Brevet FR2354661A1 — publié le 19780106

L'invention concerne un dispositif generateur d'impulsions ou de trains d'impulsions calibrées. Elle est utilisable dans les industries électroniques et les télecommunications, en particulier dans les appareillages d'essais et de mesures. De tels appareillages doivent permettre dlenvoyer des impulsions ou des trains d'impulsions de calibres très divers Dans les centraux télephoniques et télégrapbiques par exemple, il est bien connu d'utiliser des cames nombreuses délivrées mécaniquement par une machine d'appel. Pour obtenir des impulsions calibrées-on utilise en général des dispositifs monostables. I1 est également nécessaire de disposer de dispositifs de temporisation qui sont en général des circuits capacitifs. Les circuits utilisant de fortes capacités ont l'inconvénient d'être peu précis, variables dans le temps et encombrants. Pour cette raison on utilise maintenant également des générateurs de type numérique comportant une base de temps associée à des compteurs diviseurs de fréquence. Le but de l'invention est de réaliser un dispositif générateur de type numérique, capable de délivrer aussi bien des impulsions et des cames que des temporisations de valeurs calibrées et variées que l'utilisateur puisse choisir dans une gamme très large, allant par exemple de 0,l ms à IOs ou plus, sans modification de câblage et par commande à distance. Le dispositif doit être d'encombrement réduit pour être intégré facilement à un appareillage d'essai. Il doit également être protégé contre les parasites pour pouvoir fonctionner correctement en milieu très perturbé. L'invention a pour objet un dispositif générateur d'impulsions comportant un ensemble d'entrées de commande et au moins une sortie delivrant des signaux calibrés en fonction des valeurs desdites commandes, et comportant une base de temps associée à des compteurs diviseurs de fréquence, comportant d'une part des moyens pour déterminer la nature des signaux emis en sortie, qui peuvent etre des impulsions calibrées ou des signaux de commande temporisée, et d'autre part des moyens de contrôle du calibre desdits signaux de sortie, l'ensemble de ces moyens pouvant être commandé à distance Selon une autre caractéristique de l'invention, le choix du mode de fonctionnement est réalisé par deux circuits à porte contrôlant les entrées d'un basculeur de commande de la sortie. D'autres caractéristiques de l'invention, apparattront au cours de la description d'un mode de réalisation de l'invention indiqué à titre d'exemple. Le mode de réalisation décrit est illustré par les figures annexées qui représentent - figure I : le schéma d'ensemble du dispositif - figure 2 : une base de temps - figure 3 . un modula d'interface d'entrée anti-parasité - figure 4 : un dispositif doublé, utilisable en générateur de cames - figure 5 : une variante du dispositif permettant d'introduire la fonction générateur de cames - figure 6A-6B : les diagrammes de fonctionnement du dispositif de la figure I (6A : Temporisation - 6B : Monostable) - figure 7 : le diagramme de fonctionnement du dispositif de la figure 4 - figure 8 : le diagramme de fonctionnement du dispositif de la figure 5 - figure 9 : un basculeur. L'exemple décrit est réalisé en circuits intégrés de manière, par exemple, à occuper une carte de circuits imprimés. Le dispositif comporte une base de temps BT, un ensemble de compteurs (CO, Ci à Cn > CD), un interface d'entrée IE et un registre RE pour la présentation et l'enregistrement de commandes, et un certain nombre de circuits de contrôle et de choix de la fonction à effectuer. Les commandes sont appliquees simultanément aux entrées de l'interface lE. Les commandes disponibles sont les suivantes - entrée X : choix de la fonction (monostable ou temporisation) - entrée Z : remise à zéro du dispositif - entres MI à Mn : choix d'une gamme de durées parmi n possibles - entrées Ti à Tm : choix d'une valeur dans la gamme, marquée par exemple en code binaire. Les commandes X et Mi à Mn sont transmises aux entres x et I à n du registre RE. L'enregistrement effectif n'aura lieu qu'après une certaine durée, par exemple de 8 Qs, pour permettre leur stabilisation préalable. La base de temps BT utilisée ici a une fréquence de I MHz, et eIle commande un compteur décimal CO. La sortie Q8 de CO, alimentée après 9 impulsions d'horloge est reliée par une porte "OU" Pi à l'entrée E2 d'une porte "ET" P2. La sortie de la porte P2 est reliée à l'entrée de validation P du registre RE. Une seconde entrée de la porte P2 est reliée à la sortie H de la base de temps à travers un inverseur I1, de manière à effectuer l'enregistrement des commandes sur un front descendant de la base de temps. La sortie CT du compteur CO, validée à la fin d'un cycle de ce compteur, commande les compteurs Ci à Cn disposés en série et qui délivrent respectivement sur leur sortie CT une impulsion toutes les 0,1 - 1 - 10... 