Brevet FR2268393A1 — publié le 19751114

ta présente invention concerne un dispositif de couplage pour la formation d'une valeur à l'aide duquel, à partir de signaux d'entrée bipolaires, sont formés des signaux unipolaires de valeur égale, en même tant qu'est fournie une information de polarité, La vitesse de travail élevée et le comportement de transmis sion linéaire à l'intérieur de la zone de réglage permettent d'utiliser ce dispositif de couplage pour la formation de valeur lors de l'enregistrement d'opératlons à déroulement rapide périodiques, non périodiques, statistiques ou uniques, par exemple, à l'aide de convertisseurs anologiques-digitaux rapides en liaison avec des calculatrices opérationnelles, Dans un dispositif de couplage connu pour la formation de valeurs on utilise deux amplificateurs opérationnels invertissants. te premier amplificateur opérationnel est monté avec deux réseaux de contre-réaction entre sa sortie et son entrée (point total), Les réseaux de contre-réaction se composent chacun d'un couplage en série d'une résistance avec une diode, les diodes étant polarisées en sens inverse en ce qui concerne leur sens de conduction et étant placées à la sortie de l'amplificateur opérationnel, te signal d'entrée est appliqué à l'entrée (point total) du premier amplificateur opérationnel par l'intermédiaire d'une résistance sommatrice dont la valeur ohimique est égale à celle des résistances prévues dans les réseaux de contre-réaction, Le signal de sortie est prélevé sur l'un des deux réseaux de contre-réaction entre la diode et la résistance et il subit-pour l'une des polarités du signal d'entrée une amplification de tension V = -1, tandis que l'autre polarité du signal d'entrée n'apparat pas dans le signal de sortie. Le signal de sortie du premier amplificateur opérationnel est appliqué par l'intermédiaire d'une résistance sommatrice à l'entrée du deuxième amplificateur opérationnel qui est couplé en réaction au moyen d'une résistance de telle sorte qu'il amplifie deux fois ce signal.En outre, le deuxième amplificateur opérationnel reçoit par l'intermédiaire d'une autre résistance sommatrice le meme signal d'entrée que le premier amplificateur opérationnel, mais ce signal n'est amplifié qu'une fois, La superposition de ces deux signaux donne alors naissance à la sortie du deuxieme amplificateur opérationnel à un signal de sortie unipolaire ayant la même valeur que le signal d'entrée. Le domaine d'utilisation de ce dispositif de couplage est limité aux allures de courbe de tension à faible vitesse de variation de tension. Ceci est dû au comprtement non satisfaisant des amplificateurs opérationnels connus en cas de phénomènes transitoires. Par exemple, le dispositif en question est totalement défaillant lorsqutil s'agit de former des impulsions unipolaires de valeur identique à partir d'un train d'impulsions bipolaires et modulées en amplitude. De plus, le dispositif en question ne donne aucune information sur la polarité initiale du signal d'entrée. L'invention a pour objet de former une valeur en partant de n importe quels signaux d'entrée bipolaires, tout en préparant une information de polarité qui est fournie en même temps qu'est émis le signal de sortie unipolaire. Il s'agit donc pour l'invention de réaliser un dispositif de couplage qui forme la valeur à partir de n'importe quels signaux d'entrée bipolaires. Il ne faut pas que la forme des signaux d'entrée, notamment la pente du flanc des impulsions étroites à modulation d'amplitude soit modifiée. La caractéristique de transmission doit être linéaire dans un intervalle d'amplitude pré-donné. En outre, le dispositif doit pouvoir fournir en même temps que le signal de sortie une information de polarité caractérisant la polarité originelle du signal d'entrée. Ce résultat est obtenu par l'invention à l'aide d'un dispositif de couplage qui se compose de deux circuits portes linéaires, d'une commande porte, d'un systeme déclencheur, d'un inverseur de polarité, d'un convertisseur d'impédance et d'un réseau de retard. Chaque signal d'entrée passe d'abord dans le réseau de retard et apparaît à la sortie de ce réseau avec un retard fixe. De là, le signal parvient en même temps à un convertisseur d'impédance et à un inverseur de polarité qui est dimensionné de telle façon qu'à chaque signal d'entrée correspondà un signal de sortie de même grandeur et de polarité opposée, ce qui revient à dire qutil y a inversion sur l'axe des abscisses.Les