Brevet FR2075839A1 — publié le 19711015

La présente invention concerne une matrice de raccordement et plus particulièrement une matrice de raccordement à couplage magnétique. On sait qu'une matrice de raccordement est constituée egsen- tiellement par deux groupes de circuits, un premier groupe de circuits dits circuits d'entrée ou primaires, et un deuxième groupe de circuits dits circuits de sortie ou secondairesisolés les uns par rapport aux autres par tout moyen approprié. Ces circuits sont disposés en nappes superposaes de telle sorte que lorsque l'un des circuits d'entrée est alimenté, il se produise un transfert d'énergie entre ledit circuit d'entrée et l'un des circuits de sortie sus ou sous-acent. Il est connu de réaliser un tel transfert d'énergie en connectant les circuits entre eux par l'intermédiaire de diodes, de telle sorte que le transfert d'énergie s'effectue exclusivement des circuits d'entrée vers les circuits de sortie et non en sens inverse. Cependant, de telles matrices présentent un certain nombre d'inconvénients : En particulier, la mise en oeuvre d'une pluralité de diodes et de connexions conduit z un volume et à un encombrement impor- tants surtout dans le cas où des ensembles de 0rande capacité doi-vent être réalisés. En outre, de tels dispositifs sont le siège de capacités et de selfs parasites conduisant à une diminution-notable de la vitesse opérationnelle. Il s'ensuit que de telles natices ne peuvent pas etre incorporées a certains organes ou appareillages électroniques, dans lesquels un temps de réponse très court doit 8tre assuré. Par ailleurs, il est nécessaire de réaliser dans les -matri- ces connues un grand nombre de contacts et connexions électriques ce qui se traduit de ce fait même par une fiabilité médiocre. D'autre part les modèles de raccordeslent ainsi réalisés peu- vent entre difficilement conservés. La présente invention a pour but de remédier å de tels inconvénients et concerne une matrice de raccordeiiont a couplage magnétique, composable manuellement, permettant notamment d'at teindre de grandes vitesses de fonctionnement ainsi qu'une cape- cité d'emmagasinage élevée sous un faible encombrement ,tout en présentant une grande stabilité thermique ainsi qu'une fiabilité élevée. A cet effet, l'invention a pour objet une matrice de raccordament à couplage magnétique comprenant - une pluralité de circuits dits primaires groupés en li- gnes parallèles entre elles, chacun de ces circuits étant coilstitué par des spires sensiblement identiques raccordées en série entre elles, lesdits circuits primaires étant disposés sur l'une des faces d'un support isolant plan - une pluralité de circuits dits secondaires groupés en lignes parallèles entre elles, orientées dans une direction perpendiculaire à la direction desdites lignes de circuits primaires, chacun des circuits étant constitué par des spires de dimensions sensiblement égalas à celles des spires primaires et raccordées en série entre elles, lesdits circuits secondaires étant disposés sur l'autre face dudit support isolant plan et - des moyens de couplage et de découplage entre les spires primaires et les spires secondaires; ladite matrice de raccordement étant caractérisée en ce oue les circuits secondaires sont connectés en série deux a' deux de telle sorte que les courants éventuellement induits dans deux spiras secondaires voisines et sus- ou sous-jacentes à un meme circuit -primaire soient en opposition et en ce que lesdits moyens de couplage et de découplage sont disposés en regard desdites spires sur un support amovible distinct du support desdits circuits primaires et secondaires. Selon un mode de réalisation, le couplage de deux spires successives d'un circuit primaire avec les deux spires sus- ou sous-jacentes de deux circuits secondaires reliés on série est réalisé- par le découplage de l'une des spires primaires ou de l'une des spires secondaires au moyen dits disque conducteur de découplage disposé en regard de l'une des spires primaires ou de l'une des spires secondaires sus- ou sous-jacentes. Selon le meme mode de réalisation, les moyens de découplage de deux spires successives d'un circuit primaire avec les deux spires sous-jacentes.de deux circuits secondaires reliés an série est réalise au moyen de deux disques conducteurs disposés chacun en regard d'une des deux spires primaires ou d'une des deux spires secondaires- sous-jacentes. Selon un autre mode de réalisation les moyens de couplage sont constitués par des disques de ferrite. Selon encore un autre mode de réalisation assurant un coefficient de couplage particulièrement élevé, les moyens de-couplage de deux spires successives d'un circuit primaire avec les deux spires sous-jacente s