Brevet FR2020305A1 — publié le 19700710

202030S La présente invention concerne un circuit de sélection de signal destiné à sélectionner un signal de sortie parmi un ensemble de signaux redondants, par exemple de régulateurs de volr au moyen d'un circuit log^ique construit avec des diodes par lequel, parmi 5 trois signaux d'entrée, celui de valeur moyenne est seul connecté pour fournir un signal de sortie» Pour la construction de- systèmes-dans lesquels une grande fiabilité est nécessaire, par exemple de régulateurs de vol sur avions, on choisit souvent des installations à redondance. Pour 10 cela, on multiplie des éléments ou des groupes constituants, ou même des installations complètes. Chacun de ces systèmes partiels délivre un signal. Grâce à une combinaison appropriée des systèmes partiels, on obtient que, dans le cas de défaillance de l'un des systèmes partiels, le fonctionnement de l'ensemble ne soit pas 15 influencé.. La combinaison des systèmes partiels peut s'effectuer au moyen d'une installation de connexion qui, à partir de trois signaux arrivants, forme un signal de sortie approprié. Pour cela, il existe deux possibilités. On peut former la valeur moyenne des trois signaux comme signal de sortie. Cette possibilité présente 20 cependant l'inconvénient qu'une faute grossière de l'un des signaux' d'entrée intervient dans cette valeur moyenne et peut conduire à une falsification importante du signal de sortie» La seconde possibilité consiste à prévoir une installation de connexion logique qui met en circuit sur la sortie, à partir de 25 trois signaux d'entrée, celui qui a la valeur médiane, et non pas une grandeur correspondant à la valeur moyenne des trois signaux. La valeur médiane est par conséquent celle de celui des "signaux dont la valeur se situe entre celles des deux autres signaux. Si par conséquent, parmi trois signaux, El, E2 et E3, on a E1^> E2^ E3, 30 c'est le signal E2 qui sera connecté à la sortie, et cela indépendamment de la grandeur des valeurs E1 et E3. La présente invention se rapporte à une installation de connexion de ce dernier type. Une disposition connue pour former la valeur moyenne forcbion-ne avec trois amplificateurs opérationnels auxquels sont amenés les 35 trois signaux E1, E2 et E3, chacun à travers une résistance. Les sorties des amplificateurs sont reliées, à travers les résistances, à une sortie de signal commune pour le signal de sortie E.. A partir 69 34478 2 2020305' de la sortie de signal est établi, à travers des résistances, un couplage de rétro-action sur lrentrée des amplificateurs opérationnels . Un circuit de sélection de signal connu pour connecter, à une 5 sortie de signal, le signal médian de trois signaux est constitué de' la manière suivante : la sortie de signal est "branchée à travers une résistance sur le pôle positif d'une source de tension. Elle est reliée, par l'intermédiaire de trois diodes dans le sens de traversée, pourvue chacune d'une résistance en série, au pôle néga-10 tif de la source de tension. Les trois entrées de signal pour les signaux E1, E2, E3 sont reliées, à travers des diodes à direction de traversée opposée, aux entrées,, chacune à deux points de connexion d'une des diodes ci-dessus et à la résistane qui lui est affectée. Avec un tel circuit de connexion, il s'établit dans ces der-15 niers points de connexion chaque fois le plus grand des deux signaux dont les entrées ont été réunies à ces points à travers les diodes. En conséquence dans deux de ces points de connexion se produit le signal le plus grand des trois signaux. Le troisième point de connexion est relié à travers des diodes au signal médian et au plus 20 petit signal. A cet endroit se forme donc le signal médian. On a ainsi deux points, auxquels se trouve le plus grand des trois signaux et un autre point auquel se trouve le signal médian des trois signaux. Ces trois points sont reliés à travers des diodes ■ à la sortie de signal, la direction de traversée des diodes étant 25 dirigée à l'opposé de la sortie de signal. La sortie de signal prendra alors le potentiel le plus bas de ces trois points. La diode