Brevet FR2418582A1 — publié le 19790921

La présente invention se rapporte à la transmission d'un rayonnement infrarouge pulsé d'un émetteur à un récepteur. Elle concerne en particulier un dispositif de télécommande ou de télémesure au moyen d'un train d'impulsions d'ondes infrarouges, et tout spécialement un nouveau récepteur sélectif apte à recevoir et à discriminer les impulsions reçues. les systèmes de télécommande par rayons infrarouges existants sont basés sur l'émission d'impulsions par des diodes à l'arséniure de gallium émettrices d'infrarouge proche dans la gamme de 800 à 1000 nm. Ces. impulsions sont reçues par un récepteur équipé d'un elément photosensible tel qu'une diode, suivi d'un amplificateur, d'un détecteur et d'un étage de sortie traduisant la commande émise par l'émetteur. S'il est souhaitable d'obtenir, dans un tel système de transmission, une portée utile de l'ordre de 10 mètres, il est indispensable, en raison de l'affablissement du signal entre l'émetteur et le récepteur, que l'amplificateur qui suit l'élément photosensible soit à gain important, de l'ordre de 80 db. Considérant ég33eInent que ce genre de transmissions s'effectuai;souvent dans un milieu à éclairage moyen ou élevé et que cet éclairage est généralement produit par des sources incandesoentes créant des rayons infrarouges, on constate que la réception correcte est pertuteepar cet éclairage.Bien que non impulsionnel, ce rayonnement environnant produit dans le récepteur un bruit de fond qui s'ajoute au bruit de fond inhérent à l'amplificateur, élévant ainsi l'état du dispositif proche du niveau d'enclenchement, et l'on constate des enclenchements parasitaires de-ltétage de sortie du récepteur sans que l'émetteur intervienne. le premier but de l'invention est la construction d'un récepteur qui n, est plus perturbé par le rayonnement infrarouge ou autre de l'environnement. Un autre but est de réaliser un ensemble de transmission émetteur-récepteur ayant une sélectivité en fréquence telle que l'étage de sortie ne commute un relais de sortie, faisant partie de l'étage de sortie du récepteur, que si la fréquence de l'émetteur-correspond bien à la fréquence choisie sur le récepteur. Un vautre but de l'invention est donc d'agencer le récepteur de telle façon qu'il puisse être réglé ou commuté sur une certaine fréquence. L'invention a encore pour but de réaliser ce nouveau dispositif d'une manière simple et au moyen d'éléments et composants- courants se trouvant sur le marché. Ces buts sont atteints par le dispositif de transmission faisant l'objet de l'invention, comprenant un émetteur d'impulsions infrarouge et un récepteur des impulsions émises, doté d'un élément photosensible, d'un amplificateur et d'un étage de sortie apte à commuter un circuit d'utilisation. le dispositif selon l'invention est caractérisé en ce que le récepteur est équipé d'un circuit sélectif dont l'entrée est chargée, à l'absence d'un signal provenant de l'émetteur, d'une fréquence d'oscillation et qui comporte également un comparateur pour comparer la fréquence à son entrée avec une fréquence d'accord correspondant à la fréquence émise par l'émetteur, ce circuit sélectif étant agencé pour fournir un signal de commande à 11 étage de sortie uniquement lorsque la fréquence à l'entrée est au moins proche de la fréquence d'accord. : L'homme du métier comprendra que l'expression "fréquence" ne se limite pas à une valeur unique mais englobe toujours une bande de fréquences généralement étroite. les fréquences des impulsions sont généralement situées entre 25 et 50 kHz. L'élément photosensible faisant partie du récepteur peut être choisi parmi les différents éléments appropriés, par exemple diodes ou transistors photosensibles, et les résistances dites lDR. La fréquence d'oscillation fixe qui se présente à l'entrée du circuit sélectif peut être produite par un oscillateur auxiliaire, intérieur ou extérieur au récepteur. On préfère cependant utiliser l'amplificateur lui-même pour ce but comme il sera décrit plus bas. L'étage de sortie du récepteur peut être de type classique, comprenant un relais ou tout autre moyen de commutation d'un circuit d'utilisation, en relation avec la commande de l'émetteur. le délai qui s'ecoule d'habitude entre l'actionnement de l'émetteur et celui du relais n'excède alors pas 1,5 ms. Si l'on désire régler la durée de l'enclenchement et/ou améliorer le temps de réponse, on pourra modifier le circuit comme il sera décrit en détail ci-après. On décrira maintenant, à titre d'exemple non limitatif et purement illustratif, un mode d'exécution du nouveau dispositif de transmission, à l'aide du dessin dans lequel: - la fig. 1 est un schéma d'un dispositif déjà proposé, et - la fig. 2 est un schéma d'une exécution selon l'invention. L'ensemble émetteur-récepteur d'un dispositif déjà proposé et souffrant des désavantages décrits ci-dessus, est représenté sous forme de schéma à la fig. 1. Un émetteur 10 comprend un circuit oscillateur 12. Les oscillations qui se produisent lorsque le contacteur de commande lest fermé, sont amplifiées dans l'amplificateur 16. La diode émettrice de rayons infrarouges, à l'arséniure de gallium, transforme ces oscillations en un train d'impulsions 20 dans le spectre des infrarouges, entre 800 et 1000 nm. Le récepteur 30 comprend d'abord une diode 32 réceptrice des impulsions infrarouges. Le signal pulsé éléctrique fourni par la diode 32 est amplifié dans l'amplificateur 34, et le signal est alors intégré par le condensateur 36; le condensateur de la cellule est donc chargé jusqu'à un certain niveau. Le circuit 38, un détecteur de niveau, compare la tension aux bornes du condensateur avec une tension de référence appliquée par la ligne 40. Lorsque la tension intégrée dépasse cette tension de référence, un signal de sortie est engendré et amplifié dans l'étage de sortie 42. Le relais 44 peut donc commuter un. circuit d'utilisation 46. Il est évident que, si la tension intégrée aux bornes du condensateur 36 provient du bruit de fond ou d'une autre source de distorsions, le relais44 s'enclenchera sans que l'émetteur 10 ne soit intervenu. Dans l'exécution selon la fig. 2, on prévoit un nombre de 1 à n émetteurs dont trois, un premier émetteur 10, un deuxième émetteur 110 et un n-ième émetteur 210, sont représentés. les émetteurs comportent les mêmes composants que l'émetteur de la fig. 1 (contacteur de commande 14, 114, 214; oscillateur 12, 112, 212; amplificateur 16, 116, 216; et diode émettrice 18, 118, 218). Cependant, les fréquences produites par chaque oscillateur (et, par conséquent, imprimées aux trains d'ondes 20, 120, 220) sont différentes; on prévoit de "canaux" dans la gamme de transmission de 25 à 50 kHz tels qu'il nty ait pas chevauchement des bandes. Ces fréquences seront désignées comme fl, f2 fn. Les rayonnements-ainsi émis sont captés par la diode réceptrice 32 (ou un autre élément photosensible). le signal reçu est transmis à l'entrée d'un premier amplificateur 50 qui est en cascade avec un, deuxième amplificateur 52. les amplificateurs 50 et 52 servent à amplifier le signal ainsi qu a produire une oscillation. Gradée à un couplage capacitif à haute impédance entre la sortie et l'entrée de la cascade, symbolisé par la capacité de couplage 54, ces amplificateurs sont toujours en état d'oscillation. De ce fait, l'amplificateur présentera toujours à sa sortie une fréquence fixe d'oscillation fo dont la valeur est choisie telle qu'elle se trouve en-dehors des fréquences fl ... fn des émetteurs mais encore dans la bande passante des amplificateurs. Comme l'oscillation produite sature les amplificateurs, aucun bruit de fond n'est présent à l'entrée du circuit sélectif 56 connecté à la sortie de la cascade 50, 52. La valeur de fo peut être ajustée à l'aide de moyens connus de l'homme du métier, dont un dessin particulier du circuit imprimé sur lequel les amplificateurs sont montés, y compris l'emplacement approprié de la sortie de 52 à proximité de l'entrée de 50. la capacité couplage 54 se situe dans la gamme de 0,1 à 2 pF, en utilisant des amplificateurs Telefunken 4180, et peut donc être atteinte sans difficulté. I1 est évidemment possible d'ajouter un condensateur réel 54. La fréquence fo peut aussi être produite par un oscillateur auxiliaire, intérieur ou extérieur au récepteur. Quand l'une des fréquences fl .... fn est émise par l'un des émetteurs, reçue par l'élément 32 et amplifiée par l'amplificateur 50 et 52, la fréquence fo sera remplacée par la fréquence fl....fn choisie qui se présente alors à l'entrée du circuit 56. Aussitôt que l'émission cesse, le circuit 56 reçoit à nouveau la fréquence fixe fo. Le circuit sélectif 56 (par exemple le circuit intégré FX 101 de la Société CML) recevant ou bien la fréquence fixe fo ou bien une des fréquences fl....fn depuis l'amplificateur 52, est un discriminateur travaillant sur la reconnaissance d'un échantillon de fréquence. Le signal d'entrée est amplifié et envoyé sur l'entrée d'horloge d'un bistable dont la sortie aura une fréquence égale à l'intervalle entre les passages à zéro du signal d'entrée. Ce bistable commande deux monostables dont l'un détermine la fréquence d'accord et la somme des deux, la largeur de la bande. Ces deux grandeurs sont comparées à la fréquence du signal d'entrée dans un