Brevet FR2246123A1 — publié le 19750425

La présente invention a trait aux filtres de fréquence.Elle concerne plus particulièrement les filtres sélectifs,tels ceux utilisés en électronique ou en radioélectricité. tes dispositifs de ce genre utilisent des circuits R C ou des circuits L C. On trouve aussi des dispositifs utilisant une combinaison de ces deux types de circuit. Dans le cas de filtres sélectifs ces circuits sont accordés sur une fréquence de référence dite "fréquence fl d'accori" . Ils sont conçus pour présen- ter un courant ou une tension maximale au moment de l'accord avec cette fréquence. Le principal ilconvénient de ces filtres est que leur sélectivité est insu frisante. En effet,bien que règlés pour une féquence d'accord préciserils présen tent toujours une bande passante,centrée sur cette fréquence,dont la largeur varie de quelques Hertz dans le meilleur des cas,à quelques dizaines de Hertz. Si dans certaines applications cet inconvénient ne présente pas une gène mageure, il est des applications et des domaines d'utilisationen particulier en électronique industrielle,ou une précision quasi absolue est nécessaire. C'est pourquoi la présente invention a trait a' la réalisation d'un filtre sélectif dont la bande passante est pratiquement nulle,et par voie de conséqu enec,la sélectivité maximale. La présente invention a pour objet la réalisation d'un dispositif électronique,fonctionnant en régime impulsionnel,et qui,par l'intermediaire de circuits Logiques,présente une sortie à ltétat 1,lorsque son entrée est attaquée par une fréquence précise. - Le dispositif électronique,objet de l'invention,est constitué par quatre cir cuits. La Figure t est le schèma synoptique. On y voit un circuit d'entrée,un circuit de calibrage,un circuit de détection Logique et un circuit d'utilisation. Le circuit d'entrée a pour but la mise en forme du signal dtentrée Suivant un premier mode de réalisation le circuit d'entrée est un Trigger qui délivre des impulsions Ic,à la fréquence du signal d'entrée,ainsi qu'il est montré sur la Figure 2. Le signal d'entrée peut ne pas être un signal sinusoidal pur ou un signal périodique.En effet,on peut être amenés à traiter un signal d'entrée caractérisé par des impulsions à front raide et convenables en niveau.Aussi, selon une autre réalisation de l'invention,le circuit d'entrée est un mono stable.1edit monostable permet en outre un calibrage des impulsions Ic,ce qui dans certaines applications de l'invention est souhaitable.En conclusion,le ralle du circuit d'entrée est de fournir des impulsions à la fréquence du signal d'entrée,et compatibles avec les caractéristiques d'entrée du circuit de cali brage. Le circuit de calibrage est constitué par deux monos tables Â et 3. Les impulsions Ic,par le passage de leur état logique 1 à O,déclenchent le monostable A. Ce dernier fournit une impulsion de largeur Ta, fonction des valeurs de son réseau R C extérieur. Les monostables A et B sont montés en cascade. Le monostable B, dont la largeur d'impulsion de sortie est Tb,calibrée de la même façon par son propre réseau extérieur R C,est déclenché par le front descendant de l'impulsion issue du monostable A; la Figure 3 indique le montage utilisé. Si ro est la fréquence du signal d'entrée,To sera le temps qui sépare les impulsions Ic. Le calibrage des deux monostables A et B est tel que; To = Ta + Tb La figure 4 montre l'allure impulsionnelle pour la fréquence d'accord Fo, Dans ce cas,satisfont,successivement dans le temps,les relations logiques : A = 1 ET B = O puis A = O ET B = I Il n'est pas nécessaire que Ta = Tb. Seule la somme des temps Ta+Tb est prise en considération.De la meme façon, suivant un deuxième mode -de réalisation du circuit de calibbrage,ce dernier est constitué par plusieurs monostables,montés en cascade.Il faut et il suffit que pour la fréquence d'accord,on ait dans tous les cas,si n est le nombre de monostables: To = U1+T2+....sTn . .+Tn Lorsque la fréquence des impulsions Ic croit,et devient F1 supérieure à Fot pour un même calibrage des deux monostables,la figure 5 montre l'allure des impulsions. On voit que dans ce cas le monostable Â est déclenché pendant le temps de l'impulsion issue du monostable 3.On détectera donc l'étant logique: A = 1 ET B = 1 Lorsque la fréquence des impulsions Ic décroît,et devient F2 inférieure à Fo,pour un mame calibrage des deux monostables,la figure 6 montre l'allure des impulsions.On voit que dans ce cas le déclenckement du monostable A intervient après un temps supérieur à To. On détectera donc l'état logique: A = O ET 3 = O Il est à noter qu'aucune des relations A=1 ET B=O ou A=O ET B=O, n'est satisfaite dans le -cas ou la fréquence des impulsions Ic est égale à Fo,c'est à dire à la fréquence d'accord ou de calibrage du filtre. Le circuit de détection logique a pour but la mise en évidence de ces deux états remarquables. La figure 7 est un schéma synoptique de la détection. On y trouve deux sorties (+e) et (-e). La sortie (+e) est à l'état t pour une détection d=1 ET B=1 . La sortie (-e) est à l'étant t pour une détection A=O ET B=O . La figur 8 indique le montage réalisé avec des portes RAND ( E? ). Pour la détection (+e) on utilise les sorties A et QB des deux monostablesOPour la détection (-e) on utilise les sorties complèmentées desdits monostables,c'est à dire A et QB Le circuit d'utilisation, représenté sur la figure 9,réalisé aussi avec des portes NAND,a pour but de fournir une sortie S à l'état logique 1,pour une fréquence des impulsions Ic égale à la fréquence d'accord Fo du filtre.tes deux sorties (+e) et (-e) sont utilisées à cet effet Suivant un premier mode de réalisation de l'invention,seule la