Brevet FR2382702A1 — publié le 19780929

La présente invention concerne un dispositif d'affichage de largeurs d'impulsions et, plus particulièrement, de largeurs d'impulsions de rapport cyclique variable. Cet affichage se présente sous la forme dune bande verticale sur un écran de récepteur de té révision, Comme exposé d'une maniere générale dans la revue " lektronik", 1966, p, 143 à 146, on sait que le comptage électronique des impulsions et la mesure electronique de fréquences ou bien de temps peuvent être ramenas au meme principe. Dans le conp- tage d'impulsions, il suffit de disposer d'un dispositif electronique de comptage dans lequel sont transmises les impulsions à compter et d'afficher le nombre d'impulsions reçues.Si les impulsions sont transmises dans le dispositif de comptage pendant un temps détermi néf c'est le nombre d'impulsions par unité de temps qui est mesuré, c'est-8-dire une quantité dont la dimension est identique à celle d'une fréquence.Ainsi, si le nombre d'impulsions est Qgal au nombre de cycles, le dispositif de mesure est un fréquencemètre, Pour effectuer une telle mesure, le dispositif de comptage doit Autre pourvu d'une porte logique, telle quine porte ET par exemple, qui permet à un certain nombre d'impulsions de pénétrer dans le circuit du dispositif de comptage pendant une période d- terminée de mesure, Une maniée intéressante d'obtenir le 'temps d'ouverture" de la porte est d'utiliser un oscillateur à quartz servant de base de temps. Un tel dispositif permet également de mesurer la période d'une oscillation permanente. Pour cela, la porte s'ouvre pendant un temps déterminé au cours duquel les impulsions de l'oscillateur à quartz parviennent dans le dispositif de comptage pour y être comptées, Ces dispositifs de comptage sont caractérisés par un défaut intrinsèque, dû au fait que, pendant la commutation de la porte, une impulsion supplémentaire risque de parvenir sur le dispositif de comptage entre deux impulsions à compter. C'est de là que provient la marge d'erreur + un inhérente à tous les dispositifs de comptage numérique. Cependant, ce risque d'erreur de + un caractérisant les dispositifs de mesure simples connus n'existe tel quel que si la porte s'ouvre et se referme une seule fois pendant la période de mesure. Si, par contre, la mesure est effectuée de façon que la porte s'ouvre plusieurs fois pendant la période, les erreurs successives s'additionnent. Ce mode de fonctionnement se produit chaque fois que le train d'impulsions à mesurer n'est pas un train continu nis est, au contraire, formé par des impulsions réparties plus ou Moins régulièrement, ou aléatoirement, à 1'intérieur de la période de Mesure. Un exemple de production d'un tel train d'impulsions a été proposé dans le brevet allemand P 26 08 268.8. Selon cette proposition connue, pour délivrer un train d'impulsions variable en fonction de la sélection de N incréments possibles, au cours d'une période T, on affecte à n impulsions un nombre n (n X O, 1, 2...N) d'incréments. La durée B des n impulsions est égale à la période T divisée par le nombre N d'incréments et des n impulsions ; un nom bre M d'impulsions ( M 0, 1, 2...N ; N n impulsions sont présentes sans séparation dans l'inter- valle de temps Ti, et d'autre part, pour M N impulsions non séparées de durée B.Ces groupes sont répartis de manière aussi régulière que possible dans l'intervalle T2 et, pour k > I/2, ils se suivent,les uns après les autres au moins en partie sans espace tandis que les impulsions ne forant pas un groupe com- plet apparaissent sous la forme de E impulsions non séparées dans l'intervalle de temps TI. Même si la période T de ce train d'impul- sions,dont la largeur dtiwpulsions est variable en fonction de la sélection de N incréments, et si la période de mesure choisie dans le dispositif de mesure sont de azyme valeur, l'addition déjà évoquée des erreurs de mesure successives se produit néanmoins.L'erreur de mesure augmentera encore si la période de mesure est supérieure à la période T du train d'impulsions. Une erreur supplémentaire se produit si le train d'impulsions variables et le train d'impulsions transmis dans le dispositif de comptage par l'intermédiaire de la porte ne sont pas en synchronisme, ce qui est le cas dans la plupart des réalisations. La présente invention, qui concerne un dispositif pour l'affichage numérique de la largeur des impulsions dtun train de rapport cyclique variable, a donc pour objet de réduire cette erreur de mesure pour la ramener à un niveau acceptable et d'afficher, en par ticulier, la largeur d'impulsions se produisant avec un rapport cyclique fixe sans aucune variation de lecture. Les circuits de ce dispositif sont conçus de façon que tout changement de largeur d'impulsion soit affiché relativement rapidement, Selon une réalisation de l'invention, la largeur des impulsions doit entre affichée sous la forme d'une bande verticale sur ltécran d'un appareil de télévision, la bande s'allongeant vers le haut au fur et à mesure qu'augmente la largeur de l'impulsion. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée qui va suivre, faite à titre d'exemple non limitatif, en se reportant aux figures annexées qui représentent - la figure 1, le diagramme général des équipements constituant un dispositif de mesure réalisé conformément à la présente invention - la figure 2, le diagramme général du dispositif de la figure 1 adapté aux conditions d'affichage sur un écran de télévision; - la figure 3, diverses formes d'ondes permettant d'espli- quer le principe de l'invention. Dans la réalisation de la figure 1, le train d'impulsions P de rapport cyclique variable, dont la largeur d'impulsions doit autre affichée, est appliqué à une première entrée 11 d'une premier porte ET, 1. La deuxième entrée t2 de la porte 1 reçoit un premier signal d'horloge à fréquence fixe Ft. La sortie 13 de la porte 1 est reliée à l'entrée de comptage 21 d'un compteur 2 ayant ses sorties 22... connectées aux entrées d'inscription 31... d'une mémoire 3. La sortie t3 de la porte ET, 1 ,est également connectée à entrée de comptage à rebours d'un décompteur à prépositionnement 4 dont les entrées prépositionnées 42... sont connectees aux sorties 33... de la mémoire 3. L'entrée d'horloge 51 d'un registre à décalage 3, par l'intermédiaire de laquelle ce dernier reçoit des impulsions de décalage, est connectée à la première entrée 12 de la porte 1 et, par conséquent, au premier signal d'horloge Fl. L'entrée informations en série 32 du registre à décalage 3 reçoit un deuxième signal d'horloge F2, dont la période détermine la période de mesure. La sortie 532 du deuxième étage du registre à décalage 5 est connectée à l'entrée 43 de commande du prépositionnement du décompteur 4t autrement dit, le contenu de la mémoire 3 déterminant le prograzze de décomptage est transféré au décompteur 4 chaque fois qu'une impulsion apparat à la sortie 532 du registre à décalage 5. La sortie 534 de l'étage de rang immédiatement supérieur au deuxième étage du registre à décalage est connectée à entrée de remise à zéro 23 du compteur 2, autrement dit, le compteur 2 est remis à zéro chaque fois qutune impulsion apparatt à la sortie 334. La sortie 331 du premier étage du registre à décalage 5 est reliée à la première entrée 71 de la deuxième porte ET, 7 dont la deuxième entrée 72 est connectée à la sortie 63 d'un circuit de contrdle 6 contrant une plage numérique symétrique de part et d'autre du zéro du décompteur 4. Dans la réalisation de la figure 1, ce sont les nombres inférieur et supérieur 45 et 46 de cette plage qui sont connectés respectivement aux première et deuxième entrées 62 et 61 du circuit de contrale 6.Ce dernier ne délivre de signal sur sa sortie 63 que si le décompteur 4 atteint un nombre hors de la plage symétrique de part et d'autre de son état zéro, autrement dit, sur la figure 1, chaque fois que les nombres supérieur et inférieur 45 et 46 ne sont pas atteints. Si la sortie 531 du premier étage du registre à décalage 5 délivre une impulsion pendant ces instants, le signal apparaissant sur la sortie j3 de la porte ET,7, détermine le transfert dans la mémoire 3 du compte instantané 22 du compteur 2. Un cycle plus tard du signal d'horloge F12 le rdsul- tat de cette mesure est transmis dans les entrées prépositionnées 42... du décompteur 4 par excitation de 1'entrez de commande de prépositionnement 43. Dans le diagramme général de la figure 2, représentant un dé veloppement de l'invention, des dispositions supplémentaires sont prises afin de rendre la largeur d1impulsions, contenue sous forme numérique dans la mémoire 3 > visible sous la forme d'une bande verticale affichée sur l'écran d'un récepteur de télévision.Cette réalisation de l'invention est particulièrement intéressante avec un train d'impulsions délivré comme décrit dans le brevet allemand P 26 08 268.8 sus-mentionné, car un tel train, après que l'on a fait la moyenne de ses impulsions dans le temps au moyen d'un intégrateur, par exemple comme décrit dans les brevets allemands P 26 08 266.6, P 26 42 532.1 et P 26 45 182.1, peut servir de tension d'accord pour les diodes à capacité variable du récepteur de