Brevet FR2120048A1 — publié le 19720811

La présente invention est relative à un appareil permettant de superviser des signaux de commande redondants, et plus particulièrement à un appareil de ce type qui fournit une surveillance à l'abri des pannes avec des circuits simplifiés et une 5 précision accrue. Suivant la présente invention, l'appareil qui permet de superviser séquentiellement des paires de signaux redondants, apparaissant respectivement en une multiplicité de points d'un système de commande tel que par exemple un système de commande de 10 vol automatique, est caractérisé en ce qu'il comprend: une multiplicité de commutateurs dont chacun est relié à son entrée à une paire de signaux redondants du système de commande; un moniteur ayant une entrée.reliée en parallèle à la sortie de chacun des commutateurs de la multiplicité, l'un de ces commutateurs étant 15 initialement en état d'appliquer la paire de signaux redondants correspondante à l'entrée du moniteur ; un compteur relié à la sortie du moniteur et capable de passer d'un état logique initial à un autre état logique et fournissant un signal de sortie correspondant à ce second état logique lorsque les signaux de la paire 20 de signaux redondants sont compris à l'intérieur de limites prédéterminées et un décodeur connecté à la sortie du compteur et dont les sorties sont reliées aux "bornes de commande des commutateurs. Avantageusement, l'appareil de l'invention est en outre caractérisé en ce qu'il comprend un commutateur supplémentaire qui 25 est relié à son entrée à un générateur de signal d'un niveau'prédéterminé, à sa sortie à l'entrée du moniteur, et en ce que la sortie du moniteur est reliée à la borne de commande de ce commutateur supplémentaire par l'intermédiaire de la connexion en série d'une porte OU exclusif, d'une bascule et d'une porte ET. 30 D'autres caractéristiques ressortiront de la description qui va suivre et qui n'est donnée qu'à titre d'exemple. A cet effet on se reportera au dessin joint illustrant un mode de réalisation non limitatif de l'invention. Suivant le mode de réalisation illustré, une paire de 35 signaux et E£ d'amplitudes égales mais de polarités opposées, apparaissent en un point par exemple d'un système de commande de vol automatique et doivent être supervisés par le dispositif de l'invention. D'une façon analogue, des paires de signaux ; EgE^; et EgEg sont des signaux en provenance d'autres points du 40 système de commande de vol automatique et qui doivent également ,1 COPY 71 46929 2 2120048 être supervisés. Un signal E^ est un signal d'alimentation en courant continu utilisé à des fins qui seront précisées ultérieurement. les signaux E^ et E2 et un signal en courant continu émis par une source représentée comme étant une batterie sont 5 appliqués à un circuit de supervision 2 comportant des amplificateurs 4 et 6 par l'intermédiaire d'un commutateur 8 constitué par un transistor à effet de champ. Un signal E^ et un signal en courant continu émis par une source représentée comme étant une batterie B2 sont appliqués au moniteur 2 par l'intermédiaire d'un 10 commutateur 10 constitué par un. transistor à effet de champ, les signaux E^ et E^ et un signal en courant continu émis par une source représentée comme étant une batterie B^, les signaux Eg et E^, et un signal en courant continu émis par une source représentée comme étant une batterie B^ et les signaux Eg et Eg et un signal 15 en courant continu émis par une source représentée comme étant une batterie B^ sont appliqués au moniteur 2 respectivement par l'intermédiaire de commutateurs 12, 14 et 16 constitués par des transistors à effet de champ. Chacun de ces transistors 8, 10, 12, 14, 16 a un drain D, une source S et une électrode de commande G-, 20 les drains recevant les signaux appliqués et les sources S étant connectées à une entrée non inverseuse de l'amplificateur 4 du moniteur 2. Normalement, le moniteur 2 fournit à la sortie de l'amplificateur 6 un signal en onde carrée a. Si la paire de signaux 25 soumise à examen est fautive, c'est à dire si ces signaux débordent un intervalle prédéterminé, le signal de sortie fourni par l'amplificateur 6, cet amplificateur étant excité par des impulsions d émises par une source 9, est un signal de niveau constant au lieu du signal alternatif normal a en forme d'onde carrée. Des 30 résistances 3, 5 et un condensateur 1 sont connectés à l'amplificateur 4 ; des résistances 11, 15, 17, 19 et 23, des sources de courant continu 13 et 21 et une diode Zener 37 sont connectées à l'amplificateur 6 pour établir les paramètres de circuit appropriés et pour modifier le signal à la sortie de l'amplificateur 6 pour 35 satisfaire les buts de l'invention. Le signal en provenance du moniteur 2 est appliqué à un compteur 18 qui comporte deux bascules 20 et 22 excitées par une source de courant continu représentée sous la forme d'un batterie 47- La bascule 20 fournit des signaux logiques de sortie A et 40 A qui sont appliqués respectivement sur les entrées de la bascule 71 46929 3 2120048 22 laquelle fournit des signaux logiques de sortie B et B qui sont appliqués respectivement aux entrées de la bascule 20. Les deux bascules reçoivent le signal de sortie a du moniteur 2 et sont restaurées par une impulsion b représentée sur la figure. 