Brevet FR2395651A1 — publié le 19790119

La présente invention concerne un procédé de transmission numérique de valeurs analogiques pour une commande à distance de plusieurs canaux à rayonnement infrarouge en vue de commander des grandeurs variables dans des appareils de transmission dtin- formations tels que des récepteurs de télévision, dans lequel des impulsions sont produites en fonction de l'information de réglage variable en vue de commander de façon synchronisée un étage émetteur HF dont les signaux HF sont transmis par un émetteur d'infrarouge modulé en fréquence porteuse, par exemple une diode en arséniure de gallium, ces impulsions transmises étant reçues et démodules par un récepteur d'infrarouge associé à l'aide d'un dispositif de réception d'infrarouge comportant un élément photosensible, par exemple une photodiode au silicium, les impulsions récupérées par démodulation étant utilisées pour la commande des grandeurs électriques dans des circuits de commande électronique. D'après le document MTL-Kochbuch, Texas Instruments Deutschland GmbH, 2bme reddition 1972, page 302 et suivantes", on connait un procédé dans lequel une valeur analogique réglable est transmise après conversion numérique sous la forme d'une grandeur numérique, la valeur numérique correspondante d'une grandeur analogique étant émise, après modulation par fréquence porteuse, par un étage émetteur comportant un générateur d'infrarouge au circuit de réception de manière qu'elle soit reçue et traitée dans celui-ci.Il est évident que ce procédé présente par rapport à d'autres procédés dans lesquels, pendant le temps d'actionnement d'une tête de manoeuvre de la commande à distance, un signal permanent est transmis en correspondance au temps d'actionnement, l'avantage que la valeur analogique peut être directement réglée et qu'on élimine ainsi une surveillance permanente de la modification de la fonction de l'appareil du point de vue acoustique ou optique, le procédé convenant également pour être utilisé en coopération avec une commande à distance en vue de l'activation des circuits de télévision.Ce procédé présente cependant un inconvénient qui consiste en ce que, pour la transmission de chaque grandeur électrique, il est nécessaire d'utiliser un canal de transmission correspondant car le contenu d'information est codé et chaque sortie doit être interrogée individuellement. En outre, l'ensemble du contenu d'information doit étire transmis en meme temps de sorte qu'unie commande à distance de ce genre consomme beaucoup d'4nergie. En conséquence un tel procédé utilisé en coopération avec un circuit de télévision, dans lequel par actionnement permanent de capteurs de fonction sur la commande à distance, les spots de recherche et de cible apparaissant sur l'écran de télévision peuvent autre dé- placés à volonté, ne convient pas. D'autre part, pour permettre une commande des fonctions à l'aide d'une commande à distance sans fil et non seulement par l'intermédiaire d'une commande à distance avec fils dans laquelle la consommation d'énergie a une faible importance, on a déjà proposé un procédé de transmission échelonne et synchronisée dans le temps, de valeurs analogiques par l'intermédiaire d'une commande à distance de plusieurs canaux.Dans cette commande ltétat d'un compteur croissant et d'un compteur décroissant prévus dans la commande à distance est transmis en correspondance aux impulsions de comptage croissant et de comptage décroissant en modifiant la position du générateur de valeurs analogiques, de façon synchronisée dans le temps et en parallèle à l'enclenchement du comp teur ces ces impulsions sont traitées dans un circuit de traite- ment de l'appareil de télévision de manière à entre appliqués aux organes de commande de l'appareil. Un tel procédé purement nu métrique est très coûteux en ce qui concerne les circuits ntili- sés. On doit également considérer comme très coûteux un autre procédé connu dans lequel les informations de réglage sont transmises d'après un procédé de modulation par impulsions codées à des intervalles différents PCM, ce groupe d'impulsions étant répété après un temps de pause défini aussi longtemps que la touche de manoeuvre de-la commande à distance d'un appareil de télévision n'a pas été relachée, un étage d'émission HF qui commande un émetteur d'infrarouge étant activé, pendant une durée d'impulsion, de manière à envoyer des signaux modulés par fréquence porteuse et qui sont reçus et décodés par un récepteur d'infrarouge