Brevet FR2404964A1 — publié le 19790427

La présente invention, due à Kuzma Âfanasievich EOKEV, Vladimir Dmitrievich SU1IMIN, Jury Nikolaevich SCHEI;ICUNOV, concerne les systèmes de transmission de signaux et, plus précisément, un dispositif de réception de signaux télémécaniques utilisés dans les systèmes de télécontrôle du fonctionnement d'installations de ligne des pipe-lines, quand ces signaux sont transmis par le canal de télécommunication du pipe-line. Ce dispositif peut être utilisé dans les appareils de communication et de transmission des données. Il est connu que les canaux de liaison, et surtout ceux de pipe-line utilisant le circuit 'pipe-line-terre" en tant que ligne de transmission, sont soumis à des brouillages intenses provenant de lignes électriques à haute tension, d'installations de protection cathodique ainsi que dtinstallations de protection par drainage électrique des chemins de fer électrifiés situés dans les zones traversées par les pipe-lines.- Dans les canaux de transmission de pipe-line, l'amplitude d'un parasite à la fréquence de 50 Hz peut atteindre ou dépasser 3 volts, tandis que la durée d'un train d'impulsions parasites peut atteindre 0,5 s. On connait un dispositif de réception de signaux télémécaniques comprenant un filtre, un amplificateur de courant alternatif, un démodulateur d'amplitude, un amplificateur à courant continu et un élément à seuil. Le filtre est relié au canal de liaison, alors que sa sortie est branchée sur l'entrée de l'élément d seuil à travers amplificateur à courant alternatif, le démodulateur d'amplitude et l'amplificateur à courant continu, la sortie de l'élément à seuil constituant la sortie du dispositif de réception de signaux télémécaniques. Ce dispositif connu est destiné à la réception de signaux télémécaniques de fréquence et les signaux reçus y sont mal protégés contre les parasites tant harmoniques (50 à 100 Hz) qu'impulsionnels, aucune vérification de la durée et de la fréquence des signaux reçus n'étant prévue dans ce dispositif. Dans le cadre de l'invention on s'est proposé de créer un dispositif de réception de signaux télémécaniques conçu de manière à améliorer la protection des signaux reçus contre les - parasites. L'invention consiste essentiellement en ce que le dispositif de réception de signaux télémécaniques comprenant un filtre électriquement relié au canal de liaison, un amplificateur à courant alternatif dont l'entrée est connectée à la sortie du filtre et dont la sortie est électriquement reliée à un élément à seuil à travers un démodulateur d'amplitude et un amplificateur à courant continu, est doté, selon l'invention, de deux canaux de traitement des signaux télémécaniques, dont l'un comprend un intégrateur inséré entre le démodulateur d'amplitude et l'élément à seuil, tandis que l'autre comprend un discriminateur de fréquence dont l'une des entrées est connectée à l'entrée du démodulateur d'amplitude, un circuit R? dont l'une des entrées est reliée à la sortie du discriminateur de fréquence et dont l'autre entrée est reliée à la sortie de l'élément à seuil, et un formateur d'impulsion de remise à zéro dont la sortie est reliée à l'autre entrée du discrininateur de fréquence, alors que la sortie du circuit ED est branchée sur l'entrée du formateur d'impulsion de remise à zéro. Pour augmenter la fiabilité du traitement des signaux reçus par l'intégrateur et le discriminateur de fréquence, il est avantageux que la liaison électrique du filtre avec le canal de communication se fasse par l'intermédiaire d'un groupe de protection contre les surtensions dans le canal de communication et que l'amplificateur à courant alternatif soit réalisé sous forme d'un amplificateur-limiteur. Pour pouvoir régler le fonctionnement de l'intégrateur au régime voulu, il est avantageux que le démodulateur d'amplitude comprenne un amplificateur opérationnel dont l'entrée inverseuse est reliée par l'une des résistances à la sortie de 1' amplificateur-limiteur et connectée à deux circuits dont chacun comprend une résistance et une diode montées en série de sorte que les bornes des résistances sont les unes réunies et les autres reliées respectivement à l'anode et à la cathode des diodes dont l'anode et la cathode sont réunies, et que le point de jonction de la résistance et de la diode de l'un des circuits est relié à la sortie de l'amplificateur opérationnel. Il est également avantageux que le groupe de protection - contre les surtensions dans le canal de communication comprenne une résistance dont l'une des bornes est reliée à l'entrée du groupe de protection contre les surtensions, alors qu'à son autre borne est connectée l'une des sorties d'un circuit des éléments stabilisateurs de tension, montés en série et en opposition, dont l'autre