Brevet FR2223913A1 — publié le 19741025

La présente invention, issue de la division de la demande de brevet français NO E.N. 70/46225 déposée le 22 Décembre 1970 au nom de la demanderesse, se rapporte d'une manière générale aux circuits de comptage, et concerne particulièrement de tels circuits destinés à être utilisés comme diviseurs de fréquence et susceptiblesdtetre réalisés sous forme de circuits intégrés. Le circuit de comptage objet de la présente invention peut être utilisé, par exemple de la manière decrite dans la demande de brevet susmentionnée, comme diviseur de fréquence dans un décodeur de signal multiplex pour engendrer des ondes de référence en relation temporelle de fréquence et de phase déterminées avec le signal fourni par un oscillateur local. De telles ondes de référence peuvent être utilisées par exemple pour commander des détecteurs synchrones ou autres circuits inclus dans un décodeur multiplex. Le circuit de comptage conforme à la présente invention est du type comportant au moins une bascule bistable essentiellement formée de deux transistors dont les émetteurs sont directement reliés et dont la base de chacun est reliée au collecteur de l'autre par l'une de deux connexions croisées faisant respectivement-office de première et seconde bornes d'entrée-sortie. Le circuit de comptage conforme à l'invention est essentiellement caractérisé en ce qu?il comprend deux bascules de ce type, de premiers et seconds moyens de couplage unidirectionnel par lesquels les deux bornes de la première bascule sont respectivement reliées à la première et à la seconde bornes de la seconde bascule, une source de polarisation couplée aux émetteurs de la première bascule pour en élever le potentiel des bornes d'entrée sortie, et des moyens pour appliquer un signal de commande aux émetteurs des transistors de la seconde bascule D'autres caractéristiques et avantages du circuit de comptage conforme à l'invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description détaillée d'un exemple de réalisation non limitatif illustré par le dessin annexé , sur lequel - la figure unique donne le schéma d'un circuit de comptage conforme à l'invention utilisable comme diviseur de fréquence. 1e circuit de comptage représenté sur le dessin, dont les bornes d'entrée et de sortie sont respectivement désignées par E et ,est destiné à être utilisé notamment comme diviseur de fréquence. Tous les circuits, éléments ou composants représentés sur la figure peuvent être réalisés sous forme de circuits intégrés à une meme plaquette monolithique de semiconducteur. Dans ce circuit compteur formant diviseur de fréquence, deux transistors 201, 203 constituent avec des résistances 205, 207 une bascule bistable ou flip-flop, en raison des liaisons croisées I, II reliant respectivement le collecteur du transistor 203 à la base du transistor 201 et le collecteur du transistor 201 à la base du transistor 203, de la liaison commune des émetteurs des transistors 201 et 203 à une même source de tension de polarisation +3VBE (c'est-à-dire trois fois la chute de tension de conduction base-émetteur d'un transistor NPN intégré à une plaquette de circuits intégrés au silicium) et de la liaison commune des résistances 205 et 207 à une même source de tension d'alimentatian (par exemple +6,2 volts). Bes tensions d'alimentation et de polarisation fournies au circuit compteur se rapportentà un même potentiel de référence, celui de la masse dans l'exemple illustré. Les transistors 209 et 211 constituent avec les résistances de charge 213 et 215 une seconde bascule bistable dite flip-flop de commutation, identique à celle décrite ci-dessus, à ltexcep- toton du fait que les émetteurs des transistors 209 et 211 sont tous deux couplés à un circuit de déclenchement comprenant une source d'impulsions couplée à la borne d'entrée El, une résistance 217 reliée à la base d'un transistor de commutation 219, dont l'émetteur est naintenu à un potentiel de référence tel que celui de la masse, tandis que son collecteur est couplé par une résistance de limitation de courant 221 à la connexion commune des émetteurs des transistors 209 et 211. Dans la première bascule comprenant les transistors 201 et 203, une première et une