de deux circuits secondaires reliés en série sont assurés au noyen d'un paralîclèpipède réalisé en ferrite comportant sur l'une de ses faces un disque conducteur de découplage disposé en regard de l'une des spires primaires ou de la spire secondaire sous-jacente, tandis que la zone résiduelle de ladite face est disposée en vis-à-vis de lXautre spire primaire ou de la spire secondaire sous-jacente, Selon le m8me mode de réalisation, les moyens de découplage de deux spires successives d'un circuit primaire avec les deux spires sous-jacentes de deux circuits secondaires reliés on série sont assurés au moyen d'un parallélépipède métallique de dimensions sensiblement égales à celles du parallélépipède en ferrite susdit, disposé en regard des deux spires secondaires sousjacentes. Selon un autre mode de réalisation, les moyens de couplage de deux spires successives d'un circuit primaire avec les deux spires sous-jacentes de deux circuits secondaires reliés en série sont assurés au moyen d'un matériau perméable polarisé magn- tiquement par un aimant permanent. Selon le même mode de ralisation, les moyens de découplas de deux spires successives d'un circuit primaire avec les deux spires sous-jacentes de deux circuits secondaires reliés en série sont assurés au moyen d'un materisu perméable non polarise magnétiquement. Une telle matrice de raccordement selon- l'invaftion présente un certain nombre d'avantages. Un premier avantage résulte du fait que la mise en oeuvre d'éléments de couplage et de découplage disposés sur un support amovible conduit å un volume particulièrement réduit. Il s'ensuit qu'il est possible de réaliser des ensembles de grande capacité de raccordement présentant un encombrement minimal et, par conséquent, facilement intégrables dans de nombreux dispositifs élec tronques. Un deuxième avantage découle du fait que dans de telles matrices les selfs et capacités parasites présentent une valeur très faible. Il en résulte que de tels dispositifs sont caracté- risés par un temps de réponse très court, ce qui permet de les intégrer à des ensembles électroniques dans lesquels une vitesse opérationnelle élavée doit être assurée. Un autre avantage résulte du fait que l'absence de contacts et connexions électriques permet d'obtenir avec de telles matrices un fonctiomlement caractérisé par une fiabilité particulie rament élevée, mC'me en milieu industriel. j Un autre avantage découle de la possibilité d'assembler manuellement des éléments de couplage et de découplage sur un support amovible, ce qui permet de réaliser très aisément et dans un laps de temps minimal n'importe quel modèle de raccorde ment. Par ailleurs, la conservation en archives de tels modèles sous forme de fiches est très aisément réalisable, ce qui entraîne d'importants gains de temps lorsqu'il s'avère nécessaire de les réutiliser ultérieurement. Un autre avantage résulta du fait que les matériaux mis en jeu dans la réalisation des matrices de raccordement selon l'invention présentent une faible variation thermique de leurs propriétés électriques ou magnétiques. Il s'ensuit que de tels dispositifs peuent être mis an oeuvre dans des milieux sounts à de fortes variations thermiques sans que lots performances desdits dispositifs se trouvent sensiblement perturbées. Beautrss caractéristiques et avantages de l'invention res- sortiront de la description qui suit, donnée à titre d'exemple nullo-ment limitatif, en référence aux dessins et schémas annexés dans lesquels Fig. 1 représente les circuits primaires et secondaires d'une matrice de raccordement selon l'invention. Fig. 2 représente un mode de réalisation des moyens de couplage. Fig. 3 représente un autre node de réalisation d'un élément de couplage, et Fig. 4 représente un mode de réalisation pratique du dispositif selon l'invention associé au clavier d'une machine à é crire. Selon la figure 1 une matrice de raccordement à couplage magnétique conforme à l'invention comprend essentiellement une pluralité de circuits dits primaires groupés en listes la, lb, le, la, parallèles entre elles, chacun c'e ces circuits, par exemple le circuit la étant constitué de spires adjacentes 2a, 2b, 2e, 2d sensiblement identiques et raccordées en série entre elles au moyen notamment de la connexion terminale 3a . Des connexions identiques 3b, 3e > 3d sont associées aux lignes lb, lc, ld respectivement. Par ailleurs, les circuits primaires la, lb, le, ld sont reliées à un générateur de courant alternatif ou d'impulsions (non repréenté) au moyen des conducteurs 4a, 4b, 4e, 4d respectivement. Les circuits secondaires sont également groupés en lignes 5a, 5b, 5c, 5d parallèles entre elles et orientées dans une direction perpendiculaire à la direction