Brevet FR2146096A1 — publié le 19730302

Le développement continuel des systèmes de cossardes au toiatiques fait constamment ressortir l'intérêt pour des compo- sants peu coûteux et fiables. Il en résulte un perfectionnement des amplificateurs magnétiques, des tubes à vide et autres compo- sangs connus ainsi que le développement de nouveaux composants tels que ceux de la famille des semi-conducteurs. Les amplifica- teurs ~agnétiques, les tubes à vide à haut rendement et les co-ponants seii-conducteurs offrent une grande sécurité, car ils ne comportent aucune pièce mobile.Jusqu'ici, les efforts se sont portés sur la réalisation de composants susceptibles de donner une réponse rapide et complète à un signal d'entrée. À son tour, un tel composant est souvent/connecté à un organe monostable re relativement rapide. Un composant susceptible de fournir un signal de sortie prolongé, qui varie en fonction de signaux d'entrée interaittants, serait très utile. La présente invention concerne un dispositif ou élément de grande sécurité, ne comportant aucune pièce mobile, et susceptible de délivrer un signal de sortie prolongé qui ne varie que très peu, même si le signal d'entrée n'est pas reçu pendant un temps notable. Cet élément peut être utilisé par exemple avec des vannes dans un processus commandé par un calculateur et, dans certains cas, il permet le fonctionnement en temps partagé d'un seul consertisseur numérique-analogique avec un certain nombre de vannes, évitant ainsi la nécessité d'un convertisseur séparé pour chaque vanne. Dans une disposition de ce genre, le calculateur reçoit généralement des signaux d'entrée provenant de capteurs associés à des variables du processus, et à partir de ces signaux d'entrée, il calcule le réglage nécessaire pour que les vannes ramè- nent les variables à des valeurs prédéterminées. Lorsque le calculateur est numérique, chaque calcul numérique doit être converti en un signal analogique destiné au réglage de la vanne correspondante. Le calculateur effectue un calcul rapide pour chaque variable et, en une fraction de seconde, il applique le signal de réglage à une ou plusieurs vannes associées à cette variable. Le calculateur passe alors à la variable suivante et calcule de la même manière un signal de réglage ou de commande. Jusqu'à présent, dans les dispositifs antérieurs, zeìl le calculateur fonctionnait en temps partagé avec un certain nombre de convertisseurs numériques-analogiques associés chacun i sa propre vanne à commander.Le dispositif selon l'invention permet de remplacer le grand nombre de convertisseurs numériques ar.a#ogiques - un pour chaque vanne - par un seul convertisseur numérique-analogique fonctionnant en temps partagé et un élément ce mémoire selon l'invention pour chaque vanne, ou état à comman der. Du fait qu'un élément de mémoire coûte sensiblement moins cher qu'un convertisseur analogique, il est évident qu'une éco non. e considérable peut être réalisée sans sacrifier la sécurité et en dais, en ajoutant des particularités intéressantes. L'élément de mémoire selon la présente invention comporte un dispositif de réglage du signal de sortie, de manière que les signaux de sortie d'un certain nombre d'éléments de mémoire puis venv être réglés à des valeurs sensiblement identiques. En outre, cet élément de mémoire comporte un dispositif qui détermine une tension de polarisation de la partie amplificatrice, de manière d établir un niveau de départ, ou niveau zéro du signal de sortie. Mais, dans les circuits connus, le réglage du zéro ou du niveau de départ et le réglage du signal de sortie de l'élément de mémoire dépendent l'un de l'autre.Dans l'application pratique des éléments de mémoire, a nécessité est apparue dans certaines aprlications d'élever le "zéro" du niveau de départ de l'élément à wn niveau predéterminé et d'en régler la sortie ou e gain indépendamment. Par exemple, dans certaines unités de conduite de processus, il peut être nécessaire d'effectuer des commandes par paliers extremement proches. Bien que les dispositifs antérieurs. donnaient toute satisfaction dans certaines applications, il en est d'autres dans lesquels les paliers de commande doivent être beaucoup plus proches les uns des autres du fait de la nécessité dine commande plus précise. La présente invention concerne donc un dispositif perfectionné dans lequel un élément de mémoire comporte une possibilité de réglages indépendants du niveau de départ et du gain, dans lequel le gain ou le niveau de départ peuvent être adaptés à la plage du dispositif de