Brevet FR2386192A1 — publié le 19781027

La présente invention concerne un générateur de fonctions pour la production d'une fonction a caractéristique quadratique. Dans le brevet français PV 76/08685, il est décrit et représenté un générateur de fonctions pour la production de caractéristiques par approximation de la fonction de temps avec des segments linéaires fragmentaires qui sont raccordés à un certain nombre de points de commutation. La courbe de fonction obtenue est donc discontinue, mais si l'on utilise un nombre suffisant de circuits amplificateurs pour la production des segments linéaires, on peut produire une fonction qui est pratiquement continue. Ainsi, le générateur connu peut être utilisé de façon générale pour la production de toute fonction voulue, même d'une fonction quadratique, c'est-à-dire dans laquelle le signal de sortie est dans une relation de quadrature avec le signal d'entrée Or, pour cette caractéristique précisément, qui est utilisée par exemple dans des relais temporisés, on peut faire usage d'un géne- rateur de fonctions plus simple et la présente invention concerne un tel générateur. Ce générateur de fonctions pour la production d'une fonction à caractéristique quadratique, muni d'une entrée pour un signal d'entrée et d'une sortie sur laquelle apparaît ladite fonction et contenant un circuit générateur pour la production d'une onde triangulaire de fréquence déterminée est caractérisée en ce qu'il comprend un comparateur pour produire un train d'impulsions dont la largeur d'impulsions est déterminée par l'amplitude du signal d'entrée et dont la fréquence d'impulsions est déterminée par la fréquence de tonde triangulaire, un contact électronique pour délivrer des impulsions dont la largeur est fixée par la largeur des impulsions du train et dont l'amplitude est determinée par l'amplitude du signal d'entrée, ainsi qu'un circuit de traitement des impulsions pour évaluer l'aire des impulsions mentionnées en dernier lieu et délivrer à la sortie un signal qui est proportionnel au carré de l'amplitude du signal d'entrée. L'invention est ci-après décrite de façon plus détail lée en référence aux dessins annexés. La figure 1 est un schéma général des composants essentiels. La figure 2 représente l'onde triangulaire produite. La figure 3 représente le train d'impulsions produit dans le comparateur. La figure 4 représente les impulsions produites par le dispositif de contact électronique. La figure 5 enfin est un schéma plus détaillé du circuit du générateur de fonctions. La figure l représente un générateur 4 pour la production d'une onde triangulaire 5 à fréquence constante. L'onde triangulaire est représentée sur la figure 2. Dans un comparateur A6, l'onde triangulaire est comparée avec le signal d'entrée Uin, qui est appliqué à l'entrée l du générateur de fonctions. L'onde triangulaire est appliquée à l'entrée non inverseuse du comparateur, tandis que le signal d'entrée est appliqué à l'entrée inverseuse du comparateur avec dérivation négative par rapport au temps. A la sortie 6 du comparateur apparat un train d'impulsions tel que représenté sur la figure 3, dans lequel la largeur des impulsions est proportionnelle au signal d'entrée.Ces impulsions ouvrent et ferment un contact électronique V5 qui laisse passer le signal d'entrée U. pendant le temps où l'une des impul in sions du train d'impulsions est présente à l'électrode de commande s du contact. A la sortie du contact, on obtient alors des impulsions 7 (fig. 4) dont la largeur et la hauteur sont proportionnelles au signal d'entrée. La largeur des impulsions est déterminée par celle des impulsions du train d'impulsions issu du comparateur A6, dans lequel la largeur des impulsions est déterminée par le signal d'entrée, tandis que la hauteur des impulsions est fixée par l'amplitude du signal d'entrée, du fait que le signal d'entrée est appliqué à l'émetteur E du contact V5.Ces impulsions sont transmises à un circuit de traitement d'impulsions A8 qui se compose par exemple d'un circuit d'intégration, à la sortie 3 duquel on obtient une fonction de valeur de consigne Uut dont la dérivée est dans un rapport de quadrature avec l'amplitude du signal d'entrée. Le signal d'entrée U. est de préférence une tension in qui est proportionnelle à I/Io, 10 étant le niveau de courant réglé et I étant le courant qui doit être surveillé. Le schéma d'ensemble de la figure l est reproduit sous forme plus détaillée sur la figure 5. Le générateur d'onde triangulaire 4 se compose des circuits amplificateurs opération nels Al, A2 et A3. A2 est monté à la manière d'un circuit d'inté- gration et on obtient à sa sortie une tension de valeur de consigne dont la dérivée est positive ou négative selon le signe de la tension en provenance de AI. La tension de valeur de consigne est appliquée à un comparateur A3 dont le niveau de commutation est déterminé par les diodes V3 et V4. Lorsque la tension de valeur de consigne dépasse le niveau de commutation du comparateur A3, la tension de sortie de celui-ci change de polarité.Ce changement de polarité est transmis en retour, à travers la résistance R8, à la chaine de diodes de réglage, de sorte que le niveau de commutation du comparateur change aussi de polarité. Le signal de sortie du comparateur A3 est appliqué également à un circuit de négation Al qui inverse la polarité du signal de sortie A3 et limite