Brevet FR2394808A1 — publié le 19790112

L'utilisation du schéma électronique dit "bascule de Schm1tt est bien connue pour la réalisation d'un détecteur de seuil de niveau de tension0 La réaction propre d'un tel montage procure un engagement sitôt que la grandeur d'entrée à mesurer atteint le seuil de fonctionnement-e S'il est tout indiqué pour la détection d'une grandeur continue, ce montage présente certains inconvénients lorsqu'il stagit de la détection d'une grandeur alternative. En effet, pour que le niveau de sortie soit constant, il est alors nécessaire de redresser et de filtrer par condensateur la grandeur à détecter.Ce filtrage doit-etre suffisamment important pour que 11 ondulation résiduelle reste comprise entre le seuil d'excitation et de désexcitation de la bascule. Il en résulte que ltensemble détecteur ainsi constitué possède un temps de réponse à l'excitation et à la désexcitation extrêmement variable suivant l'amplitude de la grandeur à détecter. La présente invention a pour but d'éviter ces inconvénients et permet la réalisation d'un détecteur d'une grandeur continue ou alternative. Elle permet notamment d'obtenir -un écart aussi faible que désiré entre le seuil d'excitation et de désexcitation du détecteur. Selon l'invention, on utilise, comme détecteur initial, une bascule de Schmitt, à laquelle on adjoint un dispositif complémentaire qui lui confère les gualités énoncées ci-dessus. Lors de son utilisation pour la détection d'une grandeur alternative, celle-ci est d'abord redressée en double ou en simple alternance. La grandeur unidirectionnelle ainsi obtenue est alors soit-directement appliquée au détecteur, soit sommairement filtrée avant détection. La qualité principale du présent détecteur est qu'il reste excité tant que la grandeur à mesurer passe au-dessus du seuil de désexcitation après entre passéeau moins une fois au-dessus du seuil d'excitatione Une réalisation, selon l'invention, est constituée d'une bascule de Schmitt qui comprend deux transistors de type NEE et à laquelle est associé un transistor de type PNP. I1 est possible d'obtenir le mEme résultat avec d'autres combinaisons de transistors. I1 est meme possible de réaliser la bascule de Schmitt à l'aide d'autres dispositifs électroniques (amplificateurs opérationnels par exemple) sans pour cela se différencier du principe de la présente invention. De même, le dispositif complémentaire pourra titre de quelque nature électronique que ce soit, pourvu qu'il possède un état conducteur et un état bloqué. On expliquera ci-après, en référence au dessin annexé, un exemple de réalisation de l'invention en exposant son mode de fonctionnement et les diverses qualités de la présente invention. Comme le fonctionnement se comprend aisément dans le cas de détection d'une grandeur continue, on n'expliquera complètement ci-après que le cas de la détection d'une grandeur alternative. Sur la figure 1 ci-après, on a successivement représenté un transformateur d'adaptation 1, qui ramène la valeur de la tension ou du courant alternatif à mesurer à un niveau compatible avec le montage électronique. Au secondaire de ce transformateur on peut, ou non, trouver un ensemble diviseur 2 d'éléments résistifs, selfiques ou capacitifs, notamment pour la réalisation de filtrage aux fréquences harmoniques. La tension alternative de sortie de l'ensemble 2 est soit redressée en double alternance comme indiqué par le redresseur 3, soit redressée en simple alternance. I1 en résulte une tension unidirectionielle qui peut, ou none tire filtrée par un condensatour 4. Un ensemble 5 de résistances et potentiomètre permet de prélever-tout ou partie de cette tension avant de l'appliquer au détecteur. Le détecteur proprement dit est représenté dans le cadre 6. Comme il est dit plus haut, la réalisation de celui-ci présente plusieurs variantes tout en conservant le mOte résultat global. Te fonctionnement du détecteur représenté dans le cadre 6 de la figure 1 et constituant une réalisation possible selon l'invention, s'explique de la façon indiquée í-après. En état de veille, c'est-à-dire tant que l'asplitude de la grandeur à mesurer est inférieure au seuil d'excitation da détecteur, le transistor d'entrée X1, à la base duquel est appliquée la grandeur à mesurer, se trouve à l'état bloqué et le transistor f3, qui constitue une bascule de Schmitt avec le premier, est à 11état conducteur. Le condensateur C1 est chargé sous une tension définie par la tension de régulation de la diode de Zener ZI et la tension base-émetteur du transistor X3. De transistor !2, dont la base est reliée au collecteur du transistor iN par la résistance 23, est également à l'état bloqué car le courant de la base du transistor X3 traverse la diode D, entre la base et l'émetteur du transistor B2, ce qui polarise en inverse la jonction base-émetteur de 22. Le courant do conduction du transistor 13 traverse la résistance 25. La tension aux bornes de celle-ci définit le seuil du détecteur pour ce que l'on a appelé ci-dessus son excitation. Lorsque la grandeur à mesurer, appliquée sur la base du transistor 1, dépasse le seuil du détecteur, la tension au collecteur de Ti commence à s'abaisser. Le condensateur C1, qui était chargé à-une certaine tension, se décharge à travers la résistance R4 et le transistor