signaux de sortie du convertisseur d'impédance et de l'étage inverseur de polarité sont transmis chacun à l'un des circuits portes linéaires. L'ouverture et la fermeture des circuits portes s'effectuent sous l'action de la commande de porte qui est elle même commandée par le dispositif déclencheur. Le dispositif déclencheur détermine la polarité du signal d'entrée bipolaire avant qu'il n'aIt franchi le réseau de retard. En fonction de la polarité du signal d'entrée il décide donc quel est celui des circuits portes qui doit être ouvert ou fermé par la commande de porte. La détermination de la polarité du signal d'entrée avant son passage dans le réseau de retard est essentielle car la constatation de cette polarité et la commande des circuits portes demandent un temps de latence qui, s'il est très réduit, n'est pas négligeable. C'est pourquoi le temps de retard du réseau de retard doit etre aussi grand que le temps du réseau de retard doit être aussi grand que le temps de latence. te dispositif fonctionne de la façon suivante. Un signal d'entrée qui a par exemple été reconnu comme positif par le déclencheur passe par le réseau de retard et le convertisseur d'impédance et parvient à la sortie avec sa polarité initiale par l'intermédiaire du circuit porte sty raccordant, qui dans ce cas, est ouvert. Mais si par exemple le signal d'entrée est négatif, le dispositif déclencheur commande la commande de porte de telle façon que le circuit porte qui est ouvert, est celui qui est relié à l'étage inverseur de polarité De cette façon, apparaît également à la sortie un signal positif de meme valeur et de même forme de courbe que le signal d'entrée négatif. Selon un développement avantageux de l'invention, on utilise pour les circuits portes linéaires des dispositifs de couplage à diodes qui, dans deux branches parallèles, possèdent deux diodes montées en série et qui, en ce qui concerne leur sens de conduction, sont polarisées dans le meme sens à l'intérieur d'un circuit porte linéaire. Par contre, les diodes du deuxième circuit porte linéaire sont polarisées en sens contraire de celles du premier circuit porte linéaire. tes points terminaux des branches comportant les diodes sont reliés séparément pour chacun des deux circuits porte linéaires aux collecteurs de deux transistors fonctionnant comme commutateurs de courant par l'intermédiaire d'une résistance de découplage. Les collecteurs de ces transistors sont également reliés chacun par l'intermédiaire d'unerésis- tance de charge avec un raccordement pour une tension de service par exemple positive, tandis que les émetteurs de ces memes transistors reçoivent une tension de service, pàr exemple, négative, par l'intermédiaire d'une source de courant constant commune La commande des transistors ayant un rôle de commutateurs, s'effectue par l'intermédiaire d'un émetteur cathodyne à l'aide du dispositif déclencheur de sorte que, suivant la position dudit déclencheur, l'un des transistors agissant comme commutateurs est conducteur et que, par conséquent, alternativement l'un des circuits portes linéaires est ouvert et l'autre fermé.Les signaux d'entrée sont appliqués aux circuits portes dans une branche entre les deux diodes tandis que les signaux de sortie sont pré le vs de l'autre branche entre les deux diodes L'avantage offert par le dispositif de couplage selon l'invention pour la formation-d'une valeur, réside dans sa faculté de transforaer des signaux d'entrée bipolaires en signaux de sortie unipolaires, la forme des signaux restant inchangée. De cette façon, il est possible de traiter même des impulsions très courtes comme par exemple des signaux d'essai se présentant à la sortie d'un circuit impulsionnel.Ce dispositif de couplage permet, par exemple, tout en conservant une précision identique, de diminuer de 509/c la dépense pour les convertisseurs analogiques-digitaux rapides qui fonctionnent suivant le procédé de conversion parallèle ou bien avec une dépense identique, de réduire de moitié l'erreur de mesure. Un autre avantage du dispositif selon l'invention pour la formation-d'une valeur est celui qu'offre l'information de polarité associée à chaque signal de sortie qui permet désormais une exploitation ou un traitement quantitatifs du signal. Les caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront d'ailleurs de la description qui va suivre, à titre d'exemple, en référence aux dessins annexés. ta fig. 1 représente un dispositif de couplage pour la formation