associé, à l'aide d'un dispositif de réception d'in- frarouge.Les signaux décodés sont appliqués avec un certain nombre d'impulsions à un-Çtage de comptage qui est relié aux circuits fonctionnels de l'appareil commandé à distance. Pour garantir une transmission sure, il est obligatoire que, dans l'émetteur d'infrarouge, toutes les informations soient fournies par un oscillateur stabilisé en fréquence et que les informations de commande soient également transmises au récepteur également par un oscillateur stabilisé en fréquence et opérant à la mdme fréquence fondamentale ou à une fréquence fondamentale déjà divisée et analogue à celle de l'oscillateur de l'émetteur, auquel cas, chaque information de réglage se compose d'un mot, d'une séquence d'impulsions d'intervalles définis et/ou d'un multiple correspondant.Le circuit de traitement est agencé de façon qu'une information de réglage soit prise en considération lorsqu'un mot est enregistré de façon répétée. Par l'utilisation d'impulsions numériques qui explorent un étage émetteur HF qui est branché en amont du générateur d'infrarouge qui transmet les signaux HF modulés par fréquence porteuse, on réalise une économie importante d'énergie. Cependant, avec cet agencement de circuit, le prix de la commande fonctionnelle est si élevé qu'elle ne convient pas pour autre appliquée à des jeux de télévision. L invention a en conséquence pour but de fournir un procédé et un circuit qui permettent à l'aide de moyens simples une transmission numérique directe d'une valeur analogique, en vue de réaliser le réglage de fonction désiré aussi bien du côté émetteur que du côté récepteur avec peu de composants. L'invention parvient à ce résultat. A cet effet, selon l'invention, la valeur analogique réglée est transmise avec modulation de phase d'impulsions (PPM) par un émetteur d'infrarouge modulé enfréquence porteuse par un étage émetteur HF syn chronisé avec une haute fréquence déterminée qui est associée à la fonction à régler ; les signaux reçus par l'élément photosensible du circuit récepteur, sont mémorisés après la démodulation dans une mémoire commandée en fonction de la variation de l'in- formation de réglage sous la forme de grandeurs directement proportionnelles à la valeur analogique, l'état de la mémoire étant modifié proportionnellement seulement lors de la variation du réglage de valeur analogique ; les grandeurs mémorisées sont transmises dans 1'appareil, directement ou indirectement, après conversion en une autre information de réglage, aux circuits fonctionnels associés et modifient en correspondante leurs grandeurs variables. Le procédé et le circuit selon l'invention présentent les avantages particuliers suivants 1- Rapidité de commande et par conséquent réaction rapide lors du réglage de fonction 2- Sélection plus précise des informations de commande transmises par transmission d'impulsions HF différentes pendant des temps plus longs 3- Puissance moyenne réduite par transmission modulée en fréquence porteuse HF. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention seront mis en évidence dans la suite de la description, donnée à titre d'exemple non limitatif, en référence aux dessins annexés dans lesquels La figure 1 représente une commande à distance comportant seulement un générateur de valeur analogique La figure 2 représente un circuit de réception servant à traiter les signaux reçus en vue de la commande des circuits fonctionnels associés dans un appareil de télévision La figure 3 montre la courbe de signal dans le circuit de réception de la figure 2 La figure 4 représente un autre agencement de l'émetteur de commande à distance comportant un circuit de préparation d'impulsions dont le principe diffère de celui de la figure 1, et La figure 5 représente une variante possible du circuit de réception de la figure 2, qui peut être utilisée aussi bien dans l'exemple de réalisation de la figure 4 que dans celui de la figure 1. Sur la figure 1, on a représenté un sehésa-bloc d'un émet- teur de commande à distance dans lequel une résistance de réglage 1 d'un générateur de valeur analogique est reliée d'une part à une source de tension de service UB1 et d'autre part à un condensateur 2. La résistance de réglage 1 forme avec le condensateur 2 un circuit d'horloge. Cet agencement du générateur de valeur analogique est nécessaire quand une variation du réglage de fonction de courte durée doit s'effectuer pour de très courts temps de réaction, comme c'est le cas par exemple dans