Brevet FR2130469A1 — publié le 19721103

La présente invention concerne un procédé et un système de stabilisation du niveau d'une énergie emmagasinée, et en particulier de la charge d'un condensateur. Les éléments capacitifs sont très largement utilisés comme 5 mémoires dans la technologie des calculateurs analogiques. Ces mémoires peu encombrantes et peu coûteuses reçoivent une charge sur l'une de leurs plaques. On sait que la charge qu'accumule un condensateur est directement proportionnelle à la tension appliquée, c'est-à-dire à une grandeur analogique, que l'on peut ainsi mémoriser 10 en vue d'une utilisation ultérieure. Malheureusement, les éléments capacitifs classiques présentent des fuites électriques qui provoquent une réduction graduelle de la valeur instantanée de la tension analogique mémorisée. On peut assimiler ces fuites à un circuit parasite de résistance élevée R, ce qui permet de calculer la valeur instan-15 tanée de la tension aux bernes d'un condensateur par la formule classique : v (t) = V e ~ t//RC o dans laquelle G est la capacité, B. la résistance de fuite, t le temps écoulé depuis la charge initiale et la valeur initiale de la 20 tension analogique à mémoriser. De ce Mt, au bout d'une période relativement longue, la réduction de la tension aux bornes du condensateur provoque une distorsion non négligeable de l'information mémorisée qui n'est plus représentative de la grandeur initiale. On est donc contraint de maintenir artificiellement la tension 25 initialement appliquée aux bornes d'un condensateur. Diverses techniques ont été utilisées avec des résultats plus ou moins bons pour stabiliser la charge d'un condensateur. L'une de ces techniques consiste à appliquer au condensateur une amplitude croissant expo-nentiellement avec le temps pour compenser la diminution de la tension 30 initiale. Cependant, le circuit générateur qui fournit cette tension de compensation doit être adapté aux caractéristiques propres du condensateur, et n'est pas utilisable universellement. Il faut donc concevoir un circuit compensateur particulier pour chaque type de condensateur utilisé. line autre technique consiste à compenser la 35 réduction graduelle de la tension aux bornes d'un condensateur par l'application périodique? d'impulsions unidirectionnelles de tension. Un inconvénient de ce procédé est le risque de surcompensation. En 72 09687 2 2130469 effet, si la fréquence des impulsions de compensation est supérieure à la diminution exponentielle de la tension, l'amplitude de la grandeur mémorisée dépasse rapidement sa valeur initiale. De même, si la fréquence des impulsions n'est pas suffisante, la tension 5 emmagasinée par le condensateur n'est pas compensée de manière adéquate. Dans les deux cas, la charge du condensateur n'est plus une représentation précise de l'information mémorisée. La présente invention a donc pour objet un procédé de stabilisation de la charge d'un élément capacitif et un circuit 10 permettant de compenser la réduction graduelle de la tension aux bornes d'un condensateur. Selon une caractéristique essentielle de l'invention, on détermine la réduction de tension qui résulte des caractéristiques de fuite inhérentes de l'élément capacitif, puis on applique une 15 correction proportionnelle. Plus précisément, un circuit fournit des impulsions récurrente3,dont la périodicité dépend de la tension emmagasinée dans l'élément capacitif, et qui sont comparées à des impulsions de référence de périodicité fixe. Une première tension est appliquée à l'élément capacitif lorsqu'au moins une partie 20 des impulsions récurrentes et des impulsions de référence est de même polarité, et une seconde tension est appliquée à l'élément capacitif lorsqu'au moins une partie des impulsions récurrentes et des impulsions de référence est de polarité opposée. D'autres caractéristiques »t avantages de l'invention 25 ressortiront de la description détaillée qui suit et des dessins sur lesquels ; La figure 1 est un schéma synoptique d'une forme de la présente invention. Les figures 2A à 2F sont des formes d'onde apparaissant en 30 certains points du circuit de la figure 1 . La figure 3 est un schéma synoptique d'une variante de la présente invention. Les figures 4A à 4C sont des formes d'onde apparaissant en certains points du circuit de la figure 3. 35 Le circuit de l'invention représenté figure 1 comprend un élément capacitif 11, un générateur d'impulsions de référence 13, un comparateur formé de circuits à coïncidence 15 et 16, un géné- î 72 09687 3 2130469 rateur d'impulsions à fréquence variable 17 et des commutateurs 151 et 152. L'une des armatures de l'élément capacitif 11 est reliée à une borne d'entrée 161 qui reçoit la charge à emmagasiner. Il va de soi que l'énergie emmagasinée par l'élément 11 peut être fournie par 5 une source de courant ou de tension reliée à la borne 161. L'analyse élémentaire du circuit montre que l'énergie ¥ qu'emmagasine l'élément capacitif 11 peut être exprimée sous la forme d'une charge Q telle que W = Q /2C, C étant la capacité électrique de l'élément 11. On peut également exprimer l'énergie emmagasinée par la formule 