Brevet FR2060117A1 — publié le 19710611

La présente invention concerne les systèmes d'affichage numérique, et plus particulièrement un procédé et un dispositif pour empêcher l'oscillationou sautes des nombres affichés. 5 II sera noté que bien que ces systèmes soient souvent appelés des systèmes d'affichage digital, l'expression " système d'affichage numérique " est utilisée dans la présente description car.le tenue " digital " est utilisé pour.qualifier les signaux-codés en.binaire utilisés pour la transmission de l'in-10 formation d'une partie du système à une autre. Dans la présentation d'une information sous la forme de chiffres séparés à partir d'un signal électrique variant d'une façon continue,-il existe un problème en ce qui concerne la résolution des erreurs. Cela provient du fait que la quanti-15 té désirée peut changer de quantités très faibles, c'est-à-dire d'une quantité inférieure'au changement le plus faible possible pour le dispositif d'affichage numérique. Le chiffre le moins significatif de la valeur affichée est ainsi toujours sujet à une- erreur de plus ou moins une unité. Comme l'erreur varie 20 au hasard par rapport au temps, le chiffre le moins significatif de la valeur affichée peut continuellement varier alternativement entre deux chiffres consécutifs chaque fois qu'un nouveau signal est reçu, non parce que le paramètre mesuré change, mais en raison de cette erreur au.hasard. 25 L'effet final de cette oscillation ou saute d'un chiffre peut être discerné par la personne essayant de contrôler un nombre affiché. Par exemple, dans un panneau d'instruments -d'un aéronef comportant un certain nombre de dispositifs d'affichage numérique, le pilote doit examiner périodiquement 30 les dispositifs pour être informé des .quantités mesurées. Cette oscillation du dernier chiffre significatif de la valeur affichée peut non seulement être une gêne, mais elle peut aussi rendre presque impossible la connaissance des valeurs affichées. jusqu'ici Une solution à ce problème a consisté/a incorporer 35 un dispositif d'amortissement électrique ou mécanique dans le système d'affichage afin de rendre impossible un changement -rapide d'un chiffre ou d'un nombre. Cependant, bien que cette 70 30783 2 2060117 approximation élimine cette oscillation de la valeur, elle empêche aussi un changement rapide de la valeur affichée en fonction de la variation réelle de la quantité mesurée. Une réponse rapide au changement d'une condition contrôlée 5 est ainsi sacrifiée nécessairement pour éviter l'oscillation de la valeur. La présente invention concerne la production de signaux digitaux en réponse à lîétat d'un paramètre. Typiquement, cette production peut être obtenue pai^iodulation de la 10 fréquence d'une onde porteuse en réponse à l'amplitude d'un paramètre désiré, et ensuite par échantillonnage d^L'onde modulée en fréquence pendant une période de temps prédéterminée fixe. En raison de l'échantillonnage nécessaire pour quantifier l'onde modulée en fréquence, il est très rare qu'un nombre 15 entier de cycles de l'onde modulée soit encadré dans la période d'échantillonnage. Une fraction de cycle est habituellement incluse dans la période d'échantillonnage, ce qui produit un signal sortant anormal tel que le terme binaire le moins significatif du signal digital soit sujet à une erreur. Si les si-20 gnaux digitaux représentant des nombres successifs devant être affichés sont toujours- formés de façon que leurs termes binaires les moins significatifs aient des polarités alternées, il est possible d'éliminer l'oscillation de la vapeur en empêchant tout changement de l'affichage si la comparaison entre le nou-25 veau signal digital et le signal digital précédent indique un changement d'un nombre-impair de chiffres ( c'est-à-dire 1,-3» 5 ...). En empêchant le changement d'un-nombre impair de chiffres affichés, la saute ou oscillation au hasard entre les nombres voisins est empêchée. 