Brevet FR2162287A1 — publié le 19730720

présente invention se rapporte au domaine de la mesure statique de grandeurs physiques caractéristiques d'un système électronique en essais, et concerne plus particulièrement la mesure de courants et de tensions présents en un point particu- lier, dit de mesure, de ce système. Un dispositif réalisant une telle mesure doit assurer deux fonctions distinctes : d'une part la génération Ge tension ou de courant et d'autre part la mesure du signal électrique obtenu comme réponse du système en essais. I1 est possible de réaliser un tel dispositif par un assemblage d'appareils exécwL-ant chacun une des fonctions mentionnées ci-dessus, à savoir un ou plusieurs génerateurs ce tension, suivant l'étendue de la gamme de tensions requises, un générateur de courant et un appareil de mesure. l'inconvénient principal de ce type de dispositif est le nombre et la complexité des commutatIons misée en oeuvre, entraînant un abaissement des performancet de l'ensemble, notamment en ce qui concerne sa fiabilité et sa rapidité. Est également connue la réalisation d'un tel dispositif par un appareil unique à "fonctions intégrées", c'est-à-dire où les différentes fonctions, générateur de tension, générateuzn de courant et mesure, sont réalisées pcr deux sous-ensembles susceptibles chacun de traiter indiféremment un courant ou une tension, et plus particulièrement affectés l'un à la fonction de mesure et l'autre à la fonction de génération. Ce mode de rdalisation présente également certains inconvénients au niveau de la commutation, et, de plus, une complexité accrue de la commande, introduite par la banalisation de chacun des sous-ensembles, d'une parc au niveau de la procédure de commande, telles par exemple les difficultés introduites par la grande différence entre les gammes des valeurs de courant et les gammes des valeurs de tension, et d'autre part au niveau de la réalisation technologique, des conducteurs par exemple. Ia présente invention a pou objet un dispositif dtalimen- tation et de mesure en tension et en courant, permettant d'éviter les inconvénients précedents par intégration des fonctions, ce dispositif étant connecto- au point de mesure du système electronique en essais, et constitué :: d'une part par deux sous-ensembles dits d'entrée, recevant des informations de type logique, et fournissant des signaux analogiques représentatifs desdites informations, l'un des sous-ensembles étant uniquement affec-td aux informations relatives aux courants et l'autre aux informations relatives aux tensions, et d'autre part par deux sous-ensembles dits fonctionnels, sur les sorties desquels sont obtenus des signaux électriques assurant les ponctions de génération et de mesure, les sous-ensembles d'entrée et fonctionnels étant reliés entre eux par un dispositif de commutation obéissant à une commande dite fonctionnelle , permettant de déterminer le mode de fonctionnement de l'ensemble du dispositif : soit génération de tension et mesure du courant obtenu comme réponse du système en essais, soit génération de courant et mesure de la tension réponse. L'invertion sera mieux comprise à l'aide de la description ci-après et de la figure s'y rapportant, représentant schémati- quement un mode de réalisation de l'invention. Le dispositif selon l'invention comporte d'une part deux sous-ensembles, dits d.'enJsrée, 1 et 2, affectés respectivement à la tension et au courant , et d'autre part deux sous-ensembles dits fonctionnels. Be sous-ensemble 1 comprend des entrées 14 destinées à recevoir des informations logiques relatives à la polarité et à la grandeur d'une tension de référence, donnée au dispositif selon l'invention par un système extérieur ; les entrées 14 sont reliées à un dispositif 10 fournissant une tension fonction des informations présentes sur les entrées 14, le dispositif 10 étant réalisable par un convertisseur numérique-analogique par exemple ; ce dispositif est relié à un système 11, permettant la sélection de la gaze de tension sur commande, reçue sur une entrée 15, d'une information précisant la gamme de la tension de référence ; le dispositif il est relié à une connexion cor une 36, dite de tension, afin de transmettre la tension de référence ainsi obtenue aux sous-ensembles fonctionnels mentionnés ci-dessus . Be sous-ensemble 1 comporte de plus un élément de visualisation 13 relié par exemple au dispositif 10 et peraettant ainsi lXaffichage de la tension de référence. Be soue-ensemble 2 conprend, de façon analogue, des entrées 24 destinées à recevoir des informations logiques relatives à un courant de référence ; les entrées 24 sont reliées à un dispositif 20 fournissant un signal analogique représentatif dudit courant, telle qu'une tension par exemple ; le dispositif 20 est relié d'une part à un élément 23 de visualisation de la valeur du courant de référence, et d'autre part à un dispositif adaptateur 21 du signal analogique de référence issu du dispositif 20, cet adaptateur étant lui menue relié à une connexion commune 37, dite de courant, afin de transmettre cette information de référence aux sous-ensembles fonctionnels du dispositif selon l'invention. Be sous-ensemble 