qui conduit à ce point devient conductrice et les autres diodes sont barrées. Ce potentiel le plus bas des trois pointe de liaison est le signal médian des trois signaux d'entée. Une telle-30 installation de circuit présente l'avantage que la défaillance de l'un des éléments constituant n'a pas d'influence, mais elle présente une série d'inconvénients par le fait qurun.e tension d'alimentation faiblement ohmique est hécessaire tandis qu'on a une sortie à valeur ohmique élevée. En outre, il peut se produire une certaine 35 falsification du signal de sortie en raison d'éléments de construction imparfaits. Cette falsification est spécialement désavantageuse^ car elle est dépendante de la "température. 69 34478 2020305 ' •! La présente invention a pour but d'éviter les inconvénients de cette installation connue. l'invention est caractérisée, pour une installation de circuit du genre ci-dessus, en ce que les signaux d'.entrée sont déli-5 vrés par l'intermédiaire d'amplificateurs opérationnels à un circuit logique, un couplage de rétro-action de l'une des sorties de signal du circuit logique étant prévu sur les entrées.des amplifi-- cateurs. On obtient ainsi comme signal de sortie, le signal médian 10 des trois signaux d'entrée, multiplié par le rapport de résistance déterminant le couplage de rétro-action., la mise en circuit des amplificateurs peut avoir lieu de la manière usuelle. La falsification du signal de sortie par le circuit de, sélection de signal est réduite du facteur de l'amplification de circuit (amplificateur 15 opérationnel - couplage de rétro-action) et la résistance dynamique de sortie est diminuée de ce'même facteur. Dans le cas de l'amplification de circuit élevée, telle qu'elle est u^suelle dans la technique des amplificateurs opérationnels, les feonvénients mentionnés plus haut sont ainsi" évités. 20 Le circuit logique peut être constitué de-1a. manière décrite - plus haut. Cependant, il se révèle souvent désavantageux que la puissance de sortie dont on dispose soit relativement, réduite. En outre, la fiabilité du circuit logique est influencée- par la nécessité d'avoir une source de tension supplémentaire. 25 La présente invention a en conséquence également pour but de réaliser un. circuit logique du. genre décrit ci-dessus qui délivre une puissance de sortie relativement élevée. L'invention se propose également de réaliser un circuit logique de ce type qui n'exige aucune source de tension supplémentaire. 30 Ces résultats peuvent être obtenus par le fait que la. sortie de chacun, des amplificateurs opérationnels est réliée à la sortie de signal par deux, branches disposées parallèlement qui contiennent chacune une diode, les diodes étant anti-parallèles entre elles. La sortie de chauun des amplificateurs, est, en outre, reliée, à 35 travers deux diodes de polarités de sens opposés, avec une telle branche de l'autre amplificateur, au point situé entre résistance et diode, et en réalité chacune avec celle des branches dans 69 34478 4 ?020305 laquelle la dernière diode est polarisée en sens opposé à la première diode► Arec chaque paire de branches parallèles formées de résistance, et de diode, on peut prévoir une autre résistance en série,, pour la liaison avec la sortie de signal. 5 On obtient, en outre, une amélioration de .ce circuit en. pré voyant que les résidances dans'.les branches mentionnées„ sont des résistances non linéaires commandées par le courant. La description ci-après se rapporte à deux exemples de réalisation, donnés à titre non limitatif, et expliqués aveG référence 10 aux dessins annexés, dans lesquels : la figure 1, montre un premier circuit de sélection de signal conforme à la présente invention ; la figure 2, montre une variante améliorée de ce"circuit de sélection ; 15 la figure 3, montre une ligne caractéristique de résistance avantageuse pour les résistances comprises dans le circuit de la figure 2, et la figure 4 est une représentation du circuit de la figure 2 en admettant certaines conditions spéciales de signal, représentation 20 servant à expliquer le mode de fonctionnement du circuit de sélection de signal conforme à l'invention® Trois signaux SIs E2, E3 sont appliqué, chacun à travers une résistance Z^i', 2^ 1 „, %1 -| „ ,, à l'entrée respective de l'un des trois amplificateurs opérationnels V-^ , Vp^ et 25 Une sortie de signal pour le signal de sortie est reliée à travers des résistances avec le pôle positif dsune source . de tension. La sortie de signal est reliée au pôle négatif de la source de tension à travers trois diodes B^ Bg^ B^ dont 1a. direction de traversée est opposée à celle de la sortie de signaly et 30 ainsi, chaque fois par des résistances branchées en série R.