Brevet FR2255751A1 — publié le 19750718

L'invention concerne un dispositif de mise en forme d'une pluralité de signaux analogiques délivrés sous forme parallèle et permettant d'obtenir des signaux logiques sous forme série. De nombreux systèmes électroniques comportent un dispositif délivrant simultanément sur plusieurs sorties des signaux analogiques représentant, suivant que leur valeur est supérieure ou inférieure à un seuil fixé par l'utilisateur, l'une ou l'autre de deux situations possibles. Un tel dispositif peut être une batterie de sélecteurs en distance utilisée dans un système radar et délivrant en parallèle des signaux analogiques dont on suppose qu'ils représentent soit l'écho d'une cible, soit le bruit radio-électrique du récepteur, suivant que leur valeur est supérieure ou inférieure à un seuil déterminé. Un autre exemple d'un tel dispositif est un codeur de position permettant de déterminer, sous la forme d'une pluralité de signaux électriques, la position d'un organe mobile pouvant se déplacer par translation ou tourner sur lui-meme, auquel cas on utilisera le terme de codeur angulaire. Ce codeur est constitué par un ensemble de pistes de codage dont l'état représente, sous forme binaire, la position de l'organe mobile.A chaque piste est associé un détecteur qui fournit un signal électrique représentant l'état de la piste, à savoir état transparent ou état opaque dans le cas de pistes optiques, état conducteur ou état isolant dans le cas de pistes électriques, etc.. Si le codeur de position était parfait, il délivrerait sur ses sorties un signal ne pouvant avoir que deux niveaux possibles, un niveau bas identique sur toutes ses sorties et un niveau haut également identique sur toutes ses sorties Dans la réalité, la valeur du niveau bas sur une sortie, ainsi que la valeur du niveau haut, dépendent des caractéristiques propres du détecteur correspondant. De plus, bien souvent les détecteurs utilités ne permettent pas d'obtenir des transitions brusques d'un niveau à l'autre. I1 est connu dans l'art antérieur de relier chaque sortie du dispositif délivrant des signaux analogiques à l'entrée d'un amplificateur à seuil réglable, de maniere à obtenir sur les sorties de ces amplificateurs des signaux logiques ayant rigoureusement le même niveau bas et le même niveau haut et dont la transition d'un niveau à l'autre est brusque. Dans exemple d'une batterie de sélecteurs en distance > ces signaux logiques représentent, suivant leur niveau, haut ou bas, la présence ou l'absence d'une cible à une distance déterminée. Dans l'exemple d'un codeur de position, ils représentent la position instantanée d'un organe mobile. Une telle solution présente l'inconvénient de nécessiter autant de conducteurs qu il y a de sorties sur le dispositif délivrant les signaux analogiques, ce fiiEpositif pouvant etre relié à une unité de traitement éloi guée, cas rencontre notamment pour les radars dans lesquels l'antenne tournante, et par conséquent le codeur angulaire qui lui est associé, peuvent être séparés par exemple d'une cinquantaine de mètres de l'unité de traitement. De plus, l'utilisation d'un grand nombre dhamplificateurs à seuil conduit à un enco-.brement important et demande un courant d'alimentation relativement élevé. D'autre part, chaque amplificateur à seuil présentant des dérives agissant sur le niveau de seuil, l'effet de ces dérives peut être différent d'un amplificateur à l'autre. Un objet de la présente invention est un dispositif de mise en forme logique d'une pluralité de signaux analogiques délivrés sous forme parallèle, permettant la transmission de ces signaux vers l'unité de traitement sur un conducteur unique. Unautre objet de l'invention est un dispositif de mise en forme logique sous forme série d'une pluralité de signaux analogiques délivrés sous forme parallèle, dont l'ensemble des circuits utilisés consomme peu de courant. Selon une caractéristique de l'invention, on a prévu des moyens pour régler le niveau des différents signaux analogiques présents et des moyens pour multiplexer ces différents signaux réglés, les signaux multiplexés étant alors appliqués à l'entrée d'un circuit amplificateur à seuil réglable. D'autres objets, caractéristiques et avantages de la présente invention apparaitront à la lecture de la description suivante d'un exemple de réalisation, ladite description étant faite en relation avec les dessins joints dans lesquels - La figure 1 représente une combinaison connue des pistes de codage d'un codeur angulaire associé, à titre d'exemple, à l'antenne tournante d'un radar - La figure 2 représente, à titre d'exemple, les courants délivrés par des détecteurs opto-électroniques associés aux différentes pistes d'un codeur optique en fonction de l'état, opaque ou transparent, de la zone explorée - La figure 3 représente