Brevet FR2428262A1 — publié le 19800104

La présente invention concerne un dispositif convertisseur fréquence-intensité, du type décrit dans la demande de brevet français nQ 78 20346, dispositif servant b transformer un signal électrique, constitué par des impulsions périodiques, en un courant dont l'intensité est fonction de la fréquence de ces impulsions et est destiné alimenter un instrument indicateur, ce dispositif comprenant - une partie de circuit constituée par montage en série d'une résistance ohmique, d'un premier condensateur et d'une première diode de Zener, cette partie de circuit étant intercalée entre deux conducteurs sous tension de courant continu, - des moyens interrupteurs commandés par les impulsions dudit signal électrique et servant à court-circuiter, à l'état de fermeture, une fraction de ladite partie de circuit constituée par lesdits premier condensateur et première diode de Zener - un amplificateur de courant, monté avec son entrée en dérivation sur la première diode de Zener et alimentant, à sa sortie, ledit instrument indicateur, - des moyens servant à stabiliser cet amplificateur de courant par rapport aux variations de la température, - des moyens de protection contre les surtensions d'alimentation. L'invention a donc pour objet essentiel un dispositif destiné à perfectionner le dispositif convertisseur et à améliorer son rendement. Plus spécialement, ce dispositif est destiné à augmenter le maximum d'intensité du courant fourni par l'amplificateur à l'instrument indicateur, en améliorant, en même temps, la stabilité du dispositif con vertisseur, relativement aux variations de la température ambiante et des tensions d'alimentation. Ce nouveau dispositif convertisseur fréquence-intensité du genre indiqué ci-dessus est caractérisé en ce que l'amplificateur d'intensité comprend - un émetteur-suiveur qui alimente, par son collecteur, l'instrument indicateur, - un diviseur de tension monté de façon à fournir, à l'entrée de cet émetteur-suiveur, une fraction donnée de la tension aux bornes de ladite première diode de Zener. D'autres objets et avantages de l'invention ressortiront de la description qui va suivre, faite en regard de la figure unique annexée et donnant à titre explicatif mais nullement limitatif une forme préférée de réalisation. Les éléments électriques du schéma représenté sur cette figure unique sont désignés par les mêmes numéros de référence que les éléments homologues du circuit de la demande de brevet français 78 20346 précitée. Une partie de circuit constituée par une résistance ohmique 7, un premier condensateur 8 et une première diode de Zener 9 est montée entre deux conducteurs 10 et 11 d'alimentation en courant électrique, entre lesquels est appliquée une tension E d'alimentation en courant continu, le branchement de ces conducteurs 10 et 11 étant tel que le conducteur 10 se trouve à un potentiel supérieur à celui du conducteur 11. Entre le conducteur d'alimentation 11 de signes moins et le point de branchement de la résistance ohmique 7 sur le condensateur 8 est intercalée la branche collecteur-émetteur d'un transistor commutateur 12 du type NPN. En dérivation par rapport à la première diode de Zener 9 est monté un amplificateur 13 comprenant un émetteur-suiveur 14, 15, constitué par deux transistors NPN, montés en Darlington et par une résistance d'émetteur 15 de stabilité élevée relativement aux variations de température. L'émetteur-suiveur 14, 15 est relié, par une borne de la résistance de l'émetteur 15, au conducteur 11 de signes moins, et par le collecteur 25, à une borne de l'enroulement, ou bobine d'excitation, 19 d'un instrument indicateur, dont la seconde borne est reliée au conducteur d'alimentation 10 de signes plus. La polarisation de la base 26 de l'émetteur-suiveur 14, 15 est assurée par un diviseur de tension 27, 28 monté de manière à envoyer à la base 26 une fraction de la tension aux bornes de la première diode de Zener 9. Ce diviseur de tension 27, 28, est constitué par une premiere résistance ohmique 27, intercalée entre la cathode de la première diode de Zener 9 et la base 26 de l'émetteur-suiveur 14-15, et par une seconde résistance ohmique 28 reliant la base 26 au conducteur d'alimentation 11 de signes moins. Trois diodes 29, en série, sont branchées sur la résistance ohmique 28, de manière à ne permettre le passage du courant du diviseur 27, 28 que dans le sens qui va de la borne de la base 26 au conducteur 11 de signes moins. En dérivation de la premiere diode de Zener 9 est montée en outre une résistance réglable 17 servant au réglage de l'intensité envoyée