Brevet FR2219576A1 — publié le 19740920

l'a présente invention concerne de façon générale un ensemble de commutateurs, notamment du type à semi-conducteur. Plus précisément, elle concerne un ensemble de commutateurs à semi-conducteur du type qui comprend un noyau magnétique formant une boucle fermée et des lignes d'excitation et de détection associées au noyau. On a utilisé des ensembles de commutateurs mécaniques dans les appareils tels que les magnétophones, les récepteurs radiophoniques à bouton poussoir et analogues, dans lesquels un voommutateur peut être commandé à un moment donné, la commande d'un autre commutateur déconnectant automatiquement le commutateur antérieurement commandé. Des ensembles de commutateurs de ce type sont très utilisés dans des appareils autres que les magnétophones et les récepteurs radiophoniques. De plus, les ensembles de commutateurs peuvent avoir d'autres formes, selon lesquelles une ou plusieurs fonctions peuvent être choisies et supprimée uniquement par commande d'un des commutateurs particuliers. Ces ensembles de commutateurs mécaniques sont relativement complexes, coûteux et encombrants, pour que leurs mécanismes fonctionnent convenablement. L'invention concerne un ensemble perfectionné de commutateurs à semi-conducteur, dont la complication et la dimension sont peu importantes. Un tel ensemble peut travailler en plusieurs modes suivant la connexion du circuit électronique associé, si bien qu'il n'est pas nécessaire qu'il présente des différences matérielles de construction pour qu'il fonctionne en divers modes de fonctionnement. PlusprécPsément, elle concerne un ensemble de commutateurs à semi-conducteur qui comprend plusieurs dispositifs très proches les uns des autres et ayant chacun un noyau magnétique fermé, un aimant, une ligne d'excitation passant dans les noyaux, une ligne de détection passant dans les noyaux et recevant des signaux transmis par un transformateur depuis la ligne d'excitation lorsque le noyau n'est pas saturé, plusieurs circuits logiques commutables correspondants ayant au moins deux entrées dont l'une est reliée à la ligne de détection du commu tatou) associé et l'autre à la ligne de détection d'un autre commutateur au moins, si bien que les commutateurs agissent les uns sur les autres. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront mieux de la description qui va suivre, faite en référence aux dessins annexés sur lesquels la figure 1 représente schématiquement un commutateur à semi-conducteur de l'ensemble de l'invention, en position désactivée la figure 2 représente schématiquement le commutateur de la figure 1 en position activée la figure 3 représente schématiquement la connexion des commutateurs à semi-conducteur et du circuit logique de l'ensemble de l'invention la figure 4 représente une variante de configuration de connexion électrique d'un ensemble de commutateurs selon l'invention la figure 5 représente une autre variante de l'en- semble de l'invention ; et la figure 6 est une perspective d'un mode de réalisation d'un élément matériel comprenant l'ensemble de commutateurs à semi-conducteur selon l'invention. Les figures 1 et 2 montrent le principe de fonctionnement d'un commutateur à semi-conducteur selon l'invention. Be commutateur porte la référence générale 10 et il comprend un noyau magnétique il formant un boucle fermée dans laquelle pas sent deux fils 12 et 13. Ceux-ci peuvent eutre enroulés de manière qu'ils forment une ou plusieurs boucles autour du noyau magnétique le cas échéant.- Dans le mode de réalisation représenté, le noyau a reforme annulaire mais il peut aussi former une boucle rectangulaire, ovale, carrée, etc. Bes fils 12 et 13 représentent des lignes d'excitation et de détection respectivement, et un couplage par transformation a lieu entre les fils d'excitation et de détection lorsque le noyau 11 n'est pas saturé. Ainsi, lorsque le commutateur 10 est désactivé comme représenté sur la figure 1, aucun couplage par transformation n'existe car le noyau il est saturé magnétiquement par deux aimants permanents 14 et 15 qui sont placés de part et d'autre du noyau. Bes aimants peuvent être le cas échéant des électro-aimants, et le champ magnétique créé peut être réglé par l'intensité du cou orant passant dans la bobine de l'électro-aimant. Lors de l'utilisation d'aimants permanents, la commande de la tige du commutateur sur laquelle sont montés les aimants 14 et 15, déplace ces aimants comme représenté sur la figure 2 et supprime la saturation du