^ ïU-, et E^. Il résulte ainsi trois points de "jonction entre les diodes ^71' "^81 "^91 ^~es r®Bis^aIiCes ®4_1 e"k ^315 son"k désignés par X, Y et Z = La sortie de l'amplificateur opérâtionnel V-| 1 est reliée à travers une diode B^ avec le point Z, et à travers 35 une diode Bg^ avec le point-Z. La sortie de l'amplificateur opérationnel Yp-j est également reliée à travers une diode Bp^ avec le point X et à travers une diode B^ avec le point Yj La sortie de 69 34478 2020305 l'amplificateur est reliée à travers une diode avec le point Y et, à travers une diode D^ avec le point Z. la sortie de signal est reliée par l'intermédiaire des résistances de couplage de rétroaction Z^j %21'h Z21"1 ave0 es entrées des trois amplificateurs 5 opérationnels 7-[1 V?1 et le circuit à diodes avec les diodes Du à et les résistances R^ à R^ constitue le circuit logique connu mentionné plus haut . Si l'on, fait abstraction des amplificateurs opérationnels, de la, tension de traversée des diodes et du couplage de rétro-action, 10 et si l'on admet El = 1,1 volt, E2 = 1 volt, E3 = 0,9 volt, on obtient, par l'intermédiaire des diodes D-^ et Dg-^, aux points X et Z la valeur la plus grande, c'est-à-dire 1,1 volt. le point Y est relié à travers à E2 = 1 volt et à travers à E3 = 0,9 volt. Son potentiel est donc de 1 volt. Parmi les 15 trois points X Y et Z, c'est Y qui a le potentiel le plus bas. Ce potentiel est efficace à travers Dg^, comme E^ à la sortie de signâL tandis que les diodes D^ et Dg^ sont barrées. les conditions sont analogues dans le cas d'une répartition différentes des signaux E1, E2 et E3. Dans chaque cas, c'est la 20 valeur médiane des trois signaux d'entrée qui est efficace comme signal de sortie E^. Grâce aux amplificateurs opérationnels qui apportent une inversion de signe, et grâce au couplage de rétroaction, on a, si par exemple E2 est ce signal médian, la relation Z21" 25 E = - E2 . Zll" la figure 2 montre une autre forme de réalisation de l'invention. les trois entrées pour les signaux E1, E2 et E5 sont reliées 30 à travers des résistances Z^ aux; entrées de trois amplificateurs opérationnels V^, et V^. La sortie de l'amplificateur 7-^ est reliée, à travers deux branches parallèles, constituées chacune d'une résistance R^, et d'une diode D^,, Dg et d'une résistance R^ en série avec les deux branches, à la sortie de signal pour le signal 35 E^. Lis diodes D^ et Dg sont connectées entre elles de manière anti-parallèle. De manière analogue, l'amplificateur opérationnel Y^ est relié, à travers deux branches parallèles entre elles, 69 34478 6 2020305 comprenant une résistance et une diode Dg, ainsi qu'une résistance R^ et une diode D10' et une résistance Rg en-série avec les deux tranches, à la sortie de signal, Les diodes Bg et B^q sont montées de manière "anti-parallèle entre elles. L'amplificateur opé-5 rationnel est relié avec la sortie de signal, par l'intermédiaire de deux "branches parallèles entre ëLles, constituées par la- résistance R^ et 1a. diode B11 ainsi que la résistance Rg et la diode B-^ et txne résistance Rg montée en série avec les deux "branches. Les deux diodes B^ et B^ sont montées de manière anti-parallèle entre 10 elles. En outre, la sortie de lramplificateur opérationnel est reliée, à travers une diode B^ au point de jonction entre la résistance R^ et la diode B-|n qui se trouvent dans l'une des branches affectées à l'amplificateur opérationnel V^. La diode B^ est 15 polarisée avec sa direction de passage vers l'amplificateur opérationnel V1, tandis que la diode B-| 1 est dirigée avec sa direction de passage vers la sortie de signal à l'opposé du point de jonction. En outre, la sortie de l'amplificateur opérationnel est reliée, à travers une diode au point de jonction entre la résistance 20 R^ et la diode La diode B^ est de polarité opposée à la diode B^ dest-à-dire qu'elle a sa direction de traversée opposée à l'amplificateur V1„ Par contre, la direction de traversée de la diode B1q est dirigée vers le point de jonction avec 1a. diode ^ et la résistance R^. 