l'amplitude à une valeur qui est fixée par les diodes de réglage Vi et V2. La tension en provenance du circuit de négation Al est appliquée au circuit d'intégration A2. Lorsque la tension du circuit de négation Al change de signe, la dérivée de la tension de valeur de consigne, en provenance du circuit d'intégration, change aussi de signe. On obtient ainsi, à partir de A2, une onde triangulaire 5 de fréquence constante. Le signal d'entrée U. mentionné au début est ap in pliqué à l'entrée l et parvient au comparateur A6 par l'interme- diaire d1un suiveur de tension A4 et d'un amplificateur inverseur AS. Dans le comparateur A6, la tension triangulaire 5 est comparée avec le signal d'entrée Uin. A la sortie du comparateur in A6, une tension positive est présente lorsque l'amplitude de l'onde triangulaire dépasse celle du signal d'entrée, tandis qu'une tensionnégative est produite dans la situation inverse. Lorsque le signal d'entrée s'élève, la tension issue de l'amplificateur inverseur A5 décroît et les impulsions de tension positives en provenance du comparateur deviennent plus larges. Les impulsions à la sortie du comparateur A6 sont appliquées à l'électrode de commande s d'un contact électronique V5 qui peut être par exemple un transistor de puissance à effet de champ avec un émetteur E et un collecteur C. Le temps pendant lequel le contact est ouvert est fixé par la largeur de l'impulsion, laquelle est déterminée à son tour par l'amplitude du signal d'entrée. Le signal d'entrée est appliqué à l'émetteur E du contact V5 par l'intermédiaire d'un circuit de négation A7. A la sortie du contact, on obtient ainsi des impulsions lorsque le contact est ouvert. La longueur de ces impulsions est fonction du temps pendant lequel le contact est ouvert et la hauteur des impulsions est proportionnelle à l'amplitude du signal d'entrée. L'aire des impulsions est donc proportionnelle dans un rapport de quadrature à l'amplitude du signal d 'entrée. Les impulsions provenant du contact V5 sont intégrées dans le circuit d'intégration A8. Lorsque l'intervalle de temps entre les impulsions est nettement plus petit que la constante de temps du circuit d'intégration, on obtient à la sortie de ce dernier une tension de valeur de consigne dont la dérivée est proportionnelle au signal d'entrée dans un rapport de quadrature. Le condensateur intégrateur C2 du circuit d'intégration A8 est raccordé à l'émetteur et au collecteur d'un second contact électronique V6 dont l'électrode de commande est connectée à une borne d'entrée 2. Lorsqu'une tension est appliquée à cette borne, le contact ferme la connexion aux bornes du condensateur C2, si bien que celui-ci est déchargé et que le circuit d'intégration est positionné à zéro. Si une résistance R30, qui est indiquée en tirets sur la fig. 5 est montée en parallèle sur le condensateur C2, on obtient un lissage des impulsions provenant du contact V5 et il apparat, à la sortie du circuit d'intégration A8, une tension continue qui correspond à la valeur moyenne des impulsions. Le dispositif excitateur 8 du générateur de fonctions comprend plusieurs diodes Zener V7-ViO qui stabilisent la tension et sont réglées entre +15 et -15 volts. La largeur des impulsions du train provenant de la sortie du comparateur V6 est ajustée au moyen d'une résistance réglable R26 qui est raccordée au pôle moins du dispositif excitateur et à l'entrée inverseuse de l1amplificateur AS. L'ajustement s'effectue avec U. = O. in Le signal issu du contact V5 vers le circuit d'intégration A8 peut avoir la forme kl. (Uin)2 - k2 Le facteur kl est ajusté à une valeur appropriée au moyen du potentiometre R20. Le facteur k2 est ajusté avec le potentiometre R23. - REVENDICATIONS 1. Générateur de fonctions pour la production d'une fonction à caractéristique quadratique, muni d'une entrée 1 pour un signal d'entrée et d'une sortie 3 sur laquelle apparat ladite fonction et contenant un circuit générateur 4 pour la production d'une onde triangulaire 5 deRfrequence déterminée, caractérisé en ce qu'il comprend un comparateur A6 pour produire un train d'impulsions dont la largeur d'impulsions est déterminée par l'amplitude du signal d'entrée et dont la fréquence d'impulsions est déterminée par la fréquence de l'onde triangulaire, un contact électronique V5 pour délivrer des impulsions 7 dont la largeur est fixée par la largeur des impulsions du train et dont l'amplitude est déterminée par l'amplitude du signal d'entrée, ainsi qu'un circuit de traitement des impulsions A8 pour évaluer l'aire des impulsions mentionnées en dernier lieu et délivrer à la sortie un signal qui est proportionnel au carré de l'amplitude du signal d'entrée. 2. Générateur de fonctions selon la revendication 1, caractérisé en ce que le contact électronique V5 est un transistor de puissance à effet de champ, à l'électrode de commande duquel est appliqué ledit train d'impulsions, à l'émetteur E duquel est appliqué le signal d'entrée et au collecteur C duquel apparaissent lesdites impulsions. 3. Générateur de fonctions selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le circuit de traitement des impulsions est un circuit d'intégration avec un condensateur C2 qui est monté en parallèle avec une résistance R30, si bien qu'on obtient un lissage des impulsions et qu'il apparat à la sortie 3 une tension continue qui correspond à la valeur moyenne des impulsions.