Brevet FR2042320A1 — publié le 19710212

L'invention concerne un dispositif servant-à rendre visibles des grandeurs de mesure se présentant sous forme analogique, variables dans le temps, par le moyen d'un faisceau d'électronique sur un écran image en utilisant un convertisseur ana-5 logique-numérique fournissant des valeurs numériques dérivées et au moins une mémoire de-répétition d'image, dans laquelle une quantité prédéterminée de grandeurs de mesure sont mémorisées sous forme de valeurs numériques individuelles et où elles sont interrogées cycliquement pour être émises par un conver-10 tisseur numérique-analogique, et utilisant une base de temps synchronisée avec la mémoire, qui fait dévier le faisceau d'électrons périodiquement sur l'axe des temps de l'écran image. On connait des dispositifs du type ci-dessus fonctionnant d'après le procédé de modulation d'intensité lumineuse courant 15 en télévision, c'est-à-dire que le faisceau scripteur est dévoilé brièvement seulement à l'instant où une valeur de mesure est extraite de la mémoire. Sur l'écran apparait alors l'image d'une grandeur mesurée sous forme d'une succession de points brillants les uns à côté des autres. 20 Les dispositifs fonctionnant par modulation d'intensité lumineuse présentent des inconvénients du fait que la longueur des impulsions nécessaires pour la manipulation d'allumage du spot par "faisceau scripteur est de la game des nanosecondes; il en résulte qu'il n'est plus possible d'obtenir un réglage de fo-25 calisation fine, d'où un élargissement du point image et une image d'ensemble flo.ue . D'autre part le procédé de modulation d'intensité lumineuse exige un faisceau de forte intensité à l'instant de la manipulation d'allumage du spot ce qui crée un danger de brûlages ponctuant l'écran. 30 L'objet de l'invention est d'éliminer ces inconvénients. Ce problème est résolu.selon l'invention grâce au fait oue les diverses valeurs de mesure mémorisées en numérique sont appliquées après conversion, comme tension de déviation, perpendiculairement à l'axe des temps à tm oscilloscope à rayons 35 cathodiques à trace d'intensité constante, et le faisceau scripteur est manipulé en .extinction pendant que la base de temps le ramène a la position de départ. Comme'' la trace est à luminosité constante, le foyer du faisceau scripteur peut être réglé avec une grande finesse. Il en résulte une image claire, non 40 floue, et le danger de brûlage par points est pratiquement éliminé. "T BAD ORIGINAL 70 12335 2 2042320 Dans le cadre de l'invention la commande de la mémoire est avantageusement établie de telle façon que chaque valeur mesurée introduite dans la mémoire est éliminée de la mémoire après un nombre de cycles de mémoire correspondant au nombre de positions 5 de mémoire. De cette façon il est possible d'inscrire continuellement de nouvelles mesures dans la mémoire. La mémoire et sa commande sont alors constituées de façon telle qu'avec l'introduction de nouvelles mesures toutes les mesures mémorisées sont décalées d'une position et les mesures les plus anciennes sont effacées. 10 Avec une telle disposition, l'image se déplace lentement sur 1'écran. • . : • ; La mémoire et sa commande sont de plus avantageusement constituées de telle sorte que les mesures mémorisées peuvent être extraites et de nouveau mémorisées cycliquement à une 15 cadence quelconque sans que de nouvelles mesures soient inscrites ou que les anciennes soient éliminées; de cette façon il est possible d'obtenir une image stationnaire pendant un temps de longueur quelconque. - De plus la commande de la mémoire peut être constituée de 20 façon à produire une lecture plus rapide que la vitesse d'introduction de nouvelles mesures, de sorte que les mesures extraites constamment de la mémoire sont décalées pas-à-pas de la sortie de la mémoire vers son entrée. Il est ainsi possible de passer de façon continue d'une inscription retardée à une inscription 25 non retardée. D'autre part il est avantageux d'émettre les mesures éliminées chaque fois de la mémoire sur un appareil scripteur ayant un support d'inscription en vue d'une mémorisation de longue durée. La commande de l'appareil