borne est reliée à une barre commune et forme une borne de sortie, l'autre borne de sortie étant connectée au point de J onction de la résistance et du circuit formé par les éléments stabilisateurs de tension montés en série et en opposition et un commutateur dont l'entrée est attaquée par un signal de commande étant monté en parallèle sur les bornes de sortie. I1 est, en outre, avantageux que l'une des entrées du circuit ET reçoive le signal de commande. L'invention permet d'améliorer nettement la protection des signaux télémécaniques contre les parasites dans la gamme de fréquences basses et ultrabasses et d'augmenter la fiabilité de réception des signaux télémécaniques en présence de parasites impulsionnels dans le canal de communication. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à la lecture de la description qui va suivre d'un exemple de réalisation donné à titre purement illustratif et sans aucun caractère limitatif. Dans cette description, on se réfère aux dessins annexés sur lesquels - la figure 1 représente le schéma fonctionnel d'un dispositif de réception de signaux télémécaniques conforme à l'invention - la figure 2 représente le schéma électrique d'un démodulateur d'amplitude, selon l'invention - la figure 3 représente le schéma électrique d'un groupe de protection contre les surtensions, selon l'invention ; et - la figure 4 représente le diagramme de fonctionnement temporel des éléments du dispositif, selon l'invention. le dispositif de réception de signaux télémécaniques de l'invention comprend un groupe 1 (figure 1) de protection contre les surtensions relié à un canal de communication 2, un filtre 3 et un amplificateur-limiteur 4. le dispositif présente également deux canaux de traitement des signaux télémécaniques dont l'un comprend, montés en série, un démodulateur d'amplitude 5, un amplificateur à courant continu 6, un intégrateur 7 et un élément à seuil 8. L'entrée 9 du démodulateur d'amplitude 5 est reliée à la sortie de 1' amplificateur-limiteur 4. L'autre canal de traitement dtiniormation comprend un discriminateur de fréquence 10 dont l'entrée 11 est reliée à la sortie de l'amplificateur-limiteur 4, et un circuit ET 12 dont l'entrée 13 est branchée sur la sortie de l'élément à seuil 8 et dont l'entrée 14 est reliée à la sortie du discriminateur de fréquence 10. La sortie du circuit 12 ET est reliée à l'entrée 16 du discriminateur de fréquence 10 à travers un formateur 15 d impulsions de remise à zéro. La sortie du circuit ET 12 forme la sortie du dispositif de réception de signaux télémécaniques, cette sortie étant reliée à l'entrée 17 de l'appareillage 18 du télémécanique. L'appareillage de télémécanique comprend un poste central et les postes à contrôler. L'une des sorties de l'appareillage 18 est reliée à l'entrée 19 du circuit El! 12 et l'autre, à l'entrée 20 du groupe 1. Le démodulateur d'amplitude 5 (figure 2) comprend un amplificateur opérationnel 21 dont l'entrée à inversion 22 est reliée à l'entrée 9 du démodulateur d'amplitude 5 à travers une résistance 25 et branchée sur deux circuits. L'un des circuits comprend une résistance 24 et une diode 25 dont l'anode est branchée à l'une des bornes de la résistance 24, alors que l'autre circuit comprend une résistance 26 et une diode 27 dont la cathode est branchée à l'une des bornes de la résistance 26. Le point de Jonction de la résistance 26 et de la diode 27 est connectée à la sortie de l'amplificateur opérationnel 21. La cathode de la diode 25 et l'anode de la diode 27 sont réunies et forment la sortie du démodulateur d'amplitude 5. L'entrée non-inverseuse 28 de l'amplificateur opérationnel 21 est relié à la barre commune 29 d'alimentation. Le démodulateur d'amplitude 5 ainsi réalisé est destiné à recevoir les signaux de polarité négative. Pour la réception des signaux de polarité positive, il faut connecter les diodes 25 et 27 dans le sens inverse. Le groupe 1 (figure 3) de protection contre les surtensions comprend une résistance 30 dont l'une des bornes forme entrée du groupe 1, alors qu'à son autre borne est branchée l'une des sorties du circuit formé par les éléments stabilisateurs de tension 31, 32 montés en série et en opposition. L'autre sortie de ce circuit est reliée à une barre commune 33 et forme l'une des bornes de sortie 34, alors que l'autre borne de sortie 35 est reliée au point de Jonction de la résistance 30 et de l'élément stabilisateur de tension 31. En parallèle avec les bornes de sortie 34 et 35 est monté un commutateur 36 dont 11 entrée de commande forme l'entrée 20 du groupe 1. La figure 4 représente les diagrammes temporels des signaux de sortie a) de l'amplificateur-limiteur 4 b) du démodulateur d'amplitude 5 c) de l'intégrateur 7 d) de l'élément à seuil 8 ; e) du discriminateur