10n-2 ms. Chacun de ces compteurs correspond à une gamme de fréquences, et la gamme choisie est validée par une porte 'tT" Cvi à Vn) reliee à la sortie correspondante (Sl à Sn) du registre RE. La valeur dans la gamme, affichee en code binaire sur les entrées T1 à Tm, est transmise à un compteur CD utilisé en décompteur. Ce compteur est chargé une demi-période avant le registre RE. Pour cela son entrée de valisation P est reliée à la sortie de la porte PI. L'entrée de décomptage D du compteur CD est commandée à la fréquence des impulsions transmises par la porte validée (VI a Vn) reçue à travers une porte "OU" P3. On obtient donc en sortie de fin de décomptage FD du compteur CD une impulsion qui apparaît au bout d'un temps t de valeur t = 0,l X 10 P-' X q (ms) ou ( p est l'indice de la gamme choisie Mp ( q est la valeur dans la gamme (Tl..... Tm) Le circuit de commande de la sortie ST du dispositif permet le choix de la fonction, temporisation ou monostable, en fonction de l'état de 11 entrée X. La sortie ST est reliée à travers un interface adaptateur IS à la sortie S1 d'un basculeur RSI formé de deux portes "NOR" (figure 9). Chacune des entrées EO, El du basculeur est commandée par une porte "ET" (P4, P5) contrôlee par deux portes "OU" (P6, P7 et P8, P9 respectivement). La sortie sx du registre RE, correspondant à la commande X, contrôle directement les portes P7 et P9, et contrôle à travers un inverseur 12 les portes P6 et P8. La sortie FD du compteur CD commande les portes P7 et P8. La porte P9 est également contrôlée à partir d'un point Z1 qui est à l'état I soit en l'absence de commande aux points X et Mi à Mn, soit en cas de commande de remise à zéro au point Z.Pour cela le point Z1 est relie à la sortie d'une porte "OU" PlO dont une entrée est reliée au point Z, et dont l'autre entrée est reliée par une porte "ET" Pli et par un inverseur I3 à la sortie d'une porte "OU" P12 contrôlée aux points M1 à Mn. La seconde entrée de la porte Pli est reliée à travers un inverseur I4 au point sx. La liaison du point Z1 à la porte P9 emprunte une porte "ET" P13. Les entrées de remise à zéro R des compteurs CO, C1 à Cn, et CD sont reliées à la sortie de la porte P13. La remise à zéro R du registre RE est reliée à la sortie d'une porte "ET" P14 commandée en sortie de l'inverseur 13 et en sortie d'une porte "OU" P15. La porte FIS est validée au point Z1 et en sortie d'une porte "ET" P16 commandée par la sortie sx du registre RE et par la sortie FD du compteur CD. Enfin la porte P6 est commandée en sortie d'une porte "ET" P17 validée en sortie de la base de temps, et en sortie d'un inverseur I5 relié à la sortie Sa d'un basculeur RS2. L'autre sortie SI, du basculeur commande la porte P1. L'entrée Ea du basculeur est reliée à la sortie de fin de cycle CT du compteur CO, et l'entrée Eb à la sortie de la porte P13. La base de temps BT ne fonctionne que pendant la durée de la temporisation (ou de l'impulsion en fonction monostable). Pour permettre son fonctionnement, son entrée mm doit être à l'état 1. Cette entrée est reliée à la sortie de la porte P13, par un inverseur I6. La position d'arrêt de la base de temps est contrôlée en un point s qui doit être à l'état I par exemple pour permettre l'arret en position basse de la sortie h. Pour cela le point s est relié à l'entree de la porte P13 de maniere à verrouiller le signal mm lorsque le point s n'est pas à l'état 1. Une réalisation possible de la base de temps est représentée à la figure 2. Elle comporte un circuit oscillant réglable et deux bascules de Schmidt Bl, B2. L'émission des impulsions de la base de temps est contrôlée par une porte 'ST" P18 qui est verrouillée en fin de temporisation par la commande en sortie FD du compteur CD, transmise par un inverseur I7. Pour un fonctionnement en milieu très perturbé, l'interface d'entrée IE pourra comporter, pour chaque fil de comptage, un module représente à la figure 3 et comportant en série : un interface- d'adaptation de tension