Brevet FR2070907A1 — publié le 19710917

î 2070907 La présente invention concerne une installation de circuits destinée à former la valeur moyenne de plusieurs tensions d'entrée, du type dans laquelle les tensions d'entrée sont appliquées par l'intermédiaire de branches de résistance sur une résistance de 5 charge commune,à laquelle on recueille la tension de sortie de valeur moyenne, et dans laquelle au moins une partie des branches de résistance est commandée, en dépendance de la différence existant entre la tension de sortie à la résistance de charge, et la tension d'entrée correspondante, de telle manière que la tension d'entrée 10 est réduite lorsqu'elle s'écarte de la tension de sortie d'une valeur supérieure à une grandeur prédéterminée. l'invention concerne en particulier une installation de circuits pour la synchronisation de signaux dans des systèmes redondants avec plusieurs entrées de signaux et plusieurs sorties de signaux,-15 dans laquelle chaque entrée de signal est reliée à toutes les sorties de signaux, chaque fois, par l'intermédiaire d'une branche de réas-tance. les installations de circuits de ce genre sont nécessaires dans le cas d'appareils dans lesquels, pour des buts de sécurité, sont 20 prévus plusieurs indicateurs de valeurs de mesure ei; canaux à signaux, par exemple, dans des régulateurs de vol, dans lesquels un seul et même signal de commande est produit par trois circuits de signaux indépendants l'un de 1'autreo Ces signaux présentent toujours, en raison des tolérances des composants utilisés, des différences de 25 signaux négligeables. Ces différences de signaux, qui ne résultent pas d'erreurs des composants, rendent difficile une détection d'erreurs par des installations de surveillance. Il existe alors une erreur dans ce cas lorsque la différence de signal dépasse une valeur prédéterminée, précise. A l'intérieur d'une chaîne de signaux multi-30 pies, il peut en conséquence être judicieux d'égaliser les signaux une ou plusieurs fois. Ceci est réalisé, dans des installations connues, par des circuits, qui, parmi trois signaux d'entrée, en choisissent le signal ayant l'amplitude moyenne, donc avec l'amplitude qui est d'une grandeur située entre les amplitudes des deux 35 autres signaux. Etant donné que ces installations de circuits refoulent cependant automatiquement un signal défectueux, elles doivent nécessairement être équipées avec des installations de détection d'erreurs afin qu'une erreur éventuelle ne reste pas cachée. Ces 3AD ORIGNAL 70 46352 2 2070907 installations supplémentaires de détection d'erreurs, exigent une dépense matérielle qui n'est pas négligeable. On connaît, en outre, des installations de circuits, dans lesquelles est formée, à partir de plusieurs tensions d'entrée, une 5 valeur moyenne dans le sens d'une moyenne arithmétique, les tensions d'entrée étant appliquées, à travers des branches de résistance, sur une résistance de charge commune, à laquelle on recueille comme tension de sortie, la valeur moyenne. Des précautions sont prises pour que chacune des branches de résistance soit commandée, en 10 dépendance de la différence entre la tension de sortie à la résistance de charge et la tension d'entrée correspondante, de telle manière que cette tension d'entrée- est refoulée lorsqu'elle s'écarte de plus d'une valeur prédéterminée de la tension de sortie. Cette valeur prédéterminée d'écart correspond aux tolérances de signal, 15 tandis qu'un signal qui diffère de la valeur moyenne d'une quantité supérieure à cette valeur est considéré comme défectueux et refoulé. la présente invention a poux- but de réaliser une installation de circuits pour former la valeur moyenne de plusieurs tensions d'entrée, dans laquelle des tensions d'entrée qui diffèrent de plus d'une 20 valeur prédéterminée de la tension de sortie -sont refoulées. l'invention a, en outre, pour but de réaliser sans contact un tel refoulement des tensions d'entrée qui tombent "hors des. limites". l'invention s'étend à une installation de circuits.pour la synchronisation, c'est-à-dire pour rendre égaux plusieurs signaux, 25 dans laquelle une telle synchronisation se produit lorsque des écarts de signal résultant de tolérances admissibles entre plusieurs signaux ne dépassent pas une valeur prédéterminée fixe, tandis qu'un signal qui dépasse la valeur fixée pour l'acart admissible est transmis autant que possible sans être faussé» Avec une telle instal-30 lation de circuits pour synchronisation, il est alors possible, de limiter la surveillance de signal en quelques points dans le parcours du signal, ce qui aboutit à une économie considérable de