10 W = CV2/2, V étant la tension qui existe entre les deux armatures de l'élément capacitif. Dans un système analogique, l'élément capacitif 11 peut être utilisé comme élément de mémorisation d'une grandeur si on lui adjoint un circuit classique de lecture comprenant sur la figure 1 un amplificateur à boucle de contre-réaction simple dont 15 l'une des entrées est reliée au point de jonction du condensateur 11 et de la borne d'entrée 161. L'amplificateur 12 peut être un amplificateur opérationnel à gain élevé et à très forte impédance d'entrée. La boucle de contre-réaction simple donne à l'amplificateur 12 un gain unitaire dans le circuit de mémoire illustré, c'est-à-dire que la 20 tension qui apparaît à la borne de sortie 162 de l'amplificateur 12 est égale à la tension qui existe entre les armatures du condensateur 11. L'amplificateur 12 permet d'isoler l'élément capacitif 11 des autres circuits qui sont reliés à la borne 162 et qui auraient évidemment un effet de charge néfaste s'ils étaient directement reliés à l'élé-25 ment capacitif 11. L'amplificateur 12 peut donc être considéré comme un circuit de lecture associé à la mémoire capacitive 11 pour transmettre aux autres circuits l'information mémorisée. Le générateur d'impulsions de référence 13 fournit un train d'impulsions rectangulaires à fréquence constante, c'est-à-dire à 30 périodicité fixe. En pratique, le générateur 13 peut être un oscillateur classique à relaxation, tel qu'un multivibrateur astable ou un oscillateur bloqué. Le générateur 13 est relié au comparateur par l'intermédiaire d'une diode de polarité positive 132. Celle-ci peut être une diode semi-conductrice, dont l'anode est reliée à la 35 sortie du générateur d'impulsions de référence 13 et dont la cathode est reliée à une première entrée 1 du cirait à coïncidence 16. La diode 132 permet ainsi le passage des impulsions de référence de 72 09687 4 2130469 polarité positive vers le circuit à coïncidence 16. Le générateur 13 est en outre relié au circuit à coïncidence 15 par l'intermédiaire d'une diode de polarité négative 131 et d'un inverseur de phase 14 en série. La diode 131 peut être également une diode semi-conductrice 5 dont la cathode est reliée à la sortie du générateur 13 et dont l'anode est reliée à l'inverseur de phase 14. L'inverseur de phase 14 est un circuit produisant un signal de sortie en opposition de phase avec son signal d'entrée. La fonction d'inversion de phase peut être réalisée par un inverseur de polarité, par un déphaseur de 180°, 10 un inverseur de phase à charge fractionnée, etc. Des impulsions de référence de polarité négative sont ainsi appliquées par la diode 131 à l'inverseur de phase 14 qui fournit des impulsions de polarité positive à l'entrée 1 du circuit à coïncidence 15. Oes dernières impulsions sont cependant déphasées de 180° par rapport à celles que 15 la diode 132 applique au circuit à coïncidence 16. Il est évident que si le générateur 13 est capable de fournir des impulsions de référence de polarité unique, les diodes 131 et 132 peuvent être supprimées. De plus, si le générateur 13 est ion multivibrateur astable, il fournit deux trains d'impulsions de référence en oppo-20 sition de phase l'un par rapport à 1'autre et il suffit d'appliquer directement le premier à 1* entrée 1 du circuit à coïncidence 16 et le second à l'entrée 1 du circuit à coïncidence 15. Les circuits à coïncidence 15 et 16 peuvent chacun comprendre une porte ET classique. Comme or, la sait, une porte ET 25 n'est sensible qu'à l'apparition simultanée de signaux sur chacune de ses entrées. Une porte ET ne fournit donc une impulsions de sortie que lorsque toutes ses entrées reçoivent en coïncidence des impulsions de même polarité. Un tel circuit permet donc de déterminer le recouvrement dans le temps des impuis.d'entrée. 30 Les circuits à coïncidence 15 et 16 ont chacun une seconde entrée 2 qui est reliée à ,1a borne de sortie commune d'un générateur d'impulsions à fréquence variable 1?. Chacun des circuits à coïncidence 15 et 16 a en outre une troisième entrée 3 qui est reliée à travers un inverseur de phase 171 à -une borne 172 dont le rôle sera 35 expliqué par la suite. L'inverseur de phase 171 peut être du même type que l'inverseur de phase 14 et peut comprendre un inverseur de polarité de signal. La borne de sortie 4 du circuit à coïncidence 15 72 09687 5 2130469 est reliée à un commutateur 151 et la "borne de sortie 4 du circuit à coïncidence 16 est reliée à un commutateur 152. Les commutateurs 151 et 152 effectuent chacun une fonction classique d'ouverture et de fermeture sélective d'un circuit élec-5 trique série. Chaque commutateur prend sélectivement un état de travail ou un état de repos en fonction de la sortie 4 des circuits à coïncidence respectifs 15 et 16. Un pratique, les commutateurs 151 et 152 peuvent être des relais électromagnétiques unipolaires dont l'excitation est commandée par les sorties des circuits à 10 coïncidence 15 et 16. Les commutateurs peuvent également être des dispositifs à semi-conducteur tels que des transistors de commutation, des transistors à effet de champ, des thyristors, etc. dont