Brevet FR2177577A1 — publié le 19731109

La présente invention concerne des plaquettes de circuits imprimés permettant la réalisation de fonctions multiples a partir du même dessin de circuits. Une plaquette de circuits imprimés réalisée selon l'invention comporte sur chaque face des circuits dont le dessin est identique et qui sont connectés aux contacts d'un fichier de façon que la plaquette puisse être enfichée dans l'un ou l'autre sens dans un casier approprié, chaque dessin étant conçu de maniere que la même combinaison de modules logiques puisse être montée sur chaque face, et chaque combinaison de modules étant disposée d'un seul côté de l'axe médian de la plaquette dans la direction de ltenfichage. Dans une réalisation préférentielle de l'invention, chaque dessin est réalisé de façon a permettre a deux ou plusieurs combinaisons alternatives différentes de modules logiques extérieurement similaires, choisies a partir d'une certaine gamme de modules, d'être montées sur le même dessin ; une plaquette de circuits imprimés peut être ainsi utilisée de manière a fournir plusieurs différentes paires de combinaisons de modules identiques. Un module logique est défini comme étant constitué par un ou plusieurs dispositifs logiques individuels contenus dans un boîtier fermé comprenant un nombre constant de broches pour connecter les dispositifs intérieurs aux circuits extérieurs. Les modules d'une même gamme sont tous similaires extérieurement en ce sens qu'ils ont les mêmes dimensions et présentent la même disposition de broches. Voici des exemples de différents modules d'une même gamme (a) deux fonctions logiques séparées a 4 entrées, par exemple des portes NON-OU a 4 entrées (b) deux fonctions logiques séparées a 2 centrées et deux fonctions logiques séparées a 3 entrées ; (c) deux amplificateurs inverseurs séparés ; (d) deux amplificateurs séparés a faible puissance ; (e) une fonction de temporisation; (f) deux filtres séparés de commutation d'entrée ; (g) deux portes de commande ; (h) une fonction de mise en forme d'impulsions ; (i) un élément d'alimentation pour les fonctions logiques précédentes. Dans certains exemples, on peut prévoir un module double correspondant par ses dimensions extérieures a deux modules simples juxtaposés, séparés par un espace prédéterminé, dont chacun n'est équipé que de la moitié de son nombre normal de broches, les broches du module double étant disposées de façon a s'adapter au même dessin de circuits que les broches équivalentes des deux modules simples. Chaque plaquette constituée par le nombre nécessaire de modules fournit deux fonctions logiques identiques, respectivement sur chaque face de la plaquette. L'invention sera mieux comprise a la lecture de la description qui va suivre, donnée a titre d'exemple non limitatif, en se reportant aux figures annexées qui représentent - la figure 1, une représentation schématique d'une plaquette de circuits imprimés comportant deux combinaisons de modules disposées respectivement de chaque côté de la plaquette - la figure 2, une vue en bout de la plaquette de la figure 1 montrant comment des plaquettes adjacentes s'empilent ;; - la figure 3, un dessin multifonctionnel de circuits imprimés applicable a une combinaison de modules analogue a celle de la figure I - les figures 4 à 6, des diagrammes de connexion pour quatre fonctions logiques différentes que le dessin de la figure 3 peut fournir - la figure 7, un dessin multifonctionnel de circuits imprimés applicable a une variante de la combinaison de modules de la figure I ;; - les figures 8 a 11, des diagrammes de connexion pour quatre fonctions logiques différentes que peut fournir le dessin de la figure 7 - la figure lia, un circuit marche-arrêt a composants discrets - la figure 12, un dessin multifonctionnel de circuits imprimés capable de fournir deux fonctions logiques différentes ; - les figures 13 et 14, des diagrammes de connexion pour deux fonctions logiques différentes que le dessin de la figure 12 peut fournir ; - la figure 15, un dessin multifonctionnel de circuits imprimés pouvant fournir huit fonctions logiques différentes - la figure 16, un tableau des connexions fournies par le dessin de la figure 15 - les figures 17 a 24, des diagrammes de connexion pour huit fonctions logiques différentes que le dessin de la figure 15 peut fournir. Les figures I et 2 représentent une plaquette I comportant sur une face une combinaison de trois modules logiques A, B et C. Une combinaison identique de modules A', B' et C' est portée par l'autre face. Chaque combinaison se trouve d'un côté de la ligne médiane X-X' de la plaquette de sorte qu'en regardant cette dernière en bout (figure 2) il est impossible de dire si elle est dans le bon sens ou non, si l'on ne se réfère pas a des marquages ou autres systèmes de repérage formés sur la plaquette. Chaque face de la plaquette comporte un dessin identique de circuits imprimés (non représenté sur ces deux