scripteur et la. commande 30 de la mémoire doivent être synchronisées de façon telle que, pour le passage des mesures inscrites avec retard aux valeurs inscrites sans retard (valeurs instantanées), la fréquence d'image de la mémoire et la vitesse du support d'inscription de l'appa-reil scrinteur soient augmentées jusqu'à ce que les mesures émi-35 ses correspondent aux mesures non retardées (introduction en mémoire). On obtient ainsi la possibilité d'inscrire au moyen de 1'appareil scripteur non seulement la courbe retardée, mais aussi la courbe des valeurs instantanées, ce qui est particulièrement avantageux dans la- 'surveillance des cardiogrammes d'in-40 farctus. Le passade des grandeurs inscrites'avec retard aux [ad ORIGINAL ' 7C 5 10 15 20 25 30 35 40 i 12335 3 2042320 valeurs inscrites sans retard peut alors être déclenché manuellement, par exemple en abaissant une clé, ou automatiquement à l'aide d'organes appropriés d'exploration de modèle de courbe. D'autre part il est avantageux de prévoir une commande avec une mémoire supplémentaire de répétition d'image par laquelle les anciennes mesures sont comparées en permanence avec les nouvelles mesures et en cas d'écart entre les valeurs comparées la partie d'image contenant les écarts est soulignée sur l'écran par rapport aux autres parties de l'image. Cela se fait avantageusement par augmentation de la brillance, de la largeur ou de l'amplitude de la partie d'image» Si la partie d'image contenant les écarts est soulignée par un élargissement cela peut se faire en superposant à la tension de déviation, pendant la durée de la partie d'image à souligner, perpendiculairement à l'axe des temps, une tension alternative de fréquence beaucoup plus élevée que la fréquence d'image. La partie soulignée de l'image se déplace sur l'écran de l'oscilloscope avec l'image tracée. Pour rendre visibles sur l'écran une multiplicité de gran deurs variant dans le temps, il est prévu un nombre correspondant de mémoires de répétition d'image dont les entrées sont alimentées dans l'ordre par les mesures, converties successivement dans le temps, d'analogique en numérique et dont les sorties fournissent les informations mémorisées également successivement dans le temps à l'oscilloscope sous forme de tensions de déviation verticale. Aux tensions de déviation est superposée chaque fois une tension de polarisation correspondant au déplacement vertical des courbes images. Le nombre de grandeurs reproductibles variables dans le temps dépend ici essentiellement de la place disponible sur l'écran.. La solution conforme à l'invention va être expliquée plus en détail ci-dessous en se référant aux figures 1 à 3 qui repré sentent des exemples de réalisation. La figure 1 montre un schéma de principe du dispositif selon l'invention pour visualiser une grandeur unique variant dans le temps et se présentant sous forme analogique. La figure 2 est un schéma de principe d'un dispositif selon l'invention pour la visualisation d'une multiplicité de grandeurs différentes variant dans le temps. La figure 3 illustre la déviation du faisceau d'électrons BAD QRiQfNAU. 70 12335 4 2042320 sur l'écran image pour expliquer le fonctionnement du schéma de principe de la figure 2. Dans la figure 1, la grandeur analogique dont on veut étudier la variation en fonction du temps, est appliquée à 5 un convertisseur analogique-numérique 1, dénommé ci-dessous en abrégé convertisseur A-N. A des intervalles réguliers de 20 ms la sortie de ce convertisseur 1 fournit une valeur numérique. Cette cadence de mesure ou fréquence d'exploration est trop b.asse pour un traitement mathématique des grandeurs 10 considérées ici, en particulier des grandeurs biophysiques, mais elle suffit pour des tâches de surveillance. La sortie du convertisseur A-N 1 peut être reliée par un contact 2 d'un inverseur 2,3 avec l'entrée d'une mémoire électronique de répétition d'image 4, qui est construite ici comme 15 registre à décalage dynamique. L'entrée de cette mémoire 4 peut être reliée par le deuxième contact 3 de l'inverseur 2,3 à la sortie de la mémoire 4. Le convertisseur A-N 1, l'inverseur 2,3 ainsi que la mémoire 4 sont commandés par des