30 Un dispositif est utilisé dans ce but pour comparer les polarités du terme binaire le moins significatif du signal échantillonné le plus récemment et du signal représentant le chiffre affiché à ce moment. La coïncidence de la polarité du terme binaire le-moins significatif indiquant l'absence de chan-35 gement de chiffre ou le changement-d'un nombre pair de chiffres actionne une première porte. Le signal engendré par cette première porte actionne une seconde porte qui à son tour produit un signal de transfert qui provoque le transfert de la nouvelle information digitale au sy tème d'affichage. Par contre, 70 30783 3 2060117 si les polarités des termes binaires les moins significatifs sont différentes, indiquant un changement d'un nombre impair de chiffres ( 1, 3, 5 ...)» la première porte n'engendre pas le signal précité et le signal de transfert n'est pas produit. 5 La nouvelle information digitale n'est par suite pas transférée au syst'ème d'affichage. Pour la mise à jour du système et pour permettre le changement d'un nombre impair de chiffres, la seconde porte est actionnée après plusieurs périodes d'échantillonnage pour pemettre l'affichage de]a nouvelle information 10 indépendamment de la polarité du terme binaire le moins significatif.. Cette fonction de misé à jour a lieu à une fréquence relativement lente, ce qui permet le contrôle visuel de la valeur affichée.sans qu'il existe une saute rapide gênant la lecture. 15 .La présente invention a par suite pour objet un dispositif pour empêcher les sautes gênantes de caractères dans un système d'affichage numérique. L'invention a aussi pour objet un procédé pour empêcher les changements rapides d'une valeur affichée du fait 20 de signaux entrants digitaux oscillant au hasard. Les caractéristiques de l'invention ressortiront plus particulièrement de la description suivante donnée à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins annexés sur lesquels : 25 la figure 1 est le schéma général d'un système d'af fichage numérique selon un mode de mise en oeuvre de l'invention, la figure 2 représente un code binaire convenable pour un système selon la.présente invention, la figure 3 est le schéma général plus détaillé 30 d'un système selon un mode de mis^en oeuvre de l'invention, la figure 4 est une table logique illustrant le fonctionnement d^une porte de comparaison selon l'invention, et la figure 5 est le schéma général des éléments d'une porte de comparaison utilisée sur la figure 3. 35 La figure 1 représente un système comportant un transducteur 1 pouvant être, par exemple, un-transducteur utilisé pour le contrôle de la vitesse d'un moteur, d'une pression d'huile, d'un débit de carburant ou autre, le transducteur 70 30783 4 2060117 commandant un modulateur de fréquence 2 qui produit une fréquence variant de façon continue pour un convertisseur de signal de fréquence en signal digital 3, la fréquence étant l'équivalent analogique du paramètre contrôlé. Une 5 source de signaux périodiques, telle qu'un circuit d'impulsions de base de temps ou de rythme .4" commande un commutateur 5 à une fréquence prédéterminée correspondant à la plus grande fréquence pouvant être tolérée pour le changement de la valeur affichée0 Le signal sortant du convertisseur 10 fréquence-à-digital est sous la forme de termes binaires en parallèles une ligne de sortie séparée 6 à 9 existant pour chaque terme binaire. Suivant le mode de réalisation décrit, le nombre total de caractères à afficher sélectivement est 10. Cela signifie qu'i^/doit exister au moins quatre termes 15 binaires pour permettre au moins dix permutations ou signaux binaires. Parmi les lignes 6 à 9j la ligne 9 est celle qui transfère le terme binaire le moins significatif du signal binaire. Le signal binaire est appliqué aux entrées d'un 20 registre, intermédiaire 10 et les états des sorties du registre représentent le nombre binaire correspondant au caractère devant être affiché par le dispositif d'affichage à conversion digitale-à-numérique. Le terme binaire le moins significatif du nombre binaire engendré le plus récemment, qui est 25 désigné X, est aussi envoyé à une entrée d'un comparateur 12. Le