composants. Conformément à l'invention, il est prévu que les branches de résistance commandées par tension contiennent des dipôles dépendant 35 de la tension, dont la résistance au-dessus d'un seuil de tension devient très grande. Suivant une autre réalisation de l'invention, une installation de circuits de synchronisation du type mentionné plus haut, est 70 46352 3 2070907 constituée de telle manière que chaque entrée de signal est reliée à la sortie de signal qui lui correspond, à travers une résistance indépendante de la tension, et est reliée aux autres sorties de signal à travers des dipôles dépendant de la tension, dont la valeur 5 de résistance au-dessous d'une valeur de seuil d^La. tension qui lui est appliquée est égale à celle de la résistance dépendant de la tension en question, et qui est très grande au-dessus de cette valeur de seuil. La description se rapporte à un mode de réalisation de l'invenfc 10 tion donné à litre d'exemple non limitatif et expliqué avec référence aux dessins annexés^ dans lesquels : la figure 1 montre le raccordement de"n" signaux d'entrée à une seule sortie ; la. figure 2 montre la ligne caractéristique du dip&Le utilisé dans 15 le schéma de le. figure 1 ; la figure 3 montre une installation de circuits complète pour trois signaux d'entrée et trois signaux de sortie. les figures 4a et 4c montrent les trois tensions de sortie en dépendance de l'une des tensions d'entrée ; 20 la figure 5 montre un exemple de réalisation d'un dipôle utilisé par l'invention ; la figure 6 montre une autre forme de réalisation d'un dipôle ; la figure 7 montre une troisième forme de réalisation d'un djpSle^et la figure 8 montre la caractéristique d'un conducteur à froid uti-25 lisable dans l'invention. La figure 1 montre l'installation de circuits de base pour "n" signaux d'entrée. Dans cette installation, le signal d'entrée U-j est amené à travers la résistance R, en commun avec les signaux d'entrée ÏÏ2 à Un à travers des dipôles appropriées 32 à 2n, sur un 30 point de sortie commun A. Afin que l'installation représentée fonctionne correctement, les dipôles doivent posséder la courbe caractéristique représentée dans la figure 2. La courbe caractéristique montre que les dipôles sont dépendants de la tension» Dans le cas d'une tension appliquée au dipôle, 35 Uz la résistance de dipôle doit être Rz = R. Dans le cas d'une tension, appliquée au dipôle, BAD ORIGINAL 70 46352 4 2070907 °o le courant à travers le dipôle doit être par contre limité à Iz = I0 La tension de dipôle ÏÏQ est déterminée par l'écart de signal 5 admissible^ IJ des tensions d'entrée» Pour le courant Iq, il faut qu'il soit plus grand que le courant de sortie ma.ximal demandé. D'après cela on calcule la résistance: 10 La figure 3 montre une installation de circuit complète pour trois signaux d'entrée et trois signaux de sortie. Dans ce cas, l'installation de base représentée dans la. figure 1 est pourvue de trois entrées et est utilisée trois fois, pour obtenir trois sorties. Dans les figures 4a, 4b et 4c sont représentées les trois tensions 15 de sortie ^à.3 en dépendance de la tension d'entrée . Il est déterminé que, jusqu'à l'écart de signal A TJ les dipôles possèdent la résistance R. Il en résulte U0o En supposant IL, = & XJ, XI2 = TJ3 = O on a 20 = 2/3 A U Pour "n" entrées, on a Les figures 4a à 4c montrent que les signaux de sortie de l'installation de circuits sont identiques jusqu'à un écart de signal de 25 ^ U0 Si l'écart de signal dépasse la valeur ^ U à l'entrée El, les signaux.de sortie IJflp et Ujj ne sont plus influencés par elle» L'écart de signal maximal aux sorties A2 et A3 sur la base de l'écart de signal à l'entrée El est égal à Z^U/3o A la"sortie Al apparaît, jusqu'à une valeur, de. El = 2 ^dïï, la. tension 2 A^/3, tandis que les 30 écarts de signal situés au-dessus parviennent totalement à la sortie M- à effet, en 'étant diminués de la valeur constante 2 UQ. "Etant donné, que le circuit est, du point de vue de l'entrée et de la. sortie correspondante constitué toujours de manière identique, on obtient pour les deux autres entrées les résultats^identiques. 