impulsions de commande fournies par un générateur de commande 5. La mémoire 20 4 possède en tout 500 positions (emplacements de mémoire) de huit signaux binaires chacune. Cela représente +_ 128 valeurs de niveau dans chaque position et une durée globale d'introduction de 500.20 ms = 10 secondes. Une valeur de mesure appliquée par le contact 2 à l'entrée 25 de la mémoire 4 est inscrite dans la première position de la mémoire 4 et avancée de position en position. L'avance se fait avec des intervalles de 40us chaque fois, de sorte qu'une mesure inscrite dans la première position de la mémoire 4a atteint la sortie de la mémoire au bout de 500.40us = 20 ms au total, 30 et est ramenée à l'entrée de la mémoire par l'inverseur 2,3 placé en position 3. La réinscription de la mesure dans la mémoire 4 se fait en deuxième position, car sur la première position une nouvelle mesure est déjà mémorisée. La commande de la mémoire 4 par le générateur de commande 5 fait en sorte 35 aue chaque mesure est acheminée cycliquement 500 fois à travers la mémoire 4. Quand la mesure a atteint la sortie de la mémoire 4 pour la 500ème fois, elle n'est plus ramenée à l'entrée, car à cet instant la liaison entre la sortie et lfentrée de la mémoire est interrompue par l'inverseur 2,3. La circulation cy-40 clique décrite des mesures dans la mémoire 4 fait en sorte que le bad mmm. 70 12335 5 '' 2042320 contenu entier de la mémoire 4 (totalité des mesures mémorisées) peut être lu chaque fois pendant la durée de 20 ms en succession temporelle cyclique à la sortie de la mémoire, La vitesse d'exploration ou de lecture est de 40 us par mesure. 5 La sortie de la mémoire 4 est connectée aux plaques de déviation Y d'un oscilloscope à rayons cathodiques 10 par un convertisseur numérique-analogique 6, dénommé ci-dessous en abrégé convertisseur N-A. Chacune des 500 valeurs numériques explorées pendant un cycle de mémoire est reconvertie par le 10 convertisseur N-A 6 en tension analogique qui représente la tension de déviation Y de l'oscilloscope. De plus, aux plaques de déviation X de l'oscilloscope 10 est connecté un convertisseur d'impulsions 7 commandé par les impulsions de commande du générateur de commande 5, qui fournit en fonction des impulsions 15 de commande une tension de déviation assurant la déviation périodique du faisceau d'électrons dans la direction X. La durée de la période de déviation est de 20 ms. La tension de déviation X peut être en forme d'escalier, ce qui signifie dans l'exemple choisi ici qu'elle comporte 500 échelons d'une durée 20 totale de 20 ms. Mais la tension de déviation peut aussi croître de façon continue pendant toute la durée de 20 ms. Pour une telle disposition de l'appareil, c'est-à-dire avec un temps d'émission global de 20 ms pour toutes les valeurs mémorisées dans la mémoire 4 pendant chaque cycle et une vitesse 25 de lecture de 40us par valeur, on obtient sur l'écran de l'oscilloscope une courbe image qui se déplace â une vitesse de 20ms par position. Pour 500 positions sur une largeur d'écran de 25 cm, la vitesse de déplacement est de 25 mm/s, avec une partie de la courbe analogique originale visible pendant 10 secondes au total. 30 Si on fait coïncider le nombre de pas d'un cycle de mémoire avec le nombre de positions de mémoire9 toute l'information circule dans la mémoire sans déplacement de position. Sur l'écran il apparait alors une image stationnaire représentant une durée de 10 secondes au total dé la courbe analogique introduite en mêmoi-35 re, qui peut être utilisée pour 1!observation.precire et l'Cva-de la partie de courte.