Brevet FR2216616A1 — publié le 19740830

Des horloges secondaires dépendant d'une horloge mère reçoivent à intervalles de temps réguliers des signaux de commande pour leur permettre d'indiquer ltheure. L-'information associe aux signaux de commande dépend de la nature du mécanisme d'horlogerie à influencer. On utilise couramment deux procédés. Le premier fonctionne, en partant d'un instant initial, avec des pas temporels égaux qui déplacent à chaque fois d'une valeur déterminée l'indication affichee et le second fonctionne par transmission d'une information contenant le temps absolu avec un affichage réalisé par le mécanisme d'horlogerie qui n'est lié aucun instant initial. Pour l'avance par pas temporels on a besoin d'impulsions simples et, pour l'affichage du temps absolu, d'impulsions codées. Jusqu'à présent, il était courant de mettre en oeuvre séparément chacun de ces procédés à chaque fois pour un canal de transmission particulier. Le procédé d'avance par pas temporels ne peut être mis en oeuvre sans perturbations que par l'intermédiaire d'une liaison filaire et même dans ce cas - comme connu - à condition d'utiliser des impulsions de polarité alternante pour la transmission. On peut considérer comme un inconvénient par rapport au système basé sur l'affichage du temps absolu le fait qu'une disparition temporaire des impulsions d'avance provoque un retard qu'on ne peut rattraper qu'à l'aide d'impulsions de réajustement et jusqu'alors ce retard ne peut être décelé par lui-meme. Par contre, sa complexité est nettement inférieure à celle des systèmes, plus avantageux à ce pointdé vue, basés sur la transmission du temps absolu.Dans ce dernier cas, on dispose des éléments techniques qui permettent de reconnaitre instantanément, comme une défaillance de la liaison, une interruption de la série régulière des informations d'affichage. Après rétablissement de la liaison, aucune correction temporelle n'est nécessaire par des opérations de branchement ou des manoeuvres particulières à effectuer, car ce système fournit en permanence la correction éventuellement nécessaire, avec chaque nouvelle information de temps absolu. Un inconvénient du système fonctionnant par transmission du temps absolu par rapport au système fonctionnant par pas temporels est cependant la complication beaucoup-plus- grande de la réalisation de l'horloge mère, des éléments de circuit destinés à permettre l'utilisation d'une voie de transmission (par exemple radioélectrique) et des horloges secondaires. Il faut ajouter, à la complication des horloges nécessaires, l'alimentation en courant associé à chaque horloge ou tout au moins à un groupe d'horloges secondaires voisines.Etant donné que l'affichage du temps absolu - conditionné par une indication indépendante d'un instant initial - est de préférence réalisé avec des organes électro-luminescents et les dispositifs de commande de ces organes luminescents ne peuvent être influencés qu'en utilisant une mémoire conservant la dernière information temporelle, dans le cas présent - et contrairement à ce qui se passe avec une horloge secondaire fonctionnant à l'aide d'un mécanisme pas-à-pas - il est nécessaire de disposer en permanence d'une source d'énergie. On doit constater, lors de la comparaison des deux systèmes qu'aucun d'eux ne peut acquérir les avantages de l'autre sans limitation. Le système fonctionnant avec des pas temporels - dont les horloges secondaires sont désignées ci-après également par l'expression "horloge secondaire de première espèce1, - est simple et économique, mais les horloges secondaires retardent obligatoirement après la survenance d'une panne de transmission alors que le système fonctionnant en temps absolu - dont les horloges secondaires sontdésignées ci-après par l'expression "horloge secondaire de seconde espèce" - est compliqué et par conséquent coûteux mais en revanche après la disparition d'une perturbation de la transmission, il indique à nouveau et instantanément l'heure exacte. Il serait par conséquent-avantageux de trouver un procédé qui permette de coupler les deux systèmes de telle manière que le nouveau système composite à réaliser ne présente que les avantages, mais non les inconvénients de chacun des deux systèmes. Etant donné qu'un système exploité avec des impulsions, marquant le temps, de polarités alternantes comporte