5 Si les signaux qui sont supervisés sont contenus dans des limites prédéterminées, le signal en onde carrée a fourni par le moniteur 2 est une impulsion d'horloge qui excite le compteur 18 et les signaux A, A, B, B provenant des sorties des deux bascules 20 et 22, excitent un décodeur 24, comportant quatre por-10 tes ET 26, 28, 30 et 32 à deux entrées reliées respectivement aux sorties A, B ; A, B ; A, B et A, B du compteur 18 pour fournir un ' "1" comme signal de sortie successivement sur des conducteurs de sortie correspondants 23, 25, 27 et 29 et rendre un commutateur approprié conducteur si bien qu'une nouvelle paire de signaux 15 est appliquée au moniteur pour être soumise à son examen. Dans ce but, le conducteur 23 est relié à l'électrode de commande G- du transistor 8 par l'intermédiaire d'un inverseur 46 et d'une porte ET 58. L'électrode de commande G- du transistor 10 est reliée à un inverseur 48 comme on l'expliquera 20 ci-après. Le conducteur 25 est relié à l'électrode de commande G du transistor 12, le conducteur 27 est relié à l'électrode de commande G du transistor 14 et le conducteur 29 est relié à l'électrode de commande du transistor 16. Si les signaux que l'on compare ne sont pas 25 compris à l'intérieur des limites prédéterminées, le compteur 18 ne reçoit pas d'impulsion d'horloge a du moniteur 2, mais reçoit à la place le signal stationnaire mentionné ci-dessus et reste par conséquent dans le même état logique. Celà signifie que le décodeur 24 ne fournit pas le signal de sortie "1." successivement sur 30 les conducteurs 23, 25, 27 et 29 pour rendre un autre commutateur conducteur. Le conducteur précédent reste indéfiniment conducteur pour soutenir l'application des deux signaux fautifs au moniteur et de cette manière le signal stationnaire précédemment mentionné est émis pour exciter un indicateur de défaut 31 ou un dispositif 35 de déconnexion de système 33. Parfois, dans la supervision des signaux apparaissant dans les systèmes de commande de vol, on souhaite suspendre une indication de défaut pour une paire de signaux de commande fautifs jusqu'à ce que l'on ait établi qu'une seconde paire de 40 signaux de commande est également fautive. Ceci peut être considéré 71 46929 4 2120048 comme étant une supervision de type OU puisque soit une paire de signaux d'entrée, soit l'autre paire est suffisante pour fournir un signal normal a à la sortie du moniteur. le circuit permettant d'exécuter cette opération 5 supplémentaire comprend une porte "OU" exclusif 50 comportant des inverseurs 32 et 34 connectés à des portes ET 36 et 38 respectivement. Les signaux d'entrée à la porte OU exclusif 50 sont l'onde carrée a en provenance du moniteur 2 et une onde carrée de référence désignée par ç, sur la figure. 10 A titre d'illustration, si les signaux d'entrée E.| et E2 sont fautifs, un signal stationnaire apparaît à la sortie de l'amplificateur 6 du moniteur 2 comme on l'a déjà dit. La porte OU 50 ayant la porte ET 36 connectée à la sortie de l'amplificateur 6 applique successivement des "1" et des "0" à une porte ET 40 15 couplée à la sortie de la porte 50 par l'intermédiaire d'un condensateur 41 puisque la porte 50 ne reçoit plus deux signaux d'entrée en forme d'onde carrée, l'onde carrée a étant absente. La porte ET 40 reçoit un "1" provenant de la sortie Q d'une bascule 42 qui est excitée par un signal en courant 20 continu émis par une batterie 43 et qui est restaurée par une impulsion b pour fournir ce-signal de sortie "1". Par conséquent, la porte ET 40 fournit d'abord un "1" comme signal de sortie puis un "0" et excite la bascule 42 amenant cette dernière à émettre un "1" comme signal sur sa sortie Q. 25 Ce signal de sortie "1" émis par la bascule 42, est transmis à une porte ET" 44 qui entraîne un inverseur 48 connecté au transistor commutateur 10 comme on l'a noté précédemment. Un second inverseur 46 entraîné par la porte ET 26 du décodeur 24 est relié à une porte ET 58 connectée elle-même au transistor 30 commutateur 8. Par conséquent, lorsque les signaux E^ et E2 sont fautifs, l'action de la porte OU 50, de la bascule 42, des portes ET 40, 44, 58 et des inverseurs 