sortie S est utilisable.Suivant un deuxième mode de réalisation de ltinventionyla figure 10 montre une combinaison du circuit de détection et du circuit d'utilisation qui permet de disposer des trois sortie: S , (+e) et (-e) .Ceci est un point remarquable de la présente invention, En effet,pour la fréquence d'accord Fo,les deux sorties (+e) et (-e) sont toutes deux à l'état logique 0. De part et d'autre de la fréquence Fo,on détecte ra des impulsions (+e) si la fréquence devient supérieure à Fo,ou des impulsions (-e) si elle devient inférieure.Bais on ne détectera jamais des impulsions sur les deux sorties à la fois,C'est là une particularité importante de la présente invention,qui se présente,par voie de conséquence comme un détecteur d'écart dont la précision n'est fonction,en toute rigueur que des temps de commutation des circuits logiques. En effet,si To est le temps séparant deux impulsions Ic,à la fréquente Fo, les impulsions (+e) seront détectées à la fréquence ToXdt. dt représente l'écart exprimé en temps par rapport à la fréquence Fo. La largeur de ces impulsions sera égale à dt. Les impulsions (-e) seront,par contre,détectées à la fréquence To+dt,si la variation de fréquence exprimée en temps est dt par rapport à Fo. La largeur de ces impulsions sera dt. Dans tous les cas,la largeur des impulsions (+e) et (-e)sera une fonction linéaire de la variation de fréquence exprimée en temps. Ceci est un~autre point remarquable. Contrairement aux sorties (+e) et (-e),la sortie S pouvant présenter un train dtimplusions.Elle est à l'état I ou à l'état O,de façon permanente. C'est la sortie S qui est caractéristique de la sélectivité du filtre. te dispositif,ob#jet de l'invention, offre de nombreuses possibilités dxapplication.En effet,ledit circuit de calibrage,carctérisant entre autre ltinvention,présente la particularité de possèder un réseau extérieur RC,pour chacun des nonostables.L'introduction d'une résistance variable,commandée ou programmée,l'introduction,en outre,dans ledit réseau de composants tels que Transistors,Thermistances,Photodiodes ou Phototransistors,ou de tous autres élé ments transducteurs d'informations,sous forme résistive ou capaçitive,viendra modifier la durée des impulsions des monostables. Aussi,pour une fréquence Fo donnée,le filtre faisant l'objet de la présente invention,se compte comme un remarquable dispositif détecteur,puisque la condition To=Ta+Tb cessera. Compte tenu de cette caractéristique,le domaine d'utilisation peut entre défini comme suit,et de façon non limitative: Filtres de fréquence,rêgulation des moteurs électriques,régulation de température et de pression,télécommande, transmetteur de position d'organes,asservissemert de position et de vitesse, codage et décodage,détecteur de rotation ou de déplaçement,en sens et en vitesse, audio-visuel, synchronisation. Toutes ces applications se déduisent des caractéristiques statiques et dynamiques du filtre,objet de la présente invention,remarquabie en ce qu'il offre des possibilités traction soit au niveau de la fréquence du signal d'entrée,soit au niveau du circuit de calibrage,et en ce qu'il présente trois sorties,dont deux sont significatives d'un écart,et la troisième significative de la fréquence d'accord Fo. REVENDICATIONS 1. Dispositif électronique fonctionnant en régime impulsionnel,et qui, par l'intermédiaire de circuits logiques,présente une sortie à l'état 1,10rsque son entrée est attaquée par une fréquence préçise,caractérisé en ce qu'il est constitué par un circuit d4entrée ,un circuit de calibrage,un circuit de détection logique et un circuit d'utilisation. 2. Dispositif électronique selon la revendication 1,caractérisé en ce qutil présente 3 sorties (+e),(-e) et S,seule la sortie S étant à l'état t pour la fréquence d'accord. 3. Dispositif selon la revendication 2,caractérisé en ce qu'il présente sa sortie (+e) à l'état 1 pour une fréquence supérieure à la fréquence d'accord,les deux autres sorties étant à l'état 0. 4. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il présente sa sortie (-e) à létat 1,pour une fréquence inférieure à la fréquence d'accord, les deux autres sorties étant à l'état O. 5. Dispositif électronique selon la revendication 2,caractérisé en ce qu'il présente une sortie S à ltétat 0,-nour la fréquence d'accord,par supression de la dernière porte RAND du circuit d'utilisation. 6. Dispositif électronique selon la revendication I,caractérisé en ce que la fréquence d'accord du filtre est obtenue par la somme des durées des impulsiens igues des deux monostables constituant le circuit de calibrage. 7. Dispositif électronique suivant la revendication 1,caractérisé en ce que le circuit d'entrée est un Trigger ou un monostable,les impulsions issues dudit monostable pouvant être calibrées à une valeur choisie. 8. Dispositif électronique selon la revendication 1,caractérisé en ce qu'il ne comporte pas de circuit d'entrée lorsqu'il est attaqué par un train d'impul sion à fronts raides et convenables en niveau.Dans ce cas,lesdites impulsions téclencSent directement le circuit de calibrage. 9. Dispositif électronique selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'un mode d'action sur ledit dispositff,est réalisé par l'introduction dans le réseau RC d'un ou des monostables de -X- i-sie composants tels que Tran sistors,Thermistances,Phototransistors,photodiodeswou tous autres éléments transducteurs d'informations,sous forme résistive ou capaçitive, pouvant modi fier la valeur du circuit de calibrage. 10. Dispositif électronique selon la revendication 1,caractérisé en ce que un autre mode d'action sur ledit dispositif est une variation de la fré quence du signal d'entrée.