Brevet FR2271704A1 — publié le 19751212

L'invention est relative à des perfectionnements apportés aux dispositifs génerateurs d1un signal périodique de fréquence F = 1/T qui comprend des moyens compteurs d'impulsions dont entrée de comptage reçoit un signal périodique de fréquence f o supérieure à la fréquence F. Elle concerne plus particulièrement un tel dispositif générateur qui comporte, outre les moyens compteurs, des moyens à mémoire propres à contenir une information qui est fonction de la quantité f0 T. Elle concerne également un procédé de mise en oeuvre d'un tel dispositif. Dans un dispositif générateur connu de ce genre les moyens compteurs et les moyens à mémoire comportent chacun le même nombre n de bascules bistables. Ce dispositif connu comprend, de plus, un circuit d'identité pour chaque couple de bascules bistables (de même rang) des moyens compteurs et des moyens à mémoire chaque circuit d'identité comporte deux entrées. La premiere de ces entrées est reliée à la sortie de la bascule correspondante des moyens compteurs et la seconde des dites entrées est connectée à la sortie de la bascule correspondante des moyens à mémoire. Enfin, la sortie de chacun de ces circuits d'identité est reliée à une entrée déterminée d'une porte ET à n entrées. Pour pouvoir utiliser ce dispositif connu il faut, à l'aide d'une porte ET et d'une horloge étalon, introduire le nombre fO T (fO est exprimé en Hertz et T en secondes), dans les moyens à mémoire. Cette opération n'est, bien entendu, réalisée qu'unie seule fois avant la première utilisation de ce dispositif. En fonctionnement la porte ET à n entrées délivre un signal sur sa sortie quand les bascules de même rang de la mémoire et du compteur ont toutes le même contenu.Comme l t entrée des moyens compteurs reçoit le signal de fréquence fO, au bout du temps f0 T ces moyens compteurs contiennent le nombre fO T et il apparaît donc à la sortie de ladite porte ET à n entres une impulsion qui est utilisée pour remettre à zéro ces moyens compteurs qui sont constamment incrémentés d'une unité à la fréquence fO. On voit donc qu'on obtient sur la sortie de la porte ET à n entres un signal à la période T désirée. Ce circuit générateur connu est de réalisation difficile, surtout sous forme de circuit intégré ; en effet, la réalisation arune porte ET à n entrees nécessite un nombre important d'opéra- tions lors de la fabricatio c un circuit intégré. En outre7 chaque circuit-dtidentité comprend en général trois portes, à savoir deux portes ET et une porte OU. L'invention a pour but de remédier aux inconvénients mentionnés ci-dessus et notamment de fournir un tel dispositif générateur qui soit de réalisation simple et dont la fabrication, sous forme de circuit intégré, ne nécessite qu'un nombre limité d'opérations à réaliser. Ainsi, un tel circuit inttgré pourra être obtenu à un faible prix ce qui est un avantage important dans le cas où ce dispositif générateur doit équiper un appareil tel qu'une montrebracelet vendu à un grand nombre d'exemplaires. Le dispositif générateur conforme à l'invention est caractérisé en ce que lesdits moyens compteurs ont une capacité limitée à un nombre donné A et sont tels que si cette capacité limite est atteinte et si une-impulsion supplémentaire est délivrée sur l'entrée de comptage le contenu desdits moyens compteurs revient à zéro, lesdits moyens compteurs comprenant une entrée de forçage, et qu'il comporte des moyens à porte pour introduire dans lesdits moyens compteurs un nombre C déterminé, avec C = A - (f0 T-1), ces moyens à porte ayant une entrée reliée à la sortie des moyens à mémoire et la sortie desdits moyens à porte étant connectée à l'entrée de forçage des moyens compteurs, ces moyens à porte comportant, en outre, une entrée de commande propre à recevoir un signal de commande d'introduction dudit nombre C dans les moyens compteurs lorsque le contenu de ces derniers moyens passe de la capacité limite A à zéro. On notera d'ores et déjà qu'avec cette disposition la porte ET à n entrées n'est plus nécessaire dans le dispositif générateur conforme à l'invention. Dans le mode de réalisatièn préféré de ces dispositifs générateurs, conformes