46 et 48 a pour effet de rendre le transistor 8 non conducteur pour bloquer les signaux E^ et E2 et de rendre le transistor 10 conducteur pour laisser passer le 35 signal E^, amener l'amplificateur 6 à fournir un signal de sortie alternatif et éviter qu'un signal stationnaire soutenu synonyme de défaut ne soit émis par le moniteur. Si la comparaison d'une autre paire de signaux fait apparaître une autre panne, la porte OU 50 émet encore des 40 signaux de sortie "1" et "0" pour la porte ET 40, mais le signal 71 46929 5 2120048 à la sortie de la porte ET 40 reste un "1" puisque un "0" constant en provenance de la bascule 42 commande son comportement. Par conséquent, la seconde panne arrête toute opération en séquence de la boucle de supervision et un signal stationnaire soutenu indi-5 cateur d'un état de défaut est fourni à la sortie de l'amplificateur 6 dans le moniteur 2. Si le second défaut n'était pas survenu, le signal en forme d'onde carrée normale serait réapparu à la sortie de l'amplificateur 6, ce qui aurait amené le compteur 18 à reprendre 10 sa séquence habituelle, d'où aurait résulté la sélection de la paire de signaux suivants à comparer. Si le premier défaut n'était pas survenu, le compteur aurait exécuté sa séquence normale, mais il n'aurait pas sélectionné le second jeu de signaux dont la sélection est en dehors de son contrôle. 15 Comme on l'a dit précédemment, les batteries , B2, B^, B^ et B^ sont connectées respectivement aux drains des transistors commutateurs 8, 10, 12, 14 et 16. les batteries appliquent des signaux continus d'un niveau constant au moniteur par l'intermédiaire des transistors commutateurs. les signaux continus 20 fournissent un état général d'équilibre qui doit être détruit pour que le moniteur soit à même de se déclencher et de fournir sur la sortie de l'amplificateur 6 un signal d'un niveau constant, indicateur de défaut. Sous ce rapport, on a une protection contre un signal de défaut erroné lorsqu'une panne de composant survient, 25 comme par exemple le cas d'un transistor commutateur qui est fermé parce qu'il a gelé. les composants logiques représentés à la figure sont de type standard et disponibles dans le commerce, les bascules du compteur 18 sont par exemple des bascules JK fonctionnant par 30 impulsions d'horloge de type monolithique fabriquées par la firme Eairchild Semiconductor Cy, désignées par DT-9094 et décrites dans des registres de données de Eairchild datés de janvier 1967. la bascule 42 peut être la moitié d'un composant DT-9094. les portes ET 36, 38, 40, 44 et 58 ainsi que les 35 portes composant le décodeur 24 peuvent être du type "Quad" à deux entrées, fabriqué par la firme Eairchild Semiconductor Cy, portant la désignation DT-L946 et décrit dans des registres de données de Eairchild datés d'août 1964. les inverseurs 32, 34, 46 et 48 peuvent être 40 d'un type fabriqué par Pairchild Instrument Cy portant la désigna 71 46929 6 2120048 tion DT-L9936 et décrit aux pages 3-113 à 3-117 du catalogue de données de 1970 sur les circuits intégrés de Fairchild Semiconductor. On voit à la lumière du dessin et de la description qui précède, qu'aucun composant de la boucle de supervision 5 n'a besoin d'être à l'abri d'une panne puisque son état fautif sera signalé par une modification du fonctionnement de la boucle de supervision toute entière. C'est un avantage important puisque autrement la nécessité de composants fiables non seulement limite les performances du moniteur, mais aussi en complique la configu-10 ration et en rend plus chère la réalisation. Par conséquent, une caractéristique de fiabilité par l'action en boucle a été substituée à la fiabilité des composants individuels. Un autre avantage provient du fait que le même équipement peut être utilisé largement par multiplexage au lieu 15 d'avoir un moniteur en chaque point du système où des signaux doivent être supervisés. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée au mode de réalisation représenté et décrit, qui ne l'a été qu'à titre d'exemple. Il appartiendrait au technicien d'y apporter de 20 nombreuses modifications sans pour autant sortir du cadre de la présente invention. 71 46929 7 2120048 REVENDICATIONS 1) Appareil permettant de superviser séquentiellement des paires de signaux redondants apparaissant respectivement en une multiplicité de points d'un système de commande, caractérisé 5 en ce qu'il comprend: une multiplicité de commutateurs dont chacun est relié par son entrée à une paire de signaux redondants du système de commande; un moniteur ayant une entrée relié en parallèle à la sortie de chacun des commutateurs de la multiplicité, l'un de ces commutateurs étant initialement à l'état passant ; un comp-10 teur relié à la sortie du moniteur, capable de passer d'un état logique initial à un autre état logique et fournissant un signal de sortie correspondant à ce second" état logique lorsque les signaux de la paire de signaux redondants supervisés présentement sont compris à l'intérieur de limites prédéterminées, et un décodeur connec-15 té à la sortie du compteur et dont les sorties sont reliées aux bornes de commande des commutateurs. 