Brevet FR2169913A1 — publié le 19730914

La présente invention concerne un procédé pour détecter la position temporelle d'un signal et, plus particulièrement, pour détecter une suite de signaux dont l'amplitude peut varier. Il existe dans l'art antérieur, au moins trois types principaux de détecteurs de signaux: les détecteurs à seuil, les détecteurs par intégré tion et détection de passage par zéro, et les détecteurs par différentiation et détection de passage par zéro. Les deux premiers types de détecteurs sont sensibles aux variations d'amplitude, et le traeième type est sensible au bruit. Aucun de ces trois types de détecteurs ne permet donc de détecter une suite de signaux d'amplitude variable et affectés de bruit, émanant, par exemple, d'un transducteur magnétique lisant des bits magnétiques discrets sur un substrat tel qu'une carte de crédit ou un billet.Selon les procédés de fabrication employés, des bits magnétiques sont soit embossés à la surface du substrat, soit imprimés dans celui-ci, ce qui provoque une variation de l'amplitude des signaux lors de la lecture des différents bits. L'un des objets de la présente invention est donc de fournir un procédé permettant de détecter avec précision chacun des signaux d'une suite de signaux, indépendamment du bruit dont ils sont affectés et des variations de l'amplitude de crête entre les différents signaux. Un autre objet de l'invention est de fournir un tel procédé tout en permettant l'emploi d'un circuit comportant un nombre minimum de composants. La présente invention permet d'atteindre les objectifs ci-dessus en intégrant chacun des signaux d'une suite de signaux d'entrée et en soustrayant le signal intégré du signal d'entrée original, ce qui permet de définir un instant dans la région où se produit le changement de signe pendant la soustraction. De préférence, cet instant doit être au moins légèrement décalé par rapport à la ligne de base afin d'éviter le bruit et les signaux parasites. D'autres objets, caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront mieux de ltexposé qui suit, fait en référence aux dessins annexés à ce texte, qui représentent un mode de réalisation préféré de celle-ci. La figure 1 représente schématiquement un circuit permettant ~te mettre en pratique le procédé de la présente invention. La figure 2 représente schématiquement deux signaux superposés à des amplitudes différentes, ces signaux étant successivement représentés sous leur forme originale, sous leur forme intégrée et sous leur forme résultante, une fois les signaux intégrés soustraient des signaux originaux. La figure 3 représente schématiquement la superposition de deux signaux d'entrée d'amplitudes différentes et de leurs signaux intégrés. Le circuit de la figure 1 comporte une borne d'entrée 10 qui reçoit un signal d'entrée, par exemple, d'un transducteur (non représenté) tel qu'une tette de lecture magnétique ou une photodiode, et qui est connectée par 11 intermédiaire d'un condensateur ou d'un transformateur si une composante continue est présente dans le signal, ou qui est connectés directement dans les autres cas. La borne 10 est respectivement connectée par les voies 12 et 14 aux bornes d'entrée négatiqe et positive 16 et 18 d'un amplificateur opérationnel 20. Pour intégrer chacun des signaux d'entrée, la voie 12 comporte un intégrateur 22, qui est représenté en pointil lés sur la figure et qui, dans le cas présent, comprend une résistance 24 et un condensateur 26.La fonction d'intégration peut être effectuée par un intégrateur composé d'un amplificateur opérationnel, un réseau à self et à résistance, par un réseau à thermistor, et, dans le cas de signaux à variation lente, par un intégrateur électromécanique. Le signal de sortie de l'intégrateur 22, qui, dans le cas présent, constitue une intégration approximative du signal d'entrée original, est appliqué à la borne d'entrée négative 16 et l'amplificateur opérationnel 20, cependant que le signal original est appliqué par l'intermédiaire de la voie 14 à la borne d'entrée positive 18 Afin de compenser la perte qui se produit dans l'intégrateur 22, un réseau diviseur de tension comprenant les résistances 28 et 30 divise le signal d'entrée par une constante et, dans le présent exemple, est connecté à l'entrée positive de l'amplificateur opérationnel.Ce sont les valeurs des résistances 28 et 30 qui déterminent l'instant où le changement de signe se produit pendant les soustractions effectuées dans l'amplificateur opérationnel 20. Il est par ailleurs souhaitable de prévoir une tension de seuil que le signal devra dépasser avant que la détection soit possible. Ceci est effectué au moyen d'une résistance fixe 32 et d'un potentiomètre 34, ce qui est souhaitable pour permettre de contrôler la tension de seuil. Ces résistances 32 et 34 provoquent une chute de tension au travers des résistances en série 24 et 28, ce qui fournit un signal constant permettant de saturer l'amplifi- cateur opérationnel 20 et de ce fait de rejeter tout signal d'entrée d une valeur inférieure à celle qui est nécessaire pour désaturer l'amplificateur 20, un seuil étant ainsi créée.Le seuil désiré peut cependant etre prédéterminé et obtenu au moyen d une résistance fixe. D'autre part, les résistances 24, 28, 30 et 32 fournissent une voie de courant de polarisation pour les bornes d'entrée positive et négative 16 et 18 de l'amplificateur 20 et provoquent la décharge du condensateur 26 lorsqu'aucun signal n'est présent à la borne d'entrée 10. 