d'une valeur. La fig. 2 représente un circuit porte et un circuit de commande. La fig. 3 représente le diagramme du comportement de transmission du dispositif selon l'invention pour la formation d'une valeur. Selon la fig. 1, le dispositif de couplage pour la formation d'une valeur se compose des unités fonctionnelles suivantes : un convertisseur d'impédance 2, un réseau de retard 3, un étage d'inversion de polarité 4, un dispositif déclencheur 5 un premier circuit porte linéaire 6, une commande de porte 7 et un deuxième circuit porte linéaire 8. Le signal d'entrée bipolaire arrive par une entrée 1 au réseau de retard 3 et en même temps au dispositif déclencheur 5. A la sortie du réseau de retard 3 est raccordé le convertIsseur d'impédance 2 dont le signal de sortie parvient par une entrée Il au premier circuit porte 6. h une prise 4 du réseau de retard 3 est raccordé l'étage inverseur de polarité 4. Son signal de sortie arrive par une entrée 12 à 11 entrée du deuxième circuit porte 8.Les circuits portes 6 et 8 sont ouverts et fermés alternativement par la commande de porte 7, c'est-à-dire que, lorsque le premier circuit porte 6 est ouvert, le deuxième circuit porte 8 est fermé et inversement. De son côté, la commande de porte s est commandée en push-push par le déclencheur 5 par l'intermédiaire de câbles de commande 13 et 14. Le déclencheur trigger 5 est un déclencheur à très grande sensibilité et fonctionnement instantané, dont la valeur de seuil -est d'environ 0 Volt, ce qui revient à dire que le déclencheur 5 fonctionne à chaque changement de polarité du signal d'entrée. La position de commutation du déclencheur 5 apparaît à la sortie 10 sous forme d'information de polarité. Si par exemple le déclencheur 5 est réglé de telle sorte qu'il répond à chaque signal d'entrée U0 > O Volt de telle façon que, dans cette position de commutation, la commande de porte 7 ouvre le circuit porte 6, le signal d'entrée positif arrive par l'entrée 1 au réseau de retard 3 et, de la sortie de celui-cis en passant par le convertisseur d'impédance 2 et par l'entrée 11, parvient par le premier circuit porte ouvert 6 & une sortie 9. Si le signal d'entrée change de polarité, le déclencheur 5 décroche, la commande de porte 7 ferme le premier circuit porte 6 et ouvre le deuxième circuit porte 8.Ire signal d'entrée négatif arrive alors de l'entrée 1 au réseau de retard 3 et, depuis la prise 41 de ce dernier, à l'étage inverseur de polarité 4. Le signal dont la polarité est inversée et qui est maintenant positif, parvient par le deuxième circuit porte 8 désormais ouvert à la sortie 9. Dans cette version, le signal de sortie du dispositif de couplage est toujours positif. intervertissant les câbles de commande 13 et 14, il est facile d'obtenir que le signal de sortie soit toujours négatif Le réseau de retard 3 a pour rôle de retarder le signal d'entrée jusqu'aux circuits portes 6 et 8 afin de compenser les temps de latence finaux du déclencheur 5, de la commande de porte 7 et des circuits portes 6 et 8. La prise 41 sur lue réseau de retard 3, à laquelle est raccordée l'étage inverseur de polarité 4, est calculée de telle sorte que la durée du trajet du signal de l'étage inverseur de polarité 4 est compensée par rapport au convertisseur d'impédance 2. La fig. 2 montre un mode de réalisation possible de la commande de porte 7 en liaison avec les circuits portes 6 et 8. La commande de porte 7se compose de deux émetteurs cathodiques 19 et 20 qui commandent deux transistors 21 et 22 agissant comme commutateurs de courant, dont les émetteurs sont reliés tous deux au collecteur d'une source de courant constant 23. Les collecteurs des émetteurs cathodynes 19 et 20 reçoivent par I'intermdiaire d'un raccordement 17 une tension auxiliaire positive. Entre les collecteurs des interrupteurs 21 et 22, qui sont raccordés par l'intermédiaire de résistances de charge 24 et 25 à une tension de service positive 15, les circuits portes 6 et 8 sont raccordés par l'intermédiaire de résistances de découplage 26, 27, 32 et 33. Le premier circuit porte 6 se compose des diodes 28, 29, 30 et 31,, et le deuxième circuit porte 8 des diodes 34, 35, 36 et 37. Les sorties des deux circuits portes 6 et 8 sont reliés et aboutissent à la sortie 9 qui est reliée par une résistance de fuite 38 au potentiel de référence par l'intermédiaire d'un raccordement 16. Une entrée Il conduit à l'entrée du premier circuit porte 6 et une entrée 12 à l'entrée du deuxième circuit