Brevet FR2463439A1 — publié le 19810220

"Circuit de réglage à structure se prêtant à l'utilisa- tion d'un microprocesseur" La présente invention concerne un circuit de réglage comportant des parties de circuit qui, simultan6- ment ou consécutivement, sont actives ou peuvent Otre combinées ou mises en oeuvre par un processeur, ce circuit permattant d'obtenir une combinaison de signaux numéri- ques qui représente une valeur dépendant de la rotation d'un axe de réglage Muquel est cmuplé un générateur d'im- pulsions qui, lors de la rotation de l'axe de réglage, fournit des impulsions à un circuit pour mesurer la vites- se de rotation et, lors d'une augmentation ou d'une dimi- nution de la vitesse de rotation, provoquer une varjsion accélérée ou retardée de la valeur représentée par la com- binaison de signaux numériques, ce circuit de réglage com- portant un circuit de comptage couplé au générateur d'im- pulsions pour compter les impulsions fournies par le géné- rateur d'impulsions. La demande de brevet allemand publiée n 2.726.385 décrit mn tel circuit de réglage dans lequel le circuit de comptage reçoit, lors d'une rotation de l'a- xe de réglage, des impulsions qui assurent que le circuit de comptage produit une combinaison de signaux numériques dépendant de la rotation de l'axe de réglage. Pour obtenir, lors d'une augmentation de la vitesse de rotation de l'axe de réglage, une variation accélérée de la combinaison de signaux numériquas on augmente le nombre d'impulsions par angle de rotation de l'axe de réglage qui est fourni au circuit de comptage. Ceci peut s'effectuer par la commuta- tion de l'entrée de comptage du circuit de comptage à par- tir d'une sortie du géné1'eur d'impulsions vers une sortie d'un générateur deimpulsions qui fournit des impulsions de haute fréquence, ou par la multiplication de la fréquence des impulsions produites par le générateur d'impulsions couplé à l'axe de réglage et amendes à l'entrée de compta- ge. Ces procédés n'offrent aucun intérOt dans le cas de l'utilisation d'un microprocesseur. L'invention a pour but de procurer un circuit de réglage qui ne prête mieux à l'utilisation d'un micro- processeur. Un circuit de réglage du type mentionné dans le préambule, conforme à l'invention, est caractérisé en ce 5 que le circuit de comptage comporte un circuit de retour à zéro périodique, tandis que le circuit de réglage com- porte un circuit intégrateur dans lequel des positions finales du circuit de comptage qui apparaissent périodi- quement sont combinées avec un facteur de multiplication réglable par un circuit servant à mesurer la vitesse de rotation, en vue de l'obtention de la combinaison de si- gnaux numériques. L'invention est basée sur le principe qu'un nombre peut être multiplié plus facilement qu'une fréquen- ce de signal. C'est pourquoi, cette fréquence, à savoir la vitesse de rotation de l'axe de réglage, est d'abord, à chaque fois, convertie en un nombre par une mesure de fréquence périodique et ce nombre est multiplié par un facteur souhaité. L'accélération et la décélération de la modification de la combinLson de signaux mumériques sont maintenant provoquées par l'augmentation ou la diminution du facteur de multiplication par lequel un nombre prove- nant du circuit de comptage et dépendant de la vitesse de rotation de l'axe de réglage est multiplié, ce qui cons- titue une opération pouvant Stre exécutée d'une manière simple par un microprocesseur. Un circuit de réglage conforme à l'invention peut, par exemple, ttre utilisé comme circuit de manoeuvre d'accord d'un récepteur radio ou comme circuit servant à accorder une horloge numérique avec une autre horloge ou pour ces deux fonctions dans un poste de radio équipé d'une horloge. L'invention sera décrite ci-après à titre d'exemple avec référence aux dessins annexés dans les- quels: la Pig. 1 est un schéma synoptique d'un circuit de réglage conforme à l'invention, et t46343Y la Fig 2 ilkstre un circuit servant à mesurer la