les électrodes de commande sent reliées aux sorties respectives des circuits à coïncidence 15 et 16. La fermeture du commutateur 151 15 ië.le l'élément capacitif 11 à une source de tension positive +7 à travers une résistance limitatrice 153. De même, la fermeture du commutateur 152 relie l'élément capacitif 11 à une source de tension négative -V à travers une résistance limitatrice 154. Comme on l'a vu précédemment, la sortie du générateur de 20 fréquence variable 17 est reliée à l'entrée n° 2 des da.ux circuits à coïncidence 15 et 16. L'entrée du générateur de fréquence variable 17 est reliée à la sortie de l'amplificateur de lecture 12 de façon à être sensible à la tension auxbomes de l'élément capacitif 11. Le générateur de fréquence variable 17 est conçu pour fournir un 25 train d'impulsions dont la périodicité dépend de l'énergie qui est emmagasinée dans l'élément capacitif 11. Etant que la plupart des systèmes analogiques utilisent comme élément de mémoire des capacités enregistrant des tensions continues, le générateur de fréquence variable 17 peut être un convertisseur tension continue-fréquence, 30 c'est-à-dire un circuit qui fournit wi train d'impulsions dont la fréquence dépend de la valeur d'une tension continue d'entrée. En pratique, la fréquence des impulsions que délivre le générateur 17 peut être une fonction linéaire de la tension aux bornes dè l'élément capacitif 11. Pour une raison qui sera évidente par la suite, la 35 fréquence maximale des impulsions que délivre le générateur 17 doit être beaucoup plus faille que la Séquence constante des impulsions de référence du générateur 13. En variante, ce rapport peut être 72 09687 6 2130469 inversé, c'est-à-dire que la valeur maximale de la fréquence variable du générateur 17 peut être beaucoup plus grande que la fréquence constante des impulsions de référence du générateur 13. Pour prendre un exemple pratique, si la fréquence variable 5 des impulsions du générateur 1 7 varie linéairement de 1 00 Hz à 1 0 Hz lorsque la tension d'entrée varie de 10 volts à 1 volt, la fréquence constante des impulsions de référence du générateur 13 peut être de 50 kHz. Le facteur de forme des trains d'impulsions produit par le générateur 17 n'est de préférence pas uniforme. On comprend que la 1 0 largeur des impulsions du générateur de fréquence variable 17 peut être constante quelle que soit la fréquence, auquel cas cette largeur doit être inférieure à la largeur constante des impulsions de référence du générateur 13. Il va de soi que lorsque la fréquence du train d'impulsions du générateur 17 varie, l'intervalle compris 15 entre deux impulsions varie en sens inverse. Dans ces conditions, le générateur de fréquence variable 17 peut être un oscillateur modulé, xm modulateur de fréquence utilisant un transistor unijonction, etc. Un tel générateur de fréquence variable 17 peut fournir un train d'impulsions dont la fréquence varie par exemple entre 5 000 Hz et 20 500 Hz en fonction d'une tension de commande, la fréquence des impulsions de référence étant de 10 Hz. Dans ces conditions, le facteur de forme des impulsions du générateur de fréquence variable 17 peut être uniforme, c'est-à-dire que la largeur des impulsions dépend de la fréquence. Par ailleurs, la largeur des impulsions de référence 25 du générateur 13 doit être égale ou inférieure à la largeur minimale des impulsions à fréquence variable. Le fonctionnement du circuit de la figure 1 va maintenant être décrit en regard des formes d'onde des figures 2A à 2F. Initialement, une tension de valeur est appliquée à la borne d'entrée '30 161. Comme on l'a vu précédemment, la plupart des systèmes analogiques utilisent des éLéments capacitifs 11 pour mémoriser des informations représentées par des niveaux de tension. En conséquence, l'élément capacitif 11 est chargé à la tension V de la borne d'entrée 161, c'est-à-dire qu'il existe entre les armatures du condensateur une 35 différence de potentiel V . Si l'élément capacitif 11 était idéal, c'est-à-dire si -son impédance n'était que réactive, la tension emmagasinée resterait constante et égale à Vq après la disparition 72 09687 7 2130469 de la tension à mémoriser appliquée à la borne 161. Cependant, dans la pratique, tous les élénents capacitifs disponibles présentent des caractéristiques inhérentes de fuites. De plus, si haute que soit l'impédance d'entrés de l'amplificateur 12, son fonctionnement nécessite un faible courant de décalage. On voit donc qu'il existe des courants de fuite qui tendent à réduire la charge accumulée dans l'élément capacitif 11, d'où mie réduction graduelle de la valeur de la tension mémorisée. Au bout d'un certain temps, la tension aux bernes de l'élément capacitif 11 n'est plus une représentation précise de l'information initialement appliquée à la borne d'entrée 161, et cette imprécision augmente avec le temps. L'expression mathématique de cette rédaction graduelle de la tension ^ a- /n^ aux bornes de l'élément capacitif est e", t étant le temps ■'coulé, C la capacité de l'élément 11 et E sa résistance équivalente de fuite. L'amplificateur 12 à gain unitaire transmet la tension à décroissance exponentielle de l'élément 11 à la borne de sortie 162. 