- ■. • La sortie'de la mémoire 4 peut être de-plus reliée par un inverseur 11 synchronisé avec l'inverseur 2,3, à l'entrée d'une deuxième mémoire B qui est prévue pour la mémorisation des me-40 sures qui sont éliminées de la mémoire 4 toutes les 20 ms, lors 3AD ORIGINAL 70 T2335 2042320 de l'introduction d'une nouvelle mesure dans cette mémoire. La sortie de cette deuxième mémoire 8 est connectée à un convertisseur N-A 9, qui, après conversion N-A, applique ces valeurs à un appareil scripteur non représenté, ayant un support d'ins-5 cription pour le tracé d'une courbe analogique retardée de 10 secondes par rapport à la courte originale. La commande de la mémoire 4 et celle de l'appareil scripteur sont synchronisées de façon telle que pour le passage des grandeurs inscrites avec retard aux grandeurs inscrites sans retard 10 (valeurs instantanées) la fréquence d'image de la mémoire 4 et la vitesse du support d'inscription peuvent être augmentées jusqu'à ce que les mesures fournies par la mémoire 4 correspondent aux mesures non retardées (introduction en mémoire). Par un dispositif d'identification de modèle (dispositif 15 d'exploration de courbe) on peut constater si, par exemple, un électrocardiogramme contient un changement de rythme auquel il faut apporter une attention spéciale et qui doit éventuellement être enregistré automatiquement. Le dispositif peut par exemple émettre sur la base de ce changement de rythme un signal d'aver-20 tissement qui est appliqué à un organe modulant le faisceau électronique en intensité pendant la durée du signal d'avertissement . Cette augmentation d'intensité éventuelle suit l'anomalie pendant sa migration sur l'écran de l'oscilloscope. Le dispositif en question peut être réalisé sous forme d'une mémoire 25 à circulation simplifiée correspondant à la mémoire 4. Au lieu d'effectuer une modulation d'intensité, le dispositif d'avertissement peut émettre pendant la durée d'un avertissement, une tension de haute fréquencé de déviation verticale qui est superposée à la tension de déviation verticale dérivée des mesures 30 et provoque une augmentation de la largeur de la partie de courbe correspondante. Le dispositif selon l'invention peut, dans le cadre de l'invention, être construit de façon à permettre• une visualisation d'une multiplicité de grandeurs variables dans le temps 35 sur un seul et même écran. Selon la figure 2 au total quatre grandeurs analogiques variables dans le temps sont transformées dans un seul et même convertisseur A-N 1 en valeurs numériques qui sont appliquées chacune à l'une des quatre unités de mémoire .4,24,34,44. Le générateur de commande 5 s le convertisseur N-A 6 40 pour la déviation Y, le convertisseur d'impulsions 7 pour la BAD ORIGINAL, 70 12335 7 2042320 déviation X, les autres mémoires 8, 28, 38, 48 avec les convertisseurs en série 9, 29, 39, 49 fonctionnent en principe comme il a été décrit déjà ci-dessus à propos de la figure 1. Ce qui est nouveau, c'est simplement que le convertisseur N-A 6 est 5 construit de plus de façon à superposer aux tensions de déviation verticale résultant des mesures, en fonction des impulsions de commande du générateur de commande 5, une tension de polarisation correspondant au déplacement vertical de chaque courbe image. Les commutateurs 2,22,32,42 ,à l'état fermé, relient l'entrée de 10 chaque mémoire 4,24,34,44 avec la sortie du convertisseur A-N 1. Les commutateurs 11,21, 31,41 à l'état fermé relient la sortie de chaque mémoire 4,24;34,44 avec chaque convertisseur N-A 8, 28,38,48, les commutateurs 13,23,33,43 à l'état fermé relient la sortie de la mémoire 4,24,34,44 avec le convertisseur A-N 6. 15 Pour améliorer la clarté de la figure on n'a pas représenté les lignes de retour des mémoires. Le fonctionnement du schéma de principe de la figure 2 s'explique comme suit, en liaison avec la figure 3. La fréquence d'exploration est de 20 ms pour chaque gran-20 deur de mesure. Le contenu de la mémoire 4 est échantillonné pendant 5 ms le long du trajet A-B dans la figure 3, le contenu de mémoire du deuxième phénomène est échantillonné pendant les 5 millisecondes suivantes le long du trajet C-D, etc. Dès que la mémoire 44 est échantillonnée et tracée sur le trajet G-H, 25 le faisceau d'électronique revient au point A. Les déviations horizontales du faisceau électronique sont commandées par le générateur de commande 5. Chaque information en mémoire est échantillonnée trois fois entièrement avec la même intensité sur l'écran de l'oscilloscope. Chaque quatrième fois, c'est-à-30 dire toutes les 20 millisecondes, toutes les mesures dans chaque mémoire sont avancées d'une position, pendant qu'en même temps une nouvelle mesure est appliquée aux mémoires à circulation correspondantes. i BAD ORIGINAL 