terme binaire le moins significatif du caractère affiché à ce moment, qui est désigné X * est envoyé à la seconde en-_ trée du comparateur 12. Quand le comparateur 12 détecte la coïncidence des polarités des termes binaires les moins signi-30 ficatifs X et X il émet un signal de transfert pour l'entrée L du registre 10. Ce signal de transfert provoque le transfert à partir du registre 10 des signaux binaires au dispositif d'affichage à conversion -digitale-à-numérique 11, à travers les lignes 6 à 9. Par contresi les polarités ne coïncident 35 pass ce qui indique un changement de nombre impair, le signal de transfert n'est pas émis et le registre n'est pas actionné. Un système de mise à jour 13 permet le transfert périodique de la nouvelle information établie dans les lignes BAD ORIGINAL 70 30783 5 2060117 6 à 9 au dispositif d,affichage à conversion digitale-à-numérique 11, indépendamment de la polarité du nouveau terme binaire le moins significatif. Dans ce but, le système de mise à jour 13 produit un signal de transfert après le comptage 5 d'un nombre prédéterminé d'impulsions de base de temps ou de rythme. 'En raison de l'erreur inévitable danslTéchantillonnage, de la fréquence.modulée, le terme binaire le moins significatif est correct seulement pendant environ la moitié du 10 temps.-Pour dette raison, le terme binaire le moins significatif est susceptible de variatior^tu hasard pouvant provoquer une alternance de l'affichage entre des chiffres consécutifs à chaque échantillonnage de la fréquence analogique. Pour éviter ces sautes arbitraires indésirables, le système selon la 15 présente inventipn empêche tout changement d'un nombre impair de chiffres. Comme il a été indiqué ci-dessus, des signaux digi-' tau*, constitués par des termes binaires apparaissant sur les lignes 6 à 9 à la sortie du convertisseur de signal de fré-20 quence en signal digital 3» constituent 1information nécessaire pour sélectionner les chiffres 1 à 10 dans le dispositif d'affichage 11 à conversion digitale-à-numérique. Le code binaire utilisé, tel que celui représenté sur la figure 2, est choisi pour que le terme binaire le moins significatif indi-25 qué dans la colonne 4 ait une polarité alternative pour les chiffres consécutifs. Pour 1*affichage des nombres consécutifs, les. polarités du terme 3e-moins significatif doivent par suite être nécessairement inverses. En empêchant un changement de 1*affichage quand le terme binaire le moins significatif, . 30 désigné X,-a une polarité différente de celle du terme binai-re-le moins significatif, désigné X , une saute delà valeur affichée est empêchée entre des nombres consécutifs. Le changement de-l'affichage est aussi empêché par le comparateur 12 quand le changement doit correspondre à n'importe quel nombre 35 impair de chiffres ( c'est-à-dire'3, 5, 7 et 9) qui n'est pas dû à des erreurs au-hasard mais rfeprésente un changement du paramètre désiré. Pour cette raison, le système de mise à jour 13 permet un tel changement à des-intervalles prédéterminés. 70 30783 6 2060117 La figure 3 représente d'une façon plus détaillée un système selon l'invention correspondant à celui de la figure 1, Le contenu du registre 10 est transféré au décodeur 14 qui produit des signaux pour un dispositif de comman-5 de 15. Le dispositif de commande 15 suivant ce mode de réalisation comporte 5 conducteurs de sortie, c'est-à-dire un pour chacun des cinq électroaimants utilisés pour l'affichage sélectif d'un, caractère d siré.-En-excitant.l'un des cinq conducteurs avec-une polarité positive ou négative, il existe 10 dix combinaisons pour la sélection d'un des dix chiffres pouvant être affichés par l'appareil d'affichage 16. Le générateur d'impulsions de base de temps ou de rythme commande le commutateur d'échantillonnage 5 et aussi envoie un train d'impulsions au basculeur 17. Un circuit à 15 retard 18 ramène le basculeur 17 au repos après un temps prédéterminé. Une porte de comparaison 19 reçoit les signaux X et X * (représentant les terïiies binaires les moins significatifs du nouveau signal et du signal précédent ) sur les en-20 trées A et B. Des inverseurs 20 et 2J_ sont connectés pour produire des signaux sortants inversés X et X * pour les entrées Cet B de la porte. Ainsi que le montre_.la table logique de la figure 4» un signal sortant M1n binaire est produit en cas de coïncidence des polarités de X et de X*. . 