0~tte tension est égale ment transmise au générateur de fréquence variable 17 pour moduler la fréquence de ses impulsions de sortie. La figure 2C montre que la périodicité des impulsions 17' du générateur de fréquence variable 17 change lorsque la tension aux bornes de 1'élément capacitif 11 iixinue graduellement. L'intervalle de temps qui sépare deux impulsions 17' augmente progressivement (c'est-à-dire que la fréquence du train d'impulsions diminue) avec la diminution de la tension appliquée. La variation de périodicité ou d'instant de récurrence des impulsions 17' est donc représentative du degré de réduction de la charge ou de la tension de l'élément capacitif 1 !, comparée à 2a charge ou à la tension initiale. On comprend que si la tension aux bornes de l'élément capacitif 11 augmente, la fréquence 'ies impulsions 17' augmente également et l'intervalle entre deux impulsions diminue. On détermine la variation de périodicité des impulsions 17' en comparant l'instant de récurrence de chaque impulsion 17' avec celui d'une impulsion de référence. Le générateur de fréquence de référence 13 délivre les impulsions 13' de la figure- 2A qui sont appliquées à l'entrée n° 1 du circuit à coïncidence 16 par la diode 132. Les impulsions de référence 13' sont également appliquées à la diode 131 et à l'inverseur de phase 14 qui les transforme en un 72 09687 8 2130469 train d'impulsions inversées 14' (figure 2B) avant de les appliquer à l'entrée n° 1 du circuit à coïncidence 15. les impulsions 17* issues du générateur de fréquence variable 17, sont comparées aix impulsions de référence 13' et 14' peur déterminer leurs instants de récurrence relatifs. Les impulsions 17' sont appliquées aux entrées n° 2 des circuits à coïncidence 15 et 16. Les entrées n° 3 de ces circuits à coïncidence reçoivent chacune un signal de validation autorisant la comparaison, comme on le verra en détail jar la suite. Le circuit à coïncidence 15 détermine l'instant de récurrence des impulsions 17' par rapport aux impulsions de référence 14', alors que le circuit à coïncidence 16 détermine l'instant de récurrence des impulsions 17* par rapport auz impulsions de référence 13'. Ainsi, une impulsion 17' coïncidant avec une impulsion 13' produit à la sortie du circuit à coïncidence 16 une impulsion 16 indiquée sur la figure 2E. Cette impulsion ferme le commutateur 152 pendant uns durée égale à sa largeur et relie pendant la même durée la source négative - V à l'élément capacitif 11 . Une impulsion négative d'amplitude -V, par exemple -18 volts, ex de durée égale à la largeur de l'impulsion 16', asz ainsi appliquée à l'élément capacitif 11 pour réduire sa tension ou sa criarde positif. De ce fait, l'intervalle P1 qui sépare deux impulsions 17' augr.eate et l'instant ■l'apparition de l'impulsion suivante eût rezar-:; é, comme décrit précédemment. Si l'impulsion 17' coïncide à nouveau avec une impulsion 13', le circuit à coïncidence 16 délivre une nouvelle impulsion 16' et une autre impulsion négative est appliqué? à l'élément capacitif 11. La tension aux bornes de l'élément capacitif est donc à nouveau réduite et l'amplificateur 12 applique cette nouvelle tension au générateur de fréquence variable 17. On corx-rc-r.d eue le nouvel intervalle P2 qui s'écoule avant l'sr-pariti': r. l'impulsion suivant est allongé du fait de la réductic.. do la ter.":' cr de l'élément capacitif 11. A ce moment, on suppose que 1'impuleion 17' a été suffisamment retardée pour coïncider a/ec vre impulsi.on de référence inversée 14'. Le circuit à coïncidence 15 détecte alors l'application simultanée des impulsions 17' st •' (figure 2D) qui ferme le commivtatear 151 pex.iant une durée égale à sa largeur. La source de tension positive -i-v e.?t donc momentanément reliée à l'élément capacitif 11 L travers lu r-'"distance limitatrice BAD ORIGINAL 72 09687 9 2130469 153 et le commutateur 151. Une impulsion de tension positive d'amplitude +V, par exemple +18 volts, et de largeur égale à celle de l'impulsion 15'» est donc appliquée à l'élément capacitif 11 augmentant sa tension ou sa charge positive. Cette augmentation de 5 la tension aux bornes de l'élénmt capacitif 11 provoque une diminution de l'intervalle P3 qui s'écoule avant l'apparition de l'impulsion suivante 17', pour les raisons énoncées ci-dessus. Il est donc cLair que la tension aux "bornes de l'élément capacitif 11 est modifiée en fonction de la réduction graduelle de 10 sa valeur sous l'effet des fuites. la figure 21? représente la forme d'onde 11' de la tension aux bornes de l'élément capacitif 11 qui fluctua par rapport à une valeur moyenne. Cette valeur moyenne correspond à la tension de stabilisation de l'élément capacitif 11. Il est évident que l'instant d'apparition de chaque impulsion 17' 15 déterminée par la tension stabilisée ne doit produire aucune modification de la valeur de cette tension. Dans ces conditions, une moitié de l'impulsion 17' coïncide avec l'impulsion de référence 13' et l'autre moitié de l'impulsion 17' coïncide avec l'impulsion de référence inversée 14'. Le circuit à coïncidence 15 produit une 20 impulsion 15' égale à la moitié de la largeur de l'impulsion 17'« A la fin de l'Impulsion 15', le circuit à coïndence 16 produit une impuU3 ion 16' de même largeur. En conséquence, les commutateurs 151 et 152 appliquent tour à tour, et pendant des temps égaux,des impulsions respectives d'amplitude +Y et -T à l'élément capacitif 11. 