Brevet FR2148383A1 — publié le 19730323

le présente invention concerne les appareils dlectriques indicateurs de mesure ou de commande, et plus précisément des amplificateurs de tels appareils, notamment destinés à des commandes asservies. Dans cet amplificateur, un signal d'entrée fournit un signal de sortie capable d ' entrainer un servo-moteur. Celui-ci entrasse un dispositif réactif de commande qui renvoie le signal entrée jusqu'à ce que l'amplificateur soit équilibre, et la longueur du déplacement de l'élément réactif mesure le signal d'entrée.De plus, pour éviter les difficultés dues au/choix de la sensibilitd convenable de l'amplificateur, l'appareil comprend un dispositif destiné à modifier cette sensibilité en fonction de l'écart du système de sa condition d'équilibre, si bien que, lorsque l'appareil s'appro- che de l'équilibre, le gain de l'amplificateur croit et la sensi- bluté aux faibles signaux s'améliore. Ce dispositif permet l'obten- tion d'un fonctionnement asservi très précis. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront mieux de la description qui va suivre, faite en référence au deesin annexé qui représente un schéma d'un amplificateur destiné par exemple à entraîner un enregistreur à plume, sous la commande d'un signal d'entrée. 8ur le dessin, qui porte les valeurs des différents composants du circuit, le signal d'entrée parvient aux bornes 1,2. La résistance série Ri et le condensateur C12 suppriment toute composante alternative du signal d'entrée. Le signal d'entrée passe dans un transistor à effet de champ Q1. Le potentiel de grille de ce transistor est sous la commande d'un circuit qui comprend un transformateur principal de fréquence T1 comportant un enroulement secondaire S1 dont le point milieu est à la masse.Une borne de l'enroulement du transformateur est reliée à la résistance B2, la tension étant lisi- tée par une diode Zener D1, et la partie croissante de l'tepulsion limitée parvient à la grille du transistor Q1, par les résistances R4 et R6. Grâce à cette disposition, le transistor Q1 reçoit une impulsion rectangulaire découpée au point TP1 de la jonction des résistances R4 et R6. Un autre transistor à effet de champ Q2 est associé à l'entrée. Sa source est reliée à la source du transistor Q1, et sa grille est sous la commande d'un circuit qui ressemble au circuit associé à la grille du transistor Qi, mais associé à l'autre borne de l'enrou- lement S1 du transformateur T1, qui a une phase opposée. De plus, le drain du transistor Q2 est relié au curseur d'un potentiomètre R24 qu'on décrira plus loin. La composante alternative du signal d'entrée découpé parvient par l'intermédiaire du condensateur Ci à l'entrée de non-inversion d'un amplificateur opérationnel A1. Celui-ci reçoit son énergie d'un redresseur B1 alimenté par l'enroulement S1 du transformateur TI. le signal de sortie du redresseur 31 est filtré convenablement, puis stabilise par des diodes D9 et D1t, et il donne des signaux négatif et positif de sortie équilibrés par rapport à la masse. L'amplificateur opérationnel, qui peut titre un circuit intégré d'entrée, comprend un circuit stabilisateur à contre-réaction h haute fréquence comprenant un condensateur C3 et une résistance R9, ainsi qu'un condensateur réactif C4.Le signal de sortie de l'amplificateur parvient par les résistances R14 et R15 aux grilles des deux transistors R3 et Q4 d'un étage de sortie qui comprend un transformateur T2 dont l'enroulement de sortie est associé à un servo-moteur SM. Le transformateur T2 a des enroulements séparés reliés aux eollecteurs des deux transistors Q3 et Q4 et ces enroulements sont aussi reliés aux bornes positive et négative respectivement ilun redresseur 32 en pont monté aux bornes de l'enrculement secondaire S2 du transformateur Ti ; le signal de sortie du pont 32 est filtré à la valeur nominale de manière que l'alimentation des collecteurs des transistors Q3 et Q4 soit une impulsion unidirectionnelle, les impulsions étant synchronisées avec l'alimentation principale. Grâce à l'enroulement 53 du transformateur T1, et à des redresseurs et des diodes stabilisatrices convenables, notaaent les diodes D7 et D8, l'alimentation du potentiomètre 524 est stabilisée de manière très précise.Cette alimentation est flottante, et on peut régler le point de mise à la masse gr2ce à la résistance à prises 523. Le servo-moteur SM entrains un dispositif mécanique associé au curseur de la résistance réactive 524. Grâce au circuit qu'on a décrit jusqu'N présent, un signal d'entrée existant aux bornes 1, 2 et transformé en signal découpé qu'on utilise à son tour pour l'entraînement du servo-moteur. Lorsque ce dernier est entraîné dans un sens correspondant à la variation du signal d'entrée, il