télévision. La réalisation de la figure 2 est donc intéressante lorsque le récepteur de télévision possède déjà ou bien est susceptible entre équipé d'un générateur d'impulsions pouvant délivrer le train d'impulsions sus-mentionné à rapport cyclique variable. Les unités représentées par la figure 1 sont également contenues dans la figure 2, où elles sont désignées par les mêmes rfé- rences. Le dispositif de la figure 2 comporte un compteur supplémentaire 9 dont les entrées prépositionnées 92... sont connectées aux sorties 33... de la mémoire 3. Il comporte également une troisième porte ET 8, dont la première entrée 81 reçoit les impulsions de retour horizontal Z du récepteur de tlévision, et dont la deu xîème entrée 82 reçoit un signal U correspondant à la ligne d'une trame dans laquelle est affichée la largeur d'impulsion maximale. Cette ligne peut être par exemple la 200e à partir du bas de l'ioa- ge. La sortie 83 de la troisième porte ET,8, est couplée à l'entrée de comptage 91 du compteur 9 dont l'entrée de commande de prépositionnement 93 est connectée à la sortie 533 du troisième étage du registre à décalage 5. Au deuxième signal d'horloge F2, les impulsions B de retour vertical du récepteur de télévision sont appliquées à l'entrée informations sérielles 52. L'entrée remise à zéro 23 du compteur à prépositionnement 2 est de nouveau connectée à la sortie 534 de l'un des étages du registre à décalage 5 qui suivent le troisième étage. Enfin, le dispositif de la figure 2 comprend une bascule S-R, 10, dont l'entrée S 101 est-connectée à la sortie 94 du compte du compteur 9 qui correspond en nombre à la différence entre le numéro de la ligne la plus haute et le numéro de la ligne la plus basse susceptibles d'entre occupées par la bande. L'entrée R 102 de la bascule 10 reçoit un signal D correspondant à la ligne la plus basse susceptible d'litre occupée par la bande, tandis que la sortie 103 délivre à l'attention de l'étage vidéo un signal de suppression A au moyen duquel l'information image du signal vidéo composite est supprimée de façon que la bande apparaisse sur l'écran. Si, par exemple, la ligne la plus basse sus-mentionnée est la 30e ligne a' partir du bas de l'image, et si la ligne la plus haute susceptible d'être occupée par la bande est, cette fois encore, la 200e ligne en partant du bas de l'image, le signal de sortie 94 correspond au compte de 170. Les courbes représentées par la figure 3, quoique extreme- ment schématisées, permettront une meilleure compréhension du fonctionnement du dispositif de l'invention expliqué ci-après. Les courbes représentent essentiellement les formes dtimpulsions se produisant aux points du circuit désignés par les mimes références sur les figures 1 et 2.Les cinq premières courbes en partant du haut de la figure 3 représentent les impulsions du deuxième signal d'horloge F2, identiques aux impulsions de retour vertical de la figure 2, et montrent comment ces impulsions sont décalées par le premier signal d'horloge F1 dans les quatre premiers étages du registre à décalage 5, de façon que l'impulsion de retour vertical correspondante apparaisse sur les sorties 531... 534, décalée d'une période du premier signal d'horloge F1. La sixième courbe en partant du haut de la figure 3 représente un train d'impulsions P dont la largeur d'impulsions pendant la période de mesure, qui est égale à la période du deuxième signal d'horloge F2, doit être affichée. Le train d'impulsions P est cons titube par la succession d'impulsions étroites et larges réparties plus ou Moins régulièrement mentionnée au début de la présente des c ription. La courbe suivante (Figure 3) représente le signal apparaissant sur la sortie 13 de la première porte ET,1, les impulsions du pre mier signal d'horloge F1 étant transmises par la porte 1 pendant les créneaux positifs du train d'impulsions P. En coaeuçant par l'im- pulsion présente à la sortie 534 du registre à décalage 5, le comp- teur 2 commence à compter les impulsions du premier signal horloge ainsi transmises, l'augmentation continue du nombre compté étant indiquée sur la courbe 22 (Figure 3) par une ligne ascendante. Pour les besoins de la description, on suppose que le compteur 2 compte Jusqu'à 100. La courbe suivante, désignée par la référence 4, représente le comptage à rebours du décompteur 4, en supposant qu'il parte de zéro. Ainsi, simultanément au commencemet du comptage effectué par le comp- teur 2, le décompteur 4 commence à compter à rebours et tend vers - 100 puisqu'il reçoit les mêmes signaux entrants. Ce compte à rebours se situe néanmoins en dehors