25 Ces deux impulsions s'annulent et n'ont pas d'influence sur la tension aux bornes de l'élément capacitif 11 qui continue cependant à décroître par suite des fuites. La nouvelle réduction de tension entraîne une augmentation de l'intervalle P4 qui précède l'apparition de l'impulsion suivante 17', cette dernière coïncidant avec l'impul-30 ?ion de référence inversée 14'. Le circuit à coïncidence 15 produit donc une impulsion 15' qui iÈrne le commutateur 151 pendant une durée correspondante. L'élément capacitif 11 reçoit un incrément de tension positive +V qui provoque une nouvelle modification de la périodicité des impulsions 17', et le fonctionnement se répète indéfiniment. 35 On comprend sans mal que si la fréquence variable du géné rateur 17 est beaucoup plus grande que la fréquence fixe du générateur 13, les figures 2A et 20 sont échangées. Ainsi, le train 72 09687 10 2130469 d'impulsions de référence 13' est caractérisé par une période constante relativement longue et par des impulsions relativement étroites. De même, le train d'impulsions 17' du générateur de fréquence variable 17 est caractérisé par une période variable et 5 une forme d'onde symétrique. De plus, la largeur de l'impulsion 17' est toujours supérieure à celle des impulsions 13'. Dans ces conditions, le foiDbionnement de la figure 1 est pratiquement le même que décrit précédemment. La variation de période des impulsions à relativement haute fréquence 17' peut être déterminée 10 par comparaison dans le temps avec une impulsion de référence 13'. Il est évident que les formes d'onde des figures 2D à 2F sont également applicables à ce cas. Les spécialistes comprendront sans mal qu'il est préférable d'inhiber le fonctionnement du circuit de la figure 1 pendant 15 l'enregistrement d'une nouvelle information dans l'élément capacitif 11. Pour ceci, il suffit de maintenir ouvert les commutateurs 151 et 152 pendant le temps que met l'élément capacitif 11 pour se charger au niveau de tension de la borne d'entrée 161. Pour ce ifeire, il suffit d'appliquer un signal positif d'inhibition à 20 la borne 172 pendait qJutie tension représentative de la nouvelle information à mémoriser est présente à la borne d'entrée 161. L'inverseur 171 change la polarité du signal d'inhibition (ce qui revient à inverser sa phase) et applique un signal de polarité nég ative aux entrées n° 3 des circuits à coïncidence 15 et 16. Il est clair qu'un 25 tel signal inhibe en permanence les circuits 15 et 16 empêchant la fermeture des commutateurs 151 et 152 pendant toute la durée du signal d'inhibition. A la f in de ce signal, la borne 172 peut revenir à son potentiel de repos négatif ou nul. L'inverseur 171 transforme ce signal de repos en -un signal de polarité positive dont l'appli-30 cation aux entrées n° 3 des circuits à coïncidence 15 et 16 les valide pour répondre aux impulsions de leurs entrées respectives n° 1 et 2, comme décrit précédemment. Il n'est cependant pas obligatoire d'inhiber le fonctionnement du circuit de la figure 1 si l'impédance de la source d'informations qui est reliée à la borne 35 d'entrée 161, est suffisamment basse. Dans ce cas, la borne 172 et l'inverseur 171 peuvent être supprimés. 72 09687 n 2130469 Il va de soi que la fréquence variable du générateur 17 et la fréquence constante du générateur de référence 13 ne sont pas limitées aux valeurs indiquées ci-dessus à titre dfexemple. De plus, la variation de la fréquence du générateur 17 en fonction 5 de la tension appliquée peut être linéaire ou non» Dans 1s seoonâ cas, elle peut être exponentielle ce qui permet d'adapter au mieux la compensation aux caractéristiques de fuite de l'élément capacitif 11. Pour illustrer l'excellente stabilisation de la tension de l'élément capacitif 11, on suppose que sa valeur initiale est 10 volts, 10 La fréquence correspondante des impulsions du gérâ-atsur 17 est par exemple de 100 Hz. Comme on l'a vu précédemment, la réduction graduelle de la tension aux bornes do l'élément capacitif 11 se traduit par une diminution correspondante de la fréquence des impulsions du générateur 17. L'instant d'apparition de chaque impulsion 17' est 15 uonc légèrement retardée par rapport à celui de l'impulsion précédente. Cependant, le circuit de la figure 1 permet de maintenir la tension aux bornes de l'élément capacitif 11 à une valeur stabilisée correspondant étroitement à sa valeur initiale. En d'autres termes, le. décalage maximum de l'instant d'apparition d'une impulsion 17' 20 par rapport à la précédente est limité à L0-L^/2,si L^ est la largeur d'une impulsion 17' du générateur de fréquence variable 17 et Lg la largeur d'une impulsion de référence du générateur 13. Ainsi, si le front aTa r.t d1 une première impulsion 17' coïncide avec le front arrière d'une impulsion