le schéma selon l'invention du dispositif de mise en forme logique sous forme série d'informations issues d'un codeur de position sous forme parallèle. La figure 1 représente une combinaison connue des pistes de codage d'un codeur angulaire associé, à titre d'exemple, à l'antenne tournante d'un radar. On distingue plusieurs pistes circulaires et concentri ues, numérotées 1, 2, 3, 4, ce nombre n'étant pas limitatif. La surface formée par ltense ble des quatre pistes est divisée en 24 = 16 secteurs égaux A, R, C, D etc... Le nombre de moments du de obtenu est égal au nombre de pistes, le moment de poids le plus élevé correspondant à la piste 1, et le moment de poids le moins élevé à la piste 4.A chaque secteur correspond un code propre, ainsi : - au secteur A correspond le code 0000 - au secteur B correspond le code 0001 - au secteur C correspond le code 0011 Si le codage est réalisé par un procédé optique, chaque piste sera constituée par des zones alternativement opaques et transparentes, les zones opaques étant représentées par des parties hachurées sur la figure et les zones transparentes par des parties non hachurées. Les détecteurs employés pourront être des couples opto-électroniques à phototransistors. La figure 2 représente, à titre d'exemple, les courants délivrés par des détecteurs opto-électroniques associés aux différentes pistes d'un codeur optique en fonction de état, opaque ou transparents de la zone explorée. Chaque détecteur opto-électronique fournit un courant de niveau bas lorsqu'il explore une zone opaque, et un courant de niveau haut lorsqutil explore une zone transparente. Mais les courants obtenus pour le niveau-bas, aussi bien que pour le niveau hautg varient d'un détecteur à l'autre, du fait de la dispersion de leurs caractéristiques. Ainsi, la figure 2 montre un exemple de courbes représentant le courant délivré par chaque détecteur en fonction de l'état, opaque ou transparent, de la zone explorée. On observe que les niveaux bas ainsi que les niveaux hauts sont différents d'un détecteur à l'autre. On remarque également que la transition -d'un niveau bas à un niveau haut, ou inversement, n'est pas brusque mais lente. Cette transition lente se rencontre au moment où le détecteur explore l'intersection d'une zone transparente avec une zone opaque, ou une partie de piste proche diune telle intersection.La forme de ces courbes conduit à dire que le codeur angulaire délivre des-signafx analogiques, par opposition aux signaux logiques ne pouvant avoir que deux seuls niveaux et dont la transition d'un niveau à l'autre est brusque. On à représenté en figure 2, à titre d'exemple, les courbes des courants délivrés par différents détecteurs opto-électroniques. Une dispersion entre ces courbes serait également constatée avec d'autres types de détecteurs. La figure 3 représente le schéma selon l'invention du dispositif de mise en forme logique sous forme série dtinformations issues d'un codeur de position sous forme parallèle. Elle représente un codeur de position 5 présentant n sorties al, a2,;... an qui délivrent en parallèle n signaux analogiques, chaque sortie correspondant à une piste de codage, et chaque piste correspondant à un moment de poids différent. Les sorties al, a2,.... an du codeur de position 5 sont reliée à une batterie de potentiomtres P1, P2,.... Pn, chacune d'entre eiles étant respectivement connectée à une extrémité d'un potentiomètre alors que l'autre extrémité est reliée à la masse.Les potentiomètres Pl, P2,.... Pn sont réglés séparément en fonction de la valeur des niveaux analogiques obtenus sur chaque sortie al, a2 an du codeur de position 5, de manière à obtenir des niveaux hauts sensiblement identiques sur toutes les sorties de ces potentiomètres. Chaque sortie des potentiomètres P1, P2,.... Pn est reliée à une entrée d'un circuit de multiplexage analogique. 6 possédant n entrées bl, b2,.... bn , ce circuit de multiplexage analogique étant commandé par un compteur binaire 7 recevant des impulsions de temps issues d'un circuit d'horloge 8. La sortie unique S du circuit de multiplexage analogique 6 est reliée à t'entrée E d'un dispositif amplificateur à seuil réglable 9 possédant une grande impédance d'entrée et délivrant sur sa sortie des signaux ne pouvant prendre que deux valeurs.On obtient en sortie de ce dispositif amplificateur à seuil 9 le codage binaire sous forme série des signaux analogiques présents sous forme parallèle sur les sorties al, a2,.... an du codeur de position 5. Des condensateurs C1, C2,.... Cn dont on précisera le rôle ultérieurement, sont connectés entre chaque sortie des potentiomètres P1, P2,.... Pn et la masse. Le fonctionnement du dispositif décrit ci-dessus est le suivant : Le codeur de position 5 délivre en permanence un signal analogique sur chacune de ses sorties al, a2,.... an. On