figures) permettant la connexion de broches 2 des modules aux contacts 3 du fichier. La réalisation représentée comporte 90 contacts, c'est- -dire que 45 contacts sont imprimés sur chaque face de la plaquette.Les modules représentés a titre d'exemple sont du type a 17 broches, ce qui rend impossible de les monter a l'envers sur une plaquette de circuits imprimés. La plaquette I comporte a l'extrémité opposée au fichier un élément de manipulation et de verrouillage 4. On peut voir, notamment sur la figure 2, qu'en utilisant la disposition décrite précédemment le sens dans lequel la plaquette est introduite dans un casier est indifférent. Ainsi, on peut demander a un ouvrier non expérimenté de remplacer une plaquette dont un module est défectueux, car il lui suffit de prendre uneplaquette de remplacement correcte et de l'enficher. La disposition des modules sur les plaquettes permet également de les empiler de façon aussi étroite que si elles ne comportaient des circuits imprimés que sur une seule face (figure 2). Les plaquettes peuvent avoir des dimensions leur permettant de pénétrer dans des équipements de casiers standardisés. La figure 3 représente un dessin de circuits imprimés susceptible d'être utilisé pour la plaquette des figures 1 et 2. Ce dessin est identique sur les deux faces de la plaquette. Les modules A, B et C sont montés dans les mêmes positions que celles représentées sur la figure 1, leurs broches étant soudées, dans chaque cas, sur la face de la plaquette opposée a celle que représente la figure 3. Les modules A', B' et C' sont également montés dans les mêmes positions sur cette face et sont soudés sur la face représentée sur la figure 3.Dans tous les dessins de circuits qui vont être décrits, on utilisera les conventions suivantes : un petit cercle en trait fin indique l'emplacement d'un trou traversant la plaquette, dans lequel peut être introduite une broche de module ou le fil de connexion d'un composant, ou une broche de test ; un cercle plus grand et en trait épais, soit seul, soit connecté à un conducteur imprimé, indique l'endroit où la broche ou le fil traversant un trou est soudé. Le dessin des circuits imprimés de la figure 3 permet le montage de l'une quelconque des quatre combinaisons suivantes de modules, sur chaque face de la plaquette I) trois modules comprenant chacun une paire de portes NON-OU à 4 entrées, ce qui donne à la plaquette une capacité totale de 12 portes NON-OU à 4 entrées ; 2) trois modules comprenant chacun une paire de portes NON-OU à 3 entrées et une paire de portes NON-OU à 2 entrées, ce qui donne à la plaquette une capacité totale de 12 portes NON-OU à 3 entrées et de 12 portes NON-OU à 2 entrées 3) deux modules comprenant chacun 2 portes NON-OU à 4 entrées, et un module ayant une fonction de temporisation, ainsi qu'un condensateur au polycarbonate et une résistance associés à cette fonction, ce qui donne à la plaquette une capacité totale de 8 portes à 4 entrées et deux fonctions de temporisation ;; 4) deux modules comprenant chacun une paire de portes NON-OU à 3 entrées et une paire de 2 portes NON-OU a 2 entrées, et un module comprenant une fonction de temporisation, ainsi qu'un condensateur au polycarbonate et une résistance associés a la fonction de temporisation, ce qui donne à la plaquette une capacité totale de 8 portes NON-OU à 3 entrées, 8 portes NON-OU à 2 entrées et 2 fonctions de temporisation. Etant donné que la plupart des connexions sont établies sur la face de la plaquette opposée à celle où est monté le module correspondant, les systèmes de connexion représentés sur les figures 4 a 6 concernent les modules A', B' et C' montés sur la face opposée au dessin de la figure 3. Chaque module est tracé par un rectangle en traits pointillés dont l'intérieur comporte des représentations symboliques des fonctions. Les broches appropriées des modules sont numérotées a l'intérieur du rectangle, tandis que les contacts associés du fichier sont numérotés a l'extérieur. La broche 1 du module A' est soudée à un conducteur imprimé conduisant au contact 30 du fichier, etc. S'il est souhaitable de déterminer le contact du fichier prévu pour le module A', en ayant à l'esprit qu'il y a 45 contacts de chaque côté et que le contact 1 est situé à l'opposé du contact 90, il est seulement nécessaire d'ajouter le nombre 45 au numéro de contact prévu pour le module A'. Ainsi, pour le module A, la broche 1 est connectée au contact 75. La figure 4 représente le système de connexions de la plaquette lorsqu'elle est adaptée à la première des quatre options mentionnées précédemment. La figure 5 représente le système de connexion correspondant à la seconde option. Dans chaque cas, la broche 1 du module A' est connectée au contact 30. Cependant, pour la première option le module A' n'utilise pas les broches 6, 7, 8, 9, 15, 16 et 17 tandis que dans la deuxième option, seules les broches 7, 9 et 16 ne sont pas utilisées. En conséquence, dans chaque