2 comporte encore une entrée 25, recevant une information logique relative à la gamme du courant de référence. Be dispositif selon l'invention comporte d'autre part, ainsi qu'indiqué plus haut, deux sous-ensembles appelés "fonctionnels" parce que les signaux électriques assurant les fonctions utiles de génération et de mesure de grandeurs électriques sont disponibles sur leur sortie. Ces sous-ensembles sont constitués principalement par : deux amplificateurs 41 et 45, à très grand gain, du type connu sous le nom d'amplificateur opérationnel, un dispositif 42 de sélection de la gausse de courant, connecté à la sortie de l'amplificateur 41 et commandé par l'information reçue sur l'entrée 25, et des dispositifs auxiliaires d'adaptation des signaux. relus précisément, une des entrées de l'amplificateur 41 est reliée, par l'intermédiaire d'un dispositif coinimitateur 35, soit à la connexion de tension 35, soit à la connexion de courant 37, l'autre entrée étant maintenue à un potentiel de référence, ou "masse" ; la sortie du dispositif 42 de changement de gamme d'une part constitue la sortie 40 dite "générateur" , reliée au point de mesure d'un système électronique extérieur en essais, et d'autre part est reliée à un dispositif 43 de "lecture" de la tension présente sur la sortie 40, c'est-à-dire fournissant une information caractéristique de cette tension, cette information étant telle qu'elle soit "compatible'! avec les différents éléments de l'ensemble, c'est-à-dire susceptible d'être traitée par eux ; le dispositif de lecture 43 est relié à la connexion 36. Le dispositif 42 de sélection de gamme de courant fournit de plus, sur une seconde sortie, un ...signal ... caractéristique du courant y circulant ; il est réalisable par exemple par une série de résistances.A ce dispositif 42 est relié un dispositif 44 d'adaptation, destiné à rendre la forme des signaux ainsi obtenus compatibles avec l'ensemble du dispositif, notamment en ce qui concerne ltexpression de leur valeur par rapport à un potentiel de référence, ces signaux ainsi traités étant transmis à la connexion de courant 37. 'a fonction de mesure du dispositif selon l'invention est réalisée par l'amplificateur opérationnel 45, dont une des entrées est reliée à la masse et l'autre, par l'intermédiaire d'un dispositif commutateur 34, soit à la connexion de courant 37, soit à la connexion de tension 36, l'ensemble des éléments ci-dessus constituant un comparateur soit de deux courants soit de deux tensions ; une partie de cet ensemble est représentée sur la figure schémat:iquement par la liaison de deux conducteurs à une mme connexion VXO ou 37) elle-même reliée au commutateur 34, ma;w cette partie peut etre réalisée pratiquement de toute façon connue et notamment par vn simple dédoublement des connexions 36 et 37 et des commutateurs 34 et 35. Pour obtenir une information du type logique sur le résultat de la compa-.oi8On, il est possible dladjoindre un dispositif 46 de mise en forme du signal de sortie de l'amplificateur opérationnel 45. La sortie 47 du dispositif 46 est appelée sortie de mesure. les dispositifs commutateurs 34 et 35 sont commandés simulta nément par une commande fonctionnelle 3, sur réception sur l'entrée 31 d'une information relative-au mode de fonctionnement: soit génération de tension et mesure de courant, soit génération de courant et mesure de tension ; cette information est reçue en même temps que les informations logiques relatives aux tension et courant de référence, destinés aux sous-ensembles 1 et 2. Cette commande fonctionnelle est utilisée de la façon suivante Dans le premier mode de fonctionnement, lorsque les commutateurs, sur commande reçue sur l1entrée31, sont dans la position représentée sur la figure (à savoir le commutateur 35 assurant la liaison de l'amplificateur 41 avec la connexion de tension 36, et le commutateur 34 celle de l'amplificateur 45 avec la connexion de courant 37) , la transmission d'une valeur de tension de référence au dispositif selon l'invention, sous forme d'informations logiques reçues sur les entrées 14 et 15, entratne la génération par ce dispositif de cette tension de référence ; la tension de référence est alors disponible sur la sortie "générateur" 40, reliée comm.13~ a été dit à un système électronique extérieur, gråce à l'amplificateur opérationnel 41 ainsi relié à la connexion de tension 36, les perturbations introduites par le dispositif commutateur 35 étant compensées par un mécanisme classique de contre-réaction utilisant la voie portant le dispositif 43. D'autre part, sont présents sur la connexion de courant 37 : le courant de référence fourni par le sous-ensemble 2, et une information caractéristique du courant existant sur la sortie 40 , fournie par le dispositif 42, et cons titubant le signal de réponse du système extérieur, qui est connecté à la sortie 40 et alimenté par ladite tension de préférence, L'écart entre ces deux valeurs est détecté-par le comparateur amplificateur 45, qui fournit ainsi une mesure comparative du courant sur la sortie de mesure 47. Dans ce premier mode de fonctionnement, le dispositif selon lXinven'cion fonc-t;ionne donc en générateur de