obligatoirement une liaison filaire mais en revanche présente l'avantage décisif de ne nécessiter en principe, du coté de l'horloge secondaire, aucune source d'énergie particulière, le réseau d'horloges secondaires caractérisé par une ligne filaire doit par conséquent constituer la fin de la liaison. Le procédé a par consé-quent pour objet l'exploi- tation mixte d'un réseau filaire d'horloges secondaires avec aussi bien des horloges secondaires de première espèce dont l'affichage est commandé en permanence par des impulsions, marquant le temps, de polarités alternantes pour l'affichage du temps que par une émission d'impulsions codées appliquées à des horloges secondaires de seconde espèce affichant le temps absolu. Cet objet est atteint comme l'indique la revendicatipn 1 en complétant l'information d'affichage codée par des impulsions, marquant le temps, de poarté.s alternantes. Si la nouvelle information temporelle ainsi formée est émise avec un niveau suffisant sur la ligne, on peut prélever avantageusement, selon la revendication 2, à partir des impulsions captées par les horloges secondaires de seconde espèce fonctionnant en temps absolu, l'énergie nécessaire-à leur fonctionnement. Comme l'indiquent les autres revendications, on peut réaliser par un remplissage de l'intervalle de temps compris entre deux repères temporels, par exemple avec des signaux de polarité constante transportant de l'énergie et le choix d'un dispositif de réception et d'affichage ne consommant que très peu d'énergie pour les horloges secondaires de seconde espèce cores- pondante, un envoi d'énergie non seulement suffisant, mais aussi excédentaire et par conséquent capable d'etre emmagasiné. Si l'on associe, selon un perfectionnement de l'invention, à des horloges secondaires de première espèce, fonctionnant simplement par changement de polarité, par conséquent nécessitant seulement une quantité d'énergie déterminée pour l'avancement, un dispositif de commutation pour la séparation, seulement de cette quantité d'énergie absolument nécessaire, alors le procédé décrit dans la revendication 1 peut, en outre, encore être mis en oeuvre avec un bon rendement. Le dispositif de commutation exécutant la séparation peut, par exemple, être consti- tué par un commutateur ou un interrupteur branché en amont de chaque horloge secondaire de première espèce qui ntest mis en action pendant la durée d'impulsion requise que si, après une impulsion à front avant raide, la durée de cette impulsion est suffisante. L'intervalle de temps pendant lequel les horloges secondaires de première espèce peuvent prélever lténergie nécessaire à leur avance peut être ajouté exactement au diagramme des impulsions. Grâce à une surélévation du niveau des signaux déterminant la durée d'avance, on peut -veiller, en liaison avec des dispositifs de commutation à seuil branchés en amont des horloges secondaires de première espèce, à ce que le reste du diagramme de l'impulsion ultérieure émis avec un niveau plus bas ne soit capté que par les horloges secondaires de seconde espèce. Ce commutateur à seuil agissant comme un dispositif de commutation et de séparation doit naturellement pouvoir fonetionner avec les deux polarités possibles. Enfin, il est prévu pour une mise en oeuvre avantageuse du procédé selon l'invention, d'associer à l'horloge mère des dispositifs réalisant le codage des impulsions pour l'affichage du temps absolu, soit par eux-mêmes, soit en étant influencés par un récepteur d'ondes radioélectrique approprié et de'les associer ainsi aux impulsions de polarité alternante de manière à pouvoir commander les horloges secondaires des deux systèmes en fonction de leur nature. Pour illustrer toutes les caractéristiques spécifiées dans les revendications, l'invention sera décrite ciaprès en référence à un exemple illustré par les deux groupes de dessins, de la figure 1 et 2. Sur la figure 1, représentant sous forme de schéma bloc un exemple de réalisation pour l'application du procédé selon l'inventiono on a représenté une ligne L alimentant les horloges secondaires à laquelle sont raccordées des horloges secondaires de première espèce désignées par NUM ainsi que des horloges secondaires de seconde espèce désignées par ilUE1 à NUE3. L'avance des'horloges secondaires NUM'est commandée en partant de l'indication de temps affichée avant par des