cas il existe une certaine concordance du dessin des circuits imprimés. Dans les troisième et quatrième options, un des trois modules sur chaque côté peut être remplacé par le module de la fonction de temporisation, pourvu que les deux côtes de la plaquette restent identiques. Le système de connexion pour le module de la fonction de temporisation en position C' est représenté sur la figure 6. Ici, on peut voir que des connexions sont nécessaires avec les broches 6, 7, 15 et 17. La résistance nécessaire pour la fonction de temporisation est connectée entre les points Y, Y'et le conducteur imprimé entre ces points est interrompu en Z. Le condensateur est connecté entre les points K, K'. On observera que dans certains exemples une broche est soudée sur la face de la plaquette où se trouve le module au lieu d'être soudée sur la face opposée. C'est dans ce cas qu'il est nécessaire de prévoir des conducteurs imprimés d'un module à l'autre, ou de connecter plusieurs broches. Ainsi, les broches 7 et 8 du module C' ne sont pas seulement connectées ensemble mais sont également reliées aux broches 7 et 8 du module B' par un conducteur imprimé sur l'autre face de la plaquette afin de permettre une connexion avec le conducteur imprimé conduisant au contact 44. Dans le but de tester les circuits lorsqu'ils sont en cours de fonctionnement, certains des conducteurs imprimés sont également connectés aux points T à des broches de test qui sont accessibles lorsque la plaquette se trouve dans le casier. Tandis que le dessin de circuits représenté sur la figure 3 n'a de rapport qu'avec différentes fonctions logiques, avec ou sans fonctions de retard, le dessin représenté sur la figure 7 peut être considéré comme étant plus souple, même si il ne fournit que le même nombre d'options fonctionnelles. Les quatre options fonctionnelles offertes par le dessin de la figure 7 sont : 1) quatre modules comprenant chacun 2 filtres de commutation d'entrée et leurs condensateurs associés, ce qui permet à la plaquette d'avoir une capacité totale de 8 x 2 filtres ; 2) quatre modules comprenant chacun 2 circuits indépendants de commande d'éléments de sortie, et leurs résistances de charge associées, ce qui donne à la plaquette une capacité totale de 8 x 2 circuits pour commander, par exemple, une matrice de lampes 3) quatre modules comprenant chacun 2 amplificateurs interconnectés afin de former des éléments de sortie à faible puissance inverseurs ou non, ce qui donne à la plaquette une capacité totale de 8 éléments de sortie à faible puissance ;; 4) 4 modules comprenant chacun 2 amplificateurs inverseurs séparés à faible puissance, ce qui donne à la plaquette une capacité totale de 8 x 2 amplificateurs. Les figures 8 à 11 représentent les systèmes de connexion respectifs pour les options précédentes. Les mêmes conventions schématiques que sur les figures 4 à 6 sont utilisées. La disposition des filtres de commutation d'entrée représentee sur la figure 8 nécessite le montage de 8 condensateurs de chaque côté de la plaquette. Ils sont connectés entre les points P, P' et entre les points Q, Q' pour chaque fonction de module. La disposition des éléments de sortie à faible puissance représentée sur la figure 9 nécessite le montage de 16 résistances de chaque côté de la plaquette. Elles peuvent être connectées respectivement entre les broches R, R' et R", R"'. Dans la disposition représentée sur lafigure 10, les broches 8 et 14 sont connectées ensemble afin de fournir des amplificateurs non-inverseurs. Si des amplificateurs inverseurs sont nécessaires, ce sont les broches 8 et 17 qui sont connectées. Dans chaque cas, il est également nécessaire de couper le circuit du conducteur imprimé conduisant ai contact 11 connectant toutes les broches 8 aux points Z, Z' et Z" (figure 7). Pour la disposition représentée sur la figure 11, il est encore nécessaire de couper le circuit du conducteur imprimé conduisant au contact 11 aux points Z, Z' et Z" (figure 7). Les broches 9 et 17 restent connectées et les broches 5 et 6 le sont déjà. Un autre perfectionnement apporté à la deuxième option décrite réside dans le fait que la plaquette peut comporter sur chaque face le circuit marche-arrêt représenté sur la figure Ila, constitué uniquement par quelques composants discrets montés à l'extrémité de manipulation de la plaquette. La figure 12 représente un dessin de circuits imprimés capable de fournir les deux options suivantes 1) deux modules comprenant chacun un circuit de commande connecté intériaurement à un étage amplificateur de puissance, ce qui, avec les résistances associées, donne à la plaquette une capacité totale de 2 x 2 éléments de sortie à puissance moyenne 2) quatre modules comprenant chacun un circuit de mise en forme d'impulsions ce qui, avec les résistances et les diodes associés, donne à la plaquette une capacité totale de 4 x 2circuits de mise en forme d'impulsions. Les systèmes de connexion sont représentés sur les