25 Ce signal est envoyé à l'entrée A de la porte de comparaison 22 qui est identique à la porte 19. La porte 22 produit un signal sortant nO" binaire quand les entrées A et .B reçoivent des signaux.coïncidents de la .porte 19 et-du basculeur 17 ou quand les entrées C et D reçoivent .un signal "1" 30 binaire du basculeur 24. Le signal sortant M0n binaire constitue un.signal de transfert appliqué à l'entrée L du registre' -10 pour que les-signaux-binaires de ce registre soient transférés à travers les lignes 6 à 9 au décodeur 14 pour la commande du dispositif de commande 15 qui à son tour commande le dis-35 positif d'affichage 16. Il sera noté que le système tel que décrit ci-des-sus ne permet le changement de l'affichage que d'un nombre pair 70 30783 7 2060117 de chiffres. Il est par suite nécessaire qu'il existe une fonction de mise à jour pour permettre périodiquement l'affichage du signal digital produit par le convertisseur de signal de fréquence en signal digital»quelle que soit la po-5 larité du terme binaire le moins significatif du nouveau signal. Ce système de mise à jour, qui est représenté schéma-tiquement dans le cadre 13» comprend le compteur 23, le basculeur 24 et.la porte 22. Le compteur et le basculeur sont ramenés au repos chaque fois qu'un signal de transfert est en-gendré par la porte 22, après quoi le comptage recommence,, Après le comptage- d'un nombre prédéterminé d'impulsions de rythme, et en-supposant qu'il n'apparaisse aucune coïncidence de X et X * pour provoquer un signal de transfert, le basculeur 24 est déclenché par le compteur 23 pour la 15 transmissioijâu signal w1" binaire aux entrées C et D de la porte 22. La figure 4 montre que la coïncidence de deux signaux "1" binaire sur les entrées C et D provoque à la sortie de la porte- un signal ttO" binaire qui constitue le signal de transfert. Dans ces conditions, le signal binaire présent 20 dans les lignes 6 à 9 est transféré au dispositif d'affichage 11, le compteur 23 et le basculeur 24 sont ramenés au repos et le système de mise à jour démarre pour un nouveau cycle. La figure 5 représente une combinaison préférée d'éléments logiques pour constituer chacune des portes 19 et 25 22. Le circuit de la figure 5 comporte deux portes ET chacune à deux entrées et dont les sorties sont connectées aux deux entrées d'une porte*OU. Un inverseur est couplé à la sortie de laporte OU comme l'indique le petit cercle représenté à la sortie de la porte. 30 En cas de coïncidence de signaux de niveau élevé ou "1" binaire sur les deux entrées de l'une ou l'autre des portes ET, la porte ainsi excitée envoie un signal "1" binaire à l'entrée correspondante de la porte OU. Quand la porte OU reçoit un signal n1" binaire sur l'une ou l'autre ou sur les 35 deux entrées, elle produit un signal "l5* binaire pour l'inverseur qui convertit le signal en signal de niveau bas ou '"0" . binaire. L_'absence de signaux "1" binaire simultanés sur les 70 30783 8 2060117 deux entrées des deux portes ET se traduit par des signaux M0" binaire sur les deux entrées de la porte OU et par suite par un signal "0" binaire à la sortie de la porte, ce signal étant alors converti en signal de niveau élevé ou w1" binaire 5 . par l'inverseur. Bien que le circuit de la' figure 5 convienne particulièrement pour la porte de comparaison 22, il doit être noté que dans le cas de la porte de comparaison 19 il nécessite l'utilisation des inverseurs 20 et 21 pour produire les 10 signaux X et ÏT*. Ces inverseurs sont nécessaires pour l'application à la porte 19 d'une paire de signaux "1" binaire si la polarité des termes binaires les moins significatifs coïncidant correspond â w0" binaire. La table logique de la figure 4 