vitesse de rotation de l'axe de réglage du circuit de réglage représent slur la Fig. 1. úur la Fig. 1 un axe de réglage i est couplé à. un générateur d'impulsions 3 qui, pour une rotation an- gulaire dléterminée de l'Taxe de réglage 1, produit u nom- bre déterminé dlimpulsions à une sortie 5. Un détecteur de sens de roa tion 7 est couplé au générateur d'impul- sins 3 et produit' à ure sortie 9, un signal dont la va- leur correspond au seas de rotation de l'axe de régla.ge.o Des combinaisons d'un axe de réglage, d'un générateur dîimpulsions et d'un détecteur de sens de rotation sont bien connues et ne doivent pas 9tre décrites plus en dé- tail o Un signal d'impulsions apparaissant à l'entrée du générateur dOimpulsions j lors d'une rotation de l'a- xe de réglage 1 est amené à une entrée 11 d'un circuit de óomptage 13. Cette entrée Il est aussi l'entrée de signal de comp-tage d'ue compteur 15 qui comporte une entrée de retour à zéro 17 connecte à une sortie 19 d'un circuit de retour a széro périodique 21. Cette sortie 19 est aus- si la sortie d'un circuit-porxte 0U 23 dont une entrée est connectée à une sortie 25 d 'un diviseur de fréquence 27 qui reçoit, à ime entree 29, un signal provenant d'un oscillateur à quartz 31 d'une fréquence de, par exemple, 4 MIz, quLi est converti par le diviseur de fréquence 27 en un signal de, par exemple, 5 Hz, de sorte que le cormp- teur 15 est reMis à zéro quinze lois par seconde et at- teint donc cinq fois par seconde une valeur finale qui dé- pend de la rotation angulaire de l'axe de réglage 1 pen- dant la 'riode precedente. Une combinaison de signaux qui représente l'état du compteur et qui est amenée à un groupe d'entrées 35 d'un circuit intégrateur 37 est obte- nue d'un groupe de sorties 33 du compteur 15 Pour plus de clarté, parmi les sorties du groupe 33 et parmi les con- nexions prévues dans le circuit intégrateur, seules les six plus sign'icarives ont été représeltées avec une si- -2463432 gnification allant en diminuant de gauche à droite. Un compteur 15 de 14 bits est utilisé de préférence en vue d'une application dans des circuits d'accord. Le circuit intégrateur 37 comporte cinq circuits de passage 39, 41, 43, 45, 47 parmi lesquels sous l'influence d'un signal amené par un circuit sélec- teur de facteur de multiplication 49 à une entrée 51, 53, , 57 ou 59 des circuis de passage et uncnuitdepassae - tranoeetsa combinaison de signaux d'entrée à un groupe d'entrées 61 din circuit combineur 63. Cette combinaison de signaux d'en- trée aux circuits de passage 39, 41, 43, 45, 47 est obte- nue du groupe d'entrées 35 du circuit inmtgrateur37dont les exodes smat tmxmect6es aux entfes correspondantes de grou- pes d'entrées 65, 67, 69, 71, 73 des circuits de passage 39, 41, 43, 45, 47. Le circuit de passage 39 comporte un groupe de sorties qui correspondent à ses entrées 65. Parmi ces sor- ties, la moins significative, c'est-à-dire l'entrée 75 la plus à droite, est connectée à l'entrée la moins signifi- cative du groupe d'entrées 61 du circuit combineur 63. Les autres entrées du circuit depassage 39, dont la si- gnification va en augmentant de droite à gauche, sont connectées à des entrées correspondantes du circuit com- bineur 63, dont la signification augmente de bas en haut. Dans un groupe de sorties 77 du circuit de passage 41 qui correspond au groupe d'entrées 67, la sortie la moins si- gnificative est connectée à l'entrée la moins significa- tive, à une près, du groupe 61 du circuit combineur 63, la sortie la moins significative à une près est connectée à l'entrée la moins significative à deux près, et ainsi de suite. La sortie la plus significative du groupe 77 n'est pas interconnectée. Pour le circuit de passage 43, d'une manière correspondante, la sortie la moins significative d'un groupe de sorties 79 correspondant au groupe 69 d'entrées est connecté à l'entrée la moins significative, à deux près, du groupe 61 du circuit combineur 63, la sor- tie la moins significative à deux