noyau 11. En conséquence, l'information sous forme d'un signal pulsé passant par la ligne 12 d'excitation, peut être couplée après transformation à la ligne détectrice 13. Bien que les commutateurs des figures 1 et 2 représentent deux aimants placés de part et d'autre d'un noyau magnétique annulaire, il faut noter qu'un aimant unique comme représenté dans certains modes de réalisation, est préférable. La figure 3 représente le circuit de l'ensemble de commutateurs selon un mode de réalisation de l'invention, et il porte la référence générale 20. L'ensemble 20 comprend plusieurs commutateurs 10a placés très près les uns des autres de manière qu'ils puissent constituer un ensemble unique de commutation, du type couramment utilisé dans les magnétophones, les récepteurs radiophoniques à bouton poussoir ou analogues. Chaque commutateur comprend un noyau magnétique fermé ila dans lequel passe une ligne commune 12a d'excitation.Une ligne associée 13a de détection passe aussi dans un- noyau lia, et elle est reliée à plusieurs fils qui sont reliés à un réseau de connexion qui porte la référence générale 22 Un aimant permanent mobile 23 est associé à chaque noyau lia et il est monté sur un bouton associé 24 par une tige ou une autre connexion 26. La ligne 12a d'excitation est reliée au potentiel de la masse par un conQensateur 27 alors que le ligne 13a est mise à la masse par l'intermédiaire d'un condensateur 28 qui abaisse l'impédance alternative du circuit de polarisation qui comprend les résistances 29 et 30. Chacun des circuits logiques 32 de commutation comporte plusieurs entrées reliées au commutateur 10a par l'intermédiaire du circuit 22. Une des entrées au moins de chaque circuit logique est directement reliée au-commutateur associé, par exemple par une connexion entre les lignes S1 S2, S3, S4 du réseau 22, si bien que le circuit logique peut être établi lorsque le commu tapeur est excité. Chaque ligne de rétablissement, depuis celle du premier commutateur, est reliée à une entrée de rétablissement descircuitslogiquesnon associés, par des lignes R1, formant une connexion de rétablissement.En conséquence, lorsque l'un des commutateurs 10a est excité de manière que l'aimant soit retiré de la proximité du noyau magnétique, son circuit logique associé change d'état alors qu'un circuit logique antérieurement établi est rétabli. Bes circuits commutables 32 sont représentés sous forme de deux portes intersection-négation 33 et 34 à montage croisé qui peuvent constituer une bascule RS. Il faut cependant noter que d'autres configurations de circuitslogiquescommutables conviennent aussi. La ligne 12a d'excitation est reliée au collecteur d'un transistor 36 dont la base est reliée à un oscillateur 37 par une résistance 38. Une résistance 39 de charge est reliée au collecteur et à une source de tension de travail. L'oscillateur 37 peut être de tout type convenable et on l'a représenté sous forme d'un générateur d'ondesrectangulairesdestiné à transmettre des signaux d'excitation dans la ligne d'excitation. L'ensemble20 forme donc un circuit à verrouillage dans lequel les signaux couplés magnétiquement entre la ligne d'excitation et les lignes d'établissement, établissent les circuits logiques correspondants et rétablissent les autres circuits logiques. Le dernier commutateur enfoncé et le circuit logique associé restent à l'état d'établissement jusqu'à l'enfoncement d'un autre commutateur. La figure 4 représente une variante de l'ensemble de l'invention, portant la référence générale 40. Cet ensemble 40 comprend plusieurs commutateurs 10b placés très près les uns des autres. Chaque commutateur 10b comprend un noyau magnét-ique fermé llb qui peut être annulaire et un aimant permanent mobile associé 41. Une ligne 12b d'excitation passe dans tous les noyaux, et plusieurs lignes indépendantes 13b de détection passent dans un seul noyau associé. Chaque ligne 13b est reliée à l'entrée d'établissement d'une bascule associée 42 qui peut avoir la même configuration que les circuits logiques 32 de la figure 3. Les aimants permanents 41 sont associés à un bouton poussoir 43 par une tige 44 ou un autre organe de connexion. Le commutateur 1Ob à semi-conducteur de l'ensemble de la figure 4 porte la référence RN et il forme un commutateur commun ou principal de rétablissement, la ligne l3b de détection associée étant reliée à toutes is entrées de rétablissement de la bascule 42. En conséquence, la commande de l'un des commutateurs établit la bascule associée et le rétablissement