La tension qui se trouve alors aux bornes de la résistance R4 polarise la jonction base-émetteur du transistor 22 dans le sens direct. Ce dernier devient conducteur et il y a alors circulation d'un courant à travers la résistance R1 et la jonction base-émetteur du transistor v1. Le courant de conduction du transistor T2 est uniquement constitué du courant de décharge du condensateur C1. La plus grande partie de ce courant traverse la jonction base-émetteur du transistor Ti forçant celui-ci à passer à un régime dit de saturation. La tension aux bornes du condensateur C1 descend rapidement en-dessous de la tension de régulation de la diode de Zener Z1 et de ce fait le transistor T3 passe instantan4ment à l'état bloqué. Le détecteur présente de ce fait un engagement franc. Sit8t le seuil d'excitation atteint, le transistor TI devient conducteur et le transistor 3 bloqué. La nouvelle tension présente aux bornes de la résistance c1 est-à-dire celle qui définit le seuil du détecteur, se trouve abaissée. Suivant état de la grandeur à mesurer, cette tension dépend de la conduction du transistor TI et du courant traversant les résistances R7 et R8 ou alors des courants ci-dessus énoncées auxquels s'ajoute le courant de charge du condensateur 01. Dans une première > ypothèse, il est supposé que l'amplitude de la grandeur à détecter reste très au-dessus du seuil du détecteur et, dans une seconde hypothèse, il est supposé que l'amplitude de la grandeur à détecter décroît jusqu'à atteindre le seuil de désexcitation du détecteur. Dans le cas de la première hypothèse, si la grandeur à détecterest filtrée par condensateur, l'ensemble du détecteur reste excité en permanence0 Si la grandeur est redressée, sans filtrage, le fonctionnement est différent tout en conduisant au mEme résultat final. Les divers niveaux de tension, à différents endroits du schéma électronique du détecteur, représentés sur la figure 2 correspondant à la détection d'une grandeur redressée en double alternance sans filtrage, permettant de clairement expliquer le fonctionnement. Sitôt que le seuil d'excitation Il est atteint, le détecteur affiche son seuil de désexcitation 12 (diagramme a). Lorsque la grandeur périodique 13 passe en-dessous du seuil de conduction du transistor T1, celui-ci tend aller vers un état de blocage. Il se comporte alors en quelque sorte en amplificateur de la grandeur présente sur sa base. La tension de son collecteur commence à croftre et le condensateur C1 à se recharger. Les niveaux de tension du collecteur de TI sont représentés en 14 sur la partie b de la figure 2.Le choix delta valeur de la résistance R2, du condensateur C1-et-de la diode de Zener Z1 est fait de telle sorte que la tension aux bornes du condensateur C1 n'atteint pas la tension de régulation 15 de la diode de Zener Z1 avant le nouveau passage au-dessus du seuil de conduction de TI de la grandeur périodique à détecter. De ce fait, le transistor T3 reste bloqué en permanence et le détecteur excité. Chaque fois que la grandeur repasse au-dessus du seuil de conduction-de TI, le condensateur Cl se décharge à nouveau à travers T2 et force le transistor TI au régime de saturation.La partie c de la figure 2 représente la tension au collecteur du transistor X3. Dans la seconde hypothèse, les figures 3 et 4 illustrent le fonctionnement pour une grandeur filtrée et non filtrée. Dams les deux cas, le processus de fonctionnement est similaire. -On peut voir que l'ensemble du détecteur reste excité tant que la tension au collecteur de T1, c'est-à-dire celle qui se trouve également aux bornes du condensateur 01, n' atteint pas la tension de régulation de la diode de Zener Zl.Si la grandeur à détecter 13 décroît, il arrive un moment ou' la tension au collecteur de Irl atteint la tension de régulation 15 de la diode de Zener ZI. À cet instant, le transistor T3 redeviens conducteur et la forte réaction qu'il amène sur l'émetteur de TI confirme le blocage de ce dernier. le présent détecteur peut Entre utilisé soit pour fournir un niveau logique, soit pour commander un organe électromécanique (relais par exemple). Son entrée peut titre sollicitée par une ou plusieurs grandeurs en utilisant un Montage à diodes qui permet de prélever celle dont l'amplitude est la plus élevée. R E V E g D X C A v I O N E. 1. Détecteur d'une grandeur continue ou alternative, cette dernière étant redressée en simple ou en double alternance, avec ou sans filtrage, caractérisé par le fait qu'il utilise une bascule de Schmitt à laquelle est ajouté un dispositif complémen- taire permettant de garder celle-ci à i 'état excité tant que la grandeur repasse au-dessus du seuil de désexcitation après Qtre passée au moins une fois au-dessus du seuil dtexcitation. 20 Détecteur selon la revendication 1, dans lequel le dispositif complémentaire comprend notamment un condensateur, une diode de Zener et un élément électronique, pourvu que celui-ci présente un état conducteur et un état bloqué, 3. Détecteur selon la revendication 1 ou la revendication 2, dans lequel l'écart entre le seuil d'excitation et de désexcitation peut titre réglé à la valeur désirée. 4. Application du détecteur selon l'une quelconque des revendications précédentes à la délivrance d'un niveau logique de sortie ou dtun niveau qui commande un relais.