figures 13 et 14. La figure 15 représente un dessin de circuits imprimés prévu pour une plaquette réversible telle que celles décrites précédemment et pouvant comporter huit différentes fonctions logiques. Tous les points de sortie des modules et des lignes d'alimentation de 24V et de OV sont amenés jusqu'a des broches à l'extrémité de manipulation de la plaquette pour permettre les essais sur les lieux d'utilisation. Toutes les entrées et-les sorties sont reliées aux contacts du fichier de sorte que les interconnexions logiques peuvent être effectuées par l'intermédiaire de ce fichier. La plaquette comporte également des points de câblage supplémentaires pour toutes les positions des broches de sorte que des interconnexions logiques peuvent être câblées sur la plaquette si on le désire. Un espace permettant le montage de composants discrets est prévu à l'extrémité de manipulation de la plaquette. Les connexions fournies par cette plaquette sont représentées sous la forme d'un tableau sur la figure 16. Par exemple, le contact 1 est relié par une connexion à la broche 14 du module A'. Les huit fonctions logiques disponibles sont représentées sur les figures 17 à 24. Dans chaque cas, un seul module est représente ; les numéros de contact appropriés peuvent être déterminés à partir du tableau aussitôt que la position du module a été choisie, par exemple A, B, C, etc. La figure 17 représente une double porte NON-OU å 4 entrées dans un module.La figure 18 représente un double élément de sortie à faible puissance dans un module, similaire à ceux représentés sur la figure 9. Il faut noter que des connexions d'entrée alternatives sont disponibles pour chaque section du module. La figure 19 représente le module de l'amplificateur non-inverseur. Les mêmes remarques concernant l'interconnexion s'appliquent comme dans le cas de la figure 10. La figure 20 représente ltélément de sortie à puissance moyenne tel que celui utilisé sur la figure 13. La figure 21 représente deux amplificateurs inverseurs séparés à faible puissance, comme sur la figure 11. La fonction "marche-arrêt" de la figure 11a peut être incorporée pour un de ces amplificateurs sur chaque face de la plaquette, les connexions étant représentées sur la figure 1la. L'autre amplificateur et les 6 autres modules disposés sur la plaquette n'ont pas la fonction "marche-arrét". La figure 22 représente le module de filtres de commutation d'entrée et ses condensateurs associés. La figure 23 représente le module de temporisation de la figure 6 et ses composants discrets. La figure 23 représente un opérateur logique n'ayant pas été décrit précédemment. Cet opérateur est un bistable R-S comprenant des portes de commande et utilisé pour des opérations de comptage, des registres à décalage, etc. Huit de ces multivibrateurs peuvent être montés sur la plaquette (quatre de chaque côte). Il est bien évident que la description qui précède n'a été donnée qu'a titre d'exemple non limitatif et que de nombreuses variantes peuvent être envisagées sans sortir pour autant du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Plaquette de circuits imprimés caractérisée par le fait qu'elle comprend sur chaque face des circuits dont le dessin est identique et qui sont connectés aux contacts d'un fichier de façon que la plaquette puisse être enfichée dans l'un ou l'autre sens dans un casier approprie, chaque dessin étant conçu de manière que la meme combinaison de modules logiques puisse être montée sur chaque face, et chaque combinaison de modules étant disposée d'un seul côté de l1axe médian de la plaquette dans la direction de l'enfichage. 2. Plaquette conforme à la première revendication, dans laquelle chaque dessin de circuits est réalisé de façon à fournir les connexions nécessaires à deux ou plusieurs combinaisons alternatives de modules logiques extérieurement semblables, choisis a partir d'une certaine gamme de modules, ce qui permet l'utilisation d'une plaquette pour fournir plusieurs différentes paires de combinaisons de modules identiques. 3. Plaquette conforme a la première ou à la deuxième revendication, dans laquelle certains des conducteurs imprimés de chaque dessin sont connectés à des broches électriquement conductrices introduites dans une partie de la plaquette éloignée du fichier, ce qui permet de vérifier le fonctionnement des modules logiques en connectant les instruments d'essai auxdites broches lorsque la plaquette est enfichée dans le casier de montage approprié. 4. Plaquette conforme a l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans laquelle certains des conducteurs de chaque dessin sont prolongés jusqu'à des zones de la plaquette inoccupées par des modules logiques de façon à fournir des connexions de montage pour des composants discrets qui, lorsqu'ils sont montés sur la plaquette, sont les mêmes sur les deux faces de cette dernière et sont placés, sur chaque face, du même cté dudit axe médian que les modules logiques.