commande auquel il est connecté et dans lequel le gain peut être déterminé i l'intérieur de la plage du niveau de départ ainsi déterminé. L'élément de mémoire perfec tionné selon l'invention comporte un dispositif de détermination du niveau zéro et un réglage de suppression d'étendue ou limitation de plage qui permet d'obtenir la même commande in crémentale dans une plage limitée et d'augmenter ainsi la réso- lution du dispositif. L'élément de mémoire selon l'invention est destiné à recevoir des signaux d'entrée de très courte durée et à délivrer pendant une longue période un signal de sortie dont l'amplitude est proportionnelle B l'amplitude du dernier signal reçu, et qui t Bctronique dont l'impédance d'entrée est très élevée, le composant électronique comportant une électrode de commande, une anode et une cathode. Un organe d'enregistrement des signaux d'entrée est connecté de manière à alimenter l'électrode de commande. Un organe de sortie est connecté en série entre une source d'alimentation en tension et l'anode.Une impédance de réglage de zéro est connectée entre l'anode et la source d'aliventation en tension, de manière k permettre le passage d'un courant dans l'organe de sortie et dans l'impédance de réglage de zéro, la valeur de cette impédance de réglage de zéro déterminant le niveau de fonctionnement initial de l'organe de sortie. Une impédance d'étendue est connectée entre la cathode et la source d'alimentation en tension de manière à permettre le réglage du gain du composant électronique, indépendamment de l'impédance de réglage de zéro. Le composant électronique peut être un transistor k ef- fet de champ. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui va suivre faite en regard d'un mode de réalisation donné à titre explicatif et non limitatif. Sur le dessin annexé la figure unique représente le schéma de l'élément de mémoire selon la présente invention. L'élément de mémoire selon l'invention est agencé de ma- nière à recevoir des signaux d'entrée de très courte durée et à délivrer des signaux de sortie d'une longue durée et dont l'amplitude est proportionnelle à celle du dernier signal d'entrée reçu. Le circuit de mémoire porte un composant électronique portant la référence générale 150 et dont la résistance d'entrée est très élevée et qui comporte une électrode de commande 151, une anode ou drain 153, une cathode ou source 152 et une seconde électrode de commande 154. Des bornes 161, > 162 et 164 permettent de connecter un organe de sortie ou charge 180 et une source de tension d'alimentation représentée par B+ et B- entre l'anode ou drain 153 et la cathode ou source 152.Un condensateur de mémoire 143 est connecté à l'électrode de commande 151 par la borne 160. Les signaux d'entrée sonippliqués, par les bornes 141 et 142 au condensateur 143 et à l'électrode de commande 151. Le condensateur 143 reçoit et enregistre les signaux d'entrée appliqués entre les bornes 141 et 142 et commande donc l'électrode de commande 151 et par suite, le signal de sortie appliqué par l'élément de mémoire à la charge 180. Le composant électronique utilisé dans le circuit selon l'invention peut être un composant quelconque dont la résistance ou l'impédance d'entrée est suffisamment élevée et dont le fonctionnement est conforme à celui décrit dans la présente description. Un transistor à effet de champ au silicium k électrode de commande isolée telle que le 3N139 commercialisé par Radio Corporation of America peut être utilisé. Dans ces transistors l'électrode de commande est décalée vers la source de manière à réduire sensiblement la capacité de réaction, et la résistance d'entrée est très élevée, (de l'ordre de 1015 ohms). Ces composants sont relativement insensibles à la température.Grâce à la valeur de capacité entre la charge et la polarisation d'une part, et à l'impédance d'entrée très élevée d'autre part, ce composant électronique particulier convient bien au circuit selon l'invention. il y a lieu de noter que la seconde électrode de commande 154 est connectée à la borne 162 afin que cette électrode soit toujours au même potentiel que la cathode ou source 152. En outre, par une connexion avec le point 159, la seconde électrode de commande est connectée au bottier du composant électronique 150. En fonctionnement le courant qui circule entre 1'anode 153 et la cathode 152 est commandé par le signal appliqué à l'électrode de commande 151. La charge de sortie 180 est connectée en série entre un côté de la source de tension d'alimentation et l'anode 153. Une impédance de réglage