du collecteur 25 de l'émetteur-suiveur 14, 15, à la bobine d'excitation 19 de l'instrument indicateur. Une résistance ohmique 18 relie l'émetteur 32 du montage Darlington 14 au conducteur 10 de signes plus, en vue de stabiliser l'amplification assurée par l'amplificateur d'intensité 13, à l'encontre des. variations de la tension E d'alimentation. Une seconde diode de Zener (24) est montée entre les deux conducteurs d'alimentation 10 et 11 pour protéger le dispositif contre les surtensions. On peut avantageusement remplacer cette diode de Zener 24 par un condensateur de capacité élevée, par exemple un condensateur électrolytique. Un condensateur 20 est monté en parallèle avec la bobine d'excitation 19 de l'instrument indicateur, pour produire un effet de filtrage. Le fonctionnement du dispositif décrit ci-dessus est sensiblement le même que celui exposé dans ladite demande de brevet 78 20346. A la base du transistor commutateur 12, on envoie un signal électrique constitué par des impulsions périodiques dont il s'agit de transformer la fréquence à l'aide du dispositif convertisseur. Le transistor 12 se comporte comme un interrupteur qui s'ouvre à chaque impulsion et qui demeure ouvert pendant toute la durée de l'impulsion, pour se fermer de nouveau au moment où cette impulsion cesse. En raison des commutations du transistor 12, l'entrée de l'amplificateur 13 reçoit un courant d'impulsions qui, amplifié, est ensuite envoyé du collecteur 25 de l'émettaur- suiveur 14, 15 vers la bobine d'excitation 19 de l'instrument indicateur. Comme indiqué dans la description de la demande de brevet 78 20346, l'intensité de ce courant a une valeur moyenne qui est directement proportionnelle à la fréquence des impulsions appliquées à la base du transistor 12 et qui est sensiblement indépendante,'aussi bien des variations de la tensionE d'alimentation que des variations de la résistance intérieure de la bobine 19 de l'instrument indicateur. Dans le cas de l'application de l'invention aux tachymètres d'automobiles, les impulsions à convertir sont fournies par un transducteur (par exemple, par une sonde de Hall) et ont une fréquence qui est proportionnelle au nombre de tours-minute des roues de l'automobile. te diviseur de tension 27, 28, en appliquant, à la base 26 montage Darlington 14, une fraction de la tension aux bornes de la diode de Zener 9, permet d'obtenir, sur la bobine d'excitation 19, un domaine de variations plus grand que celui obtenu en appliquant directement à la base 26 la totalité de la tension aux bornes de la diode de Zener 9. Un plus grand domaine de variations de tension correspond à un plus grand domaine de variations de l'intensité et, par suite, permet d'alimenter des instruments indicateurs qui absorbent une plus grande intensité. I1 serait nécessaire, pour obtenir, sans avoir à utiliser le diviseur 27-28, le même domaine de variations de tension que celui obtenu à l'aide du diviseur de faire appel a une diode de Zener 9 possédant une tension nominale inférieure à celle utilisée avec le diviseur. Cela présenterait des inconvénients ; en effet, il est bien connu que les diodes de Zener de tension nominale basse, inférieure à environ 6 V, sont beaucoup moins efficaces, en tant que stabilisateurs de tension (surtout s'il y a des pointes d'intensité) que les diodes de Zener dont la tension nominale est 6 V. Par conséquent, l'utilisation de telles diodes de Zener, par exemple de 5,1 V, rendrait le dispositif moins précis. A titre d'exemple, on donne ci-apres les valeurs de quelques éléments d'un dispositif convertisseur appliqué aux tachymètres des automobiles. La tension d'alimentation E, dans ce cas, est fournie par la batterie d'accumulateurs de l'auto et peut descendre normalement jusqu'a 11 V. Avec une diode de Zener 9 de 7,5 V et une résistance ohmique 27 de 10 kilo-ohms et une résistance ohmique 28 de 5,1 kilo-ohms, si l'on considère que la baisse de tension sur chacune des diodes 29 est de 0,6 V, la base 26 du montage Darlington 14 reçoit une tension maximale de 3,7 V. Cela veut dire que le domaine maximale de variation de tension dans la bobine 19 de l'instrument indicateur, sans risque de saturation du montage Darlington 14, est dans les conditions les moins bonnes, avec E = Il V, d'environ 6,5 V. Pour obtenir le même résultat sans le diviseur de tension 27-28, il aurait fallu utiliser une diode de Zener ayant une tension nominale bien inférieure à 6 V, ce qui correspondrait à une moins bonne stabilisation de la tension 9 l'entrée de l'amplificateur de courant 13 et, par suite, une moins bonne précision du dispositif