de référence du générateur 13, l'écart 25 maximum de l'instant d'apparition de l'impulsion 17' suivante est limité de façon que le milieu de cette impulsion puisse coïncider avec le front arrière d'une impulsion de référence du générateur 13. Comme on l'a vu, la tension maximale de 10 volts aux bornes de l'élément capacitif 11 correspond à une fréquence maximale de 100 Hs 30 lu train d'impulsions du générateur 17. Cependant, la fréquence des impulsions de référence peut être de 50 kHs, soit 500 fois plus. A la tension maximale de l'élément capacitif 11, îa variation de la période àec impulsions .lu générateur 17 ne peut varier de plus de 100/50 000, soit 0,2# de '5a valeur initiale. La tension de 10 volts 35 initialement appliquée -1 l'élément capacitif 11 est donc stabilisée 0,2 # de oa valeur maximale, soit à 9,98 volts. On voit que la w-si »rr. au:: o>' "nés de 1' ilément capacitif 11 ne peut varier par 72 09687 12 2130469 rapport à sa valeur initiale de plus de 0,02 volts. Il va de soi que la tension minimale de 1 volt aux "bornes de l'élément capacitif 11 est maintenue à 0,98 volt, c'est-à-dire stabilisée à 2fo de sa valeur initiale. 5 la figure 3 illustre une variante du générateur d'impulsions de référence 13 qui comprend deux multivibrateurs monostables 13a et 13b associés à un générateur de fréquence variable 17« premier multivibrateur monostable "13a est relié à la sortie du générateur de fréquence variable 17 pour produire une impulsion de largeur constante ' y 10 au passage du front arrière de l'une des impulsions 17' du générateur 17. 3n pratique, le multivibrateur monostable 13a peut être un circuit classique à diode tunnel, à transistor unijonction, ou similaire, le multivibrateur monostable 13a, une fois déclenché, conserve son état instable pendant une première durée prédéterminée. Le multi-15 vibrateur monostable 1 3b est un circuit semblable au multivibrateur monostable 13a par les impulsions de sortie duquel il 'est déclenché pour conserver son état instable pendant ur,e seconde période prédéterminée. la sortie du multivibrateur monostable 13b estréinjectée dans le multivibrateur monostable 13a pour mapêaher qu'il soit 20 déclenché pendant la durée de l'état instable du. second multivibrateur. Comme on va le voir, il est cependant pos3.1bie âs choisir les première et seconde périodes prédéterminées de façon à éviter cette rétroaction, le générateur de fréquence variable 17 est le r:ême que précédemment, et fournit un train d'impulsions dont la fréquence. est variable et 25 ' dont le facteur de forme est constant. Le fonctionnement du cirou.it de la figure 3 sera mieux compris en considérant les temos d'otide dvi figures 4A à 40. A titre d'exemple, on supposera que la période du r vif: i vibrât eur monostable 13a est de 100 millisecondes et qu'il est insensible aux signaux de 30 déclenchement pendant toute la durée de son f .%s instable. On supposera également que le iault ivi fera t-sur xaoncstt:.':.-.; e 13b a une période de 200 microsecondes et que la fréquence des impulsions du générateur 17 peut varier entre 5 000 Ils et 500 Ha en fonction de la tension appliquée. Il va de soi que ces valeurs ne sont que des exemples 35 nullement limitatifs. Le front arrière d'une impulsion 17 ' **.cpliqué au multivibrateur monostable 13a le fait passer à état instable et produit BAD ORIGINAL COPY 72 09687 13 2130469 une impulsion de 100 millisecondes. A la fin de ces 100 millisecondes, le multivibrateur 13a reprend son état stable et le front arrière de l'impulsion déclenche le second multivibrateur monostable 13b pour une période de référence de 200 microsecondes, les circuits à 5 coïncidence 15 et 16 de la figure 1 comparent les instants d'apparition des impulsions à fréquence variable avec ceux des impulsions de réféi-ence nentioimées plus haut. Pour une tension appliquée de 10 volts, le générateur de fréquence variable 17 délivre des impulsions à 5 000 Ha. Le front arrière de l'une des impulsions 17' 10 à 5 000 Hz déclenche le multivibrateur monostable 13a et fait débuter un intervalle de référence de 100 millisecondes représenté sur 2a :1~ure 4B par l'impulsion 13a'. A la fin de 1'intervalle de référence, débute une autre impulsion de référence 13b' de 200 microsecondes. On comprend que, pendant la durce de l'intervalle 15 de référence, la tension appoiquée au générateur de fréquence variable peut avoir graduellement diminué. Dans ces conditions, la fréquence des impulsions 17' est réduite et leur période devient supérieure à 200 microsecondes, de sorte que le front arrière de l'impulsion 13a' ne coïncide plus avec le front arrière d'une im-20 pulsion 17'. Le retard des impulsions 17' à la fin de l'intervalle de référence est donc représentatif de la proportion de sa charge qu'a perdu l'élément capacitif 11 pendant l'intervalle de référence. Cette variation peut être déterminée xiar comparaison de l'impulsion de référence 13b' avec l'impulsion 17' qui est émise à la fin de 25 l'intervalle de référence, et la tension emmagasinée dans l'élément capacitif 11 peut être corrigée en conséquence. Il est clair que la période pendant laquelle la