déplace le curset du potentiomitre R24. Cette opération commande le foletionnement du découpeur qui comprend les deuz transietors Q1 et Q2. Le signal qui existe b l'entrée de l'amplificateur Al diminue, jusqu'au point où le curseur de R24 s'est déplacé dans une position telle que l' mpli- iicateur Ai ne reçoit plus de signal d'entrée et ne commande plus 1'entraSnement du du servo-moteur. Cependant, lors du fonctionnement du circuit décrit, on rencontre une certaine difficulté pour choisir le gain approprié de l'amplificateur. Si on utilise un amplificateur à gain très élevé entre les bornes 1, 2 et le servo-moteur, on court le risque d'une surmodulation et d'une instabilité, ou même d'une oscillation. D'autre part, si on réduit le gain pour éviter ces inconvénients, le système est moins sensible et moins capable de corriger les effets mécaniques6ts à l'inertie du système lors du fonctionnement du servo-moteur. Pour supprimer ces difficultés, on inclut dans le circuit un dispositif réactif comprenant la résistance R16 monté en parallèle avec un condensateur C11, et destiné à prélever une certaine tension au niveau de l'enroulement de sortie du transformateur T2 et i l'appliquer à la résistance R11 qui se trouve entre la borne 2 d'entrée de non-invertion de l'amplificateur Ai et la masse. Le condensateur C2 est monté en série avec la résistance Ril, si bien que le circuit réactif ne fonctionne qu'avec un signal en courant alternatif. Lorsque l'écart de la position d'équilibre est important, la contre-réaction créée par le circuit supplémentaire est importante et la gain global est faible. Le servo-moteur continue à fonctionner efficacement, car à ce moment, le signal d'entrée est important. Lorsque le servo-moteur se rapproche de 1 'équilibre, le signal alternatif qu'il reçoit diminue, et le circuit réactif devient moins efficace, si bien que le gain de l'amplificateur en courant alter natif augmente. Ainsi, la sensibilité du système croft pour les fai bles signaux que traite le système au voisinage de l'équilibre. De plus, lorsque le système est en équilibre, il est peu probable que le bruit déclenche ou maintienne l'oscillation du cir cuit, car le gain nécessaire au maintien ou à la production d'oscillation n'est disponible que pour une très légère déviation par rapport à l'équilibre, et l'ensemble asservi ne peut osciller qu'à l'amplitude minimale imposée par la masse des parties mobiles. Si l'amplitude minimale d'oscillation et en conséquence l1amplitu- de du signal d'erreur réduit le gain à une faible valeur, l'oscillation ne peut pas se produire. Il est bien entendu que l'invention n'a été décrite et représente qu'à titre d'exemple préférentiel et qu'on pourra apporter toute équivalence technique dans ses éléments constitutifs sans pour autant sortir du cadre de l'invention, qui est défini dans les revendications annexées. REVENDICATIONS 1. Appareil électrique indicateur de mesure ou de commande, caractérisé en ce qu'il comporte un servo-moteur, un dispositif réactif de commande, un amplificateur et un dispositif fournissant un signal continu d'entrée à l'amplificateur, le dispositif réactif fournissant un signal continu de contre-réaction à l'amplificateur, de manière à équilibrer ledit signal continu d'entrée, le servomoteur commandant le dispositif réactif en fonction du déséquilibre de manière à réduire celui-ci, l'amplificateur comportant un dispositif destiné à transformer ledit signal continu d'entrée et lee signaux de contre-réaction en un signal d' erreur et à amplifier ce signal de manière à fournir un signal alternatif de commande destiné à provoquer la commande par le servo-moteur du dispositif réactif, un dispositif réactif alternatif étant sensible au signal de commande alternatif et étant destiné à réduire le signal alternatif en fonction de son amplitude. 2. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif de transformation et d'amplification comprend deux transistors destinés à découper lesdits signaux continus de manière à fournir un signal d'erreur dont la polarité et l'amplitude cor répondent à la relation entre les signaux continus, un amplif i- cateur opérationnel destiné à fournir à partir dudit signal d'ez- reur un signal continu de sortie correspondant audit signal d'erreur et un circuit excitateur sensible au signal continu de sortie et destiné à fournir le signal alternatif de commande, le dispositif réactif étant un circuit alternatif monté entre le circuit excitateur et l'amplificateur opérationnel. 3. Appareil selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'aKpliticateur opérationnel comporte deux bornes d'entrée de noninversion dont l'ungFeçoit ledit signal d'erreur et dont l'autre est reliée au circuit réactif alternatif.