de la plage 45, 46 contrélée par les entrées 61, 62, de sorte qu'au début d'une impulsion 531, le circuit de contre 6 excite ltentree de commande d'inscription 32 de la mémoire 3 par l'intermédiaire de sa sortie 63 et de la deuxib me porte ET, 7, ce qui provoque le transfert du compte de 100 du compteur 2 dans la mémoire 3. Cependant, en conséquence, ce compte est également transmis au décompteur 4 quand le registre à décalage 5 délivre l'impulsion 532 suivante, laquelle excite l'entrée de commande de prépositionnement 43 du décompteur 4 de façon que ce dernier décompte à partir de 100 pendant le prochain cycle de comptage.La courbe désignée par la référence 73 (Figure 3) représente l'impulsion de sortie, juste mentionnée, de la troisième porte ET,8. Pour le cycle de comptage suivant, on suppose que la largeur d'impulsions du train dtimpulsions P n'a pas changé, mais que, par suite de lterreur de mesure inhérente à ce type de dispositif mentionnée précédemment, le compteur 2 ne compte que jusqu'à 99 au lieu de compter jusqu'à 100. De mime, le décompteur 4 ne compte que 99 impulsions en partant du compte préprogrammé de 100, donc Jusqu'à t.Ce compte est contenu dans la plage 45, 46 contrôlée au niveau des entrées 62, 61, de sorte que le circuit de contrôle 6 ne delivre pas d'impulsion en sa sortie 63 et qu'aucune impulsion n'appa- rat sur la sortie 73 de la deuxième porte ET, 7. Àinsi, le résultat erroné 99 n'entrains pas de changement du contenu de la mémoire 3 qui indique toujours le résultat exact : 100. Pour le cycle de comptage suivant, on suppose que le train d'impulsions P change de largeurs dtimpulsions et que le compteur 2 compte jusqu'à 110 pendant ce cycle. En mEme temps, le décompteur 4 compte à partir du compte préprogramme de toto, qui a été conservé, un nombre de 110 impulsions, c'est-à-dire Jusqu'N - 10.Ce compte est situé en dehors de la plage 45, 46 contrée par les entrées 61, 62, de sorte qu'unie impulsion est, cette fois encore, appliquée à l'entrée de commande d'inscription 32 de la mémoire 3 par l'intermédiaire de la sortie 63 du circuit de contra le 6 et de la sortie 73 de la deuxième porte ET,7, provoquant ainsi le transfert du compte 110 du compteur 2dans la mémoire. Lors de l'impulsion suivante sur la sortie 532 du registre à décalage 5, ce compte est transféré au décompteur 4. Pour la séquence suivante de fonctionnement, représentée sur la figure 3 comme le quatrième cycle de comptage, on suppose que la largeur d'impulsions du train P a changé et que le compteur 2 ne compte que jusqu'à 90, de sorte que le décompteur 4 compte de 110 à 20. Ce compte se trouve, lui aussi, en dehors de la plage contra- lée 45, 46, de sorte que, dans ce cas également, une impulsion appa ratt sur la sortie 73 de la deuxième porte ET,7, le compte de 90 étant de ce fait transféré dans la mémoire 3 puis dans le décompteur 4. Les courbes désignées par les références 83,9 et 103 montrent le fonctionnement des éléments supplémentaires du circuit de la figure 2 dans le cas où le résultat de chaque mesure correspondante, contenu dans la mémoire 3, est affiché sous la forme d'une bande verticale sur l'écran d'un récepteur de télévision. L'instant U, marqué par une flèche, correspond à l'instant du balayage d'une trame auquel la ligne supérieure fluemptible d'être occupée par la bande est inscrite. A cet instant, la troisième porte M; 8, transmet les impulsions de retour horizontal Z qui sont appliquées à entrée 9î du compteur supplémentaire 9.Etant donné que, comme on l'a supposé précédemment, le contenu de la mémoire 3 est tout d'abord à zéro, le compteur supplémentaire 9 commence à compter les 100 impulsions ses-sentionnées à partir de zéro. En supposant que la sortie 94 connectée à l'entrée S, 101, de la bascule 10, corresponde au compte de 130 ci-dessus, il n'apparat pas d'impulsion à la sortie 94 pendant cette première période de mesure, et la sortie t03 ne délivre pas d'impulsion de suppression A. Au début du cycle de comptage suivant, le compte de 100 contenu dans la mémoire 3 est transféré dans le compteur supplémentaire 9 à l'excitation de l'entrée de commande 93 de ce dernier par l'in termédiaire de la sortie 533 du registre à décalage 5, de sorte que le compteur 9 commence à compter à partir de cette position. Etant donné que ce cycle comprend 99 impulsions, le compte 94 est déjà dépassé après 30 impulsions et la bascule 10, est mise à ltétat 1 par l'entrée S, 101. Il repasse à ltétat 0 lorsqu'est inscrite la ligne la plus basse susceptible entre occupée par la bande dans chaque trame, étant donné que le signal