porte t. A l'aide de diodes Zéner 39 et 40 s'effectue une adaptation de niveau de la commande de porte 7 à la sortie push-pull du déclencheur trigger 5. Si par exemple l'interrupteur de courant 21 est enclenché et que par conséquent l'interrupteur de courant 22 est à l'arrêt, le deuxième circuit porte 8 est ouvert et un signal appliqué à l'entrée 12 est transmis à la sortie 9, tandis qu'un signal appliqué à l'entrée 11 ne peut passer par le premier circuit porte 6. Dans l'état de commutation opposé des interrupteurs 21 et 22, le premier circuit porte 6 est ouvert et le deuxième circuit porte 8 est fermé. La caractéristique de transmission des circuits portes ouverts 6 et 8 est linéaire pour un intervalle d'amplitude fini de sorte que l'on obtient une représentation unipolaire et proportionnelle à la valeur des signaux d'entrée bipolaires. te comportement de transmission du dispositif de couplage selon la fig. 1 est représenté à la fig. 3. On voit par ce diagram me que, pour un signal d'entrée U positif et négatif, le signal e de sortie Ua ne possède qu'une seule polarité, par exemple, dans le cas présent la polarité positive, et nue le signal de sortie U a est proportionnel à la valeur du signal d'entrée Ue En même temps est émise à 1 sortie 10 de la fig. 1 une information de polarité Up qui est également représentée à la fig. 3. R E Y E N D I C I O N S 1 - Dispositif de couplage pour la formation d'une valeur, constitué d'un convertisseur d'impédance, d'un réseau de retard, d'un étage inverseur de polarité, d'un dispositif déclencheur trigger, d'une commande de porte et de deux circuits linéaires, caractérisé en ce que le réseau de retord 3 et le déclencheur 5 sont raccordés à une entrée 1 du dispositif de couplage, en ce que la sortie du réseau de retard 3 est reliée par l'intermédiaire du convertisseur d'impédance 2 avec le premier circuit porte linéaire 6, en ce qu'une prise 41 du réseau de retard 3 est reliée par l'intermédiaire de l'étage inverseur de polarité 4 avec le deuxième circuit porte linéaire 8, en ce que les sorties des deux circuits portes linéaires 6, 8 sont raccordées à une sortie 9 du dispositif de couplage, en ce que le déclencheur 5 est relié par I'interr.diaire de deux câbles de commande 13, 14 et de la commande de porte 7 avec les deux circuits portes linéaires 6, 8 et en ce qu'une sortie pour information de polarité 10 est connectée au déclencheur 5. 2 - Dispositif de couplage pour la formation d'une valeur selon la revendication 1, caractérisé en ce que les temps de latence du réseau de retard 3 sont égaux à la somme des temps de latence du déclencheur 5, de la commande de porte 7 et de l'un des circuits portes linéaires 6, 8 diminuée des temps de latence du convertisseur d'impédance 2 ou de l'étage inverseur de polarité 4. 3 - Dispositif de couplage pour la formation d'une valeur selon la revendication 1, caractérisé en ce que les deux circuits portes linéaires 6, 8 sont des dispositifs de couplage à diodes 28, 29, 30, 31 et 34, 35, 36, 37 qui possèdent chacun dans deux branches parallèles a' deux diodes 28, 29 ; 30, 31 ; 34, 35 ; 36, 37 lesquelles sont polarisées dans le même sens à l'intérieur d'un circuit porte linéaire 6 ou 8 en ce qui concerne leur direction de conduction, mais les diodes du premier circuit porte linéaire 6 étant polarisées en sens contraire à celles du deuxième circuit porte linéaire 8 ; en ce que les points terminaux des branches comportant les diodes 8, 29 ; 30, 31 ; 34, 35 36, 37 pour chacun des deux circuits portes linéaires 6, 8 sont reliés séparément chacun par l'intermédiaire d'une résistance de découplage 26, 27 ; 32, 33, avec les collecteurs de deux transistors 21, 22 agissant comme interrupteurs de courant en ce que les collecteurs de ces transistors 21, 22 sont de plus reliés chacun par l'intermédiaire d'une résistance de charge 24, 25 avec un raccordement 15 pour une tension de service, par exemple positive, tandis que les émetteurs sont reliés par l'intermédiaire d'un transistor 23 commun, jouant le rôle de source de courant constant, avec un raccordement pour une tension de service, par exemple négative ; en ce que, pour la manoeuvre de ces transistors 21, 22 il est prevu en amont des émetteurs cathodyne 19, 20 et en ce que les entrées 11, 12 sont raccordées à une branche des deux circuits portes linéaires 6, 8 entre les deux diodes 28, 29 et 36, 37, la sortie 9 commune étant raccordée à l'autre branche entre les deux diodes 30, 31 ; 34, 35.