de "zéro", représentée par une résistance réglable R est connectée entre l'anode 153 et l'autre coté de s la source de tension d'alimentation. Cette disposition permet le passage d'un courant dans la charge de sortie 180 et dans l'impédance de réglage de "zéro" Rs l'intensité de ce courant étant déterminée par l'impédance R . Ce courant circule avant s qu'un signal d'entrée soit appliqué, ou soit reçu par la conden sateur 143.L'impédance de réglage de zéro R et la résistance s Bt de limitation de courant sont seules en série avec la charge 180 lorsqu'aucun signal d'entrée n'est présent à l'électrode de commande 151. Une impédance de limitation de plage, représentée sur le dessin par une résistance variable Rt, est connectée en série avec une résistance R2 de limitation de courant entre la cathode 152 et la source de tension de manière C permettre le réglage du gain du composant électronique, indépendamment de l'impédance R s de réglage de zéro. Le courant qui circule dans la charge de sortie 180 prorient à la fois de la branche de réglage de zéro et de la branche de réglage d'étendue tandis que dans les circuits antérieurs le courant qui passait dans la charge ne provenait que de la branche de réglage d'étendue. Les courants dans la branche de réglage d'étendue et dans la branche de réglage de zéro agissent donc indépendamment l'un de l'autre sur la charge de sortie. La limitation d'étendue peut être supprimée de manière à amplifier la lecture et permettre un fonctionnement du circuit dans une gamme plus étroite, et la lecture de zéro peut être élevée au niveau voulu. il sera supposé maintenant que l'élément de mémoire est utilisé en liaison avec un calculateupont la sortie présente 1000 paliers de commande dans la plage utilisée. Avec les circuits de types antérieurs les commandes n'étaient possibles glu'à chaque millième de la gamme totale de l'élément de mémoire. Dans le circuit selon l'invention, l'élévation du zéro et le réglage d'étendue permettent de ramener ces mille paliers de commande dans une plage limitée, par exemple dans 10 k de la plage originale de O à 100 %, et donc de multiplier la résolution de l'élé ment par un facteur 10. L'élément de mémoire selon l'invention permet donc de commander un dispositif d'un processus en ne procédant qu'à de très petits réglages pour obtenir la précision de commande voulue. Cela évite les dépassements de limites ou les réglages trop importants qui conduisent k un rattrape continuel du niveau de commande correct. La présente invention concerne donc un élément de mémoire qui reçoit des signaux d'entrée de durée relativement courte et qui délivre un signal de sortie d'une longue durée et dont l'amplitude est proportionnelle à celle du dernier signal d'entrée reçu. L'élément de mémoire selon l'invention comporte un composant électronique d'impédance d'entrée très élevée avec une première et une seconde électrode ainsi qu'une troisième électrode qui commande la circulation du courant entre la première et la seconde électrode . Un organe de mémoire reçoit les signaux d'entrée et les applique à la troisième électrode. Un organe de sortie est connecté en série entre l'une des deux premières électrodes et un côté d'une source de tension.Une impédance de réglage de zéro est connectée entre ladite électrode et l'autre côté de la source de tension de manière qu'un courant puisse circuler dans l'organe de sortie et dans l'impédance de réglage de zéro, la valeur de cette impédance de réglage de zéro déterminant le courant qui circule dans l'organe de sortie lorsqu'aucun signal d'entrée n'est présent au dispositif de mémoire. Une impédance d'étendue est connectée entre l'autre des deux premières électrodes et la source de tension manière à régler le gain du composant électronique indépendamment du dispositif de réglage de zéro. La mémoire selon l'invention reçoit et enregistre un si- gnal sensiblement instantané dont l'amplitude répond à une valeur calculée pour la vanne ou autre élément å commander, et la valeur enregistrée est conservée pour être utilisée lorsque le calculateur a passé à une autre branche ou boucle pour laquelle le dispositif doit agir de la même manière. Grâce k l'impédance d'entrée élevée du composant électronique, un signal peut être enregistré par la charge d'un condensateur de bonne qualité qui peut ensuite commander le composant électronique ou autre de manière à régler le courant qui le traverse, sans se décharger. Au cours des essais, l'élément de mémoire selon l'invention a pu enregistrer des signaux et commander