D correspondant à cette ligne apparatt alors à l'entrée R, 102.Entre ces deux instants, le signal de suppression A est donc délivré et la bande verticale s'inscrit sur l'écran. L'instant auquel se produit le signal D de la ligne la plus basse susceptible d'être occupée par la bande ainsi que celui auquel se produit le signal du compteur 9 sur sa sortie 94 sont eux aussi respectivement représentés par la figure 3. Les signaux D et U, d'indication respectivement de la ligne la plus basse et de la ligne la plus haute susceptibles entre occupées par la bande, peuvent entre obtenus de manière très simple à partir, par exemple, des impulsions de retour horizontal et au moyen d'un compteur. Comme on le voit, il faut choisir une valeur de quelques centaines pour le rapport entre la période de mesure -qui est fonction de la période du deuxième signal d'horloge F2- et la période du premier signal d'horloge Ft, Le deuxième signal d'horloge doit avoir un rapport cyclique de l'ordre de 0,01. Les circuits de l'invention sont spécialement bien adaptés pour une réalisation sous forme de circuits intégrés, plus particulibrement selon la technologie des transistors à effet de champ à grille isolée (NOS). REVENDICATIONS t - Dispositif d'affichage de largeurs d'impulsions de rapport cyclique variable par comptage des périodes d'un premier signal d'horloge à fréquence fixe pendant la durée de mesure, cette dernière étant déterminée par un deuxième signal dthorloge pendant la largeur d'impulsions à afficher, ledit dispositif étant caract4- risé par le fait qu'il comporte une première porte ET dont la première et la deuxième entrée reçoivent respectivement le train d'impulsions et le deuxième signal d'horloge, un compteur ayant son entrée de comptage connectée à la sortie de la première porte ET, une mémoire ayant ses entrées d'inscription connectées aux sorties dudit compteur, un décompteur à prépositionnement ayant son entrée de comptage à rebours connectée à la sortie de la première porte ET et ses entrées prépositionnées aux sorties de la mémoire; un registre à décalage dont entrée d'horloge et 11 entrée dtinforaations sérielles reçoivent respectivement le premier et le deuxième signal d'horloge et dont le deuxième étage a sa sortie connectée à l'entrée de commande de prépositionnement du décompteur, tandis que la sortie de ltun de ses étages de rang supérieur audit deuxième étage a sa sortie connectée à l'entrée de remise à zéro dudit compteur, un circuit de contrôle d'une gamme de comptes successifs symétrique de part et d'autre du zéro du décompteur, une deuxième porte ET ayant sa première entrée connectée à la sortie du premier étage du registre à décalage, sa deuxième entrée connectée à la sortie du circuit de contrôle, sa sortie étant connectée à l'entrée de commande d'inscription de la mémoire. 2 - Dispositif d'affichage de largeurs d'impulsions conforme à la revendication 1 pour l'affichage de largeurs d'impulsions sous la forme de bandes verticales apparaissant sur l'écran d'un appareil de télévision, ladite bande se prolongeant vers le haut en fonction de l'accroissement de la largeur de l'impulsion, caractérisé par le fait qu'il comporte une troisième porte ET dont la première entrée reçoit les impulsions de retour horizontal et dont la deuxième entrée reçoit un signal correspondant à la ligne dans laquelle est affichée la largeur d'impulsion maximale ; un compteur supplémentaire à prépositionnement ayant son entrée de comptage connectée à la sortie de la troisième porte ET, ses entrées prépo- sitionnées connectées aux sorties de la mémoire et son entrée de commande de prépositionnement connectée à la sortie du troisième étage du registre à décalage, l'entrée de remise à zéro du compteur étant connectée à la sortie de l'un des étages du registre à décalage suivant le troisième étage, un basculeur SR ayant son entrée S connectée à la sortie de comptage du compteur supplmentaire qui correspond en nombre à la différence entre le numéro de la ligne la plus haute et le numéro de la ligne la plus basse susceptibles d'être occupées par la bande, l'entrée R dudit basculeur recevant un signal correspondant à la ligne la plus basse, la sortie de ce basculeur délivrant le signal requis pour bloquer l'étage vidéo, les impulsions de retour vertical servant de deuxième signal d'horloge. 3 - Dispositif d'affichage de largeurs d'impulsions conforme à l'une des revendications t ou 2 caractérisé par le fait qu'il est réalisé sous la forme d'lm circuit intégré, de préférence selon la technologie des transistors à effet de champ à grille isolée.