à l'invention, les moyens compteurs comprennent un nombre déterminé n de bascules bistables montées en série, ces bascules comportant, chacune, au moins une entrée de forçage. De préférence les moyens à mémoire comportent le même nombre n de bascules bistables que les moyens compteurs. Pour la mise en oeuvre d'un tel dispositif générateur on introduit, préalablement, à son fonctionnement normal, le nombre f T - 1 dans les moyens à mémoire. D'autres buts, caractéristiques et avantages de l'invention apparaitront plus clairement à la lecture de la description qui suit, cette description étant faite en se référant aux dessins ci-annexés sur lesquels - la figure 1-est un schéma sous forme de blocs illustrant le dispositif générateur conforme à l'invention et, - la figure 2 représente le mode de réalisation préféré du dispositif générateur conforme à l'invention. Le dispositif générateur 100 représenté sur la figure 1 comprend un oscillateur 1 qui délivre un signal périodique de fréquence f0 (exprimée Hertz) relativement élevée et stable dans le temps. Dans l'application envisagée du dispositif générateur aux montres bracelets, cet oscillateur 1 est de préférence du genre de ceux qui comprennent un cristal de quartz (non représenté) que l'on fait osciller à sa fréquence propre ou fréquence de résonance 12, celle-ci étant de l'ordre du MHz. La sortie de cet oscillateur 1 est reliée à l'entrée de comptage d'un compteur 2 propre à délivrer, sur sa sortie, un signal qui représente le nombre d'impulsions reçues sur son entrée.De plus, ce dispositif générateur 100 comporte une mémoire 3 qui est agencée de telle manière que le signal apparaissant sur sa sortie 4 est fonction de la quantité f0 T, T (exprimé en setondes) étant la période du signal que l'on veut obtenir sur la sortie 5 du générateur 100. Le signal qui est obtenu sur la sortie 5 est, en général, appliqué à l'entrée d'un dispositif d'affichage 6 qui peut comporter un cristal liquide, des diodes électroluminescentes, ou tout autre moyen d'affichage. Un tel dispositif d'affichage 6 ne fait cependant pas partie du générateur 100. Conformément à l'invention, la capacité du compteur 2 est limitée à un nombre donné A. De plus, si cette capacité limite est atteinte et si on délivre une unité supplémentaire sur ltentree de comptage de ce compteur 2 celui-ci se vide complètement ; en d'autres termes A + 1 = 0. Le générateur 100 comporte, selon l'invention, des moyens 10 à porte à entrée de commande -11. Le rôle de ces moyens à porte est de-fournir, sur une seconde entrée 2a du compteur 2, un signal représentant l'état de la mémoire 3 de façon que le signal de sortie du compteur représente un nombre C déterminé, fonction également de l'état de la mémoire et, dont il sera question ci-après. L'entrée 2a du compteur 2 est appelée entrée de forçage. Cette fonction des moyens à porte 10 n'est mise en oeuvre que lorsqu'un signal apparalt sur ladite entrée de commande 11 et le générateur ,100 est agencé de telle manière que ce signal de commande n'est appliqué sur l'entrée Il que lorsque le contenu du-compteur passe de sa limite A à O. En d'autres termes, un signal de commande apparait sur l'entrée Il quand on ajoute une unité au contenu du compteur ayant atteint sa capacité limite A. En ce qui concerne, enfin, le contenu C du. compteur 2 après application d'un signal de commande sur l'entrée Il des moyens a' porte 10, celui-ci est : C = A - (fO T - 1). On voit ainsi que lorsqu'un ajoute le nombre fO T au contenu. du compteur celui-ci devient : C = A - (fO T - 1) + f0 T = A + 1 = O. De cette manière, quand l'oscillateur 1 a délivré un nombre d'impulsions égal à f0 T un signal est appliqué sur l'entrée de commande Il des moyens à porte 10 et le cycle peut recommencer. Dans l'application envisagée on n'utilise le signal de sortie du compteur 2 que lorsque celui-ci passe de A à 0 ; on obtient donc bien des impulsions de période T. Cette période T est, bien entendu, supérieure à la périçde l/fo du signal périodique fourni par l'oscillateur 1. On va maintenant décrire, en relation avec la figure 2, le mode de réalisation préféré de l'invention. Sur cette figure l'oscillateur 1 