une vanne ou autre tout en conservant les valeurs enregistrées pendant 24 heures avec moins de 1 % de perte sur la valeur d'origine. L'élément de mé- moire selon l'invention peut donc recevoir des signaux d'entrée de très courte durée et délivrer pendant de longues périodes des signaux dont l'amplitude est proportionnelle à celle du dernier signal d'entrée reçu. La description qui précède se rapporte à un mode pratique de réalisation mais elle ne se limite pas aux détails exacts, et des modifications peuvent y être apportées sans départir de son esprit ni de son cadre. REVENDICATIONS 1. Elément de mémoire destiné à recevoir des signaux d'entrée de très courte durée et à délivrer un signal de sortie proportionnel au dernier signal d'entrée reçu et pendant de longues périodes de temps, caractérisé en ce qu'il comporte un composant électronique dont l'impédance d'entrée est très élevée et qui comprend une électrode de commande, une anode et une cathode, une mémoire desdits signaux d'entrée étant connectée de manière à alimenter ladite électrode de commande, un organe de sortie et une alimentation en tension étant connectés en série avec ladite anode, une impédance de réglage de zéro étant connectée entre ladite anode et ladite alimentation en tension de manière à permettre la circulation d'un courant dans ledit organe de sortie et ladite impédance de réglage de zéro, la valeur de ladite impédance de réglage de zéro déterminant le niveau initial de fonctionnement dudit organe de sortie, et une impédance de fixation de plage étant connectée entre ladite cathode et ladite alimentation en tension de manière à permettre le réglage du gain dudit composant électronique indépendamment de ladite impédance de réglage de zéro. 2. Elément de mémoire destiné à recevoir des signaux d'entrée de courte durée et à délivrer un signal de sortie proportionnel au dernier signal d'entrée reçu, caractérisé en ce qu'il comporte un transistor à effet de champ à électrodes de commande isolées comportant une électrode de commande, un drain et une source, un condensateur de mémoire auquel sont appliqués les signaux d'entrée étant connecté à ladite électrode de commande, un organe de sortie étant connecté entre ledit drain et une alimentation en tension, une impédance de réglage de zéro étant connectée entre ledit drain et ladite alimentation en tension de manière à permettre la circulation d'un courant dans ledit organe de sortie et ladite impédance de réglage de zéro, la valeur de ladite impédance de réglage de zéro déterminant le niveau initial de fonctionnement dudit organe de sortie, et une impédance de fixation de plage étant connectée entre ladite source et ladite alimentation en tension de manière à régler le gain dudit transistor à effet de champ indépendamment de ladite impédance de réglage de zéro. 3. Elément de mémoire destiné à recevoir des signaux d'entrée de durée relativement courte et à délivrer, pendant une longue période de temps, un signal de sortie proportionnel au dernier signal d'entrée reçu, caractérisé en ce qu'il comporte un composant électronique dont l'impédance d'entrée est très élevée et qui comprend une première et une seconde électrode ainsi qu'unettroisième électrode qui commande la circulation du courant entre lesdites première et seconde électrodes, une mémoire étant connectée de manière à recevoir lesdits signaux d'entrée et à les appliquer à ladite troisième électrode, un organe de sortie étant connecté entre l'unedesdites première et seconde électrodes et un côté d'une alimentation en tension, une impédance de réglage de zéro étant connectée entre ladite électrode et l'autre coté de l'alimentation en tension de manière à permettre la circulation d'un courant dans ledit organe de sortie et dans ladite impédance de réglage de zéro, la valeur de ladite impédance de réglage de zéro déterminant le courant qui circule dans ledit organe de sortie lorsqu'aucun signal n'est présent dans ladite mémoire et une impédance de fixation de plage étant connectée entre l'autre desdites première et seconde électrodes et ladite alimentation en tension de manière à régler le courant qui circule entre lesdites première et seconde électrodes indépendamment de ladite impédance de réglage de zéro. 4. Elément de mémoire destiné à recevoir des signaux d'entrée de durée relativement courte et à dégivrer pendant une longue période de temps un signal de sortie proportionnel au dernier signal reçu, caractérisé en ce qu'il comporte un composant électronique dont l'impédance d'entrée est très élevée et