retrouve en permanence chacun de ces signaux analogiques sur les entrées bl, b2,.... bn du circuit de multiplexage analogique 6, les niveaux hauts de ces différents signaux ayant été sensiblement égalisés en réglant individuellement chaque potentiomètre.Le circuit de multiplexage analogique 6 relie successivement. dans le temps chacune de ses entrées bl, b2,.... bn à sa sortie unique S, pendant que les autres entrées sont isolées de la sortie, l'impédance présentée alors entre une telle entrée isolée et la sortie S pouvant être de l'ordre de 10 C si l'on utilise des transistors à effet de champ du type KDS. La sélection de ltune des entrées devant être reliée à la sortie S est déterminée par la valeur du code binaire présent sur les sorties du compteur binaire 7. La valeur de ce code binaire est incrémentée d'une unité chaque fois qu'une impulsion de temps, délivrée à intervalles de temps réguliers T par le circuit d'horloge 8, apparaît sur l'entrée du compteur binaire 7.On retrouve donc sur la sortie S du circuit de multiplexage analogique 6 sensiblement le même signal analogique que celui présent sur l'entre sélectionnée par le compteur binaire 7. Au bout d'un temps nT, tous les signaux analogiques présents sur les entrées bl, b2,.... bn auront été successivement présents sur la sortie S u circuit dc multiplexage analogique 6, chacun d'eux pendant un tenps T. Lc dispositif 2mplificateur à seuil réglable 9 reçoit sur son entrée E les signaux analogiques issus de S sous forme série.Il transforme ces signaux analogiques en signaux logiques en ne délivrant sur sa sortie que deux valeurs de tension, une valeur correspondant au niveau logique 1 et autre valeur au niveau logique o, la valeur correspondant au niveau logique 1 étant délivrée lorsque la tension sur l'entrée E est supérieure à la tension de seuil et.la valeur correspondant au niveau logique O étant délivrée lorsque la tension sur entrée E est inférieure à cette tension de seuil. La tension de seuil doit être réglée de façon à se situer entre le niveau bas et le niveau haut du signal analogique présent sur l'entrée E.L'impédance d'entrée du dispositif amplificateur à seuil réglable 9 doit etre grande par rapport à la valeur de l'impédance despotentiomètres P1, P2,.... Pn de façon à ne pas trop affaiblir les signaux sur son entrée E. On pourra utiliser comme dispos il tif amplificateur à seuil un amplificateur opérationnel connecté en trigger de Schmitt. Le rôle des condensateurs C1, C2,.... Cn est d'annuler l'effet de la constante de temps créée par la résistance des potentiomètres et la capacité parasite présente à l'entrée E du dispositif amplificateur à seuil réglable 9. Ces condensateurs C1, C2,.... Cn jouent le role de réservoir et suppriment l'influence la'résistance des potentiomètres sur le temps de charge de la capacité parasite. Celle-ci se charge ainsi instantanément. Le dispositif selon l'invention a été décrit, à titre d'exemple, en liaison avec un codeur de position. I1 s'applique tout aussi bien à une batterie de sélecteurs en distance utilisée dans un radar, ou à tout autre dispositif délivrant simultanément sur plusieurs sorties des signaux analogiques. I1 présente l'avantagede transmettre les signaux logiques vers une unité de traitement sur un conducteur unique. L'utilisation d'un seul circuit amplificateur à seuil réglable permet une économie de prix et conduit à un encombrement réduit et à une faible consommation de courant. L'amplificateur à seuil réglable étant unique, on peut le réaliser de manière à ce qu'il soit très performant et réduire ainsi l'effet des dérives sur le niveau de seuil. Bien que la présente invention ait été décrite en relation avec un exemple particulier de réalisation, il est clair qu'elle n'est pas limitée audit exemple et qu'elle est susceptible d'autres variantes ou modifications sans sortir de son domaine. REVENDICATIONS 1 - Dispositif de mise en forme logique d'une pluralité de signaux analogiques délivrés sous formelparallèle, permettant d'obtenir des signaux logiques sous forme série, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de réglage pour chacun desdits signaux analogiques, chaque signal analogique réglé étant appliqué à une entrée différente d'un circuit de multiplexage analo gique dont la sortie unique est reliée à un dispositif amplificateur à seuil réglable délivrant des signaux ne pouvant prendre que deux niveaux possibles dont la transition de l'un à l'autre est brusque. 2 - Dispositif de mise en forme logique selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte autant de condensateurs identiques qu'il y a d'entrées sur ledit circuit de multiplexage analogiquç, chacun des condensateurs étant connecté par une borne à une entrée distincte dudit circuit de nul tiplexage analogique et par son autre borne à la masse.