Brevet FR2112048A1 — publié le 19720616

L'invention a pour objet un dispositif de mesure d'intervalles de temps. De tels dispositifs sont utilises dans le domaine de la cinématique, de la trajectographie, et aussi pour étudier la propagation d'une onde de choc, et particulièrement des ondes de choc produites par des explosions atomiques. les dispositifs de mesure utilisés doivent etre précis et simples d'emploi. Ils doivent fournir rapidement les résultats de mesure, et être capables de mesurer simultanément un grand nombre d'inter- valles de temps. En général de tels dispositifs mesurent l'intervalle de temps séparant deux impulsions, l'une dite de départ, l'autre dite d'arret. Par exemple 11 impulsion de départ se produit au moment du déclenchement de l'explosion atomique, l'impulsion d'arrêt se produit quand l'onde de choc a atteint un point déterminé. les dispositifs sont ou basés sur des méthodes analogiques (par exemple,le temps est mesuré par la charge d'une capacité à courant constant),ou sur des méthodes digitales. Dans les dispositifs de ce dernier type,on mesure le temps séparant les deux impulsions, avec comme unité de mesure, la période T des impulsions fournies par une horloge. La mesure obtenue est évidemment d'une précision absolue qui est celle de la période T L'invention a pour objet un dispositif de mesure d'intervalles de temps du type comportant une pluralité de p capteurs délivrant une impulsion quand ils sont atteint par un phénonène physique ces capteurs étant connectés à une nême entrée d'un dispositif de mise en phase1 celui-ci recevant à sa deuxième entrée des impulsions de fréquence fixe venant d'une horloge, et délivrant à sa sortie l'impulsion d'horloge qui se produit immédiatement après chaque impulsion fournie par le capteur; un compteur mis en marche par une im- pulsion marquant l'origine des temps et arrêté par lesdites impulsions d'horloge, le dispositif est caractérisé en ce que chaque impulsion d'arret, et l'impulsion d'horloge qui la suit sont connectées respectivement à la première et à la deuxième entrées d'un dispositif vernier cor- posé d'un ensemble de n cellules à coîncidence, la première entrée étant con@ectée en parallèle direct@e@ @@@@ premières entrées des cellules a coïncidence, la deuxième entrée étant connectée à une série de n élémonts de retard identiques dont les n sorties sont connectées aux deuxièmes entrées rospoctives des n cellules à coïncidence. L'invention sera mieux comprise au moyen de la description ciaprès en se référant aux dessins annexés parmi lesquels : La figure 1 est un schéma de principe des dispositifs auxquels s'applique l'invention. La figure 2 est un schéma plus détaille du dispositif que l'in- vention permet de perfectionner. La figure 3 est le schéma de l'organe qui selon l'invention est adjoint au dispositif de la figure 2 La figure 4 est un diagramme explicatif. Sur la figure 1, on voit par exemple disposés sur le trajet d'une onde de choc, un certain nombre de capteurs 1, 2, 3 ... n . Ceux-ci délivrent une impulsion, dite impulsion d'arrêt, quand ils sont atteints par l'onde de choc. Ces impulsions sont délivrées en série à un dispositif de mesure 30 nis en route par 11 impulsion de départ produite au temps t . Le dispositif mesure alors les temps t1 - to, t2 - to ... tn - to . Il en déduit la vitesse de propagation du phénomène. Le dispositif représenté figure 2 est un exenple connu de réalisation du dispositif 30. Tl comporte une horloge 31, délivrant un train d'impulsions de fréquence et d'amplitude fixe. Ces impulsions sont délivrées à une entrée d'un circuit ET 32 ,par un monostable @@,qui reçoit sur son autre entrée, an temps to , un signal d'autorisation de comptage. Ce signal a une durée supérieure à celle du train d'impulsions à chronométrer. La sortie du circuit 32 est connectée à l'entrée d'un registre 33 dont les divers étages sont connectés aux premières entrées d'un ensemble de portes 34, chacune des portes corresponiant à un étage du registre. Les impulsions provenant des divers capteurs et se produisant aux temps t1 ... tn sont connectés à une entrée d'un dispositif de mise en@@phase @@, qui reç@it sur son autre entrée les impulsi@@@ @@ l'@@@@ @@@@@@@@ @i@@@@@@@f @@ @@@@ @n place @ pour effet de re- tarder les impulsions vonant des capteurs de façon à les mettre en @@@@@ @@@@@@@@@@@ @@@@@@ @@@@@ @@@@@ @@@@@@@ @@@@@@@@ @@@@@@ @@ dispositif 36 est connecté d'une part à une deuxième entrée du dispositif à coincidences 34, d'autre part à un registre d'adresse 37. Celui-ci a autant de sorties qu'il y a de capteurs. Chacune de ces sorties connande une ligne d'une matrice de mémoire 35. Chaque colonne de cette matrice est commandée par une sortie du dispositif à coïncidences 34. Il y a autant de colonnes dans la mémoire qu'il y a d'étages dans 1 registre 33 et dans le circuit 34. Le fonctionnement de l'ensemble es-t le suivant Au temps t , l'impulsion de départ, appliquée au circuit 32, à travers le monostable 38 net en route le registre 33 l'impulsion se produisant au temps t est mise on phase avec une impulsion d'horloge, celle dont l'instant d'apparition est la plus proche du temps t . La sortie du dispositif 36 ouvre les portes 34. les états instantanés des différents étages du registre c'est-à-dire les tensions qu'il délivre sont transmises aux diverses colonnes de la matrice 35 De même le dispositif d'adresse sensibilise la ligne 1 de la matrice, quand il reçoit la première impulsion, et ainsi de suite pour les~ autres lignes. Il en résulte que chaque ligne de la matrice de mémoire conserve l'état du compteur