qui comporte une première et une seconde électrode ainsi qu'une troisième électrode qui commande la circulation d'un courant entre lesdites première et seconde électrodes, une mémoire qui resoit lesdits signaux d'entrée étant destinée k les appliquer à ladite troisième électrode, un organe de sortie étant connecté entre un c8té d'une alimentation en tension et l'une desdites première et seconde électrodes, une impédance de réglage de zéro étant connectée entre cette électrode et l'autre côté de ladite alimentation en tension de manière à permettre la circulation d'un courant dans ledit organe de sortie et dans ladite impédance de réglage de zéro, la valeur de ladite impédance de réglage de zéro déterminant le courant qui circule dans ledit organe de sortie lorsqu'aucun signal d'entrée n'est présent dans ladite mémoire, et une impédance de fixation de plage étant connectée dans le circuit desdites première et seconde électrodes et dudit organe de sortie de manière à régler le courant qui circule dans ce dernier indépendamment de ladite impédance de réglage de zéro. 5. Elément de mémoire selon la revendication 4, caractérisé en ce que ledit composant électronique consiste en un transistor à effet de champ à électrode de commande isolée, dont lesdites première et seconde électrodes sont le drain et la source, et ladite troisième électrode est l'électrode de commande. 6. Elément de mémoire destiné à recevoir des signaux d'entrée de très courte durée et à délivrer pendant une longue période de temps un signal de sortie proportionnel au dernier signal d'entréez cQaractérisé en ce qu'il comporte un composant électronique dont l'impédance d'entrée est très élevée et qui comprend une électrode de commande, une anode et une cathode, une mémoire desdits signaux d'entrée étant connectée de manière à alimenter ladite électrode de commande, un organe de sortie et une alimentation en tension étant montés en série avec ladite anode, et une impédance de réglage de zéro étant connectée entre ladite anode et ladite alimentation en tension de manière à permettre la circulation d'un courant dans ledit organe de sortie et dans ladite impédance de réglage de zéro, même si aucun signal d'entrée n'est appliqué à ladite électrode de commande, la valeur de ladite impédance de réglage de zéro déterminant le niveau initial de fonctionnement dudit organe de sortie. 7. Elément de mémoire destiné à recevoir des signaux d'entrée de courte durée et à délivrer un signal de sortie proportionnel au dernier signal d'entrée reçu, caractérisé en ce qu'il comporte un transistor k effet de champ à électrode de commande isolée, ce transistor comportant une électrode de commande, un drain et une source, un condensateur de mémoire auquel sont applique's les signaux d'entrée étant connecté à ladite électrode de commande, un organe de sortie étant monté entre le drain et la source et l'alimentation en tension, et une impédance de réglage de zéro étant connectée entre ladite électrode connectée en série avec ledit organe de sortie et ladite alimentation en tension de manière à permettre la circulation permanente d'un courant dans ledit organe de sortie et dans ladite impédance de réglage de zéro, la valeur de ladite impédance de réglage de zéro déterminant le niveau initial de fonctionnement dudit organe de sortie. 8. Elément de mémoire destiné à recevoir des signaux d'entrée de durée relativement courte et à délivrer pendant une longue péri; ode de sig gl de sortie proportionnel au dernier signal d'entrée reçu, caractérisé en ce qu'il comporte un composant électronique dont l'impédance d'entrée est très élevée et qui comporte des première et seconde électrodes ainsi qu'une troisième électrode qui commande la circulation du courant entre ladite première et ladite seconde électrode , une mémoire à laquelle sont appliqués lesdites signaux d'entrée, étant destinée à les appliquer à ladite troisième électrode, un organe de sortie étant connecté entre l'une desdites première et seconde électrodes et un c8té d'une alimentation en tension, et une impédance de réglage de zéro étant connectée entre cette électrode et l'autre côté de ladite alimentation en tension de manière à permettre la circulation permanente d'un courant dans ledit organe de sortie et dans ladite impédance de réglage de zéro lorsqu'elle est connectée en série avec ladite alimentation en tension, la valeur de ladite impédance de réglage de zéro déterminant le courant qui circule dans ledit organe de sortie lorsqu'aucun signal d'entrée n'est présent dans la mémoire.