25 Les sorties des autres amplificateurs opérationnels et sont montées en circuit d'une manière analogue» A chacune de ces sorties sont reliées des branches avec résistances et diodes montées de manière anti-parallèle, qui sont reliées à la sortie de signal à travers l'une des résistances mon- -30 tées en série avec les deux branches. En outre, la sortie de chaque amplificateur opérationnel est reliée, à travers deux diodes de polarités opposées, aux points de jonction entre diode et résistance dans chacune des branches des deux autres amplificateurs opérationnels, et en réalité de telle manière que les diodes dans 35 cette liaison et dans la branche en question sont de polarités opposées. Si, par conséquent, et par exemple, le trajet de courant venant de la sortie de l'amplificateur V0 , à travers ces * passe 69 34478 7 2020305 diodes vers la sortie de. signal, la sortie de l'amplificateur Y^ est reliée au point de jonction entre la résistance R^ et la diode B0, à travers une diode B-, et les deux diodes B~ et Dr, sont dans 2' 3 3 7 ce trajet de courant vers la sortie de signal de. sens opposé. La 5 diode D^ est dirigée avec sa direction de traversée vers l'amplifi-cateur opérationnel Y^,.tandis que la diode B^ est dirigée avec sa direction de traversée vers la. sortie de signal. En particulier, la sortie 'de 1l,amplificateur opérationnel Y£ est reliée, comme déjà dit, à travers la diode.D^, au point entre 10 la résistance R^ et la diode D^,. En outre, la sortie de l'amplificateur Yg-est rélié à travers la diode D^ au point, entre la résistance Rg et la diode B^. Bans le trajet de courant allant de la sortie de l'amplificateur Y^ à la sortie de -signal, la diode B^ est orientée avec sa direction de passage en sens opposé de l'ampli-15 ficateur, et la diode B^^ est dirigée en sens opposé à la sortie de signal. La sortie de l'amplificateur opérationnel Y^ est reliée, à travers une diode B^, qui est dirigée dans son sens de traversée vers l'amplificateur Y^, avec le point entre la résistance R^ et la 20 diode Bg, cette dernière étant passante en direction de. la sortie de signal pour des tensions positives. "'En outre, la sortie de l'amplificateur est reliée à travers une diode Bg au point entre la résistance R£ et la diode Bg. A partir de la sortie de signal, le signal E^ est couplé à. 25 rétro-action à travers la résistance aux entrées des amplificateurs opérationnels Yg et Y^. Le mode de fonctionnement du circuit décrit est expliqué ci-après à l'aide de la figure 4» Bans la figure 4, il est admis que E1 = - 0,9 volt, 30 E2 = - 1 volt et E3 = - 1,1 volt. Bans la figure 4,qui pour le reste concorde avec là*figure.2, sont inscrits les potentiels apparaissant dans les différents points. Les diodes- conductrices sont représentées, remplies en noir, tandis que les diodes non conductrices ne sont représentées que par leur pourtour. On admet ici 35 que Z.j = Z^. Grâce aux amplificateurs opérationnels est produite une inversion de signe des tensions. On peut vérifier très facilement la production des potentiels 69 34478 8 2020305 indiqués. On suppose d'abord que le circuit représenté délivre effectivement une tension de sortie de 1 volt, qui correspond donc, jusqu'au signe distinctif, à la valeur médiane des trois signaux E1, E2, et E3, à savoir E2. Grâce à la tension finale posi-5 tive ou négative qui est appliquée par le couplage de rétro-action aux amplificateurs Y^ et Y^, les amplificateurs Y^ et 7^ fonctionnent dans leur saturation positive ou négative qui est admise comme étant respectivement -s- 15 volts et - 15 volts» Les diodes D^ et sont