comparateur incorporé au circuit 56, dont la sortie actionne un compteur de moyenne. Si la moyenne ainsi trouvée rentre dans les limites de fréquences voulues, un signal de sortie est généré vers l'étage de sortie 60. Le circuit 56 est en plus agencé pour régler la fréquence "permise" à celle de l'émetteur dont l'émission doit effectuer la commande. Ce choix de la fréquence à recevoir ainsi que la largeur de la bande sont déterminés par la commutation des condensateurs 58, qui fixent les constantes de temps f'l ... f'n des monostables. Ainsi, en l'absence d'émission, le circuit sélectif 56 ne voit que fo, fl ... fn, et l'étage de sortie ne peut être actionné. Lorsque la condition f1 = f'l; ... fn = f'n est remplie, un relais 44 ou tout autre dispositif de commutation est actionné par l'intermédiaire de l'amplificateur de sortie 60, permettant ainsi l'enclenchement d'une utilisation 46 en relation avec la commande de l'émetteur. La rapidité de réponse, à savoir le délai qui s'écoule entre l'actionnement de l'émetteur et celui du relais, est de l'ordre de 1,5 ms. Lorsque la sortie doit être totalement sépar-ée du circuit et présenter une isolation ouverte de plusieurs megohms, un relais sera utilisé. De tels relais ont par exemple une charge commutable de 400 V d.c./l A. Dans d'autres cas, un thyristor ou transistor peut être branché en sortie améliorant le temps de réponse qui peut être ainsi réduit à 0,5 - 1 ms. Le dispositif de transmission selon l'invention peut être utilisé dans tout système de télécommande ou de télémesure lorsqu'une sélection de fréquence est désirée, telle qu'ouverture sélective de portes motorisées, enclenchement à distance d'appareils dans des milieux soumis à très haute tension, commande sélective de générateurs d'éclairs photographiques, télémesure de température ou d'autres grandeurs physiques dont la valeur influence la fréquence de l'émetteur. le récepteur peut être actionné par tout émetteur d'impulsions dont la fréquence correspond à l'une des fréquences de réception. Dans certaines utilisations, il suffit de prévoir un seul émetteur, et la fréquence de réponse du récepteur peut alors être fixe, sans commutation de sélection. L'alimentation en courant du récepteur peut être assurée par le réseau de distribution normal ou par batteries. La consommation en courånt, par rapport aux récepteurs connus (voir Fig. 1), n'est supérieure qu'en ce qui concerne l'entretien de l'oscillation des amplificateurs. On voit que le fonctionnement du dispositif selon l'invention ne peut pas être perturbé par un rayonnement infrarouge non impulsionnel. Il ne peut pas non plus être perturbé par un rayonnement parasite impulsionnel dont la fréquence ne concorde- pas avec la fréquence choisie sur le circuit sélectif. REVENDICATIONS 1. Dispositif de transmission par rayonnement infraroue pulsé, comprenant un émetteur d'impulsions infrarouge et un récepteur des impulsions émises doté d'un élément photosensible, d'u P plificateur et d'un étage de sortie apte à commuter un circuit d'utilisation, caractérisé en ce que le récepteur est équipé d'un circuit sélectif dont l'entrée est chargée, à l'absence d'un signal provenant de l'émetteur, d'une fréquence d'oscillation, et qui comporte un comparateur pour comparer la fréquence à son entrée avec une fréquence d'accord correspondant à la fréquence émise par l'émetteur, ce circuit sélectif étant agencé de façon à fournir un signal de commande à l'étage de sortie uniquement lorsque la fréquence à l'entrée est au moins proche de la fréquence d'accord. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le circuit sélectif comporte des moyens permettant la commutation sur deux ou plusieurs fréquences d'accord. 3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la fréquence d'oscillation est produite par un oscillateur auxiliaire intérieur ou extérieur au récepteur. 4. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la fréquence d'oscillation est produite par l'amplificateur du récepteur, cet amplificateur comportant alors au moins deux étages connectés-en cascade, la sortie du dernier étage étant couplé à l'entrée du premier étage de façon à produire une oscillation saturant l'amplificateur. 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que le couplage est un couplage à haute impédance réalisé d'une façon fixe par un dessin particulier d'un circuit imprimé supportant l'amplificateur. quelconque - 6. Dispositif selon l'une/des revendications précédentes, caractérisé en ce que la fréquence d'oscillation est située en-dehors des gammes de fréquences émises par le ou les émetteurs mais dans la bande passante de l'amplificateur.