des bascules n'est assuré que par la commande du commutateur principal inférieur. Ta ligne 12b d'excitation est reliée au collecteur d'un transistor 46 dont la base est reliée à un oscillateur -47 par l'intermédiaire d'une résistance 48. Le collecteur du transistor 46 est aussi relié à une résistance 49 de charge qui est elle-même reliée à une source de tension. Des impulsions d'excitation sont créées lorsque le condensateur 27 est déchargé dans le transistor 46. La figure 5 représente un autre mode de réalisation de l'invention qui porte la référence générale 50. Dans ce cas, plusieurs commutateurs l0c à semi-conducteur sont placés très près les uns des autres et ont des noyaux magnétiques fermés associés lic et un aimant permanent mobile 51. Une ligne indépendante 12c de détection passe dans chaque noyau et elle est reliée à l'entrée d'établissement d'une bascule associée 52. La sortie de chaque bascule 52 est reliée à un circuit électronique 53 d'arrêt et à l'entrée correspondante d'établissement de la bascule. La résistance 55 de réaction donne une caractéristique d'hystérésis au circuit de manière que la tension d'établissement diminue notablement sans que la bascule fonctionne de façon imprévisible, à la suite de l'apparition de bruit dans la ligne de détection. Les aimants permanents 51 sont associés à des boutons poussoir 56 par des tiges 57. La ligne 12c d'excitation est reliée à un transistor 58 qui est lui-même relié à un oscillateur 59 par une résistance 60. Une ligne 61 de synchronisation est montée entre l'oscillateur et le circuit électronique d'arrêt 53 de manière que la synchronisation soit convenable. Le fonctionnement est du type décrit précédemment. La configuration matérielle de l'ensemble de commutateurs'peut être quelconque, la figure 6 représentant une forme possible. L'ensemble de commutation comprend plusieurs boutons poussoir 68 qui dépassent descorps 71. Ceux-ci sont montés sur une plaque de support 72 et des fils dépassent jusqu'à la plaquette 73 de circuit imprimé. Celle-ci peut comporter un circuit d'une des configurations représentées. Bien que le dispositif de la figure 6 ne comprenne que quatre commutateurs, il faut noter qu'il peut comprendre un nombre quelconque de commutateurs. Il est bien entendu que l'invention n'a été décrite et représentée 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. RFVENDICATIONS 1. Ensemble de commutateurs à semi-conducteur, caractérisé en ce qu'il comprend plusieurs commutateurs placés très près les uns des autres et comprenant chacun un noyau magnétique fermé, et des aimants, une ligne d'excitation passant dans les noyaux, une ligne de détection passant dans les noyaux et destinée à recevoir des signaux couplés par transformateur et provenant de la ligne d'excitation lorsque le noyau magnétique fermé n'est pas saturé, et plusieurs circuits logiques commu 'tables ayant au moins deux entrées dont l'une est reliée à la ligne de détection du commutateur associé et l'autre à la ligne de détection d'au moins un autre commutateur, de manière que les fonctions de plusieurs commutateurs interagissent les unes sur les autres. 2. Ensemble selon la revendication 1, caractérisé en ce que le noyau a une forme annulaire. 3. Ensemble selon la revendication 1, caractérisé en ce que les aimants comprennent pour chaque commutateur un aimant permanent mobile. 4. Ensemble selon la revendication 1, caractérisé en ce que les circuits logiques commutables sont des bascules RS. 5. Ensemble selon la revendication 1, caractérisé en ce que la première entrée des circuits logiques commutables est reliée au dispositif associé de commutation, et l'autre entrée est reliée par une ligne commune à un dispositif unique de commutation destiné à rétablir tous les circuits logiques déjà établis. 6. Ensemble welon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend une résistance montée en série avec la ligne de détection et la première entrée du circuit logique associé, et une résistance de réaction reliée à la première entrée du circuit logique de manière que celui-ci présente un phénomène d'hystérésis. 7. Ensemble selon la revendication 1, caractérisé en ce que chacune des lignes détectrices reliées au commutateur est reliée à plusieurs circuits logiques commutables de manière qu' elle rétablisse tous les circuits logiques qui ne sont pas associés au commutateur commandé, si bien que la commande d'un circuit logique unique est réalisée simultanément au rétablissement d'un circuit logique déJà établi.