IC, un circuit d'egalisation à résistances et condensateur, et un circuit à seuil tel qu'une bascule de Schmidt B3. - Fonctionnement du dispositif - Fonction temporisation : point X à l'état 0 L'ensemble des commandes représenté par le signal E figure 6 A est appliqué simultanement à l'instant io. La valeur de la temporisation est tl (sortie S1) et les commandes sont maintenues un temps to, à-la fin duquel la sortie S1 revient au repos - Au repos les points indiqués sont dans l'état suivant Zi = 1, mm = O s 1 1 EO = O El = I Ea = O Eb = 1 SO = I Si = O - A la présentation des commandes : Z1 = O nia = 1 EO = O El = O . Pas de changement de S1 sx = 0 et bloque les portes P6 et P8 - Après 8ps : Q8 (compteur CO) = 1 chargement du décompteur CD et du registre RE. - en fin de tl : FD = 1 EO = 1 (verrouillage de la porte P7) El = 0 donc S1 = I et SO = O - la base de temps est inhibée par la porte Pl6 - Relâche des commandes La porte Pli est débloquée : Z1 = 1. La base de temps s'arrete (mm = O) lorsque la sortie s passe à l'état 1. Les compteurs et le registre sont remis à zéro. - A tout instant l'application d'une commande au point Z permet la remise à zéro générale. - Fonction monostable - A la prise en charge des commandes (8ps le point sx passe à l'état I et les portes P7 et P9 sont verrouillées. - A la période suivante (9 s) la sortie CT du compteur Co passe à l'état 1, et le basculeur RS2 passe à l'état Sa = O Sb = 1. La porte P6 est verrouillée à travers l'inverseur I5 et la porte P17, et la sortie S1 bascule (figure 6B) EO = I El = 0 SO = O Si = I. Les commandes peuvent être relâchées dès qu'elles sont validées, c'est-à-dire au bout de 1011s. En effet la sortie sx, maintient la porte P1I bloquée. - En fin de décomptage (tl), l'entrée El passe à l'état I sous la commande des portes P8 et P5.EO = I El = I SO = O S1 = 0 La sortie S1 revient au repos - Relâche des commandes Le registre est remis à zéro par les portes P14, P15 et P16 et le dispositif revient au repos. - Fonctionnement en générateur de came Ce fonctionnement doit permettre le choix de la période de la came et de la durée des impulsions - une première forme de réalisation, représentée figure 4, utilise deux exemplaires G1 et G2 du dispositif de la figure 1. La sortie de fin de décomptage FD1 du dispositif G1 est reliée par un inverseur I8 à l'entrée de remise à zéro Z2 du dispsositif G2. La sortie de fin de décomptage FD2 de G2 est reliée directement à l'entrée de remise à zéro Z1 de Gi. Les deux dispositifs fonctionnent en monos tab le. La longueur des impulsions ta (figure 7) est affichée sur les commandes de G1 et la durée des intervalles tb entre impulsions est affichée sur G2. Le fonctionnement est le suivant.Au départ la sortie FD1 est à l1état O et le dispositif G2 est maintenu au repos au point Z2 à l'état 1. Au bout du temps ta, G1 s'arrête et sa sortie ST revient à l'état 0. Le dispositif G2 démare. Au bout du temps tb, FD2 = I et le dispositif G1 est remis a zéro et relancé et après un bref instant de commutation dt, la sortie FDI maintient à noweau bloqué le dispositif G2. La fonction générateur de came est donc obtenue en sortie ST du dispositif Gl. - dans une autre réalisation représentée figure 5, on utilise deux jeux d'entrée de commandes (M'1 - M'N, T'1 - T'm et M"1 - M"n, T"1 - T"m) permettant respectivement le choix de la longueur des impulsions et de la durée entre deux impulsion successives. Ces commandes sont transmises à l'interface d'entrée IE à travers un aiguilleur AI dont la commande de positionnement a est donnée en sortie Q d'une bascule BD de type D. La remise à zéro R de cette bascule est commandée au point Z1. L'entrée d'horloge HO est commandée en fin de décomptage à partir du point FD, à travers une porte "ET" P19. Cette porte est validée par une entrée supplémentaire G de l'interface IE, qui est positionnee à l'état I pour le fonctionnement en générateur. L'entrée de données D de la bascule BD est reliee à la sortie inverse Q. Une porte "OU" P20 est intercalée entre le point Zi et la porte P12. Une seconde entrée de la porte P20 est reliée à la sortie de la porte P19 pour permettre la libération du dispositif en fin de décomptage. Les compteurs sont donc utilisés deux fois par période, une fois pour le passage de l'impulsion, et une fois pour l'intervalle entre deux impulsions (figure 8). La sortie S1 enregistre en réalité deux impulsions successives par période. Une porte "ET" P21 