impulsions d'avance à polarités alternantes,- susceptibles d'être égalisées par des repères temporels et espacées à chaque fois d'une minute. Par contre, les horloges secondaires NUEl à NUE3 reçoivent, également, toutes les minutes, une information d'affichage contenant à chaque fois le temps absolu sous forme d'une série d'impulsions adaptées à l'inversion de polarité des impulsions d'avance. Un dispositif de commutation TR séparateur d'énergie est branché en amont de chaque horloge secondaire de première espèce i4UM. Dans le cas présent, le dispositif TR est constitue par un interrupteur K branché en série avec horloge secondaire. Cet interrupteur, représenté sous la forme d'un contact, vient occuper la position de passage quand l'unité de commutation, branchée en parallèle sur les deux conducteurs de la ligne des horloges secondaires L et constituée dans le cas le plus simple par un enroulement-de relais et un condensateur, est excitée brusquement et pendant un temps aussi court que possible. Après la charge du condensateur, l'interrupteur K reprend la position de passage. Les horloges secondaires de première espèce n'absorberont par conséquent, même dans le cas diurne tension permanente appliquée à la ligne L, que la quantité d'énergie nécessaire pour une seule impulsion d'avance. Un dispositif de commutation El ou E2, E3, effectuant la réception et le traitement de l'information d'affichage est branché en amont des horloges secondaires de seconde espèce NUE1 à NUE3. L'énergie nécessaire à leur fonctionnement et à l'affichage du temps est prélevée des blocs d'alimentation en courant S1/2 ou S3 qui leur sont associés. Les blocs d'alimentation S1/2 et S3 sont des appareils de conversion et d'accumulation qui prélèvent sur les impulsions appliquées à la ligne L des horloges secondaires ainsi que sur les signaux de tension supérieurs, dans le circuit primaire, suffisammént d'énergie pour que, dans le circuit secondaire, une tension continue dans la gamme de fonctionnement des appareils E1 à E3 et l4UEl à iBUE3 soit disponible.Le pouvoir d'emmagasinage dépasse la consommation en service, si bien aucune disparition momentanée'des impulsions assure tout au moins le maintien de l'indication de temps affichée en dernier. la période de "soudure" pour les pannes de transmission peut être portée à un niveau très élevé par la mise hors service, après le début de la panne, des dispositifs d'affichage permanents à organes électroluminescents. Un circuit F formateur de l'ensemble du diagramme des impulsions est branché en amont de la ligne L des horloges secondaires. Le diagramme des impulsions est produit, déclenché par l'émission d'une impulsion indiquant la minute par l'horloge mère HU, sous l'action de l'information d'affichage emmagasinée dans le dispositif de commutation SE et fournie à temps. La mise à disposition de l'information temporelle peut être réalisée à partir d-'un récepteur d'ondes radioélectriques FE captant le temps absolu. Avec ce mode de fonctionnement d'ensemble est nécessaire une synchronisation SY de horloge mère HU partant du récepteur d'ondes radioélectrique. Les groupes de diagrammes a,b,c,d et e de la figure 2 représentent le déroulement dans le temps d'une transmission d'impulsions pour la commande et l'affichage des horloges secondaires des deux espèces. Le premier groupe 2a de la figure 2, représente une émission d'impulsions de polarités alternantes telles qu'elles sont appliquées aux horloges secondaires de première espèce, courantes, fonctionnant par exemple à l'aide d'un système d'avance électromécanique. La référence ZMP désigne les repères temporels émis avec une tension positive et ZNM les repères émis avec une tension négative. La référence TM caractérise la durée de maintien nécessaire pour l'avance et le freinage des mécanismes des horloges secondaires. Pour les horloges secondaires affichant le temps par des moyens mécaniques, par exemple des aiguilles, des cadrans etc., de l'énergie n'est nécessaire que pendant ce temps. Le maintien de l'affichage du temps est purement mécanique. Le deuxième groupe 2b, de la figure 2 fait ressortir l'allure d'une série d'impulsions utilisées couramment pour la commande en temps absolu d'horloges- secondaires de seconde espèce. La fraction'EO contenant l'information temporelle, constituée par des impulsions de durée variable