près est connectée à leentrée la moins significative à trois près, et ainsi de suite. Les deux sorties les plus signicatives ne sont pas interconnectéese Dans un groupe d'entrées 81 du cir- cuit de passage 45 correspondant au groupe d'entrées 71, 5 l'entrée la moiwi sigiificative est connectée à l'entrée la moins sigficative, à trois près, du groupe 61 du cir- cuit combineur 65, la 9rtieL la moins significative à une pros est cnect'ée à lentrée la moins significative à quatre près, e ainsi de suite. les trois sorties les plus significatives ne mout pas interconnectées. Dans un grou- pe de sortiez 83 lu circuit de passage 47 correspondant au groupe d'entrée 73, la sortie la moins significative est connectée à l'entrée la moins signficative à cinq près du groupe 61 du circuit combineur 65. Les autres sorties ne sont pas interconnectées. A la suite de cette manière d'intercon- necter les sorties des circuits de passage 39, 41, 43, , 47 avec les entrées du circuit combineur 63, la va- leur obtenue du compteur 15 est passée en étant multipliée 2O par un facteur 1, 2S 4, 8 ou 32, par l'intermédiaire des circuits de passage 39, 41, 43t 45, 47, au circuit combi- neur 63, selon le circuit de passage qui est actif. Dans le circuit combineur, sur commande d'un signal de 5 Hz p6ériodique amené à une entrée 85 de ce circuit et prove- - nant d'une sortie 87 du diviseur 27, cette valeur multi- pliée est ajoutée à une valeur déjà obtenue en étant af- fectée d'un sige qui dépend d'un signal apparaissant à une ecntrée 89 connectée à la sortie 9 du détecteur de sens de rotation 7b Le eircuit combineur 63 produit maintenant, à un groupe de sortiez 91 du circuit intégrateur 37, une combinaison de signaux numériques servant, dans ce cas, de donnée d'accord, qui varie plus rapidement lors d'une modification de l'état de l'axe de réglage à mesure que le facteur de multiplication utilisé augmente. Ce facteur de multiplication dépend du choix du circuit de passage 39, 41, 43, 45, 47 qui est actif. Ceci est déterminé par ?46343 un signal présent à une des entrées 51, 53, 55, 57 ou 59 et provenant du circuit sélecteur de facteur de multi- plication 49. Ce circuit sélecteur de facteur de multiplica- tion 49 est un circuit-porte qui reçoit sur deux entrées 93, 95 une combinaison de signaux qui provient de deux sorties 97, 99 d'un circuit 101 servant à mesurer la vi- tesse de rotation de l'axe de réglage 1. Ce circuit 101 reçoit à une entrée 103, un signal provenant d'une sortie 105 du diviseur 27 et à une entrée 107, un signal prove- nant de la sortie 5 du générateur d'impulsions 3. La com- binaison de signaux aux entrées 93, 95 du circuit sélec- teur de facteur de multiplication 49 dépend donc de la vitesse de rotation de l'axe de réglage.1. De plus, une combinaison de signaux provenant de deux sorties 113, 115 d'un circuit sélecteur de domaine d'onde 117 est présen- tée A deux entrées 109, 111 du circuit sélecteur de fac- teur de multiplication 49. Le circuit sélecteur de domaine d'onde 117 com- porte un interrupteur 119 qui est couplé à un commuta- teur de domaine d'onde d'un récepteur dans lequel le cir- cuit de réglage est connecté. Ce commutateur 119 peut fournir aux deux sorties 113 et 115 ou à l'une d'entre elles, une tension positive par l'intermédiaire de deux diodes 125, 127, par ailleurs mises à la masse par l'in- termédiaire d'une résistance 121 ou 123. On:ait l'hypo- thèse que l'état représenté correspond aux grandes ondes (L) et que les autres états correspondent successivement aux ondes moyennes (M), aux ondes courtes (K) et à la bande de fréquence modulée (F.M.). Par l'intermédiaire d'un circuit-porte 129 et d'un montage différentiateur 131, 133, le commutateur de domaine d'onde produt, à chaque commutation vers une au- tre position, une impulsion à une sortie 135 qui est con- nectée à une autre entrée du circuit-porte OU 23. Ainsi, lors de la commutation vers une autre zone d'onde, le compteur 15 est aussi ramené à zéro. Le circuit.