des circuits de jeux télévisés intervenant dans des appareils de télé- vision et servant à faire déplacer des spots de recherche ou de cible sur l'écran.En outre l'utilisation d'un circuit d'horloge comme générateur de valeur analogique offre 1'avantage que la transmission de la valeur analogique réglée s'effectue indépen- dansent du temps d'actionnement de la résistance de réglage. Le circuit d'horloge agit sur une bascule monostable 3 qui est commandée de façon synchronisée par un générateur à quartz 4. Il en résulte qu'on obtient à la sortie de la bascule 3 des impulsions qwi ont une durée ou période indépendante du circuit d'horloge. Suivant la position de la résistance de réglage 1, la période d'impulsion est plus courte ou plus longue. L'impulsion synchronisée par rapport à la valeur analogique est appliquée à un convertisseur d'impulsions 5 qui transforme les impulsions rectangulaires modulées en durée en impulsions rectangulaires modulées en phase d'amplitude et de longueur définies, dont la séquence est fonction de la longueur correspondante de l'impulsion rectangulaire modulée en durée.Ces impulsions sont appliquées à un circuit de commande 6 qui fonctionne comme un circuit à porte pendant le temps d'application d'une impulsion de commande de façon à laisser passer les impulsions HF appliquées à la seconde entrée en vue de leur transmission à l'étage d'émission 7 du générateur d'infrarouge de la commande à distance. Les signaux modulés par fréquence porteuse sont produits par les éléments photosensibles 8. La haute fréquence nécessaire est dérivée de la fréquence du générateur stabilisé par quartz 4, à savoir par l'intermédiaire d'un multiplicateur de fréquence 9 branché en aval. La commande à distance convient particulibrement bien, comme indiqué ci-dessus, pour des circuits de jeux de télévision car; en agissant directement sur les fonctions, on peut éviter en majeure partie les retards temporels qui se produisent par exem ple, lorsque l'ordre se présentant sous la forme d'un trot, agit seulement après mémorisation intermédiaire et comparaison avec des mots suivants, comme c'est le cas par exemple du procédé décrit initialement. Lorsque différentes fonctions doivent être commandées par le même procédé, il est nécessaire de prévoir pour chaque grandeur variable à régler, un générateur de valeur analogique spécial5ainsi qu'un multiplicateur de fréquence commandé, afin de pouvoir émettre pour chaque ordre un autre signal modulé en fréquence porteuse par les diodes.Du coté réception, il est prévu en aval du dispositif récepteur un circuit de sélection qui transmet, en étant commandé par la haute fréquence, les ordres aux différents circuits fonctionnels. Cette opération peut être réalisée par l'intermédiaire d'étages de commande agissant en fonction de la fréquence. Sur la figure 2, on a représenté un circuit récepteur auquel sont associés divers circuits de traitement. Les signaux sont reçus par l'élément photosensible 10 et sont traités dans un circuit récepteur 11 comportant un amplificateur. Après démodulation dans un circuit de démodulation 12 branché en aval, les signaux reçus, qui correspondent à la courbe de la figure 3a, sont différenciés. Sur la figure 3a, on a représenté la première impulsion comportant des oscillations HF, c'est-à-dire encore en amont du démodulateur. La seconde impulsion correspond à l'impul- sion de commande appliquée en aval du démodulateur et qui est synchronisée dans le temps avec l'impulsion rectangulaire modulée en phase qui provient du convertisseur 5 de la figure 1.Les impulsions rectangulaires différenciées dans l'étage de diff4- renciation 13 correspondent aux courbes qui sont indiquées sur la figure 3b. L'impulsion différenciée négative assure l'activation d'un commutateur 14 qui assure la liaison d'un condensateur 15 à une source de tension U32 par 11 intermédiaire d'une résistance 16.La commande du circuit peut, par conséquent, s'effectuer de façon retardée mais cependant à I1 intérieur de la période de base de l'impulsion modulée en durée qui est produite du coté-émetteur. La charge du condensateur 13 est arrêtée par l'impulsion positive suivante du signal différencié, qui rend simultanément conducteur un circuit-tampon 17 par l'intermédiaire duquel la tension de charge est appliquée à un condensateur d'e- magasinage 18. Au plus tard, lors de l'arrivée de l'impulsion négative, cette charge est interrompue et le commutateur 14 est actionné de manière que le condensateur 15 