35 Les considérations exposées ci-dessus ont été faites sans charge. Le courant de charge admissible s'élève au maximum à I0„ Il provoque aux sorties, pour un écart de signal d'entrée plus faible que un écart de signal de sortie égal au maximum à 0,5 U0"et, pour un BAD ORIGINAL 70 46352 5 2070907 écart de signal d'entrée supérieur à j4u, une erreur de signal maximale U0» On est donc en présence de la situation suivante ; Tant que les écarts de signal restent au-dessous' d'une 5 valeur de seuil prédéterminée, c'est-à-dire avec les tolérances admissibles pour les composants, il y a formation d'une valeur moyenne, telle qu'aux trois sorties de signal apparaissent les mêmes signaux, qui sont traités ensuite dans les canaux placés en aval® Lorsqu'un signal tombe "en dehors des limites", c'est-à-dire 10 dépassant les tolérances admissibles, ce signal est pleinement efficace à l'une des sorties, indépendamment d'un certain décalage d'amplitude, tandis qu'aux autres sorties, il est refoulé comme défectueux» Il en résulte donc aux dernières sorties, 1a. formation d'une valeur moyenne sans tenir compte du signal défectueux, de sor-15 te que dans ces canaux sont toujours traités des signaux identiques, à l'intérieur des tolérances admises. Dans le troisième canal, apparaît le signal défectueux, qui reste efficace d'une manière analogue, même avec les circuits de synchronisation montés en aval. Il est alors possible, à un emplacement déterminé des canaux de signaux, de 20 prévoir une installation pour dëceler l'erreur et de mettre hors circuit simultanément le signal défectueux. Mais il n'est pas nécessaire de prévoir dans chaque circuit d.e synchronisation, une telle installation pour déceler l'erreur. Dans le. réalisation des dipôles mentionnés, on peut recou- 25 rir à : 1. Conducteur à Soid. Un conducteur à froid est une résistance dépendant de la température qui, au-dessous de la température de Curie, a une faible résistance ohmique, tandis qu'au-dessus du point de Curie, il présen-30 'te un coefficient de température positif élevé. On peut modifier la résistance d'un conducteur à froid à l'aide du courant qui le parcourt. Etant donné que le changement de résistance s'effectue également en dépendance de la température, la température de l'environnement influence le point de coude de la ligne caractéristique. 35 En conséquence, il est recommandé de procéder à une stabilisation de la température ambiante. En vue de pouvoir régler de manière définie la résistance R du dipôle, il est nécessaire de monter une résistance de compensation R& en série avec le conducteur à froid. 70 46352 6 2070907 2. Installations de circuits avec transistors à effet de champ. le montage représenté dans la figure 5 peut être réalisé avec un transistor symétrique à effet de champ PT1. Dans ce montage chaque branche de la résistance contient, comme dipôle dépendant de la 5 tension, un transistor symétrique à effet de champ avec une paire de résistances Rp montées l'une en amont, l'autre en aval» La base du transistor est reliée à travers des diodes D-j, I>2 avec les extrémités libres des résistances. Une résistance de compensation Ren série avec ce montage, sert à former la résistance complète 10 R. Ce montage possède également la ligne caractéristique nécessaire» Le domaine de faible résistance ohmique est déterminé essentiellement par les propriétés du transistor à effet de champ FT1. Pour régler la résistance nécessaire R, il est prévu également une résistance de compensation R^. Le réglage de limite de courant I0 15 est effectué avec les résistances Rp. Avantageusement, les transistors à effet de champ utilisés sont à faible résistance de parcours (rDS on^ 11116 faible tension de "Pinch-Off ". La figure 6 montre un autre montage avec transistors à effet de champ, dans lequel chaque branche de résistance contient une pai-20 re de transistors à effet de champ montés en anti-parallèle (FT2, FT3), la grille de chaque transistor à effet de champ étant reliée, à travers une résistance Rp avec la cathode de l'autre. En série avec ce montage, est prévue une résistance de compensation R^_ pour obtenir la résistance d'ensemble R. Ici, le courant I0 est réglé 25 au moyen des résistances Rp et la résistance R aved la résistance RA. 3o Installations de circuits avec amplificateurs opérationnels. Lorsqu'on désire produire des valeurs très précises pour R et I0, il est recommandé d'utiliser des montages à quatre pôles, dont la, caractéristique de transmission est celle du dipftle» Dans 30 ces montages sont prévus de préférence des amplificateurs opérationnels. La figure 7 montre un exemple pour un tel montage, dans lequel les branches de résistance contiennent chacune un amplificateur opérationnel Y, dans le circuit de sortie duquel se trouve une première résistance dépendant de la tension, dont la Valeur au-dessus 35 du seuil de tension devient très grande, et une seconde résistance Rq. dans le couplage de réaction, ainsi qu'une résistance de compensation R^ en série avec le montage d'amplification pour obtenir la résistance d'ensemble R» Dans cette installation, on utilise, pour la 70 46352 7 2070907 limitation du courant, le