-porte 49 peut pr'esen-ter la table de vérité suivante dans laquelle la vitesse de l'axe de réglage est iaquée par S pour une vitesse lente, par I pour une vitesse moyenne et par Q pour une vitesse rapideo Position Vitesse Entrée Entrée du com- de 1 ' axe __ mut atc-ei detaccord... 119 i 93195111095 119 d'acord 3 95 109 111 5 53 55 5759 L S 0 0 i i 0 0 O 0 iL I i 1 1 1 O 0 0O L Q O 1 1 i O i 0 0 M $ 0 1 1 0 0 0 O M I 1 0 O O 0 1 0 H Q i0 O 1 0 O O 0 1 :W: & '?!iX () ( 1 O 1 O O 0 (3 Q o o i o i o o o QSi O iee 1 1 U 5 0 1O Si les si aux entrées 51, 535, 55, 57, 59 des circuits de passage 39, 41, 43, 45, 47 sont appelés respectivement V, W, X, Y, Z et ceux aux entrées 93, 95, 109, lll, respectivement A, B, C, Dl l'algèbre Booléenne donne: V = A'B'CD: AB'COD > A2BBC'D + A'B'C'D' = B'D(A'+C) + A 'B'CD' W AB 'CD' X = ABCD Y = ABC'D + A'BCD' Z A'BOC'D od un accent indique ue inversion. La do-née d'accord au groupe de sorties 91 du c5 ircuit intégrateUr 37 varie alors, pour -rne opération d'accord rapide ur les ondes moynnes par des pas valant 32 fois et, pour une opération d'accord moyennement rapi- de, par des pas valant 8 fois ceux observés pour une opération d'accord lente. Sur les grandes ondes, la variation de donnée d'accord pour un accord rapide est quatre fois plus grande et pour une opération moyen- O5 nement rapide, elle est égale à celle observée lors d'une opération lente. Pour les ondes courtes et la bande F.M., la variation de donnée d'accord pour un ac- cord rapide est de huit fois et pour une opération moyennement rapide de deux fois supérieure à celle ob- servée pour un accord lent. Il est clair que ce motif d'accord peut être adapté d'une manière simple à d'au- tres souhaits. Il est clair, en outre, que la combinaison de signaux aux groupes de sortie peut, par exemple, aussi être utilisée pour le réglage d'une horloge. On peut, par exemple, n'utiliser alors que les signaux A et B aux sorties 97, 99 du circuit de mesure de fréquence 101 et adapter le nombre de circuits de passage. Dans le cas d'une utilisation pour le réglage d'une horloge ainsi que d'une donnée d'accord, par exem- ple dans un réveil radio, il faut bien entendu qu'une commutation adaptée se produise. La fonction de multiplication de la combinai- son de circuits de passage peut s'effectuer d'une maniè- re simple dans un microprocesseur par un décalage d'em- placement dans une mémoire. Sur la Fig. 2, les éléments correspondants por- tent les mêmes chiffres de référence que ceux de la Fig. 1. A l'entrée 107 est amené le signal provenant du générateur d'impulsions 3 dont la fréquence doit 9tre mesurée. Ce signal parvient, par l'intermédiaire d'un circuit-porte ET 137, à une entrée de comptage 139 d'un compteur 141. Une deuxième entrée du circuit-porte El' 137 est connectée à l'entrée 103 à laquelle le signal provenant du diviseur de fréquence 27 est amené et sert d'étalon temps. Le circuit-porte ET 137 est ouvert par ce signal chaque fois pendant un temps très déterminé pendant lequel un certain nombre d'impulsions provenant de l'entrée 107 peut passer à l'entrée 139 du compteur 141. Le compteur 141 est mis à zéro chaque fois avant cette période de mesure par le fait que le signal pré- sent à l'entrée 103 est aussi amené à une entrée de re- mise A zéro 143 du compteur 141. Une troisième entrée du circuit-porte ET2 17 est connectée à une sortie d'un circuit-porte NON-ET 145 dont les entrées sont connec- tées aux sorties 147, 149, 151, 153 du compteur 141. 