Brevet FR2426267A1 — publié le 19791214

La présente invention concerne les comparateurs comprenant des dispositifs magnéto-électriques. La présente invention met en oeuvre un dispositif à semi-conducteur dans lequel une partie de transport de courant (le domaine) tourne sous l'action d'un champ magnétique, à une vitesse qui dépend de la densité de flux magnétique et d'une tension appliquée, si bien qu'un signal de sortie créé a une fréquence représentative de la densité de flux magnétique et de la tension appliquée. Le nom générique utilisé pour cette structure dans le présent mémoire est "magnétomètre à domaine de courant", mais on l'appelle aussi dispositif à domaine de courant, comme décrit par exemple dans les articles de Gilbert, B. Electronics Letters, 1976, 12, p. 608-610, et de Manley M.H. et al., Electronics Letters,.1976,12, p. 610-611. Un magnétometre à domaine de courant peut être ré alisé par mise en oeuvre d'un procédé bipolaire classique et peut être sous forme intégrée dans une paillette, avec des circuits auxiliaires. Dans un exemple particulier, il comprend une structure bipolaire étendue réalisée de manière qu'une petite partie seulement (le domaine) conduise à un moment donné. Le domaine se forme spontanément étant donné la réaction positive entre un transistor circulaire npn et un transistor circulaire pnp.La position du domaine est détectée par plusieurs contacts disposés autour de la région de collecteur d'un transistor. Un champ magnétique appliqué normalement au dispositif provoque traction des forces de Lorentz sur les porteurs qui circulent dans chacun des transistors. L'effet de cette interaction magnétique est qu'un décalag circonférentiel est introduit dans la boucle de réaction entourant les deux transistors si bien que le domaine tourne de façon continue autour du dispositif. Le sens de rotation correspond à la polarité du champ et la fréquence de rotation est proportionnelle à la densité normale de flux magnétique et à une tension appliquée. Dans les dispositifs disponibles actuellement, il existe une limite inférieure de seuil de champ magnétique au-dessous de laquelle le domaine "colle" à desinhomogénéités du dispositif. Il est aussi probable qu'il existe une limite supérieure, reliée sans doute à la fréquence f T de transition du transistor le plus lent, mais on n'a pas encore indiqué la détermination expérimentale d'une telle limite Selon l'invention, un comparateur comprend un premier et un second magnétomètre à domaine de courant, et un dispositif de comparaison destiné à comparer les signaux de sortie du premier et du second magnétomètre afin qu'il forme un signal de sortie représentatif de la différence. La même tension peut être appliquée aux deux magnétomètres, si bien que le signal de sortie du dispositif de comparaison représente la différence entre les intensités des flux magnétiques appliqués aux deux magnétomètres Dans une variante, des flux magnétiques de meme in tensité peuventêtre appliqués aux deux magnétometres, et dans ce cas, le signal de sortie du dispositif de comparaison est représentatif de la différence entre les tensions appliquées aux deux magnétomètres. Le dispositif de comparaison comporte de préférence un compteur destiné à progresser sous la commande des impulsions du signal de sortie du premier magnétomètre et à décompter sous la commande des impulsions de sortie du second magnétomètre, le nombre présent dans le compteur étant échantillonné périodiquement afin qu'il forme lesignal de sortie du dispositif de comparaison, avant remise à 0. De préférence, le comparateur comprend un dispositif visuel d'indication qui reçoit le signal de sortie du dispositif de comparaison. D'autres caractéristiques et avantages de ltinvention ressortiront mieux de la description qui va suivre, faite en référence au dessin annexé sur lequel - la figure 1 est un diagramme' synoptique d'un premier comparateur de tensions - la figure 2 est un diagramme synoptique d'un second comparateur de flux magnétiques ; et - la figure 3 est un diagramme' des temps représentant les impulsions formées dans le premier et le second comparateur. On se réfère d'abord à la figure 1 qui représente un premier comparateur qui est un comparateur de tensions. Ce comparateur de tensions a deux magnétomètres à domaine de courant 1, 2, disposés l'un près de l'autre, avec des trajets circulaires de domaines coaxiaux et parallèles. Un flux magnétique normal B B est appliqué aux deux magnétomètres 1, 2 avec une meme intensité. Des tensions V1 et V2 à comparer parviennent respectivement aux magnétomètres 1 et 2.Les signaux de sortie des magnétomètres 1 et 2 parviennent à un dispositif de comparaison qui comprend un compteur 3 et un générateur double 5 d'impulsions. Le train des impulsions de sortie du magnétomètre 1 (dont la fréquence est proportionnelle à la valeur du produit B B x V1) parvient à l'entrée 3a de comptage du compteur 3.Le train d'impulsions de sortie du second magnétomètre 3 (dont la fré quence est proportionnelle à la valeur du produit BB x V2) par B x v2) par- vient à l'entrée 3b de décomptas0 du compteur 3. De