montage"représenté dans-la figure 5 avec Rji , , D-j , î>2 , cependant sans résistance de compensation Rj^. On connaît naturellement d'autres installations de circuits pour la limitation du courant, qui peuvent être utilisées ici. On 5 suppose que la limitation de courant est "bipolaire. Le couplage à réaction de l'amplificateur est prélevé au point P après le montage de limitation de'courant, et il est.amené, à travers la résistance de couplage à réaction Rq., au point de sommation de l'amplificateur. Le signal d'entrée parvient également au point de sommation à tra-10 vers la résistance d'entrée Rj;« En conséquence du couplage à réaction, la résistance de source au point P, lorsque l'amplificateur est mis en service sur sa ligne caractéristique^est très faible et peut être négligée. La résistance de source au point A de l'installation est alors déterminée uniquement par.la résistance R qui relie le point P 15 au point A. La résistance peut ainsi être choisie en correspondance avec les conditions exigées pour l'installation de circuits de l'invention et elle correspond en régie générale à la résistance R du dipole. Il y a lieu de mentionner que le mode de montage de. l'amplifi-20 cateur opérationnel peut être choisi très librement, ce qui permet ainsi de réaliser même des allures spéciales de fréquences» 70 46352 8 2070907 -REVENDICATIONS- 1 . Installation de circuits pour former la., valeur moyenne de plusieurs tensions d'entrée, dans laquelle les tensions d'entrée sont branchées, à travers des branches de résistance, sur une 5 résistance de charge commune, à laquelle apparaît lg. tension de sortie de valeur moyenne, et dans laquelle au moins une partie des branches de résistances peut être commandée, en dépendance de la différence entre la tension.de sortie à la. résistance de charge et la tension d'entrée correspondante, de telle sorte que cette tension 10 d'entrée est refoulée lorsqu'elle diffère de plus d'une valeur prédéterminée de la tension de sortie, installation caractérisée en ce que les branches de résistance commandées par la tension, contiennent des dipôles dépendant de la tension dont la résistance au-dessus d'un seuil de tension devient très grande-. 15 2. Installation suivant lâ revendication 1 pour la synchroni sation de signaux dans des systèmes à redondance, avec plusieurs entrées de signal et plusieurs sorties de signal, dans laquelle chaque entrée de signal est reliée avec toutes les sorties de signal, cha.cune à travers une branche de résistance, installation caractéri-20 sée en ce que chaque entrée de signal est reliée avec une sortie de signal correspondante, à travers une résistance indépendante de la tension,, et avec toutes les autres sorties de signal à travers des dipôles dépendant de la tension, dont les valeurs de résistance se trouvent au-dessous d'une valeur de seuil de la tension qui lui est 25 appliquée égale à la. résistance indépendante de la tension mentionnée, et qui deviennent très grandes au-dessus de cette valeur de seuil. 3. Installation suivant l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que chaque branche de résistance commandée 30 par tension contient, comme dipôle dépendant de la tension, un transistor à effet de champ symétrique avec une paire de résistances amont et aval, dont la base est reliée, à travers des diodes, avec les extrémités libres des résistances, et une résistance de compensation, montée en série avec ce montage pour former la résistance 35 totale. 4. Installation suivant l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que chaque branche de résistance commandée par tension, contient une paire de transistors à effet de champ 70 46352 9 2070907 montés en antiparallèle, la. grille de chaque" transistor à effet de champ étant reliée, à travers une résistance,avec la cathode de l'autre, une résistance de compensation étant disposée en série avec ce montage pour former la résistance totale-5 5. Installation suivant l'une quelconque des revendications" 1 ou 2, caractérisée en ce que les branches de résistance commandées par tension contiennent chacune un amplificateur opérationnel, dans le circuit de sortie duquel est montée une première résistance d épen-dant de la tension, dont la grandeur au-dessus du seuil/âe tension 10 devient très grande, une seconde résistance étant montée dans le couplage à réaction ainsi qu'une résistance de compensation en série avec le montage d'amplificateur pour réaliser la. résistance totale. 6. Installation suivant l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que chacune des branches de résistance 15 commandées par tension contient un conducteur à froid.