70 12335 8 2042320 RFVFNDICATTOWS 1 - Dispositif servant à rendre visibles des grandeurs de mesure se présentant sous forme analogique , variables dans le temps, nar le moyen d'un faisceau d'électronique sur un écran 5 image en utilisant un convertisseur analogique-numérique fournissant des valeurs numériques dérivées et au moins une mémoire de répétition d'image, caractérisé en ce que les diverses valeurs de mesure mémorisées en numérique sont appliquées après conversion comme tension de déviation, perpendiculairement à 10 l'axe des temps à un oscilloscope a rayons cathodiques 10 à trace d'intensité constante, et le faisceau scripteur est manipulé en extinction pendant que la base de temps 7 le ramène à la position de départ. 2 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en 15 ce que la commande 5 de la mémoire 4 est établie de telle façon que chaque valeur mesurée introduite dans la mémoire 4 est éliminée de la mémoire après un nombre de cycles de mémoire correspondant au nombre de positions de mémoire. 3 - Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en 20 ce que la mémoire 4 et sa commande 5 sont constituées de façon telle qu'avec l'introduction de nouvelles mesures toutes les mesures mémorisées sont décalées d'une position et les mesures les nlus ancienne? sont e^acées. 25 4 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la mémoire 4 et sa commande 5 sont constituées de telle sorte que les mesures mémorisées peuvent être extraites et de nouveau mémorisées cycliquement à une cadence quelconque sans que de nouvelles mesures soient inscrites ou que les anciennes 30 soient éliminées. 5 - Dispositif selon, la revendication 2, caractérisé en ce que la commande 5 de la mémoire 4 est constituée de façon a produire une lecture plus rapide que la vitesse d'introduction de nouvelles mesures, de sorte que les mesures extraites cons-35 tamment de la mémoire 4 sont décalées pas-à-pas de la sortie de la mémoire vers son entrée. 6 - Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que les valeurs de mesure éliminées sont fournies à un appareil scripteur ayant un support d'inscription. 40 7 - Dispositif selon les revendications 5 et 6, caractérisé BAD ORIGINAL- 70 1.2335 9 2042320 en ce que pour le passage des mesures Inscrites avec retard aux valeurs inscrites sans retard ("valeurs instantanées), la fréquence d'image de la mémoire et la vitesse du support d'inscription de l'appareil scrinteur soient augmentées jusqu'à ce que î 5 les mesures émises correspondent aux mesures non retardées (introduction en mémoire). S - Dispositif selon- les revendications 1,2,3,4,5,6,7, caractérisé en ce qu'il est prévu une commande avec une mémoire supplémentaire de répétition d'image par laquelle les anciennes 10 mesures sont comparées en permanence avec les nouvelles mesures et en cas d'écart entre les valeurs comparées la partie d'image contenant les écarts est soulignée sur l'écran 10 par rapport aux autres parties de l'image, avantageusement par augmentation de la brillance,de la largeur ou de l'amplitude de la partie d'image. 15 9 - Dispositif selon la revendication 8, dans lequel la partie d'image contenant les écarts est soulignée r>ar élargissement, caractérisé en ce que, pendant la durée de la partie d'image à souligner, à la tension de déviation perpendiculaire à l'axe des temps est superposée une tension alternative de fréquence 20 beaucoup plus élevée que la fréquence d'image. 10 - Dispositif selon les revendications 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, -8 et 9, caractérisé en ce que pour rendre visibles sur l'écran 10 une multiplicité de grandeurs variant dans le temps, il est prévu un nombre corresnondant de mémoires de répétition d'image 2? 4, 24, 34, 44 dont les entrées sont alimentées dans l'ordre par les mesures, cçnverties successivement dans le temps d'analogique en numérique et dont les sorties fournissent les informations mémorisées également successivement dans le temps à l'oscilloscope sous forme de tensions de déviation verticale auxquelles est 30 supernosée chaque fois une tension de polarisation correspondant au déplacement vertical des courbes images. ORIGINE-