de fréquence 10 g) de l'appareillage 18 de télémécanique h) du circuit ET 12 k) du formateur 15 d'impulsions de remise à zéro. Le dispositif de réception de signaux télémécaniques fonctionne de façon suivante. Le signal arrivé par le canal 2 (figure 1) de communication est envoyé à travers le groupe I à l'entrée du filtre 9, où les parasites sont éliminés ; puis il est amplifié et écrêté par l'amplificateur-limiteur 4 et attaque ensuite les entrées de deux canaux de traitement de signaux télémécaniques. le signal reçu 97 (figure 4a) se compose de deux éléments successifs de fréquences f et f2 de durée prédéterminée. Ce signal est envoyé depuis la sortie de l'amplificateurlimiteur 4 (figure 1) à l'entrée 11 du discriminateur de fréquence 10, où il subit un contre de sa fréquence. La succession des fréquences dans le signal étant celle voulue, la sortie du discriminateur 10 élabore un signal logique 38 (figure 4e) qui arrive à l'entrée 14 (figure 1) du circuit ET 12 et il prépare son actionnement. A ce moment, l'entrée 19 du circuit ET 12 doit recevoir, depuis la sortie correspondante de l'appareillage 18 de télé mécanique, un signal logique 39 (figure 4g) qui prépare, lui aussi, l'actionnement du circuit ET 12 (figure 1). En même temps que le contrôle de fréquence s'effectue un contrôle de la durée du signal télémécanique, ce qui a lieu dans le canal suivant comprenant l'intégrateur 7 et l'dément à seuil 8. le signal télémécanique 37 (figure 4a) arrivant à l'entrée 9 du démodulateur d'amplitude 5 y est redressé et, depuis sa sortie, un signal 40 (figure 4b) est envoyé à l'entrée de l'intégrateur 7 à travers l'amplificateur 6 (figure 1) fonctionnant en régime de commutation. Depuis la sortie de cet intégrateur 7, un signal 41 (figure 4c) arrive à l'entrée de ltélément à seuil 8 (figure 1) dont le fonctionnement se produit lorsque le signal 41 (figure 4c) à la sortie de l'intégrateur 7 (figure 1) atteint un niveau donné U. le moment de l'actionnement de l'élément à seuil 8 est choisi de manière que son actionnement se produise au bout d'un temps à peu près égal à la moitié de la durée de 11 élément de fréquence f2 (figure 4d). Une fois que l'élément à seuil 8 (figure 1) est actionné, sa sortie délivre un signal arrivant à l'entrée 13 du circuit ET 12 dont il provoque l'actionnement, car toutes ses autres entrées ont déjà reçu les signaux autorisant l'actionnement du circuit ET 12. Puis le signal 42 (figure 4h) délivré par la sortie du circuit ET 12 (figure 1) parvient à ltentrée 17 de l'appareillage 18 de télémécanique et, après un traitement approprié dans cet appareillag il se forme à l'une de ses sorties l'impulsion 43 (figure 4g3 qui attaque 1' entrée 19 (figure 1) du circuit ET 12. Cela provoque le blocage du circuit ET 12 et la sortie du formateur 15 élabore une impulsion 44 (figure 4 qui remet le discriminateur de fréquence 10 (figure 1) à l'état initial. le circuit est prêt à recevoir le signal télémécanique suivant. le fonctionnement du démodulateur d'amplitude 5 (figure 2) est le suivant. En position de repos, une polarisation positive prédéterminée est établie à la sortie du démodulateur d'amplitude 5 par l'amplificateur 6 (figure 1) ; la diode 25 (figure 2) est bloquée ; la diode 27 est débloquée et le gain de l'amplificateur 21 est déterminé par le rapport des résistances 26 et 23. À l'arrivée d'un signal télémécanique, la demi-onde négative est amplifiée par l'amplificateur opérationnel 21 et appliquée à l'entrée de l'amplificateur 6 (figure 1) à travers la diode 27 débloquée. La valeur du signal de sortie reste proportionnelle au signal d'entrée Jusqu'à ce que le signal de sortie atteigne la valeur zéro ou une faible valeur négative suffisante pour débloquer la diode 25 (figure 2). A ce moment, la diode 25 se trouve débloquée et la résistance 24 d'une valeur nettement inférieure à celle de la résistance 26 est mise en circuit en parallèle avec la résistance 26. le gain de l'amplificateur opérationnel 21 devient alors bien plus faible de sorte que le signal redressé de sortie est maintenu au niveau voulu. Le maintien du niveau voulu du signal de sortie du démodulateur d'amplitude 5 est nécessaire pour réduire considérablement le temps de mise hors circuit de l'amplificateur 6 (figure 1), ce qui diminue la probabilité de déclenchement de l'élément à seuil 8 sous l'effet des parasites impulsionnels puissants pouvant apparattre dans le canal de communication 2. Pour protéger les éléments du dispositif de réception de signaux télémécaniques contre les surtensions, on a prévu dans le circuit du dispositif le groupe 1 (figure 3). Lorsque des impulsions de surtension de polarité positive ou négative traversent le canal de communication 2, les éléments stabilisateurs de tension 31 ou 32 se