est intercalée entre cette sortie S1 et l'interface de sortie IS pour permettre d'effacer la seconde impulsion. La porte P21 est contrôlée en sortie inversée Q du basculeur BD. Pour permettre la remise à zéro du dispositif à chaque fin de décomptage, il est nécessaire d'inhiber les commandes. Pour cela l'aiguilleur AI possède une entrée inhibitrice in qui est reliée au point E2 en sortie de la porte Pi. Bien entendu l'invention n'est pas limitée aux formes de réalisations décrites à titre d'exemple. En particulier on peut remplacer certains moyens par des moyens équivalents sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS i/ Dispositif générateur d'impulsions comportant un ensemble d'entrées de commandes (Z, X, Ml à .n, Ti à Tm) et au moins une sortie (ST) délivrant des signaux calibrés en fonction des valeurs desdites commandes, et comportant une base de temps (BT) associée à des compteurs diviseurs de fréquence (Co à Cn, CD), caractérisé par le fait qu'il comporte d'une part des moyens de choix du mode de fonctionnement (PS1, P4 à P9, RE) en monos table ou en temporisateur pour determiner la nature des signaux emis en sortie (ST), qui peuvent être des impulsions calibrées ou des signaux de commande temporisée, et d'autre part des moyens de contrôle (RE, V1 à Vn, CD) du calibre desdits signaux de sortie, l'ensemble de ces moyens pouvant être commandé à distance. 2/ Dispositif suivant la revendication 1 caractérisé en ce que lesdits moyens pour déterminer la nature des signaux de sortie comportent deux circuits à portes (P4, P6, P7 et P5, P8, P9) contrôlant chacun l'une des deux entrées (EO, El) d'un basculeur (RSI) dont l'une des sorties (Si) délivre les signaux vers la sortie (ST) du dispositif. 3/ Dispositif suivant la revendication 1 dans lequel les commandes de choix du calibre des signaux comportent deux groupes de commandes, un premier groupe (Ml à bu) destiné au choix d'une gamme de valeurs parmi n possibles, et un deuxième groupe (C1 à Cn) disposés en série et commandés par la base de temps (BT), et en ce que les commandes du premier groupe, enregistrées dans un registre (RE), permettent de selectionner l'un desdits compteurs (C1 à Cn) au moyen d'un circuit de validation Cvi à Vn), chaque compteur diviseur correspondant à une gamme de calibres, et le calibre désiré étant obtenu sur une sortie (BD) du compteur-décompteur (CD) alimentée en fin de décomptage. 4/ Dispositif suivant la revendication 3, caractérisé par le fait que les entrées du registre (RE) et du compteur-décompteur (CQ) sont validées un certain temps après l'établissement des commandes de manière à s'assureur que lesdites commandes sont stabilisées. 5/ Dispositif suivant l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que lesdits circuits à portes pour le contrôle du basculeur de sortie sont commandés par le signal de fin de décomptage (FD), par la commande de choix de la nature du signal (X), par un signal de validation apparaissant au moment de la validation des entrées du compteur-décompteur (CD) et par un signal de remise à zéro des compteurs tC1 à Cn) et du compteur-décompteur (CD). 6/ Dispositif suivant la revendication 1 caractérisé par le fait qu'il comporte deux dispositifs générateurs monostables (G1 et G2) associés, la sortie de fin de décomptage (fil) du premier dispositif (C1) étant reliée à l1entrée de remise à zéro (Z2) du deuxième dispositif (G2) et la sortie de fin de décomptage (FD2) du deuxième dispositif (G2) étant reliée à l'entrée de remise à zéro (Z13 du premier dispositif (G1) la longueur des impulsions étant commandée sur les entrées de calibrage du premier dispositif (G1), et la longueur des intervalles entre impulsions étant commandée sur les entrées de calibrage du deuxième dispositif (G2), permettant de réaliser un générateur de cames que l'on peut commander à distance. 7/ Dispositif suivant la revendication 1, caractérise en de qu'il comporte un double jeu de commandes de calibrage (M'1 a M'n - T'1 à T'n et M"l à M"n - T"1 à T"n) utilisées respectivement pour calibrer la longueur des impulsions et des intervalles, et reçues sur les entrées d'un aiguilleur (AI) piloté par une bascule commandée en fin de decomptage, permettant de réaliser un générateur de cames que lton peut commander à distance, le dispositif effectuant un cycle de fonctionnement complet pour chaque impulsion et pour chaque intervalle, et la sortie étant inhibée entre deux impulsions successives.