tension et mesureur de courant. Dans le second mode de fonctionnement, lorsque le aispositif commutateur 35 assure la liaison de l'amplificateur 41 avec la connexion de courant 37, et le dispositif com:nu- tateur 34 celle de l'amplifica-Geur 45 avec la connexion de tension 36, de façon analogue, la transmission d'une valeur de courant de référence au dispositif selon lssinven'sion entrasse la génération par ce dernier dudit courant, qui est alors disponible sur la sortie 40, en vue de l'alimentation du système extérieur en essais. Cela est obtenu gracie à l'amplificateur opérationnel 41 ainsi relié à la connexion de courant 7, et au dispositif 42 assurant de plus la sélection de la gamme de courant sur la commande provenant du sous-ensemble 2, le mécanisme de contre-réaction destiné à compenser les perturbations introduites par le dispositif commatateur 35 utilisant la voie portant le dispositif 44. Une information caractéristique de la tension constituant le signal de réponse du système en essais, présente à la sortie 40, est prélevée à l'aide du dispositif 49 et transmise, par l'intermédiaire de la connexion de tension 36, au comparateur amplificateur 45, auquel est par ailleurs transmise la tension de référence provenant du sous-ensemble 1, et à laquelle doit titre comparée la tension mesurée en 40. Be résultat de la mesure comparative est disponible à la sortie 47. Dans ce second mode de fonctionnement, le dispositif selon l'invention fonctionne donc en générateur de courant et mesureur de tension. Be dispositif selon l'invention, outre les avantages technologiques introduits par la spécialisation des sousensembles 1 et 2, respectivement destinés à traiter des tensions e* des courants, et la simplicité de commande qui en résulte, et cela de par sa conception générale, permet de plus l'utili- sation de dispositifs commutateurs (34 et 35) de qualité technologique quelconque, et donc peu onéreux, réalisables par exemple par des éléments solides du type transistor à effet de champ, grâce à la configuration particulière de mode de réalisation décrit ci-dessus. Be dispositif selon l'invention est applicable aux opérations de mesure d'un système électronique en essais. REVENDICATIONS IONS 1. Dispositif d'alimentation et de mesure en tension et courant plusieurs gammes, d'un système électronique en essais, comportant des premiers moyens recevant des informations logiques représentatives de courants et de tensions et assurant la génération de signaux analogiques fonctions desdites informations et des seconds moyens comportant des sorties sur lesquelles sont obtenus des signaux électriques assurant des fonctions de génération et de mesure, ledit dispositif d'alimentation et de mesure tant caractérise par le fait que lesdits premiers moyens sont constitués par deux sous-ensembles distincts (2 et 1), dits d'entrée, uniquement affectés au courent et à la tension, respectivement, et qu'il comporte de plus un dispositif de commutation (34 et 35) assurant l'affectation respective desdits seconds moyens au courant -et à la tension, ledit dispositif de commutation étant command à l'aide d'une information supplémentaire (31) représentant le mode de fonctionnement dudit dispositif d'alimentation et de mesure : soit générateur de tension et mesureur de courant, soit générateur de courant et mesureur de tension. 2. Dispositif d'alimentation et de mesure selon la revendication 1, caractérise par le fait que lesdits sous-ensembles d'entrée (1 et 2) sont constitues chacun par une pluralité d'entrées (14 5 24), recevant les information du type logique repré sentatives du signe et de la valeur de la grandeur physique à laquelle ledit sous-ensemble se rapporte,connectées à un convertisseur numérique-analogique (10;20) fournissant une tension proportionnelle auxdites informations logiques, et qutilEcompor- tent chacun, de plus, une entrée (15 j 25) recevant une informa-, tion, du type logique, représentative d'une desdites gammes de valeur de ladite grandeur. 3. Dispositif dt-alimentation et de mesure selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le premier desdits seconds moyens, sur la sortie, dite sortie générateur (40), duquel sont obtenus des signaux assurant la fonction de géneration, comporte un amplificateur (41) à grand gain, du type op- rationnel, dont une des deux entrées est reliée à un des commutateurs (35) dudit dispositif de commutation, l'autre entrée étant maintenue à un potentiel de référence, et dont la sortie constitue ladite sortie générateur (40), à laquelle est relie ledit système en essais, et sur laquelle est inséré un premier dispositif (42), d'une part assurant la sélection des gammes de courant, et d'autre part fournissant sur une seconde sortie une information caractéristiqu du courant circulant dans ladite sortie générateur (40), cette information étant transmise audit dispositif de commutation (34 et 35) 9 et que ledit premier desdits second moyens comporte de plus un second dispositif (43), connecté entre ladite sortie gnrateur (40) et ledit dispositif de commutation (34 et 35), fournissant une information caractéristique de la tension présente sur ladite sortie générateur (40).