchronisation 18 permet de déclencher le passage dans la voie 10 des impulsions issues de l'horloge 20 et de remettre à zéro le diviseur de fréquence 22. La Fig. 3 permet dsexpliquer ie fonctionnement du dispositif de la Fig. 2. Une impulsion incidente, ligne a (figure 3) est transmise par le dispositif de mise en forme 4 aux deux voies 8 et 10. Dans la première voie, cette impulsion est retardée par l'organe réglable 12 dont la tension de. sortie est représentée, ligne b, de la même figure. Lorsque le basculeur 12 a retrouvé son état d'équilibre stable, il déclenche le basculeur monostable 14 à durée d'instabilité' fixe. La tension de sortie de cet organe est représentée à la ligne c.L'impulsion incidente est également transmise à la voie 10, elle est appliquée. au circuit de synchronisation 18 qui transmet au circuit diviseur de fréquence 22, un train d'impulsions d'horloge 20 dont le début est synchronisé sur les impulsions incidentes avec un écart temporet au maximum égal à la période de l'horloge, la tension de sortie du circuit de synchronisation 18 est représentée en ligne d (Fig. 3b, organe 22 réduit la fréquence des impulsions qui lui sont appliquees et produit celles qui sont représentées en e. Les impulsions transmises par les deux voies sont alors appliquées au circuit à coincidence de type classique ou circuit ET 6 qui est conducteur quand il reçoit à la fois un signal sur chacune de ses entrées. On comprendra facilement le fonctionnement du circuit, celui-ci produit un retard égal à la durée D du temps dinstabilité du bascul'eur. 12 augment de l'intervalle de temps d entre le retour à l'équilibre du basculeur 12 et 1 apparition d'une impulsion produite par le dispositif 22. En d'autres termes, l'impulsion transmise par le circuit ET 6 est une impulsion produite par le diviseur 22 et sélectionnée par le créneau du basculeur monostable 14, ligne c On peut désigner les voies 8 et 10 par les termes de voie de retard "gros" et voie de retard "fin'l. On décrira maintenant le dispositif à retard réglable de la Fig. 4 à temps mort nul utilisé dans l'appareil de déclenchement selon l'invention. Celui-ci est perfectionné par rapport au circuit de la Fig. 2 en ce qu'il comprend des dispositifs 24, 30, 28 de suppression du temps mort. On a inséré en série, dans la deuxième voie, un deuxième basculeur monostable 24, en tête du circuit de synchronisation 18, et de temps d'instabilité égal au temps mort du premier (22) ou des premiers diviseurs de fréquence. Enfin, cette deuxième voie 10 comprend également une porte normalement conductrice 28 que rend non conductrice un troisième basculeur monostable 30 recevant les impulsions incidentes transmises par la bascule saturée 44 et éventuellement par le séparateur 11, le temps d'instabilité de ce troisième basculeur 30 étant égal au temps mort d'un deuxième diviseur de fréquence 26 disposé en aval de ladite porte. Le dispositif de la Fig. 4 comporte également des circuits annexes (circuit de rebasculement 34 et circuit de blocage de la porte 40) permettant d'éviter les déclenchements sur des fréquences multiples de la fréquence dé sirée. Il permet encore de déclencher aussi bien à vitesse croissante qu'à vitesse décroissante. Enfin, par suite de leur utilisation, on évite de traiter une impulsion quand il est sur quelle ne peut donner lieu à un déclenchement. Ce circuit ayant été partiellement décrit, orí limitera son étude à celle des dispositifs non encore décrits. On y reconnaitra, le dispositif à retard 37 (Fig. 1), le circuit à coîncidence ou circuit ET 36, la voie B, la voie A, et, par conséquent, l'ensemble 38. On remarquera que le dispositif de mise en forme 4 est remplacé, ici, par une bascule saturée classique 44. Le dispositif à retard 37 comporte également un dispositif de rebasculement 34 ainsi. qu'une porte 40 disposée n série entre le dispositif à retard réglable 12 et le basculeur fixe 14. Tous deux sont commandés par les impulsions incidentes prises par exemple après 1 organe séparateur 11. Dans la voie de retard S!gros') le basculeur réglable 12 est remplacé par deux basculeurs réglables également associés en série 12' et 12". Le dispositif 34 a pour objet de commander le rebasculement du basculeur 12!' lors de l'arrivée d'une seconde impulsion incidente quand celle-ci est séparée de la première par un intervalle de temps inférieur au temps affiché en 12. Simultanément, la porte de blocage 40 empêche le déclenchement éventuel du basculeur monostable 14 dans les même conditions. La voie de retard "fin" comporte en série, dans le circuit de synchronisation 18 et entre la porte 25 et le basculeur monostable 24, une bascule de mise en forme 50. On notera également que le diviseur 22 est remplacé par deux étages 22' et 22". La voie A (Fig. 1) est constituée d'un dispositif séparateur 42 et d'un organe de mise en forme 52. Les voies A et B sont réunies aux entrées d'un circuit à coïncidence 36 du type circuit ET qui est suivi d'un amplificateur 54. La Fig. 5 permettra d'expliquer le fonctionnement du circuit de la Fig. 4. Une impulsion incidente (ligne Cu de la Fig.