deuxième diodes 223 et 225 sont montées en série entre le collecteur et la base du transistor 203, c'està-dire entre les bornes I et II de la bascule, dans le meme sens de conduction que la jonction collecteur-base dudit transistor De la ne manière, une troisième et une quatrième diodes 227 et 229 sont montées en série entre la base et le collecteur du transistor 201 La connexion entre les diodes 223 et 225 est directement reliée au collecteur du transistor 211 et donc à la base du transistor 209, c'est-à-dire à la première borne de la seconde bascule De la meme manière, la connexion entre les diodes 227 et 229 est directement reliée au collecteur du transistor 209 et donc à la base du transistor 211, c'est-à-dire à la seconde borne de la seconde bascule Un transistor de niveau de référence 231 est également prévu, dont la base est couplée à la connexion commune des émetteurs des transistors 201 et 203, son collecteur étant relié à une source d'alimentation B+, et son émetteur à la connexion commune des émetteurs des transistors 209 et 211. En fonctionnement, chaque fois qu une impulsion de déclenchement est appliquée par l'entrée El à la base du transistor 219, l'un ou l'autre-des transistors 209 et 211, comme il sera explique ci-après, est porté à conduction, et l'un des transistors correspondants 201 et 203 est de. meme rendu conducteur pour changer l'état de la première bascule. Be transistor 209 ou 211 de la seconde bascule de commutation retourne alors à 1 état de repos pour attendre l'impulsion de déclenchement suivante. A l'arrivée de cette impulsion, celui des transistors 209, 211 qui se trouvait au repos pendant l'impulsion de déclenchement précédente est porté à conduction, pour changer à nouveau l'état du flip-flop 201-203. On supposera maintenant que le transistor 203 est conducteur, tandis que le transistor 201 ne l'est paso Pour les polarisations indiquées sur la figure, la base du transistor conducteur 203 se trouve à +4 VBE (par exemple approximativement +2,8 volts), de memeque le collecteur du transistor bloqué 201 Au même moment, le collecteur du transistor conducteur 203 se trouve sensiblement à +3 VEE plus la tension de saturatIon collecteur-eetteur du transistor 203 (soit par exemple une tension totale de 42,2 volts), de même que la base du transistor bloqué 201. On peut donc voir que les tensions de sortie au niveau du collecteur des transistors 201 et 203 varient entre sensiblement +3 VBE et +4 VBE (la faible tension de saturation collecteur-émetteur d'approximativement 0,1 volt sera par la suite négligée pour simplification). En considérant la bascule de commutation 209-211, lorsqu'aucune impulsion de déclenchement n'est appliquée au transistor 219, le transistor 209 et le transistor 211 ne sont ni l'un ni vautre conducteur. Etant donné que le collecteur du transistor 201, comme il a été dit ci-dessus, se trouve à +4 VBE, et que la résistance 213 associée au transistor 209 est couplée au moyen de la diode 227 entre cette tension et la source d'alimentation de +6,2 volts, supérieure à 5 VBE, cette diode 227 est polarisée à conduction, de sorte que la base du transistor 211 est maintenue à +5 VBE En raisonnant de la même manière, on peut voir que la base du transistor 209 reliée à la base du transistor 201 via la diode 225 est maintenue à +4 VBE Lorsque le transistor 219 est amené à saturation par une impulsion de déclenchement positive, son courant de collecteur est dirigé vers le transistor 211, étant donné que la base de ce dernier est plus positive ,(à savoir de + VBE) que la base du transistor 209. Ie transistor 211 est par conséquent amené à saturation, de sorte que son potentiel de collecteur tend à diminuer jusqu'à une valeur sensiblement égale à la somme des tensions de saturation collecteur-émetteur des transistors 211 et 219. Cependant, le transistor 231 conducteur maintient son émetteur sensiblement à +2 VBE Be collecteur du transistor 211 est par conséquent également maintenu à environ +2 VBE, tension qui est appliquée depuis le collecteur dudit transistor 211 à la connexion des diodes 225 et 223. Le potentiel de la base du transistor 203 qui, étant donné que ce transistor était conducteur, se trouvait à +4 VBE, diminue donc jusqu'à la