est émise pendant un intervalle de temps précédant de peu le repère temporel ZMO et est mémorisée temporairement par la partie réceptrice de l'horloge secondaire.Le repère temporel-2MO émis en principe après un intervalle de temps déterminé dans les limites d'un tronçon temporel TA provoque le passage de l'information mémorisée dans la partie réceptrice à la partie affichage et par conséquent provoque l'effacement de l'indication de temps affiché encore maintenue jusqu'à cet instant, mais maintenant dépassée. La mémoire est ainsi libérée et l'indication de temps réalisée en règle générale à l'aide d'organes électroluminescents se transforme en la nouvelle indication de temps. Etant donné que l'énergie susceptible d'être prélevée sur les impulsions de durée relativement courte est trop faible pour couvrir la quantité nécessaire pour l'enregistre- ment de l'information temporelle, sa mémorisation et finalement son affichage, il faut prévoir pour les horloges secondaires fonctionnant suivant ce procédé, une source additionnelle d'alimentation en courant. Le troisième groupe 2c de la figure 2 représente la réunion et un complément des déroulements dans le temps ci-dessus, associés au système. Le-repère temporel ZMO est contenu, dans le cas présent, sous la forme de front avant dtimpulsions dans les repères temporels correspondants ZiSP ou ZMN commençant à cet instant. Peu avant celui-ci, mais avec une tension opposée, est émise la série d'impulsions portant l'indication de temps absolu. Par conséquent, pour une information complète, sont nécessaires la série d'impulsions d'affichage émises pendant l'intervalle de temps TA, soit EP et le front avant de l'impulsion ZMiN de polarité opposée-, de repère temporel, soit EN et le front avant de- ZMP. Les intervalles de temps TA et TM se chevauchent ainsi.Le changement de polarité au cours de 11 intervalle de temps TA est rendu nécessaire par la réunion avantageuse, mais non indispensable, des repères temporels ZMO avec l'impulsion ZMP ou l'impulsion ZMN de repère temporel. L'identité de polarité de la série.d'impulsions d'affichage avec l'impulsion du repère temporel qui précède, par conséquent ZMP avec EP et respectivement Zi avec EN est par contre absolument nécessaire, étant donné que dans le cas contraire, les horloges secondaires dé première espèce fonctionnant avec un mécanisme d'avance électromécanique peuvent continuer à être influencées de façon indésirable pour la commande. Entre la fin de TM et le début de TA, il existe un temps mort relativement long, inutilisé, TO. Le groupe 2d de la figure 2 indique comment la plus grande partie de cet intervalle de temps peut être utilisée pour une fourniture supplémentaire d'énergie. Les impulsions de repère temporel ZMP et ZMN sont prolongées ici d'un intervalle de temps TE avec une diminution de TO.-Fonctionnellement, il-n'y a aucune différence par rapport au déroulement dans le temps représenté en 2c, en ce qui concerne la commande. Seule l'énergie électrique non consommée par les horloges secondaires de première espèce liUM n'ayant besoin d'énergie que pendant l'intervalle de temps TM pourrait être gênante.On peut toutefois remédier à cela, ainsi qu t il ressort de la description ci-dessus du montage pratique, grâce à des interrupteurs TR séparateurs d'énergie, appropriés, branchés en'amont des horloges secondaires correspondantes NUM. Le groupe 2e de la figure 2 représente un diagramme d'impulsions qui facilite la séparation de l'énergie destinée aux horloges secondaires de première espèce consommant seulement l'énergie nécessaire à l'avance. Le niveau Al des impulsions de repère temporel ZMP et ZMN est, dans le cas pré sent, supérieur à A2 du reste du diagramme d'impulsions.Si dans ce cas, un étage à seuil de tension placé au-dessus du niveau A2 seulement et fonctionnant sur les deux polarités est monté en amont des horloges secondaires de première espèce UM, une charge de la ligne des horloges secondaires par ces horloges secondaires est également empêchée pendant le reste du temps. Evidemment, la régulation du prélèvement d'énergie obtenue par ltéchelonne- ment des niveaux peut être également åppliquée aux déroulements des impulsions des figures 2c et 2d. Dans le diagramme d'impulsions 2e, on trouve enco re une autre variante pour la fourniture d'une quantité d'énergie additionnelle