- 5) est transmise au dispositif basculeur sature classique 44 A.la sortie de ce dispositif 44, en a, (Fig. 5), on recueille des impulsions de fréquence moitié de celle des impulsions oe Dans la voie de retard !'fin", à la sortie du séparateur 16 (Fig.4) on reçoit des impulsions analogues aux impulsions a. Après le dispositif basculeur 24 on recueille les impulsions a' A la sortie du basculeur 50 apparaissent les créneaux rectangulaires g.On a déjà expliqué que l'organe 25 (Fig 5) est une porte du type qui transmet une impulsion quand il reçoit un signal (50 MHz) produit par l'horloge 20 et qu'il n'en reçoit pas par son entrée réunie au basculeur 50. Cette porte transmet-donc en général un signal de grande fréquence (50 WHz) produit par l'horloge 20 (ligne h). Cependant quand la bascule 50 produit un signal, la porte 25 devient non conductrice, clest ce que montre la ligne i de la Fig. 6. A la sortie du deuxième diviseur de fi équence 22" on recueille un-train de signaux de fréquence de répétion plus faible (1 MHz) ce train est interrompu chaque fois que le basculeur 50 produit un signal (ligne j). La porte 28 est rendue conductrice par les signaux issus du basculeur monostable 30 qui reçoit les impulsions incidentes (ligne k). Après le troisième diviseur 26, on recueille des impulsions de fréquence encore- plus faible (100 Ktlz) représentées à la ligne i. Dans la voie de retard "gros", i'. impulsion incidente est retardée dans le premier organe à retard réglable 12' dont la tension de sortie est représentée à la ligne bl de la figure 5 puis dans le deuxième organe à retard réglable 12" dont la tension de sortie est représentée à la ligne b2. Lorsque le basculeur 12" a retrouvé son état d'équilibre stable il déclenche le basculeur-monostable-14 à durée d'instabilité f-ixe-.' La tension de sortie de cet organe est représenté en ligne c.Les impulsions transmises par les voies de retard "fin" et de retard "gros" sont alors- appliquées au circuit à coîncidence du type circuit ET 6 qui est conducteur quand il reçoit un signal sur chacune de ses entrées (ligne m - Fig. 5) Le fonctionnement du circuit 37 est facile à interpréter, il produit un retard égal à la somme des durées D1 et D2 des temps d'instabilité des basculeurs 12' et 12", augmenté de l'intervalle de temps d entre le retour à l'équilibre du basculeur 12" et l'apparition d'une impulsion produite par le diviseur 260 En d'autres termes, l'impulsion produite par le circuit ET 6 est une impulsion produite par le diviseur 26 et sélectionnée par le créneau du basculeur monostable 14 (ligne c - Fig. 5) Quand une impulsion transmise par le circuit ET 6 (voie B) atteint le circuit ET 36 en même temps q'une impulsion transmise par la voie A (circuits 42 et 52), l'amplificateur 54 reçoit une impulsion pouvant être utilisée pour un déclenchement quelconque (ligne n - Fig. 5) On notera que le dispositif à retard 37 de l'ensemble de signalisation automatique qui vient d'être décrit est à temps mort nul, c'est-à-dire, comme on l'a déjà expliqué d'ailleurs, que si l'on considère deux impulsions incidentes successives :: d'ordure 1 et 2, l'impulsion d'ordre 2 ne sera prise en compte puis retardée que si une impulsion retardée 1' cdrrespondant à 1 se produit avant que 2 n'arrive. Dans ce cas il y a deux possibilités a) l'impulsion 2 arrive avant que l'impulsion retardée par la sule voie de retard "gros" correspondant à 1 ne se produise, un circuit rebasculeur blocage porte (34-40) empêche le fonctionnement du basculeur monostable de durée fixe 14, donc la colncidence dans le circuit ET 6 ne peut se produire : il n'y a pas d'impulsion 1 retardée, 1 n'existe pas, b) si l'impulsion 2 arrive après que l'impulsion 1 ait été transmise par la voie de retard "gros" ltimpulsion 1 est retardée, il se produit donc une impulsion 1'. On va décrire maintenant une application de 1 1appareil de déclenchement de la Fig. 4 au pilotage d'une caméra 68 à fente 7q observant un phénomène à évolution rapide produite en T , observé par l'intermédiaire d'un double miroir tournant 72 (Fig. 6). On remarquera que le dispositif détecteur de position 60 du miroir émet une impulsion quand celui-ci est dans la position d'enregistrement du phénomène observé. Cet organe est réuni à un basculeur 44 qui attaque un appareil de déclenchement 38 (Fig. r). Ce dernier est réuni à l'organe de déclenchement 76 du phénomène observé par un dispositif à retard 74. Le dispositif 74 produit un retard de durée T/2 - # égal à la différénce entre la demi période désirée de rotation du miroir et le retard G du phénomène observé par rapport à l'impulsion émise par le dispositif d'entraînement 60 On a réalisé un équipement analogue à celui de la Fig. 6 équipé de l'ensemble 38 représenté par la figure 4, la précision atteinte, compte tenu des caractéristiques de l'oscillateur à quartz constituant l'horloge 20 de la précision des circuits de mise en forme utilisés et du "jitter" dû au circuit de suppression du temps mort des diviseurs est de 90 ns pour un miroir tournant à 5000 tours/seconde et de 170 -ns pour un miroir tournant à 1000 tours/seconde seulement. REVENDICATIONS I. t ) Appareil de signalisation automatique produisant une impulsion quand la période de répétition d'une suite d'impulsions incidentes devient égale à une valeur déterminée, caractérisé en ce q't'il est constitué d'un circuit à coincidence dont les deux entrées sont réunies à la source des impulsions ou éventuellement à leur dispositif de mise en forme, l'une directement et l'autre par l'intermédiaire d'un dispositif à retard égal à ladite valeur déterminée. 