somme de la tension de collecteur (+2 VBE) justifiée ci-dessus du transistor 211 et de la tension aux bornes de la diode 223 (VBE). Etant donné que.son émetteur se trouve à +3 VBE, le transistor 203 cesse d'être conducteur, et la croissance de sa tension de collecteur porte à conduction le transistor 201, ce qui achève le basculement du premier flip-flop 201-203. L'osque l'impulsion de déclenchement suivante se produit, le transistor 209 devient conducteur et provoque à nouveau le changement d'état du flip-flop 201-203. Deux transistors émettodynes 233, 243 dont les collecteurs sont reliés à la source d'alimentation de +6,2 volts et dont'les bases sont reliées à celles des transistors 203 et 201 respectivement fournissent aux bornes de sortie St couplées à leurs émetteurs respectifs les niveaux de tension logiques +2 VBE et +3 VBE L'émetteur du transistor 233 est relié à la masse par un diviseur de tension comprenant les résistances 235 et 237, le point milieu de ce diviseur étant relié à la base d'un autre transistor émettodyne 239 dont l'émetteur est relié à la masse par une résistance 2410 Ce diviseur de tension réduit les niveaux logiques d'un facteur 3/4, et chacun des transistors émettodynes 233 et 239 produit une chute de tension VBE au passage du signal Bes niveaux logiques fournis par la résistance 241 à la borne de sortie 52 sont alors, pour les deux états logiques, +1/4 VBE et +1/2 VBE respectivement par rapport à la masse Ces niveaux logiques sont particulièrement convenables pour commander des transistors de commutation dont les émetteurs seraient sensiblement au potentiel de la masse. Un décalage de tension identique est réalisé par le montage en série avec le transistor émettodyne 243 des résistances 247 et 249 formant un diviseur de tension dont le point milieu est couplé à la base du transistor 245 monté en émettodyne, son collecteur étant relié à la source +6,2 volts tandis que son émetteur est relié à la masse par la résistance 251, aux bornes de laquelle les niveaux logiques peuvent être prélevés par la sortie 83. Be fonctionnement qui vient d'hêtre décrit du circuit compteur représenté sur la figure montre bien que ce circuit peut être utilisé comme diviseur de fréquence pour produire des signaux de sortie en forme de créneaux complémentaires. L'interconnexion de deux ou plusieurs tels compteurs peut être avantageusement réalisée au moyen de circuits réalisant les fonctions logiques ET et OU. Par exemple, si on désire pouvoir déclencher le compteur représenté soit au moyen du signal de déclenchement fourni par l'entrée El à la base du transistor 219, soit par un deuxième signal de déclenchement (tel que celui obtenu en sortie d'un autre circuit de comptage), un transistor supplémentaire ayant sa base couplée à la sortie du deuxième circuit et son collecteur et son émetteur directement reliés aux électrodes correspondantes du transistor 219, peut être utilisé pour réaliser une telle fonction logique OU en logique positive (c'est-à-dire où l'état logique "1" correspond à une tension supérieure à celle de l'état logique "O"). Pour réaliser une fonction ET en logique positive, il est commode dans le cas présent d'appliquer le procédé bien connu consistant à appliquer à une fonction OU en logique négative les compléments des données, puis à inverser la sortie de cette fonction OU. Dans le circuit compteur représenté, des niveaux logiques complémentaires peuvent être fournis par les transistors de sortie, tels que le transistor 239, les émetteurs de tous ces transistors réalisant une fonction OU négative particulière étant couplés à une meme résistance, telle que la résistance 241. Un inverseur approprié à cet effet peut être constitué par le transistor 253 monté de la façon représentée. En fonctionnement, si l'erltrée:E2 est couplée à la sortie 82 etreçoitle niveau logique "1" (5/4 VBE), alors, cet état logique est transmis par la résistance 255 à la base du transistor 253 pour le rendre conducteur. Be signal de déclenchement vers le transistor 219 serait donc bloqué, et le flip-flop 201-203 ne changerait pas d'état en réponse à une impulsion de déclenchement appliquée à l'entrée El. Cependant, si le signal d'entrée E2 vers le transistor 253 était au niveau