cette manière, chaque impulsion de sortie du magnétomètre 1 fait progresser le compteur 3 et chaque impulsion de sortie du magnétomètre 2 le fait régresser ou décompter. En conséquence, la vitesse résultante de progression ou de régression du compteur 3 est proportionnelle à la différence entre les tensions V1 et V2. Le nombre indiqué par le compteur 3 est échantillonné toutes les 500 ms par exemple et est affiché par un indicateur visible sous forme d'un dispositif 4 d'affichage numérique, le compteur étant alors remis à 0. L'opération est réalisée de la manière suivante. Le générateur double 5 crée une double salve comprenant deux impulsions 6, 7 (figure 3) toutes les 500 ms environ. Les impulsions 6 et 7 ont pratiquement la même durée td (par exemple de quelques microsecondes) et sont séparées par un temps ts (pratiquement analogue à td, c'est-à-dire de s quelques microsecondes). Le flanc antérieur de l'impulsion 6 commande l'effacement du nombre affiché sur le dispositif 4, et le flanc postérieur de l'impulsion 6 commande le transfert du nombre du compteur 3 (avec le signe) au dispositif 4 d'affichage. L'impulsion 7 déclenche la remise à O du compteur 3 qui progresse ou régresse alors (ou reste à 0) selon les signaux de sortie transmis par les magnétomètres 1 et 2. I1 faut noter que le dispositif 4 d'affichage n'indique 0 que lorsque V1 = V2 On se réfère maintenant à la figure 2 qui représente un second comparateur qui est un comparateur de flux magnétiques. Ce comparateur a deux magnétomètres 10, 11 placés l'un près de l'autre mais disposés de manière que le flux magnétique passant dans l'un ne passe pas dans l'autre. La même tension V3 est appliquée aux deux magnétomètres 10, 11. Ceux-ci subissent normalement les flux magnétiques B1 et B2 respectivement dont les intensités sont comparées et qui sont appliques normalement aux magnétomètres 10 et Il. Comme dans le premier comparateur de tensions, les trains d'impulsions de sortie des magnétomètres parviennent aux entrées 3a et 3b de progression et de régression du compteur 3 respectivement.Le nombre présent dans le compteur 3 est échantillonné périodiquement et affiché par le dispositif 4, puis il est remis à 0 sous la commande des impulsions 6 et 7 (figure 3) provenant du générateur 5, de la même manière que dans le premier comparateur de tensions. Dans le second comparateur de flux-magnetiques cependant, comme les fréquences des trains d'impulsions de sortie des magnétomètres 10 et 11 sont proportionnelles aux valeurs des produits B1 x V B et B2 x VB respectivement, la vitesse résultante de progression ou de régression du compteur est proportionnelle à la différence entre les flux B1 et B2. Il faut noter que, dans une variante, le signal de sortie du dispositif de comparaison peut être un train d'impulsions dont la fréquence est représentative de la différence entre les signaux de sortie des magnétomètres ou peut être un vecteur de courant ou de tension dont l'amplitude et/ou la phase sont représentatives de la différence entre les signaux de sortie des magnétomètres. I1 faut aussi noter que chaque magnétomètre à domaine de courant peut être-monté afin qu'il forme un signal supplémentaire représentatif du sens de rotation de son domaine, d'autres signaux de sortie étant transmis au dispositif de comparaison. Il faut noter que des lignes d'alimentation en courant continu qui sont nécessaires n'ont pas été représentées sur les figures 1 et 2 par raison de clarté. I1 faut aussi noter que les magnétomètres à domaine de courant peuvent comporter un dispositif de stabilisation ou de compensation des variations dues à la température. REVENDICATIONS 1. Comparateur, caractérisé en ce qu'il comprend un premier et un second magnétomètre à domaine de courant (1, 2), et un dispositif de comparaison (3, 5) destiné à comparer les signaux de sortie des deux magnétomètres et à créer un signal de sortie représentatif de leur différence. 2. Comparateur selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'une même tension M est appliquée aux deux magnétomètres, et le signal de sortie du dispositif de comparaison représente la différence entre les intensités des flux magnétiques qui sont appliquées aux deux magnétomètres. 3. Comparateur selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'un flux magnétique de même intensité (BB) est appliqué aux deux magnétomètres, et le signal de sortie du dispositif de comparaison est représentatif de la différence entre les tensions appliquées aux deux magnétomètres. 4. Comparateur selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le dispositif de comparaison comprend un compteur (3) destiné à progresser lorsqu'il reçoit les impulsions de sortie d'un premier magnétomètre et à régresser lorsqu'il reçoit les impulsions de sortie du second magnétomètre, le nombre indiqué par le compteur étant échantillonné périodiquement afin qu'il forme le signal de sortie du dispositif de comparaison avant remise à 0. 5. Comparateur selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif d'indication visuelle qui reçoit le signal de sortie du dispositif de comparaison.