2 ) Appareil de signalisation automatique suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif à retard est du type numérique. 30) Appareil de signalisation automatique suivant la revendication 2, caractérisé en ce que le dispositif à retard comprend, après un éventuel organe de mise en forme des impulsions incidentes, deux voies, une première voie dite de retard "gros" constituée par un organe de retard de durée réglable D et un basculeur monostable produisant des créneaux de durée d petite par rapport à D, une deuxième voie dite de retard "fin!' comprenant un générateur d'impulsions périodiques de période de répétition p petite par rapport à b et un ou plusieurs diviseurs de fréquence et un circuit de synchronisation recevant les impulsions incidentes et déclenchant ledit générateur d'impulsions périodiques et/ou ledit diviseur de fréquence ainsi qu'un circuit à corncidence dont les entrées sont réunies aux sorties des deux voies, le dispositif à retard étant du type décrit dans la demande de brevet n déposée ce jour sous ce titre. 40) Appareil de signalisation automatique suivant la revendication 3, caractérisé en ce que ledit circuit de synchronisation comprend un deuxième basculeur monostable recevant les impulsions incidentes et de temps d'instabilité égal au temps mort ou à la somme des temps mort des diviseurs de fréquence, et une deuxième porte recevant les impulsions périodiques, apte à bloquer leur passage sur la deuxième voie, et réunie à ce deuxième basculeur mono stable. 5 ) Appareil de signalisation automatique suivant la revendication 3, caractérisé en ce que la deuxième voie de retard tIfin2! du dispositif à retard comprend une troisième porte normalement conductrice disposée entre le ou les premiers diviseurs de fréquence et un deuxième ou dernier diviseur de fréquence que rend non conducteur un troisième basculeur monostable recevant les impulsions incidentes, le temps d'instabilité de ce troisième basculeur étant au moins égal au temps mort dudit dernier diviseur de fréquence disposé en aval de ladite porte. 6 ) Appareil de signalisation automatique suivant la revendication 3, caractérisé an ce aue la voie de retard flgrosI, du dispositif à retard comprend un organe à retard constitué de deux basculeurs monostables reglables en série. 70) Appareil de signalisation automatique suivant la revendication 6, caractérisé en ce que la voie de retard "gros" du dispositif à retard est munie Cl un organe da rebasculement du deuxième basculeur monostable à retard réglable, ce dispositif de rebasculement étant efficace si la période des impulsions incidentes est inférieure au temps affiché sur l'ensemble des deux basculeurs monostables réglables. 8 ) Appareil de signalisation automatique suivant ia. revendication 6, caractérisé en ce que la voie de retard tt9ros du dispositif à retard est munie d'un organe de blocage du basculeur monostable à durée d'instabilité fixe, ce dispositif ont efficace si la période des impulsions incidentes est inférieure au temps de retard affiché sur l'ensemble des deux bascu- leurs monostables réglables. 9 ) Ensemble de déclenchement d'une caméra observant un phénomène par l'intermédiaire d'un miroir tournant utilisant un apparerl de signalisation suivant l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif de détection qui émet une impulsion quand le miroir est dans une position déterminée, que ce dispositif est réuni à un basculeur monostable qui attaque ledit appareil de signalisation et que ce dernier est réuni à organe de déclenchement du phénomène par l'intermédiaire d'un organe créant un retard de durée déterminée en fonction de la période T désirée de rotation du miroir et du retard # du phénomène observé par rapport à l'impulsion émise par le dispositif d'entraînement du miroir. 100) Ensemble de déclenchement suivant revendication 9, caractérisé en ce que le dispositif de détection émet une impulsion lorsque le miroir est dans la position correspondant au début de l'enregistrement et en ce que ledit retard est de T - P 110) Ensemble de déclenchement suivant la revendication 10, caractérisé en ce que le miroir est à double face, en ce que le dispositif de détection emet une imoulsion lorsque la miroir est dans l'une des deux positions corre@@ondant @u @@@@t @e l'@@@@g@strement et en ce que ledit retard est de T/2 - #.