destinée aux horloges secondaires de seconde espèce La série d'impulsions d'affichage EP ou EN succède ici, tout en maintenant un intervalle minimal relativement court TO par rapport aux repères temporels ZMP ou ZijllJ. L'intervalle minimal TO doit rendre possible la dissipation sans perturbation de l'énergie accumulée par les horloges secondaires de première espèce dans leur système magnétique. Après la fin de l'intervalle de temps TA1 nécessaire pour la série d'impulsions d'affichage EP ou EN, est émise une partie VP ou VN sans- information et destinée uniquement à la fourniture d'énergie. Cette partie peut être constituée par une tension permanente, une émission continue d'impulsions ou également une tension à fréquence acoustique mettant les blocs VP et V au même niveau.Si l'on choisit pour la fourniture d'énergie une tension variant avec une fréquence prédéterminée, on peut utiliser, le cas échéant, l'inductance des horloges s-econdaires de première espèce pour bloquer le prélèvement d'énergie et renoncer ainsi au branchement en amont d'un disposi tif de commutation séparateur d'énergie particulier. On n'utilisera bien entendu ce mode de fourniture de 1 'énergie que si la quantité moindre d'énergie transmissible dans ces conditions est suffisante pour l'alimentation des horloges secondaires de seconde espèce. Une demande d'énergie relativement moindre existe lorsque, par exemple, pour l'enregistrement de la série d'impulsions d'afficha ge, ainsi que pour son traitement et sa mémorisation, on a utilisé des éléments de commutation constitués par des transistors à effet de champ à symétrie complémentaire et à couche isolante, et si, de plus, l t affichage lumineux est réalisé par l'uti liston d'éléments d'affichage comportant des cristaux liquides. A la fin de la fourniture d'énergie représentée par le rectangle VP ou VN succède alors, après une durée de neutralisation correspondante de la ligne L, 11 impulsion de repère temporel ZMN ou ZIP émise avec une polarité contraire à celle de la série d'impulsions d'affichage EP et EN sur laquelle est prélevé le repère temporel proprement dit, complétant l'information en temps absolu, qui se trouve maintenant dans l'ir:terval1 de temps TA2 représenté. Les possibilités concernant la formation du diagramme d'impulsions ne sont évidemment pas épuisées par la représentation des groupes 2c à 2e. Naturellement, on peut faire usage de lt-échelonnement des niveaux Al, A2 indiqués sur la figure 2e, par exemple, même lors de l'utilisation de la série d'impulsions selon la figure 2c ou bien l'on peut donner à l'impulsion de repere temporel prolongé ZMP ou ZMN de la figure 2d une forme échelonnée mettant en évidence l'intervalle de temps TM. ItVENDICATIONS 1. Procédé d'exploitation d'un réseau d'horloges secondaires auquel sont raccordées des horloges secondaires de première espèce avançant à chaque fois d'un pas temporel - par l'action d'impulsions en courant continu de polarité alternante mélangees à des horloges secondaires de deuxième espèce pouvant afficher le temps absolu au moyen d'une série d'impulsions émises sous forme codée et dans lequel la série d'impulsions destinées aux horloges secondaires de seconde espèce est constituée par une partie préparatoire contenant uniquement l'information d'affichage et par une partie complémentaire comportant un repère temporel pour l'exécution du changement d'affichage, caractérisé en ce que les impulsions en courant continu de polarités alternantes (ZMP, Zlz destinées aux horloges secondaires de première espèce (NUM) servent de repères temporels (ZMO) pour les horloges secondaires de seconde espèce (NUE1 à NUE3) et en ce que l'information d'affichage précédant à chaque fois un repère temporel (ZMO = ZMN) est de polarité opposée à celui-ci et émise sous forme'd'impulsions en courant continu. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le niveau et la durée de l'ensemble des impulsions (EP + ZMN/EN+ZMP) appliquées au réseau d'horloges secondaires (L) sont choisis de manière que la quantité d'énergie nécessaire pour le fonctionnement des horloges secondaires de seconde espèce (iGUE1 à SUE3) soit entièrement couverte par ces impulsions à l'aide de dispositifs de prélèvement et d'emmagasinage d'énergie (81/2, S3) et raccordés en plus à ce réseau. 