tension aux bornes de l'élément capacitif 11 peut varier est égale à l'intervalle de référence, soit 100 millisecondes, et le décalage maximum des impulsions 17' 3C peut atteindre une période, soit 0,2 milliseconde. La tension aux borne3 de l'élément capacitif 11 ne peut donc varier de plus de C,2/1CO, ou 0,2# de sa valeur initiale. oi maintenant la tension appliquée au générateur de fréquence variable 17 correspond à une fréquence de par exemple 2 000 Ha à la 35 fin de l'intervalle de 100 millisecondes, la fréquence des impulsions 17' diminue de façon que leur période soit supérieure à 500 microsecondes, auquel ca? le front arrière de l'impulsion 13a' ne coïncide COPY 72 09687 14 2130469 plus avec celui d'une impulsion 17'. Le décalage de période des impulsions 17' peut être déterminé par comparaison de l'impulsion de référence 13V avec l'impulsion 17' qui est émise à la fin de l'intervalle de référence considéré, et la tension aux "bornes de 5 l'élément capacitif 11 peut être corrigée en conséquence. 11. va de soi que la même explication est encore valable lorsque le générateur 17 fournit des impulsions à sa fréquence minimale, par exemple 500 Hz. On voit donc que le circuit de l'invention procède à un 10 échantillonnage périodique de la tension aux bornes de l'élément capacitif 11, puis à une correction convenable. La période d'échantillonnage augmente ou diminue automatiquement en fonction de la valeur de la tension aux bornes de l'élément capacitif 11 de façon à la stabiliser à 0,02 volt (dan^: l'exemple considéré) par rapport 15 à sa valeur initiale. Il va de soi que la description précédente n'est nullement limitative et pourra feire l'objet de diverses modifications ou -ariantes entrant dans le cadre et dans l'esprit de l'invention. 72 09687 15 2130469 Revendications 1. Procédé de stabilisation d'une charge emmagasinée dans un élément capacitif, caractérisé en ce qu'il conâste à produire un signal puisé récurrent dont la période dépend de la charge de 5 l'élément capacitif, à déterminer la charge perdue par l'élément capacitif par comparaison du signal puisé récurrent avec un signal puisé de référence de période sensiblement constante, puis à augmenter ou à diminuer sélectivement la charge de 1'élément capacitif d'après le résultat de la comparaison. 10 2. Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que le signal puisé récurrent est obtenu à partir d'un signal de tension proportionnel à la charge ds l'sLément capacitif, ledit signal étant appliqué à ion générateur d'impulsions à fréquence variable de façon à moduler la fréquence du train d'impulsions 15 produit en fonction dudit signal de tension. 3. Procédé selon larevendication 2 caractérisé en ce qu'on compare le signal puisé récurrent avec un signal puisé de référence, en détectant les impulsions à fréquence variable dont la polarité coïncide avec celle des impulsions de référence, et en détectant les 20 impulsions de fréquence variable dent la polarité est opposée à celle des impulsions de référence. 4. Procédé selon la revendication 3 caractérisé en ce que la charge de l'élément capacitif est stabilisée par application d'une tension négative audit élément capacitif lorsqu'au moins une partie 25 d'une impulsion à fréquence variable coïncide avec au moins une partie d'une impulsion de référence de même polarité, et par application d'une tension positive à 2.'élément capacitif lorsqu'au moins une partie d'une impulsion à fréquence variable coïncide avec au moins une partie d'une impulsion de référence de pcSarité opposée. 30 5. Système de stabilisation du niveau de la charge électrique d'ion élément capacitif avant des caractéristiques inhérentes de fuite? ledit système caractérise en ce qu'il comprend un générateur d'impulsions relié à l'élément capacitif pour produire des impulsions récurrentes de largeur constante dont la période dépend du niveau 35 de charge de l'élément capacitif, un générateur d'impulsions de référence fournissant un train d'impulsions périodiques de fréquence constance, vn comparateur recevant les impulsions à fréquence variable 72 09687 16 2130469 et les impulsions de référence pour indiquer la différence entre l'énergie initialement fournie à l'élément capacitif et l'énergie qu'il conserve à un instant donné, et des commutateurs commandés par ledit comparateur pour appliquer sélectivement une énergie 5 additive ou soustractive à l'élément capacitif, en fonction des résultats de la comparaison. 6. Système selon la revendication 5 caractérisé en ce que le générateur d'impulsions à fréquence variable comprend un oscillateur dont la fréquence est modulée par une tension repré-10 sentant le niveau de charge de l'élément capacitif de façon que la fréquence des impulsions récurrentes qu'il délivre varie en fonction directe de la tension appliquée, la largeur desdites impulsions étant inférieure à celle des impulsions périodiques de référence. 