convertisseur. Les trois diodes 29, du fait d'être montées en dériovation, sur les jonctions base-émetteur du montage Darlington 14, compensent parfaitement les variations de la tension base-émetteur de ce montage Darlington sous l'effet des variations de température et, de la sorte, augmentent le degré de précision du dispositif convertisseur. On peut remplacer la seconde diode de Zener (24) par un condensateur de forte capacité, par exemple un condensateur électrique de 100 F, à tension maximale de travail de 25 V. REVENDICATIONS 1. Dispositif convertisseur fréquence-intensité > servant a transformer un signal électrique, constitué par des impulsions périodiques, en un courant dont l'intensité est fonction de la fréquence de ces impulsions et est destiné à alimenter un instrument indicateur, ce dispositif comprenant - une partie de circuit constituée par montage en série d'une résistance ohmique, d'un premier condensateur et d'une première diode de Zener, cette partie de circuit étant intercalée entre deux conducteurs sous tension de courant continu, - des moyens interrupteurs commandés par les impulsions dudit signal électrique et servant à court-circuiter, à l'état de fermeture, une fraction de ladite partie de circuit, constituée par lesdits premier condensateur et première diode de Zener, - un amplificateur de courant, monté avec son entrée en dérivation sur la première diode de Zener et alimentant, à sa sortie, ledit instrument indicateur, - des moyens servant a stabiliser cet amplificateur de courant par rapport aux variations de la température, ce dispositif étant caractérisé en ce que l'amplificateur d'intensité comprend : un émetteur-suiveur qui alimente, par son collecteur, l'instrument indicateur, un diviseur de tension monté de façon à fournir, à l'entrée de cet émetteur-suiveur, une fraction donnée de la tension aux bornes de ladite première diode de Zener. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit diviseur de tension comprend une première partie de circuit reliant la cathode de la première diode de Zener å la base de l'émetteur-suiveur et une seconde partie de circuit résistive, reliant la base de cet émetteur-suiveur à l'anode de la première diode de Zener. 3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que lesdits moyens, servant à assurer la stabilisation par rapport aux variations de température, sont constitués par au moins une diode montée en série sur la seconde partie du circuit résistif du diviseur de tension, de façon à compenser les variations de la tension base-émetteur de l'émetteursuiveur, du fait des variations de température. 4. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit émetteur-suiveur comprend deux transistors à montage DarlingtonJ reliés à une résistance de l'émetteur de forte stabilité par rapport aux variations de la température. 5. Dispositif selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que lesdits moyens stabilisateurs sont constitués par au moins deux diodes montées en série. 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que lesdits moyens stabilisateurs sont constitués par trois diodes montées en série. 7. Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que ladite première diode de Zener a une tension nominale qui lui permet de stabiliser efficacement la tension å ses bornes relativement aux variations d'intensité du courant qui la traverse. 8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que ladite première diode de Zener a une tension nominale supérieure à 6 V. 9. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit amplificateur d'intensité comprend une resistance ohmique montée en dérivation sur la première diode de Zener et que l'on peut régler pour assurer le réglage de l'intensité à la sortie de cet amplificateur d'intensité. 10. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'amplificateur d'intensité comprend une résistance de réaction, intercalée entre l'émetteur de l'émetteur-suiveur et l'un des conducteurs d'arrivée de courant, de manière à stabiliser l'intensité du courant à la sortie de l'amplificateur d'intensité, relativement aux variations de la tension d'alimentation. Il. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens de protection relativement aux surtensions d'alimentation sont constitués par une seconde diode de Zener, intercalée entre les deux conducteurs d'arrivée de courant. 12. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens de protection relativement aux surtensions d'alimentation sont constitués par un condensateur de grande capacité, intercale entre les deux conducteurs d'arrivée de courant.