desdites lignes de circuits primaires. De tels circuits sont, dans le cas de la figure 1 sous-jacents aux circuits primaires, et sont représentés en pointillés sur ladite figure. Chacun de ces circuits, par exemple le circuit 5a est constitué de spires adjacentes 6a, 6b, 6c, 6e > Q de dimen- sions sensiblement égales à celles des spires primaires. Par ailleurs lesdits circuits secondaires sont connectés en série doux par deux; c'est ainsi que les circuits 5a et 55 sont reliés au moyen des connexions 7a 7b et 7c, et que les circuits 5c et 5d sont connectés par l'intermédiaire des connexions 7d 7e et 7f. Chaque paire de circuits ainsi connectés est reliée à un détecteur (non représenté) au moyen des conducteurs 8a, 8b Les circuits primaires et secondaires précéde@@ment décrits sont imprimés sur les deux faces d'une couche isolante mince assurant leur isolement respectif. Sur la figure 1, on n'a représenté pour plus de clarté que 4 lignes primaires et 4 lignes secondaires mais la matrice peut bien entendu comprendre un nombre quelconque de circuits prii:iaî- res et un nombre égal de circuits secondaires. On a représanté en référence a la figure 2 un mode de réalisation des moyens le découplage des circuits primaires et secondaires de la matrice selon l'invention. Ces moyens sont constitués par des disques île, llb, île, 11d, 12a à 12d, 13a à 13d et 14a à 14d réalisés en un matériau conducteur tel que du cuivre par exemple, de dimensions sensible- ment égales a celles des spires t disposés a une distance éga- le à celle desdites spires entre elles. De tels disques sont disposés sur un support isolant 15, et constituellt un circuit im- primé souple et de faible épaisseur, avantageusement disposé urun substrat réalisé en ferrite. Les moyens de couplage des circuits primaires et secondaires peuvent être constitués d partir du dispositif représenté sur la figure 2 en enlevant simplement le disque conducteur en regard des spires primaire et secondaire face à face que l'on désire coupler magnétiquement. On peut obtenir ce mEme résultat en remplaçant le ou les osques conducteurs considérés par les disques réalisés en ferrite. Le fonctionnement d'une telle matrice de raccordement selon l'invention est le suivent (figures 1 et 2). Si l'on désire,par exemple, coupler uniquement les spires 2a, 2b, du circuit primaire le avec les spires sous-jacentes 6a et 9a des circuits secondaires 5e et 5b respectivement (figure 1), on enlève le disque de cuivre île ou le disque llb du support 15 (figure 2) tout en laissant les autres disques en place. On dispose alors le support 15 sur la nappe de circuits primaires et secondaires, de telle sorte que l'emplacement du disque manquant, par exemple le disque lia , est dispose en regard de la spire primaire 2a ou de la spire secondaire 6a sous-jacente. Si l'on envoie une impulsion de courent dans le circuit primaire la par l'intermédiaire des conducteurs 4a, on induit dans les circuits secondaires Sa et 5b, deux tensions an opposition de valeurs différentes dont la résultante est détectée par le dispositif connecté aux bornes des conducteurs 8a. Par contre, aucun courant ne sera recueilli aux bornes des conducteurs 8b, les courants en opposition induits dans les spires correspondantes sous-jacentes au circuit primaire la étant de valeurs très sensiblament identiques. On conçoit donc d'après l'exemple ci-dessus, la possibilité de créer un couplage au croisement d'un circuit primaire quelcon- que et de deux lignes secondaires queleonques connectées en Série. Il suffit dans ce but, d'enlever du support 15 le disque correspondant à l'une des spires dudit croisement, d la manière précédemment décrite. On a représenté en référence a la figure 3 un élément de couplage conforme à un autre mode do réalisation. Un tel élément est constitué d'un parallélépipède en ferrite 21 comportant sur utile face 22 un disque 23 réalisé en un matériau conducteur tel que du cuivre , et présentant un diamètre sensiblement égal à celui des spires Un tel élément peut ôtre disposé sur un support isolant tel que le support 15 par exemple, à l'emplacement des disques île et llb (figure 2), ainsi qu'aux endroits où l'on désire assurer le couplage entre les spires primires et secondaires. Les éléments de découplage sont constitués dans ce mode de réalisation par des parallélépipèdes métalliques de dimensions sensiblement identiques celles du parallélépipède de ferrite sus-décrit. De môme de tels éléments sont disposés sur le support 15 à la manière décrite ci-dessus auxemplacements où le couplage ne doit pas être réalisé. Il faut noter par aillEurs que de tels éléments métalliques jouent un rôle de cale de position nement, assurant de la sorte un écartement régulier