illustre le fonc-15 tionnement du circuit. Cette table montre qu'en cas de coïncidence de deux signaux "1" binaire soit sur les entrées A et B soit sur les entrées B et C, le signal sortant est le signal ,r1M binaire nécessaire'pour actionner la porte 22. Il doit être noté que les relations entre les 20 signaux digitaux et les signaux numériques peuvent être autres que celles du code de la figure 2. Par exemple, le terme binaire le moins significatif des signaux correspondant aux chiffres 0 à U peut être un n1n binaire et le terme binaire des signaux binaires correspondant aux chiffres 5 à 9 être un "0" 25 binaire. Dans ce cas, le changement de l'affichage peut être" empêché en cas de coïncidence des polarités du terme binaire le moins représentatif nouvellement échantillonné et du terme binaire le moins représentatif du signal affiché à ce moment* Cette modification peut être obtenue simplement dans un système 30 selon l'invention en croisant les connexions des entrées B et D de la porte 19. Cependant, des sautes peuvent avoir lieu entre les chiffres 9 et 0 et 4 et 5 bien que les changements numériques plus importants soient alors possibles. - D'autres codes et d'autres relations peuvent être 35 utilisés pour obtenir un certain degré d'inhibition des sautes indésirables. 70 30783 9 2060117 Bien.entendu, la description qui précède n'est pas limitative, et l'invention peut être mise en oeuvre suivant d'autres variantes, sans que l'on sorte de son cadre. 70 30783 10 2060117 REVENDICATIONS 1. Système pour la mesure et l'affichage visuel sous une forme numérique d'une condition mesurée caractérisé par un dispositif détecteur produisant un signal électrique re- 5 présentant la condition mesurée, un dispositif pour produire un signal digital en réponse à ce signal électrique, un dispositif d'affichage répondant à ce signal digital pour afficher la valeur de la condition mesurée sous la forme de plusieurs caractères numériques, un dispositif pour éliminer les varia-10 tions persistantes et au hasard des caractères en empêchant tout changement autre que celui d'une seule unité numérique comprenant un dispositif pour comparer le signal digital le plus récent au signal digital précédent pour déterminer s'il existe une relation prédéterminée entre les caractères repré-15 sentant cette unité numérique unique, un dispositif pour produire un signal pour inhiber le transfert du signal digital le plus récent au dispositif d'affichage si les signaux ont la relation prédéterminée, et un dispositif pour provoquer périodiquement le transfert du signal digital le plus récent 20 au dispositif d'affichage, indépendamment de la relation existant entre les signaux, pour la remise à jour de l'affichage après des intervalles périodiques. 2. Système d'affichage numérique pour l'affichage visuel de chiffres représentant une réponse modulée en fonc- 25 tion d'un paramètre mesuré caractérisé par un dispositif pour détecter la fréquence modulée à des premiers intervalles périodiques, un dispositif pour convertir chaque fréquence détectée en. un signal binaire correspondant,- un dispositif d'affichage, un dispositif pour le transfert d'un premier 30 signal binaire au dispositif d'affichage pour effectuer un affichage numérique -représentant une première fréquence détectée, un dispositif pour comparer un second signal binaire correspondant à line fréquence détectée consécutivement au premier signal binaire, ce dispositif de comparaison empêchant 35 le transfert du second signal binaire au dispositif d'affichage par le dispositif de transfert quand les polarités du premier signal et du second signal ont une première relation prédéterminée et provoquent le transfert du second signal binaire 70 30783 n 2060117 au dispositif dlaffichage par le dispositif de transfert quand les polarités des signaux ont une seconde relation prédéterminée, et un dispositif de remise à jour pour provoquer le transfert du second signal binaire au dispositif 5 d'affichage à des seconds intervalles prédéterminés et indépendamment de la relation existant entre le premier signal et le second, signal. 