alors conductz'ices. La diode D^ est, en série avec la, 10 résistance R^ et la résistance R^, à une tension comprise entre la tension de 15 volts à la sortie de lramplificateur Y1 et la sortie de signal admise à+1 volt. Dans cette branche passe donc un courant qui amène la diode D^ à être conductrice. De manière analogue, un courant passe égale-15 ment à travers et de sorte que la diode D^ est conductrice. La. tension de + 1 volt à la sortie de l'amplificateur Y^ est^doiis-^' efficace, à travei-s et îvp a la sortie de signai. Dg est barrée 20 pour la tension de + 15 volts. Il en est de même pour D^, qui se trouve entre + 15 volts à la sortie de l'amplificateur Y^ et - 15 volts au point de jonction entre R^ et D^Ba diode D^ est barrée, car elle se trouve en direction de traversée entre - 15 volts à la sortie de l'amplificateur Y^ et + 1 volt à la sortie de signal* la diode Dg conductrice, comme se trouvant entre la sortie de 11 amplificateur 7^ à + 15 volts et la sortie de 15 amplificateur 7g 25 a 1 volt, à travers la résistance R^. En conséquence, la tension de + 15 volts est efficace au point de jonction entre la résistance R^ et la diode La diode Bio est par conséquent barrée. En outre, la diode D^ est conductrice, comme se trouvant entre + 1 volt à la sortie de l'amplificateur 30 7„ et - 15 volts à la sortie de 1?amplificateur Y.,, à travers la eL J résistance Rg. Il en résulte qufau point situé entre la résistance Sg et. la diode 1*2,2' "*"a ^erLSiorL es"^ àe + 1 volt. La diode D^^ es"k cependant barrée, étant donné que la tension est de 1 volt sur chacun de ses côtés. 35 Etant donné que le circuit est construit de manière cyclique il fonctionne de manière appropriée pour une autre répartition des signaux El, 12 et E35 mais cependant toujours de telle manière que 69 34478 9 2020305 le signal de sortie E^ corresponde à la valeur dû signal médian des trois signaux d'entrée, et non pas à la moyenne des valeurs des trois signaux. Le circuit fonctionne - de manière particulièrement avantageu-5 se, lorsque les résistances R-^ à Rg sont des résistances îion linéaires commandées par le courant, qui possèdent une caractéristique du genre de celle représenté dans la figure 3. Lrinvention n'est pas limitée aux exemples décrits et représentés. Diverses variantes restent possibles, notamment du point de 10 vue construction, sans sortir pour autant du domaine de l'invention. 69 34478 2020305 -RETEHDICiïIOSS- 1.- Circuit pour la sélection d'un signal de sortie parmi les signaux d'un système à redondance, par exemple dans des régulateurs de vol sur avions, du type comprenant un circuit logique à 5 diodes par lequel, parmi trois signaux d'entrée, c'est chaque fois la valeur du signal médian qui traverse le circuit vers une sortie de signal, circuit caractérisé en ce que les signaux d'entrée sont délivrés au circuit logique par l'intermédiaire d'amplificateurs opérationnels, un couplage de rétro-action étant prévu de l'une ÎO des sorties de signal du circuit logique sur les entrées des amplificateurs. 2.- Circuit de sélection suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la sortie de chaque amplificateur opérationnel est relisortie de signal par l'intermédiaire de deux bran- T5 ehes conductrices parallèles entre elles, contenant chaaune une résistance et une diode, les diodes étant en montage anti-parallèle entre elles, la sortie de chaque amplificateur étant en outre reliée, à travers deux diodes de polarités opposées, à une branche de l'autre amplificateur, au point situé entre la résistance et la 20 diode, .et plus spécialement à la branche dans laquelle la dernière diode est polarisée en sens opposée à la première diode. 3.- Circuit de sélection suivant la revendication 2, caractérisé en ce que, avec chaque paire de branches en parallèle comprenant une résistance et une diode, est montée en série une autre 25 résistance pour la liaison avec la sortie de signal. 4-- Circuit de sélection suivant la revendication 3, caractérisé en ce que les résistances, dans lesdites branches conductrices, sont des résistances non linéaires commandées par le courant.