soit à nouveau complè- tement déchargé et puisse commencer un nouveau cycle de charge. La tension appliquée au condensateur d'emmagasinage 18 est directement proportionnelle à la valeur analogique réglée et elle est par conséquent utilisable comme grandeur de réglage pour les circuits fonctionnels 19 branchés en aval. La grandeur de la tension constitue une mesure de la modification à établir. La course de tension du condensateur 13 a été indiquée sur la figure 3c et celle du condensateur d'emmagasinage 18 a été indiquée sur la figure 3d. Lorsque la tension au condensateur 13 prend, lors du cycle de charge suivant, une valeur plus faible que celle du condensateur d'emmagasinage 18, la tension au condensateur d'emmagasinage est réduite par l'intermédiaire du circuit-tasipon Jusqu'i ce qu'il s'établisse un équilibre entre les deux tensions. Le processus inverse se déroule lorsqutune tension supérieure est appliquée au condensateur 15. En utilisant les circuits des figures 1 et 2, il est possible de transmettre avec économie d'énergie les valeurs analogiques car les diodes émettrices ne sont rendues actives que pendant une courte période, à savoir, pendant l'application d'un signal modulé en phase, puis seulement pendant l'application de la haute fréquence. Cela présente en outre l'avantage que les diodes émettrices transmettent des signaux de grande densité d'énergie qui peuvent être reçus plus facilement et avec moins de perturbation par la diode réceptrice 10. Dans une application pratique, les valeurs analogiques appliquées au circuit de charge doivent avoir une valeur t1 satisfaisant à la relation 30 msS t1 4 40 ms lorsqu?on utilise un circuit de commande de jeu de télévision et les ordres de commande doivent avoir une durée inférieure à 30 ms. Sur la figure 4, on a représenté un circuit émetteur qui diffère de celui de l'exemple de réalisation de la figure 1. Un compteur croissant 20, synchronisé à la fréquence d'un géndra- teur à quartz 21, commande un convertisseur numérique-analogique 22 dont la valeur est comparée dans un comparateur 23 avec la valeur analogique prédéterminée de la tension appliquée à une résistance de réglage 24 qui est reliée à une source de tension UB3. Le compteur croissant 20 est remis à zéro pendant le temps de commutation d'une bascule monostable 23 qui est reliée à la sortie du comparateur 23 et il fait en sorte simultanement qu'une impulsion de commande à distance soit emise par leintermédiaire de l'étage émetteur 26.Immédiatement après émission de l'impulsion de commande à distance, qui est identique au signal modulé en phase de exemple précédent, le compteur croissant 20 recommence son cycle de comptage Le traitement des impulsions émises peut par exemple être réalisé dans un circuit tel que celui de la figure 2, mais également dans le circuit représenté sur la figure 5 qui peut être également employé dans le système de la figure 1. Les signaux HF modulés en fréquence porteuse et reçus par le circuit récepteur 27 sont démodulés dans un circuit démodulateur 28 branché erX aval et sont différenciés dans un étage de différenciation 29. Dans le récepteur, un compteur croissant 30 est synchronisé à la m;me fréquence que celle de l'émetteur par un générateur à quartz 3t, l'impulsion de commande transmise est différenciée assurant le blocage du compteur 30, par l'intermé- diaire d'un circuit à porte 32 servant de tampon après terminaison de la période d'impulsion et assurant l'emmagasinage du contenu du compteur dans une mémoire 33. Au bout d'un court temps de retard qui est réglable par l'intermédiaire d'un circuit de commande du compteur 30, le compteur 30 est à nouveau remis à zéro de sorte que le processus de comptage peut commencer lors de l'application de l'impulsion d'activation correspondant au signal d'entrée différencié. Le compte de la mémoire 33 est comparé à chaque période de comptage avec le compte du compteur 30. En cas d'écart, le compte de la mémoire 33 est corrigé automatiquement en correspondance au nouveau contenu du compteur 30. L'information existant dans la mémoire 33 peut être utilisée directement pour la commande des circuits fonctionnels 34, pour autant que ceux-ci aient une structure numérique. Il est cependant également possible de convertir l'information numérique, par l'intermédiaire d'un convertisseur numOrique-analogique 35, en une tension analogique qui est alors appliquée comme grandeur de réglage aux circuits fonctionnels. REVENDICATIONS 1.