3. Système pour la mesure et l'affichage visuel sous une forme numérique selon la revendication 1 caractérisé en 10 ce que le dispositif de comparaison comporte une première porte de comparaison, un dispositif pour produire périodiquement des signaux d'une fréquence prédéterminée, un basculeur comportant une entrée et une sortie, l'entrée étant couplée au dispositif produisant les signaux périodiques et une seconde 15 porte de comparaison recevant les signaux de la première porte de comparaison et de la sortie du basculeur. pour produire un signal sortant à la réception simultanée de signaux. . 4. . Système pour la mesure et l'affichage visuel sous une forme numérique selon la revendication 1 caractérisé en 20 ce que le dispositif pour la remise à jour périodique comporte un dispositif pour produire périodiquement des signaux à une fréquence prédéterminée, un basculeur, un dispositif pour actionner ce basculeur après la détection d'un nombre,prédéterminé des signaux produits périodiquement, une porte de comparaison 25 pour recevoir le signal sortant résultant du fonctionnement du basculeur et pour produire un signal de transfert en réponse à la réception de ce signal, et un dispositif pour provoquer la remise au repos du basculeur et du dispositif actionnant le basculeur du fait de la production du signal de transfert. 30 5. Système pour la mesure et l'affichage visuel sous une forme numérique caractérisé par un dispositif pour empêcher les sautes des chiffres affichés caractérisé par un dispositif comparateur pour comparer périodiquement un premier signal digital entrant à un second signal digital représentant 35 un chiffre effectivement affiché et pour produire un signal sortant dans le cas d'une relation prédéterminée entre le premier signal digital et le second signal digital, un dispositif 70 30783 12 2060117 de mise à jour produisant périodiquement un signal sortant à une fréquence inférieure à la fréquence d'excitation du comparateur, et un dispositif pour.provoquer le transfert au dispositif d'affichage numérique du premier signal du fait 5 . de la production d'un signal par le comparateur ou par le dispositif de mise à jour. 6. Système pour la mesure et l'affichage visuel sous une forme numérique selon la revendication 4 caractérisé en ce que le dispositif comparateur comprend une première 10 porte de comparaison produisant un premier signal sortant du fait de la détection d'une relation prédéterminée entre le premier signal digital et le second signal digital» et une seconde porte de comparaison pour produire un second signal sortant du fait de la détection simultanée du premier signal 15 sortant et d'un signal sortant produit par le dispositif produisant les signaux périodiques à la fréquence prédéterminée. 7. Système pour la mesure et l'affichage visuel sous line forme numérique selon la revendication 5 caractérisé en ce. que la seconde porte de comparaison produit aussi le second 20 signal sortant à la détection d'un signal sortant du dispositif de mise à jour. 8. Système pour la mesure et l'affichage visuel sous une forme numérique selon la revendication 4 caractérisé en ce que le dispositif de mise à jour produit un signal sor- 25 tant après un nombre-prédéterminé de périodes de comparaison des signaux, le dispositif de mise à jour étant ramené au repos du fait de la production du second signal sortant produit par la seconde porte de comparaison. 9. Porte de comparaison pour un système d'affichage 30 numérique selon la revendication 5 caractérisée par une première porte ET, une seconde porte ET et une porte OU â deux entrées» chacune couplée à la sortie de l'une des portes ET, et un dispositif inverseur couplé à 1 ^sortie de la porte OU,. de façon que l'inverseur produise un signal sortant d'un pre- 35 mier niveau quand les signaux aux entrées de chacune des portes ET ont des niveaux différents» et un signal sortant d'un second niveau quand les signaux aux entrées de l'une des deux portes ET ont le premier niveau.