entre les éléments de couplage. Conformément à un quatrième mode de réalisation, les disques décrits en référence à la figure 2 peuvent etre remplacés par un matériau perméable polarisé magnétiquement par un aimant permanent, dans le cas où l'on désire assurer le couplage, tandis que dans le cas inverse (découplago) ledit matériau n'est pas po- larisé magnétiquement. Dans les divers Iodes de réalisation que l'on vient de dé- crirc, l'ensemble des circuits primaires et secondaires ainsi que les moyens de couplage et de découplage sont avantagousement dis doses entre des plaques de ferrite dans lesquelles se forment les lignes de force magnétique, de telle sorte qu'une augmentation du couplage et du transfert d'énergie se trouve ainsi assure;; Selon la figure 4, un mode de réalisation pratique du dispositif selon l'invention associé à une machine à écrire com prend essentiellement des circuits primaires 3la, 31b, 31c , lesdits circuits, par exemple le circuit 31a, étant constitués de spires 33a, 33t, 33c, 33d, 33e, etc... connectées en série entre elles au moyen de connexions 32e. De façon analogue, des conducteurs 32b et 32e assurent la connexion mutuelle en série des spires des circuits 31b et 31c respectivement. Les spires desdits circuits primaires sont sus-jacentes à des circuits secondaires 34a, 34b, v4c, formés de spires telles que 35e, 35b, 35c, 35d, 35e, etc.... (non représentées perce que sous-jacentes aux sbires primaires que désignent en fait lesdites références 35a a 35e) sensiblement identiques aux spires des circuits primaires, et reliées on série entre elles par l'intermédiaire des connexions telles que 36a, 36b, 3oc, etc.... Les circuits primaires susmensionnés sont alimentés au moyen d'un générateur de signaux do synchronisation 37 par l'interme- diaire d'amplificateurs 38, 39, 40, tandis que les circuits se secondaires sont connectés à un registre de sortie connu en soi désigné dans son ensemble par la référence 40, par l'intermédiaire d'amplificateurs 41,42, 43. Comme il est représenté à la figure 4, les spires primaires et les spires secondaires sont disposées par groupes de 9, chacun de ces groupes étant sous-jacent à la touche d'une machine à écrire (non représentée). Ladite touche comporte sur sa face en regard du groupe de spires qui lui correspond des disques do ferrite disposés en vis-à-vis des spires dont on désire effectuer le couplage. On peut donc coder chacune des touches par un nombre binaire à 9 chiffres, ledit nombre pouvant être traduit en code alpha-numérique sur la face de la touche située en regard de lto- pérateur. Le fonctionnement d'un tel dispositif est le suivant : On considère successivement par exemple, les spires primaires 44a, 44b, 44e du circuit 31a, les spires primaires 45a, 45b, 45e du eircuit 31b, et les spires primaires 46a, 46b, 46c du circuit 31e formant un groupe disposé sous l'une des touches (non repr6sent@@) du clavier de la machine à écrire et l'on sup- pose que des disques de ferrite sont disposés sur ladite touche en regard des spires 44a, 44b et 46c.Par ailleurs, le généra tour 37 émet trois signaux décalés entre au dans le temps succes- sivenent à travers les amplificateurs 38, 39, 49, de sorte que dans la voie la, il passe un signal en avance sur la signal pas- sent dans la voie 3lb, lui-môme an avance sur le signal passant dans la voie 3lc. Si l'on suppese que toutes les touches du clavier sont rolevées, le registre 40 ne reçoit évidemment aucun signal; par contre si l'on enfonce la touche correspondant au groupe de spiresprimaires susdites on voit que la promière impulsion passant par la voie primaire 31a n'induira aucune force éloctromotrice dans la ligne secondaire 34c en raison de l'absence de couplage entre cas 2 circuits, puis l'impulsion circulant dans la voie primaire 31a induira successivomont une force électromotrice dans les circuits secondaires 34b et 34e. Le passage de l'impulsion primaire suivante dans le circuit 31b ne fera apparaître aucune force électromotrice dans les voies secondaires 34c, 34b et 34a. Enfin la dernière impulsion chemi nant dans le circuit primaire 31c fera apparaître un signal à son passage on face du circuit secondaire 34e, mais ne donnera naissance à aucune force électromotrice sur les circuits secondaircs 34b et 34a, Il en résulte qu le nombre binaire 011000100 se trouvera transmis en trois temps au registre 40. Le fonctionnement des autres touches est en tous points identique. La matrice de raccordomont, objt de lwinvention, permet de résoudre les problèmes habituels d'interconnexion et d1ai- guillage de signaux. Elle est avantageusement mise en oeuvre dans des raccordements programmés dans des program@ateursde sous-séquence pour automatismes, ainsi