et le dispositif d'affichage 6 n'ont pas été re-présentés. Dans ce mode de réalisation le compteur 2 comprend un ensemble de n bascules bistables de références 20î, 202, 203, 20 . La mémoire 3 comprend également le même nombre n de bascules n bistables. Ces bascules bistables de la mémoire 3 ont pour références 211, 212, - 21n Dans l'exemple, les bascules bistables du compteur 2 et de la mémoire 3 sont identiques et sont du type synchrone avec entrée RS de forçage. Dans le-compteur 2 et dans la mémoire 3 les bascules sont montées en série.En d'autres termes, la sortie Q d'une bascule est reliée à l'entrée d'horloge H de la bascule suivante. L'entrée du compteur 2 est constituée par l'entrée d'horloge H de la première bascule 201 et la sortie de ce compteur 2 est constituée par la sortie Q de la dernière bascule 20 Les moyens à porte 10 comprennent dans l'exemple représenté sur cette figure 2, un ensemble de portes NON-ET. De façon plus précise, à chaque couple de bascules de même rang (ou étage) de la mémoire 3 et du compteur 2 sont associées deux portes NON-ET 22 et 23 à deux entrées. Ainsi, aux bascules 201 et 211 sont associées les portes NON-ET 221 et 2N Les connexions de ces portes aux bascules correspondantes sont les mêmes à chaque étage ; on ne décrit donc ces connexions que pour le premier étage (rang 1). La première entrée 241 de la porte 221 est reliée à la sortie Q de la bascule 211 et la seconde entrée 251 de cette porte 22 est reliée à la sortie Q de la dernière bascule 20 du compteur n 2 par l'intermédiaire d'un circuit de déclenchement 30 dont il sera question ci-après. Enfin, la sortie de la porte 221 est connectée à l'entrée R (de forçage) de la bascule 201. La première entrée 261 de la porte 231 est reliée à la sortie Q de la bascule 211 et la seconde entrée 27riz de cette porte 231 est également connectée à la sortie du susdit circuit de déclenchement 30. La sortie de cette porte 231 est reliée directement à l'entrée S (de forçage) de la bascule 201. On voit que toutes les secondes entrées 251 et 271 des p ortes NON-ET 221 et 23i, respectivement, sont reliées à la sortie du circuit de déclenchement 30. Toutes les entrées S des bascules 21î.. 21n de la mémoire 3 sont reliées à un même point 28. L'entrée d'horloge H de la première bascule 211 de la mémoire 3 est reliée à la sortie d'une porte ET 29 à deux entrées La première entrée de cette porte 29 est connectée à une entrée 31, dite entrée de calage et dont le rôle sera expliqué ci-après. La seconde entrée de cette porte ET 29 est reliée à la sortie de ltoscillateur 1 (non représenté sur la figure 2), comme l'entrée H de la première bascule 201 du compteur 2. Pour expliquer le fonctionnement du générateur représenté sur la figure 2, on va considérer un exemple précis de réalisation. Dans cet exemple la période T a pour valeur une seconde, le compteur et la mémoire comprennent chacun 4 bascules ou étages et la fréquence f0 a pour valeur 12 Hertz. Etant donné que le compteur 2 a 4 étages, sa capacité est de : A = 2 = 16 bits. La mémoire 3 a, bien entendu, la même capacité. Avant le fonctionnement normal du générateur représenté sur la figure 2, on s'arrange pour introduire dans la mémoire 3 uli nombre tel qu'il apparaisse sur les sorties Q des bascules de cette mémoire des signaux binaires représentant le nombre binaire f - 1. Acet effet, on fait d'abord apparaitre des "1" sur o toutes les sorties Q des bascules de la mémoire en appliquant, d'une part, sur les entrées S de ces bascules un signal représentatif du chiffre binaire O et, d'autre part, sur les entrées R de ces mêmes bascules de la mémoire 3 un signal représentatif du chiffre binaire 1.Ceci résulte du tableau de vérité des bascules utilisées ; ce tableau de vérité est le suivant R S Q Q O 1 O 1 1 O 1 O O O X X 1 1 X X s On voit sur ce tableau qu'on obtient bien un "1" en sortie Q d'une bascule lorsqu'un "1" est appliqué sur l'entrée R (non représenté sur les bascules de la mémoire) et qu'un "O" est appliqué sur l'entrée S..Sur ce tableau de vérité les signesdreprésentent un état indéterminé. En d'autres termes, si le même signal (représentant 0 ou 1) est appliqué simultanément sur les