0 Aussi longtemps que le compteur 141 n'a pas parcouru la totalité de sou domaine, cette troisième entrée du cir- cuit-porte ET 137 est haute et peut recevoir les impul- sions à compter pendant les périodes de mesureo Les sorties 147, 149, 151, 153 du compteur 141 sont connectées à des entrées correspondantes d'une mé- moire 155 dans lequelle, sous l'intuence d'un signal amené à une entrée 157 de cette mémoire et provenant de l'entrée 103, la position finale atteinte par le comp- teur 141 à la fin d'une période de mesure est chaque fas 2 stockée. Cette position finale est transmise, par des sorties 159, 161, 163, 165, à des entrées d'un conver- tisseur de code 167. Celui-ci convertit la position sto- ckée du compteur, qui apparaît en un code binaire aux sorties 159, 161, 163, 165, en une combinaison de si- gnaux d'un 0 logique et de quinze 1 logiques à un groupe de seize sorties 169 du convertisseur de code 167. Le 0 logique correspondant se déplace de la gauche vers la droite dans ce groupe, à mesure que la valeur de la com- binaison de signaux produite par le compteur augmente. Les quatre sorties du groupe 169 situées le plus à gauche ne sont pas utilisées. Les six sorties suivantes sont connectées à des entrées d'un circuit-porte NON-ET 171 et les six suivantes à des entrées d'un circuibporte NON ET 173. La sortie du circuit-porte NON-ET 171 est con- nectée à la sortie 97 et celle du circuit-porte NON-ET 173 à la sortie 99 du circuit pour la mesure de la vites- se de rotation par le circuit 101. Pour une basse vitesse de rotation de l'axe de réglage 1, la position du compteur 141 reste basse dans la période de mesure et le O logique apparaft à l'une de quatre sorties non connectées du convertisseur de co- de 167. Les sorties 97 et 99 restent alors à O logique. Pour une vitesse de rotation moyenne de laxe de réglage, la position du compteur dans les périodes de mesure est telle que le O logique apparaisse à une des entrées du circuit-porte NON-ET 171, de telle sorte que la sortie 97 devienne un 1 logique. Pour une rotation rapide de l'axe de réglage, une des entrées du circuit-porte NON- ET 173 devient un O logique et la sortie 99 devint un 1 logique. Pour une vitesse de rotation très élevée de l'axe de réglage 1, le compteur 141 atteint sa valeur fi- nale avant la fin d'une période de mesure, à la suite de quoi toutes les entrées du circuit-porte NON-ET 145 pas- sent à la -valeur logique 1 et sa sortie à la valeur lo- gique 0, ce qui fait que le circuit-porte ET 137 se blo- que et que la position du compteur ne peut plus augmen- ter, de sorte que la sortie 99 passe aussi à la valeur logique 1. ll REVENIDICATI01S 1o Circuit de g-lage comportant des parties de cir- cuit qui, simul'tanémet- ou consecutivement, sont actives ou peuvent Ctre combinées-ou mises en oeuvre par un pro- cesseur, ce circuit perme-ttdt dobtenir une combinaison de sign.aux n-Sériques qui represente une valeur dépen- dant de la rot atio n d' ze de réglage auquel est cou- plé un générat-eur dimpullslos qu.i: lors de la rotation de l' axe de réglage founit des impulsions à un circuit por mesurer ea evi-esse de rotation et, lors d'une aug- mentation ou d'une diminution de celle-ci, provoquer unlme variation accélérée ou retardée da la valeur représente par la combinaison de signaux numériques, ce circuit de réglage comportant un circuit de comptage couplé au géné- rateur d'impulsions pour compter les impulsions fournies par le générateur d'icprusions carac'térisé en ce que le circuit de comptage (13) comporte un circuit de retour à zro périodicme (2), tendis que le circuit de réglage co'Aporte un circuit zn.grsteur (57) dans lequel des po- sitions finales du circuit de comptage (13) qui apparais- sent périodiquement s rnt combinées avec -um facteur de multiplication r6glable par un circuit (101) servantj a mesurer la vitesse de rotation, en vue de l'obtention de la combinaison de signacx nmériques. 2. Cirlcuit de réglage suivant la revendication 1 qui fait partie dun circuit daaccord de récepteur com- pornt un circuit sélecteur de domaine d'onde, caracté- ris6 en ce ouqil comporte un cicut (4-9) pour modifier le.fot-,, de multiplication sous l influence du circuit s0 lecteur de do:ma.ine d'onale (1l7)o 3. Circuit de sr-glage suivant la revendication 2, caractérisé en ce tfÉe le circuit de retour a zéro (21) est coupl5 ai circuit s6lecteur de done d'onde (117) pour le retour à zéro lors d'une modification du domaine d ? ode o