15 7. Système selon la revendication 6 caractérisé en ce que le générateur d'impulsions de référence comprend un oscillateur à relaxation produisant un train d'impulsions rectangulaires à fréquence constante et supérieure à la fréquence maximale des impulsions de l'oscillateur modulé, la sortie de l'oscillateur à 20 relaxation étant appliquée à un inverseur de phase pour produire un train d'impulsions rectangulaires inversées à partir du train d'impulsions normales que fournit l'oscillateur à relaxation. 8. Système selon la revendication 7 caractérisé en ce que le comparateur comprend un premier circuit à coïncidence ayant 25 une première entrée reliée à la sortie de l'oscillateur modulé, une seconde entrée reliée à la sertie de l'oscillateur à relaxation, et une sortie où apparaît une impuMon lorsqu'au moins une partie d'une impulsion de l'oscillateur modulé coïncide avec ai^fnoin3 une partie d'une impulsion de 1'oscillateur à relaxation, un second 30 circuit à coïncidence ayant une :;=renièro entrée- reliée à la sortie de l'oscillateur modulé, une secondé entrée reliée à la sortie de l'inverseur de phase, et une sortie ou apparaît une impulsion lorsqu'au moins une partie d'une impulsion le l'oscillateur modulé coïncide avec au moins une partie d'une impulsion produite par ledit 35 inverseur de phase. 9. Système selon la revendication 8 caractérisé en ce que les commutateurs comprennent un premier dispositif commandé par les 72 09687 17 2130469 impulsions de sortie du premier circuit à coïncidence de façon à fermer vm circuit entre l'élément capacitif et une source de tension d'une première polarité, et un second dispositif commandé par les impulsions de sortie du second circuit à coïncidence de façon à 5 fermer un circuit entre l'élément capacitif et une source de tension d'une seconde polarité. 10. Système selon la revendication 9 caractérisé en ce que les premier et second circuits à coïncidence ont chacun une troisième entrée reliée en commun à une source de signal de commande 10 de façon à inhïber les impulsions de sortie des premier et second dispositifs à coïncidence pendant l'application d'une charge nouvelle à l'élément capacitif. 11 . Circuit de stabilisation de la tension de charge d'un condensateur mémoire pour compenser la diminution graduelle de ladite 15 tension sous l'effet des caractéristiques inhérentes de fuite du condensateur, ledit circuit étant caractérisé en ce qu'il comprend un générateur d'impulsions à fréquence variable relié au condensateur mémoire de façon que sa tension de charge détermine la fréquence desdites impulsions, un générateur d'impulsions de référence four-20 nissant un train d'impulsions à fréquence sensiblement constante, un inverseur de phase relié au générateur d'impulsions de référence pour inverser la phase dudit train d'impulsions, un premier circuit à coïncidence relié à la sortie du générateur d'impulsions à fréquence variable et à la sortie du générateur d'impulsions de référence pour 25 déterminer la coïncidence des impulsions à fréquence variable et des impulsions de référence, un second circuit à coïncidence relié à la sortie du générateur d'impulsions à fréquence variable et à la sortie de l'inverseur de phase pour déterminer la coïncidence des impulsions à fréquence variable et des impulsions de référence inversées, un 30 premier commutateur commandé par le premier circuit à coïncidence peur appliquer une première tension à l'élément capacitif lorsqu'une impulsion à fréquence variable coïncide avec une impulsion de référence, un second commutateur commande par le second circuit à coïncidence pour appliquer sélectivement une seconde tension à 1'élément 35 capacitif lorsqu'une impulsion à fréquence variable coïncide avec une impulsion de référence inversée. 72 09687 18 2130469 12. Dispositif pour maintenir sensiblement constant un niveau d'énergie stockée, caractérisé en ce qu'il comprend un élément de stockage d'énergie ayant des caractéristiques inhérentes de fuite qui provoquent une réduction graduelle de ladite énergie 5 stockée, un générateur d'impulsions à fréquence variable relié audit élément de stockage d'énergie pour produire un train d'impulsions dont la fréquence dépend du niveau d'énergie stockée, un générateur-d'intervalles de référence relié au générateur d'impulsions à fréquence variable pour définir un intervalle de référence prédé-1 0 terminé en réponse à chaque impulsion de sortie dudit générateur à fréquence variable, l'intervalle de référence prédéterminé couvrant plusieurs périodes desdites impulsions à fréquence,/aiiable, un générateur d'impulsions de référence relié au générateur d'intervalles de référence fournissant une impulsion de référence de durée 15 prédéterminée à la fin de l'intervalle de référence, un comparateur relié au générateur d'impulsions à fréquence variable et au générateur d'impulsions de référence pour déterminer une variation de la périodicité des impulsions à fréquence variable pendant la durée de l'intervalle de référence prédéterminé, ladite variation de pério-20 dicité étant due à la diminution graduelle de l'énergie stockée, un circuit de compensation appliquant sélectivement une énergie additive ou soustractive au dispositif de stockage en fonction de la variation de périodicité desdites impulsions à fréquence variable. 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