- Procédé de transmission numérique de valeurs analogiques pour une commande à distance de plusieurs canaux en infrarouge en vue de commander des grandeurs variables dans des appareils de transmission d'informations tels que des récepteurs de télévision, dans lequel des impulsions sont produites en fonction de 1'information de réglage variable en vue de commander de façon synchronisée un étage émetteur HF dont les signaux HF sont transmis par un émetteur d'infrarouge modulé en fréquence porteuse, par exemple une diode en arséniure de gallium, ces impulsions transmises étant reçues et démodulées par un récepteur d'infrarouge associé à l'aide d'un dispositif de réception d'infrarouge comportant un élément photosensible, par exemple une photodiode au silicium, les impulsions récupérées par démodulation étant utilisées pour la commande des grandeurs électriques dans des circuits de commande électronique, caractérisé en ce que la valeur analogique réglée est transmise avec modulation de phase d'impulsions (PPM) par un émetteur d'infrarouge modulé en fréquence porteuse par un étage émetteur HF synchronisé avec une haute fréquence déterminée qui est associée à la fonction à régler et en ce que les signaux reçus par l'élément photosensible du circuit récepteur sont mémorisées après la démodulation dans une mémoire commande en fonction de la variation de l'information de réglage sous la forme de grandeurs directement proportionnelles à la valeur analogique,l'état de la mémoire étant modifié proportionnellement seulement lors de la variation du réglage de valeur analogique et en ce que les grandeurs mémorisées sont transmises dans l'appareil, directement ou indirectement, après conversion en une autre information de réglage aux circuits fonctionnels associés et modifient en correspondance leurs grandeurs variables. 2.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la valeur analogique réglée d'un capteur, par exemple un potentiomètre ou une résistance à curseur, de la commande à distance modifie les périodes d'impulsions d'un circuit d'horloge synchronisé de façon proportionnelle au temps et en ce que ces impulsions commandent par leurs flancs croissants ou décroissants un second circuit d'horloge synchronisé qui produit des impulsions de longueur et d'amplitude constantes, par le procédé de modulation de phase, ces impulsions assurant d'une manière connue ltexploration d'un étage émetteur HF qui commande un émetteur d'infrarouge produisant des signaux modulés par fréquence porteuse. 3.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la valeur analogique réglée d'un émetteur est comparée avec la tension en dents de scie provenant d'un compteur numérique faisant partie d'un convertisseur nuxérique-analogique et en ce que, lors de la concordance des deux valeurs de tension, un circuit générateur produit une impulsion d'amplitude et de longueur constantes qui excite l'étage HF et qui assure simultanément une remise à zéro du compteur et l;enclenchement d'un nouveau cycle de comptage. 4.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la valeur analogique réglée est convertie dans un convertisseur analogique-numérique en impulsions de comptage qui sont mémorisées dans un compteur numérique à comptage croissant et comptage décroissant et dont le contenu est comparé avec celui d'un compteur numérique synchronisé par un générateur stabilisé en fréquence et en ce que, lors d'une concordance du contenu de la mémoire avec le contenu du compteur, il se produit une impulsion d'amplitude et longueur constantes qui excite l'étage HF et qui assure simultanément une remise à zéro du compteur interrogé et l'enclenchement d'un nouveau cycle de comptage. 5.- Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les périodes d'impulsions des signaux représentant les valeurs analogiques et produits par le procédé de modulation de phase sont limitées et comportent un minimum et un maximum. 6.- Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, pour le traitement des signaux transmis par le procédé de modulation de phase, caractérisé en ce que les signaux reçus par l'intermédiaire d'un circuit sensible à la haute fréquence HF sont appliqués à un démodulateur associé à des grandeurs variables correspondantes et en ce que les signaux reçus et démodulés commandent un compteur numérique qui, pendant une période d'impulsions, compte les impulsions d'un circuit d'horloge stabilisé en fr4- quence, le contenu du compteur obtenu au bout d'une période d'impulsions étant mémorisé dans une mémoire branchée en aval et amorçant par le flanc décroissant de l'impulsion du signal reçu démodulé un nouveau cycle de comptage qui reste inchangé tant que la valeur analogique appliquée à l'émetteur n'est pas modifiée et en ce que, par l'intermédiaire d'un circuit de blocage branché entre le compteur numérique et la mémoire, le contenu de la mémoire est seulement modifié lorsqu'il diffère du contenu du compteur numérique au bout d'un nouveau cycle de comptage et en ce que la grandeur mémorisée est transmise directement ou indirectement, par l'intermédiaire d'un convertisseur numériqueanalogique, comme grandeur de réglage au circuit fonctionnel à régler. 7.- Procédé selon la revendication 6, c-aractérisé en ce que les signaux reçus démodulés sont differenciés, la première impulsion drun signal différencié servant à interromr.pre le processus de comptage du compteur numérique et,d'autre part,à amorcer une comparaison des contenus du compteur numérique et de la mémoire et à assurer la remise à zéro du compteur numérique et en ce que la seconde impulsion de polarité inverse arrete la memorlsat;ran et amorce le nouveau cycle de comptage. 8.- Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les signaux reçus décodés, différeneiciés ou non différenciés, commanden-t une mémoire dtintégration qui qui est reliée pendant une période d'impulsion, par l'intermédiaire d'une porte, à une source de tension et qui est désactivde par le second flanc du signal regu ou bien la seconde impulsion du signal différencié, et en ce que la tension d'entrée est appliquée par l'intermédiaire d'une seconde porte commande par la même impulsien à une seconde mémoire, dont le contenu reste inchangé tant qutil ntexiste aucune différence entre les contenus des deux mémoires, le signal électrique appliqué à la seconde mémoire étant transmis directement ou indirectement, par l'intermédiaire d'un convertisseur analogique-numérique, comme grandeur de rd- glage aux circuits fonctionnels do l'appareil. 9.- Circuit pour la mise en pratique du procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que, pour chaque grandeur électrique à régler, le générateur de valeur analogique est relié à un circuit d'horloge qui détermine, en fonction de la rdsis- tance réglée, la longueur d'impulsion d'un circuit monostable synchronisé par un oscillateur stabilisé en fréquence et en ce que les flancs croissants et décroissants de l'impulsion synchronisée qui est proportionnelle à la valeur analogique réglée, commandent un second circuit monostable qui est également synchronisé par l'oscillateur stabilisé en fréquence, et qui fournit en correspondance à la période de l'impulsion d'activation des impulsions d'amplitude et de longueur constantes qui excitent un étage émetteur HF qui fournit des fréquences HF dérivées de l'oscilla- teur stabilisé en fréquence et qui sont émises par un générateur infrarouge sous la forme de signaux modulés en fréquence porteuse. 10.- Circuit récepteur pour la mise en pratique du procédé selon la revendication 8 et utilisable en combinaison avec le circuit selon la revendication 9, caractérisé en ce que le premier commutateur électronique est rendu conducteur par la seconde impulsion du signal reçu différencié et démodulé (positif) de façon à assurer la charge d'un condensateur par une source de tension pendant la période d'impulsion, cette charge s'effectuant immédiatement ou bien étant retardée, en ce que la première impulsion du signal reçu et différencié suivant, assure le blocage de la première porte et rend conductrice une seconde porte qui transmet la tension de charge à un condensateur de stockage branché en série, en ce que les portes sont bloquées par l'impulsion suivante du signal d'entrée différencié (négatif) et rendent conductrice une ligne de shuntage du condensateur de charge qui assure sa décharge, en ce qu'il se produit pendant la période d'impulsion suivante une modification de l'état de charge du condensateur de stockage seulement quand, par modification du réglage du générateur de valeur analogique, une autre tension est appliquée au condensateur de charge et en ce que la tension appliquée au condensateur de stockage est transmise, directement ou après conversion, comme signal de réglage aux circuits fonctionnels associés de l'appareil. 11.- Procédé et circuit selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisés en ce qu'ils peuvent autre utilisés en combinaison avec un circuit pour jeux de télévision.