logique "0" (1/2 VBE comme il a été décrit ci-dessus), le signal de déclenchement passerait dans le transistor 219 pour changer l'état du flip-flop 201-203. D'autres signaux de sortie peuvent être founis par l'une ou l'autre branches du flip-flop 201-203 par couplage, en parallèle avec le transistor 239, de transistors supplémentaires, tels que le transistor 257, pouvant être reliés à un circuit de porte du type représenté par le transistor 253; par une sortie sw1mntaire 54 l'e circuit décrit et représenté peut bien entendu faire l'objet de nombreuses modifications. Par exemple, le nombre des diodes de porte 223, 225, 227 et 229 pourrait être modifié en fonction des tensions d'alimentation et/ou pour fournir d'autres niveaux logiques de sortie Par ailleurs, des modifications pourraient être spécifiquement introduites dans les circuits d'entrée et de sortie pour l'adaptation du circuit de comptage objet de l'invention à d'autres buts que la division de fréquence. C'est dire d'une manière plus générale que l'invention n'est nullement limitée au mode de réalisation décrit et illustré, qui n'a été donné qu'à titre d'exemple. Au contraire, l'invention comprend tous les moyens constituant des équivalents techniques de ceux décrits et illustrés, considérés séparément ou en combinaisons et mis en oeuvre dans le cadre des revendications qui suivent. -REVENDICATION8- 1.- Circuit de comptage, utilisable notamment comme diviseur de fréquence, du type comportant au moins une bascule bistable essentiellement formée de deux transistors dont les émetteurs sont directement reliés et dont la base de chacun est reliée au collecteur de l'autre par l'une de deux connexions croisées faisant respectivement office de première et seconde bornes d'entréesortie, caractérisé en ce qu'il comprend deux bascules (201-207, 209-215), de premiers et seconds moyens de couplage unidirectionnel (223-225, 227-229) par lesquels les deux bornes (I, II) de la première bascule sont respectivement reliées à la première borne (I) et à la deuxième borne (II) de la seconde bascule, des moyens de polarisation (+3 VBE) couplés aux émetteurs de la première bascule pour en élever le potentiel des bornes d'entréesortie, et des moyens ,(217-221) pour appliquer un signal de commande aux émetteurs des transistors de la seconde bascule. 2.- Circuit de comptage selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de couplage unidirectionnel précités sont constitués par des diodes montées en série entre les deux bornes d'entrée-sortie (I, II) de la première bascule (201-207). 3.- Circuit de comptage selon la revendication 2, caractérisé en ce que les moyens de polarisation précités incluent une jonction semiconductrice (231) reliant les émetteurs des transistors (201, 203) de la première bascule aux émetteurs des transistors (209, 211) de la seconde bascule, le sens de conduction de cette jonction correspondant au sens du courant fourni par les émetteurs de ladite seconde bascule. 4.- Circuit de comptage selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le signal de commande précité peut présenter un premier niveau qui permet l'application de signaux d'entrée à la seconde bascule, porte au blocage les deux transistors de cette seconde bascule et assure le découplage de la première bascule de. ladite seconde bascule, ainsi qu'un second niveau qui d'une part permet le transfert du signal issu de la seconde bascule et sa mise en mémoire par la première bascule, et qui d'autre part porte à conduction l'unies deux transistors dans chaque bascule. 5.- Circuit de comptage selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il comporte en outre des impédances (205, 207, 213, 215) respectivement montées entre chacune des bornes d'entrée-sortie (I, II) des bascules précitées et au moins l'une des bornes (+6,2 volts) d'une source d' alimentation. 6.- Circuit de comptage selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'il comporte en outre des moyens (239, 245, 257) couplés aux deux bornes d'entrée-sortie (I, II) de la première bascule et agencés pour fournir à une bome de sortie associée (82, S3, S4)un signal- se référant au niveau de potentiel de l'une ou l'autre des bornes de la source d'alimentation précitée.