entrées R et S les sorties Q et Q restent à l'état dans lequel elles se trouvaient précédemment. Après que toutes les sorties Q aient été mises à t'l", on applique un "1" sur la borne ou entrée 31 pendant une seconde exactement ; cette opération est effectuée à l'aide d'un générateur étalon (non représenté). De cette manière, il apparaît sur la sortie de la porte ET 29, et donc sur l'entrée H de la première bascule 211de la mémoire 3, un train d'impulsions en nombre égal à fO. Le nombre binaire qui apparaît sur les sorties Q est alors la somme.des nombres 1 1 1 1 et 1 10 0 (c'est le nombre 12, fréquence fO). Cette somme est 1 0 1 1, c'est bien le nombre o Le nombre qui apparait sur les sorties complémentaires Q est alors 0 1 0 0. Lorsqu'un "1" est délivré sur la sortie du circuit 30, il apparaît les chiffres 0, 1, 0, O, sur les entrées R(de forçage) des bascules, respectivement, 204, 203, 202, 201 et les chiffres 1,0, 1, 1, sur les entrées S de forçage desdites bascules-du compteur 2. Dans ce cas on voit facilement, d'après le tableau de vérité ci-dessus, que de tels couples de valeurs de signaux binaires appliqués sur les entrées R et S des bascules du compteur 2 fournissent les chiffres binaires suivants sur les sorties Q de ces bascules : 0, 1, 0, O. Le nombre binaire 0 1 0 0 représente le nombre A - f + 1. En effet, A = 1111, f = 1100 et l'expression o o indiquée ci-dessus donne bien A - f0 + 1 = 1111 - 1100 + 1 = 0100.Ainsi, au bout d'une seconde après l'apparition de ce nombre dans le compteur 2, f impulsions o auront été appliquées sur l'entrée H de la bascule 201 et le contenu du compteur aura donc progressé du nombre fO. En d'autres termes, le cornu du compteur reviendra à la valeur O O 0 O au bout d'une seconde Afin d'exploiter cette disposition le circuit 30 est agencé de telle manière qu'il fournisse sur sa sortie une impulsion représentant un "1", lorsque le signal apparaissant sur son entrée passe de "1" à "O".A cet effet ce circuit de déclenchement 30 peut être réalisé, par exemple, sous la forme d'une bascule monostable (non représentée) qui délivre une impulsion pendant un temps bref déterminé lorsque le front de descente d'une impulsion est appliqué sur son entrée. Dans l'exemple la sortie Q de la dernière bascule 20n du compteur 2 est reliée à l'entrée 32 du circuit 30. En effet, le signal de sortie de cette bascule passe de "1" à "O" quand le contenu du compteur passe de la valeur 1 1 i 1 à la valeur O O O 0. La sortie du générateur représenté sur la figure 2 peut être constituée par la sortie du compteur 2, ctest-à-dire la sortie Q de la dernière bascule 20 . Dans ce cas, il faudra alors utiliser le front de descente, c'est-à-dire la transition pour déclencher un monostable (non représenté) distinct-de celui du circuit de déclenchement 30, afin de produire une impulsion toutes les secondes. On peut également utiliser, en tant que sortie du générateur, la sortie du circuit 30. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée à l'exemple donné ci-dessus à titre d'-illustration. il faut d'ailleurs noter que l'oscillateur 1 ne délivre pas, en général, un signal de fréquence 12 Hertz mais, au contraire, de l'ordre du MHz. Le nombre de bascules de la mémoire et du compteur est donc, en général, sensiblement plus grand que quatre. Parmi les variantes du dispositif représenté sur la figure 2 il convient de remarquer que les portes NON-ET peuvent être remplacées par des portes ET. Dans une réalisation particulière, on utilise, des bascules du type à NOS complem'entair dont la consommaiion en énergie électrique est relativement faible. Parmi les avantages du générateur conforme à l'invention il faut noter plus particulièrement sa simplicité et le nombre réduit de ses composants Le générateur que l'on vient de décrire, en relation avec les figures 1 et 2, peut être utilisé à chaque fois que l'on désire produire un signal périodique de fréquence déterminée (en général basse, de 0,5 Hertz à 360 Hertz) à partir d'un signal pé- riodique de fréquence sensiblement plus élevée que cette fréquence déterminée. Comme déjà indiqué, ci-dessus, l'application préférée de l'invention concerne le domaine de