mettent en action de manière à limiter ces impulsions à un niveau préréglé ne présentant pas de danger pour les éléments suivants du dispositif. Si le groupe 1 de protection contre les surtensions n'existait pas, les impulsions de surtension dans le canal 2 de communication provoqueraient à la sortie du filtre 3 des parasites que l'intégrateur 7 et le discriminateur de fréquence 10 pourraient recevoir comme signal utile. L'utilisation du groupe 1 limitant les impulsions de surtension à un niveau préréglé et diminuant la probabilité d'apparition des parasites à la sortie du filtre 3 permet d'augmenter la fiabilité du traitement des signaux reçus. Si ce dispositif est utilisé dans les systèmes de télécontrôle à retransmission du signal reçu, la sortie du groupe 1 est dotée d'un commutateur 36 destiné à permettre d'éviter les surcharges des éléments du dispositif pendant la transmission des signaux télémécaniques par un même canal de communication. Avant de passer en émission, un signal de commande arrivé à l'entrée 20 du groupe 1 depuis l'une des sorties de l'appareillage 18 (figure 1) de télémécanique. I1 se produit le fonctionnement du commutateur 36 (figure 3) qui bloque l'entrée du filtre 3 (figure 1), pour assurer la protection des éléments suivants du dispositif contre les surtensions possibles au moment d'arrivée du signal d'émission. Bien entendu diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art au dispositif qui vient d'être décrit uniquement à titre d'exemple non limitatif sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICADIONS 1. Dispositif de réception de signaux télémécaniques comprenant un filtre électriquement relié au canal de communication, un amplificateur à courant alternatif dont l'entrée est reliée à la sortie du filtre et dont la sortie est reliée à un élément à seuil à travers un démodulateur d'amplitude et un amplificateur à courant continu, caractérisé par le fait qu'il présente deux canaux de traitement des signaux télémécaniques dont l'un comprend un intégrateur inséré entre le démodulateur d'amplitude et ltélément à seuil, alors que l'autre comprend un discriminateur de fréquence dont l'une des entrées est reliée à l'entrée du démodulateur d'amplitude, un circuit ET dont l'une des entrées est reliée à la sortie du discriminateur d'amplitude et dont 11 autre entrée est reliée à la sortie de l'élément à seuil, et un formateur d'impulsion de remise à zéro dont la sortie est connectée à l'autre entrée du discriminateur de fréquence, alors que la sortie du circuit ET est connectée à l'entrée du formateur d'impulsion de remise à zéro, l'amplificateur à courant alternatif étant réalisé sous forme d'un amplificateur-limiteur. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que, pour augmenter la fiabilité du traitement des signaux reçus dans l'intégrateur et le discriminateur de fréquence, la liaison électrique du filtre avec le canal de communication se fait par l'intermédiaire d'un groupe de protection contre les surtensions dans le canal de communication. 3. Dispositif selon les revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que, pour provoquer le fonctionnement de l'intégrateur à un régime donné, le démodulateur d'amplitude comprend un amplificateur opérationnel dont la sortie inverseuse est reliée par une résistance à la sortie de l'amplificateurlimiteur et connectée à deux circuits dont chacun comprend une résistance et une diode montées en série de manière que les bornes des résistances sont les unes réunies et les autres reliées à l'anode et à la cathode des diodes correspondantes dont l'anode et la cathode sont réunies, alors que le point de Jonction de la résistance et de la diode d'un des circuits est relié à la sortie de l'amplificateur opérationnel. 4. Dispositif selon les revendications 2 ou 3, caractérisé par le fait que le groupe de protection contre les surtensions dans le canal de communication comprend une résistance dont l'une des bornes est reliée à l'entrée du groupe de protection contre les surtensions, alors qui son autre borne est connectée l'une des sorties d'un circuit constitué d'éléments stabilisateurs de tension montés en série et en opposition, et dont l'autre sortie est connectée à une barre commune et forme l'une des bornes de sortie, alors que l'autre borne de sortie est reliée au point de jonction de la résistance et du circuit constitué par les éléments stabilisateurs de tension montés en série et en opposition, et que, en parallèle sur les bornes de sortie du groupe de protection contre les surtensions, est branché un commutateur dont 1' entrée reçoit un signal de commande. 5. Dispositif selon les revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que l'une des entrées du circuit ET reçoit un signal de commande.