que dans des claviers d'affichage ou d'appel. Bion entendu l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation sus-dcrit, mais en couvre au contraire toutes les variantes. REVENDICATIONS 1. Matrice de raccordement à couplage magnétique comprenant - une pluralité de circuits dits primaires groupés en lignes parallèles entre elles, chacun de ces circuits étant constitué par des spires sensiblement identiques raccordées on série entre elles, lesdits circuits primaires étant disposés sur l'une des faces d'un support isolant plan;; - une pluralité de circuits dits secondaires groupés en li gnes parallèles entre elles, orientées dans une direction perpen- diculaire à la direction desdites lignes de circuits primaires, chacun des circuits étant constitué par des spires de dimensions sensiblement égales à celles des spires primaires et raccordées en série entra elles, lesdits circuits secondaires étant disposés sur l'autre fate dudit support isolant plan et - des moyens de couplage et de découplage entre les spires primaires Et les spires secondaires; ladite matrice de raccordement étant caractérisée on ce que les circuits secondaires sont connectés en série deux à deux de telle sorte que les courants éventuellement induits dans deux spires secondaires voisines et sus- ou sous-jacentes a un même cir- cuit primaire soient an opposition et en ce que lesdits moyens de couplage et de découplage sont disposés an retard desdites spires sur un support amovible dist-inet du support desdits circuits primaires et secondaires. 2. patrice selon la revendication 1, caractérisco en ce que le couplage de deux spires successives d'un circuit primaire avec le-s deux spires sus- ou sous-jacentes de deux circuits secondai- res reliés on série est réalisé par le découplage cle l'une des spires primaires ou de l'une des spires secondaires au moyen d'un disque conducteur de découplage disposé en regard de l'une des spires primaires ou de l'une des spires secondaires sus- ou sous-jacentes. 3. matrice selon la revendication 1, caractérisée an ce que les moyens do dc couplage de doux spires successives d'un circuit primaire avec les doux spires sous-jacentes de deux circuits sa- condaires reliés en série sont réalises au moyen de deux disques conducteurs disposés chacun on regard d'une des des spires primaires ou d'une des deux spires secondaires sous-åacentes. 4. Matrice salon la revendication 1, caractérisée on ce que les moyens de couplage sont constitués par des disques de ferrite. 5. Matrice selon le revendication 1, ccractériséeen co que les moyens de coulage de doux spires sucessives d'un circuit primaire avec les deux spires sous-jacentes de deux circuits sc- condaires reliés en série sont assurés au moyen d'un parallélépipède réalisé en ferrite comportant sur l'une de ses faces un disque conducteur de découplage disposé en ragard de l'une des spires primaires ou de la spire secondaire sous-jacente, tandis que la zone résiduelle de ladite face est disposée en vis-à-vis de l'autre spire primaire ou de le spire secondaire sous-jaconte. 6. Matrice selon la revendication 1, caractérisée en ce qu les moyens de découplage de doux spires sucoessives d'un circuit primaire avec les deux spires sous-jacentes do doux circuits secondaires relies en série sont assurés au moyen d'un @arallélépi- pède métallique de dimensions égales à celle du parallélépipède en ferrite susdit, disposé en regard des deux spires secondaires sous-jacentes. 7. Hatrice selon la revendication 1, caractérisée en ce que les moyens de couplage de doux spire sucoessives d'un circuit primaire avec les deux spires sous-jacentes de deux circuits secondaires reliés en série sont assurés au moyen d'un matériau per méable polarisé magnétiquement par un aimant permanent. 8. matrice selon la revendication 1, caractérisée an et que les moyens de découplage de deux spires sucoessives d'un cireuit primaire avec Ivs don: spires sous-jacentes de deux circuits secondaires reliés on série sont assurés au moyen d'un matériau perméable non polarise magnétiquement. 9. Machine à écrire comprenant une matrice de raecordement selon la revendication 1 et dans laquelleles eircuits primaires sont constitués par trois circuits identiques parallèles dort les entrées sont reliées à un générateur d'impulsions et qui sont constitués chacun par des groupes de trois spires, a chaque tou che de la machins à écrire étant affecté un groupe do chacun des trois circuits primaires et les circuits secondaires sont eon;ti- tués par autant de troupes de spires sus- ou sous-jacentes C cel- les des circuits primaires et dÉfinissent trois circuits dont les sorties sont reliées à un registre lui-même relié audit génératour d'impulsions.