lthorlogerie, et plus particulièrement des montres bracelets. Parmi les avantages du dispositif conforme à l'invention il est important de noter que la quantité f0 T peut être supérieure à la capacité A du compteur. Dans une réalisation cette quantité est comprise entre 2n et 2 n+l. Comme il va de soi, et comme il résulte d'ailleurs déjà de ce qui précède, l'invention ne se limite nullement à ceux de ses modes d'application et de réalisation qui ont été plus spécialement envisagés ; elle'en embrasse, au contraire, toutes les variantes. REVENDICATIONS 1. Dispositif générateur d'un signal périodique de fréquence F = 1/T bien détermine ce dispositif comprenant des moyens compteurs d'impulsions dont l'entrée de comptage est propre à recevoir un signal périodique de fréquence f supérieure à ladite fréquence o F et des moyens à mémoire propres à contenir une information qui est fonction de la quantité f T, caractérisé, enoequeisdits moyens compteurs ont une capacité limitée à un nombre donné A et sont tels que si cette capacité est atteinte et si une impulsion supplementaire est délivrée sur entrée de comptage, le contenu desdits moyens compteurs revient à zéro, lesdits moyens compteurs comprenant une entrée de forçage, et en ce qu'il comporte des moyens à porte pour introduire dans les dits moyens compteurs un nombre C déterminé, avec C t A-- (foT - 1), o ces moyens à porte ayant une entrée reliée à la sortie des moyens à mémoire et la sortie desdits moyens à porte étant connectée à l'entrée de forçage des moyens compteurs, ces moyens à porte comportant, en outre, une entrée de commande propre à recevoir un signal de commande d'introduction dudit nombre C dans les moyens compteurs lorsque le contenu de ces derniers moyens passe de la capacité limite A à zéro. 2. Dispositif générateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que les-moyens compteurs comprennent un nombre déterminé n de bascules bistables montées en série, ces bascules- comportant chacune au moins une des entrées de forçage. 3. Dispositif générateur selon la revendication 2, caractérisé par le fait qu'il comprend une bascule monostable dont l'entrée est reliée à la sortie de la dernière bascule bistable des moyens compteurs et dont la sortie est connectée à I'entrée de commande des moyens à porte. 4. Dispositif générateur selon l'une quelconque des revendications 2 et 3, caractérisé par le fait que les moyens à mémoire comportent le même nombre n de bascules bistables que les moyens compteurs 5. Dispositif générateur selon la revendication 4, caractérisé par le fait que les moyens à porte comprennent une première et une seconde portes du type ET ou NON-ET pour chaque couple, de même rang, de bascules bistables des moyens compteurs et des moyens à mémoire, chacune de ces portes comportant au moins deux entrées, la première entrée de chacune de ces portes étant connectée à ladite entrée de commande, la seconde entrée de la première de ces portes étant reliée à une sortie de la bascule bis table correspondante des moyens à mémoire et la seconde entrée de la seconde porte étant connectée à la sortie complémentaire de la même bascule bistable correspondante des moyens à mémoire et la sortie de chacune de ces portes étant reliée à une entrée de forçage de la bascule correspondante des moyens compteurs. 6. Procédé de mise en oeuvre du dispositif générateur selon la revendicati-on 5, caractérisé par le fait que le nombre introduit dans les moyens à mémoire bistables est égal à f0 T - 1. 7. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que le nombre fO T - 1 est introduit à l'aide d'un générateur étalon, propre à fournir un signal de durée T, et d'une porte ET à deux entrées dont la première est reliée à la sortie dudit générateur étalon et dont la seconde est propre à recevoir le signal de fréquence fO, la sortie de cette porte ET étant reliée à l'entrée d'horloge de la première bascule desdits moyens à mémoire, les entrées de positionnement R et S des bascules des moyens à mémoire recevant, avant la mise en oeuvre du générateur étalon, des signauX tels que les sorties Q de ces bascules présentent toutes des signaux représentatifs du chiffre 1 binaire.