à l'apparition de l'impulsion correspondante. Le dispositif décrit ci-dessus présente l'inconvénient de n'avoir qu'une précision limitée. En effet cette précision est limitée à une période des impulsions d'horloge par le principe même de l'appareil. Le dispositif do rise en phase en effet ne net en route le comp- teur, que quand l'impulsion d'horloge suivant immédiatement l'inpulsion à chronométrer se produit. Il en résulte dans la mesure une imprécision égale à une période horloge. Le dispositif de la figure 3 permet d'augmenter la précision du dispositif décrit dans la figure 2 Ce dispositif reçoit sur une première entrée 101 le signal d'arrêt c'est-à-dire le signal transmis par un des capteurs. ne signal cst ris en ferme de façon à ce quc son front de départ étant inchangé, sa durée soit nettement supérieure à la période T de l'horloge. A cette entrée sont connectées une série de cellules de retard301302, .. 30n . les sorties de ces lignes sont connectées aux premières entrées respectivement des portes à ceincidence 41, 42 .. 4n L'entrée 102 reçoit le signal de sortie du dispositif de nise en phase. Ce signal est nis en trime de façon à ce que son front de départ étant inchangé, sa durée soit nettement supérieure à la période T de l'horloge. Cette entrée 102 est connectée en parallèle aux deuxièmes entrées des éléments de coincidence 41, 42 . 4n . Les portes 41, 42, ..4n laissent passer le signel de la ligne 101, jusqu'au nonent où elles sont fermées par le signal fourni par la ligne 102. La figure 4 représente les signaux apparaissant aux entrées 101 et 102 , et aux sorties des éléments 301, 302. La sortie de la ligne 301 est retardée de e par rapport à l'impulsion incidente 101, e étant le taux de retard de l'élément de retard. De neme la sortie de l'élément 302 est retardé de 2 # et ainsi de suite. Ceci étant l'impulsion sortant du dispositif 36, ou "l'impulsion mise en phase" ferme pendant sa durée simultanément toutes les portes. Sur la figure seules les portes de rang 1 et 2, délivreront un signal de sortie. le rang de la dernière porte qui a fourni un signal de sertie, définit la valeur de l'intervalle de temps qui sépare l'impulsion d'arrêt de la première impulsion d'horloge qui la suit immédiatement , soit j#, si c'est la jième porte. - REN 3ICATI0N - Dispositif de mesure simultanée d'intervalles de temps multiples à partir d'un instant d'origine commun, destiné en particulier à l'étude de la propagation de phénomènes physiques, ledit dispositif comprenant - un dispositif de déclenchement du phénomène fournissant une impulsion dite d'origine qui correspond à l'instant d'origine de celui-ci - une horloge fournissant un train d'impulsions récurrentes avec une période T constante - N capteurs disposés le long de la trajectoire dudit phénomène et délivrant un signal électrique impulsionnel dit impulsion d'arrêt lorsqu'ils sont atteints par ce dernier - un dispositif additionneur à N entrées alimenté par lesdits N capteurs et-fournissant successivement sur sa sortie unique les impulsions d'arr8t provenant de ces derniers - un premier circuit de mise en phase de l'impulsion d'origine avec celles de l'horloge comportant . une première bascule monostable alimentée par ledit dispositif de déclenchement et fournissant une première impulsion de commande d'une durée approximativement égale à une période T d'horloge, dont le front avant coincide avec celui de l'impulsion d'origine,et . une première porte ET débloquée par ladite première impulsion et alimentée par ladite horloge - un second circuit de mise en phase respective des impulsions d'arrêt avec celles de l'horloge comportant . une seconde bascule monostable alimentée par ledit additionneur et fournissant des secondes impulsions de commande d'une durée approximativement égale à une période d'horloge, et . une seconde porte ET débloquée par lesdites secondes impulsions et alimentée par ladite horloge ; et - un dispositif de comptage comportant un premier registre à décalage à P étages, dont l'avance est commandée par les impulsions horloge, dont l'entrée série est alimentée par ladite première porte ET et dont chacune des P étages comprend une sortie parallèle une matrice de mémoire à P colonnes et N lignes un circuit de transfert comportant P portes ET débloquées en parallèle par ladite seconde porte ET et comprenant P entrées respectivement alimentées par lesdites sorties parallèles du premier registre et P sorties respectivement reliées aux P colonnes de la matrice un second registre à décalage dit d'adresse à N étages comportant des sorties parallèles respectivement reliées aux lignes de la matrice, l'entrée série du second registre étant alimentée par ladite première porte ET et l'entrée de commande de l'avance de cilui-cs par ladite seconde porte ET caractérisé par le fait que ledit compteur comporte en outre - un dispositif vernier, connu en soi, comprenant une ligne à retard composée de Q éléments identiques en série retardant chacune l'impulsion appliquée à son entrée de T/Q, ladite ligne à retard étant alimentée par ladite seconde bascule s et - Q + 1 portes de coMncidence à deux entrées alimentées, d'une part, en parallèle par ladite seconde porte ET et, d'autre part, respectivement par l'entrée du premier et par les sorties de tous les Q éléments de ladite ligne à retard, les sorties desdites portes de coincidence alimentant Q + 1 colonnes supplémentaires de ladite matrice pour enregistrer sur une même ligne de cette dernière le signal correspondant à une même impulsion d'arrêt provenant et du registre et *~.. du dispositif vernier.