2) Appareil suivant la revendication 1 , caractérisé en ce que la sortie du moniteur est également reliée à un indicateur de défaut et à un dispositif de déconnexion de système. 20 3) Appareil suivant la revendication 1 ou 2, carac térisé en ce qu'il comprend un commutateur supplémentaire relié par son entrée à un générateur de signal d'un niveau prédéterminé, par sa sortie au moniteur, et en ce que la sortie du moniteur est reliée à la borne de commande de ce commutateur supplémentaire par 25 l'intermédiaire de la connexion en série d'une porte OU exclusif, d'une bascule et d'11116 porte ET. 4) Appareil suivant la revendication 1 ou 3, caractérisé en ce que tous les commutateurs sont des transistors à effet de champ. 30 5) Appareil suivant la revendication 1 ou 2, ca ractérisé en ce que le moniteur comprend la combinaison en série de deux amplificateurs opérationnels dont le premier est équipé d'un circuit de réaction composé d'une résistance et d'un condensateur en parallèle, tandis que le second comprend : une première 35 entrée reliée simultanément à une source d'impulsions, à une batterie et est à la masse par l'intermédiaire d'une résistance ; une seconde entrée reliée simultanément : à la sortie du premier amplificateur par l'intermédiaire d'une première résistance, et au pôle négatif d'une batterie par l'intermédiaire d'une seconde résistance, 40 et à la masse par l'intermédiaire d'une troisième résistance, et 71 46929 8 2120048 une sortie connectée à l'entrée du compteur par l'intermédiaire d'une résistance et d'un élément de commande unidirectionnelle de passage du courant, à la masse, ayant une tension de rupture. 6) Appareil suivant la revendication 1 ou 5) ca-5 ractérisé en ce que le compteur comporte : deux bascules dont chacune a une paire d'entrées, une paire de sorties, une borne de polarisation, une borne de réception des impulsions d'horloge et une borne de restauration ; en ce que les entrées de chacune de ces bascules sont reliées aux sorties de l'autre bascule ; en ce 10 que la sortie du moniteur est connectée à la borne de réception des impulsions d'horloge de chacune de ces bascules ; en ce qu'une source de tension constante est reliée à la borne de polarisation de chacune des bascules et une source d'impulsions est reliée à la borne de restauration de chacune des bascules. 15 7) Appareil suivant la revendication 1 ou 6, carac térisé en ce que le décodeur comprend une multiplicité de portes ET dont chacune possède une paire d'1 entrées connectées à une paire différente de sorties du compteur pour recevoir une combinaison prédéterminée d'éléments logiques, et une sortie reliée à la borne 20 de commande de l'un des commutateurs. 8) Appareil suivant les revendications 3 et 5> caractérisé en ce que la porte OU exclusif comporte : une première et une seconde portes ET chacune ayant deux entrées connectées comme suit : la première est reliée directement à la sortie du moni- 25 teur et par l'intermédiaire d'un inverseur à une source d'onde carrée de référence ; la seconde est reliée à la sortie du moniteur par l'intermédiaire d'un inverseur et directement à la sortie de la source d'onde carrée de référence ; les sorties de cette première et de cette seconde portes ET sont connectées en parallèle 30 sur une première entrée d'une troisième porte ET par l'intermédiaire d'un condensateur à la masse ; la sortie de la troisième porte ET est reliée à l'entrée de la bascule qui a une sortie reliée à une quatrième porte ET et une seconde sortie reliée à la seconde entrée de la troisième porte ET, cette bascule a une entrée 35 reliée à une source d'excitation en courant continu et une autre entrée connectée à une source d'impulsions de restauration. 9) Appareil suivant les revendications 3, 7 et 8, caractérisé en ce que la sortie de cette quatrième porte ET est reliée par l'intermédiaire d'un inverseur à la borne de commande de 40 ce commutateur supplémentaire d'une part, à une entrée d'une 71 46929 9 2120048 cinquième porte ET dont la sortie est reliée à la borne de commande de l'un au moins des commutateurs de la multiplicité d'autre part, les secondes entrées de la quatrième et de la cinquième portes ET étant connectées par l'intermédiaire d'un inverseur à la sortie de l'une des portes ET constituant le décodeur.