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que ltintervalle de temps (TO) compris entre deux repères temporels (ZMP, ZMN) et qui n'est pas nécessaire pour la transmission de l'information d'affichage (EP, EN) destinée aux horloges secondaires de seconde espèce (NUE1 à NUE3) est utilisé pour la fourniture d'énergie additionnelle. 4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que pour la fourniture d'énergie additionnelle sont émises - avec une fréquence de récurrence élevée - des impulsions de remplissage (VP/VN) de même polarité que l'impulsion de repère temporel qui précède 5. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'on utilise pour la fourniture d'énergie additionnelle (VP = VN) un courant alternatif à fréquence acoustique. 6. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'impulsion de repère temporel (ZMP, ZMN) est prolongé-o- de manière que 11 intervalle de temps compris entre deux impulsions de repère temporel est quasiment rempli par la série d'impulsions d'affichage (EP,EN) émises pour les horloges secondaires de seconde espèce (NUEZ à NUE3). 7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 2 à 5, caractérisé en ce que, pendant l'intervalle de temps (TA) nécessaire pour la simple avance des horloges secondaires de première espèce (NUM), les signaux sont émis avec un niveau plus élevé (Al) que pendant le reste du temps requis pour la fourniture d'énergie (TE) et de l'information d'affichage (TAl) aux horloges secondaires de seconde espèce (NUE1 à NUE3). 8. Circuiterie pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1, caractérisée en ce qutà l'horloge mère est associé-un dispositif de commutation (SE) engendrant l'information d'affichage (EP, EN) pour les horloges secondaires de deuxième espèce (NUE1 à NUE3). 9. Circuiterie pour la mise en oeuvre du procédé selon les revendications 1 et 2, caractérisée en ce qu'en amont du réseau d'horloges secondaires (L) est branché un étage de commutation (F) formant les impulsions d'avance et de repère temporel (ZMP, ZMN) communes aux horloges secondaires de première' (NUM) et de seconde (NUE1 à sfUE3) espèces, ainsi que la série d'impulsions'd'affichage (EP,EN) et fournissant l'énergie (VP,VN) pour les horloges secondaires de seconde espèce (igue1 à NUE3). 10. Circuiterie pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1, caractérisée en ce que la formation de l'information d'affichage (EP,EN) > destinée aux horloges secondaires de seconde espèce (iJUE1 à NUE3) est réalisée en fonc- tion d'une information de temps absolu captée par un récepteur d'ondes radioélectrique (FE) et en ce que, à partir des repères temporels terminant cette information en temps absolu, des signaux sont dérivés en vue de la synchronisation (SY) de l'horloge principale (BU). 11. Circuiterie pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications 2 à 7, caractérisée en ce que des dispositifs de commutation (TR) sont associés aux horloges secondaires de première espèce (NUM) en vue du prélèvement de la fraction d'énergie nécessaire uniquement à l'avance (Tit) de l'horloge. 12. Circuiterie selon la revendication 11 destinée à la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 6, caractérisée en ce que le dispositif de commutation (TR) pour le prélèvement de la seule fraction d'énergie nécessaire pour l'avance (TM) de l'horloge comprend un interrupteur (K) branché en série avec l'enroulement d'avance de horloge secondaire de première espèce (UM) et activé passagèrement uniquement par le front antérieur à pente rapide de l'impulsion de repère temporel (ZMP,ZMN). 13. Circuiterie selon la-revendication 11 pour la mise en' oeuvre du procédé selon la revendication 7., caractérisée en ce que le dispositif de commutation (TR) destiné au prélèvement de la fraction d'énergie uniquement nécessaire à l'avance (tir) de horloge est constituée par un circuit à seuil de tension. 14. Circuiterie selon la revendication 1 pour la mise en oeuvre du procédé selon les revendications 4 et 5, caractérisée en ce que le dispositif de-commutation (TR) destiné au prélèvement de la fraction d'énergie uniquement nécessaire à l'avance (TM) de l'horloge est constitué par un dispositif de blocage de fréquences branché. en amont des horloges secondaires de première espèce (ì4UM) pour recevoir une énergie appréciable lors d'un changement de circuit compris dans le temps nécessaire à l'avance.