11 est également possible de définir la tension de seuil au moyen des bornes de réglage dont sont pourvus la plupart des amplificateurs opérationnels à circuits intégrés. En pareil cas, la résistance 30 continuerait à fournir une voie de courant de polarisation, mais la résistance 32 et le potentiomètre 34 seraient remplacés par un potentiomètre disposé sur les bornes de réglage. n est d autre part souhaitable, mais non indispensable, de prévoir une voie de réaction entre la borne de sortie 36 et la borne d entrée négative 16 de 1 amplificateur opérationnel 20. Cette voie de réaction passe par la résistance 38 et sert à stabiliser le circuit et à diminuer le bruit de sortie éventuel. Dans la description ci-dessus, le signal original est appliqué à la borne d'entrée positive 18 et le signal intégré à la borne d'entrée négative 16 de l'amplificateur opérationnel 20. Ceci n'est cependant pas obligatoire et la polarité du circuit peut etre inversée, ce qui n' a d autre effet que d'inverser la polarité du signal de sortie à la borne 36. Cependant, la voie de réaction passant par la résistance 38 aboutirait toujours à la borne d'entrée de polarité négative. n est sous entendu qu'il peut être nécessaire de faire subir au signal apparaissant à la borne de sortie 36 un traitement approprié afin de le rendre compatible avec le type de circuit logique qu'il est destiné à commander. Ce résultat peut etre obtenu au moyen de divers circuits connus, par exemple par verrouillage et modification du niveau de référence du signal. De façon interne, l'amplificateur opérationnel 20 soustrait algébriquement les signaux intégrés b et b' (figure 2), reçus à la borne d'entrée 16, des signaux originaux a et a' reçus à la borne d'entrée 18. Les signaux résultants c et c' indiquent une détection lors du passage par zéro. On notera que le passage par zéro se produit au meme instant pour les deux signaux c et c', ce qui montre que le procédé de détection de la présente invention est indépendant des variations d'amplitude des signaux. Cette indépendance est également mise en évidence sur la figure 3, dans laquelle les signaux originaux a et a' sont superposés dans le temps à leurs signaux intégrés respectifs b et b'. On observera que le passage par zéro se produit au même instant dans le cas des signaux a et b aussi bien que dans celui des signaux a' et b'.De préférence, les signaux résultants c et c' sont amplifiés par l'amplificateur opérationnel 20 à un point tel que ce dernier, exception faite des petites différences qui existent auxbormes d'entrées 16 etÀ8, soit amené à une saturation positive (+) ou à une saturation négative (-). Bien que la représentation sur la figure 2 des signaux résultants c et c' ne tienne pas compte de la saturation de l'amplificateur 20, il est préférable de fixer la saturation à une valeur au moins légèrement décalée par rapport à zéro de manière à éviter le bruit et/ou les signaux parasites sur la ligne de base. Bien que l'on ait décrit dans ce qui précède et représenté sur les dessins les caractéristiques essentielles de l'invention appliquées à un mode de réalisation préféré de celle-ci, il est évident que l'homme de l'art peut y apporter toutes modifications de forme ou de détail qu'il juge utiles, sans pour autant sortir du cadre de ladite invention. Par exemple, il est évident que les signaux d'entrée analogiques provenant d'un transducteur pourraient etre convertis, au moyen d-un convertisseur analogique/digital en signaux digitaux et que les étapes d'intégration et de soustraction du procédé de la présente invention pourraient être effectuées sur les signaux digitaux au moyen de circuits logiques digitaux ou en programmant un calculateur digital de manière à ce qu'il exécute ces étapes. REVENDICATIONS 1. - Procédé pour détecter la position temporelle d'un signal, procédé caractérisé en ce qu il consiste à - intégrer le signal, et - soustraire le signal intégré du signal original, ce qui permet la détection d'un instant particulier dans la région où se produit le changement de signe pendant la soustraction. 2. - Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit signal est l'un de deux signaux adjacents et en ce qu'une relation temporelle entre ces signaux adjacents est établie par l'instant de détection de chaque signal. 3. - Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que les signaux adjacents ont des formes analogues mais des amplitudes différentes. 4. - Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'instant détecté est au moins légèrement décalé par rapport au changement de signe pendant la soustraction. 5.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'étape d'intégration fournit une intégration approximative du signal. 6. - Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la soustraction est une comparaison algébrique entre le signal intégré et le signal original. 7. - Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'instant de détection coïncide pratiquement avec l'instant où le changement de signe se produit pendant la soustraction. 8. - Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit signal est l'un d'une série de signaux et en ce que ledit procédé est capable (le détecter le premier signal et les signaux suivants dans ladite série.