Brevet FR2471082A1 — publié le 19810612

La présente invention se rapporte à un générateur commutable délivrant des impulsions en forme de dent de scie et en forme de triangle et comportant une source de courant constant à laquelle est raccordé un condensateur ainsi qu'un transistor à décharge qui est branché en parallèle à ce condensateur. L'invention concerne la technique des mesures et des communications o on crée, par des moyens simples, des im- pulsions à paramètres variables présentant une forme en dent de scie ainsi qu'une forme en triangle. On connaît déjà des générateurs de conception simple qui délivrent des impulsions en forme de dent de scie (Rfe 1977 H 19/20 page 671) et dans lesquels des condensa- teurs sont chargés par l'intermédiaire d'une source de cou- rant constant. L'inconvénient de ces générateurs simples et connus à ce jour réside premièrement dans le fait que les valeurs caractéristiques des impulsions, dans la mesure o elles peuvent étre commandées de l'extérieur, s'influencent mutuellement lors de la variation des paramètres et deuxiè- mement dans le fait que la tension de sortie est, à l'état de repos, fortement tributaire des composants et de leur dérive. Dans le procédé mentionné, la vitesse de montée et en même temps l'amplitude de l'impulsion en forme de dent de scie varient avec la commande. La vitesse de montée et l'amplitude peuvent être réglées en appliquant des tensions continues provenant d'une source externe. Afin de remédier à l'influence mutuelle mentionnée précédemment, il est également connu de rendre stable les différentes valeurs caractéristiques des impulsions (Stabilisation de l'amplitude par exemple dans Rfe 1975/6 page 195). Cependant cette stabilisation ne permet pas une variation simple. Dans la réalisation décrite dans la publi- cation citée, il n'est, en outre, pas possible de régler la vitesse de la montée ou de l'accroissement et l'amplitude à l'aide d'une tension continue provenant d'une source externe. De plus la tension de sortie n'est pas définie de façon exacte à l'état de repos du fait qu'elle est influencée par les caractéristiques d'un transistor présent dans le circuit. Les générateurs délivrant des impulsions en forme de dent de scie ne peuvent pas être commutés pour fournir des impulsions triangulaires. On connaît néanmoins certains générateurs qui sont réalisés pour fournir des impulsions de formes différentes afin de permettre une utilisation universelle (par exemple des générateurs fonctionnels des- tinés à des contrôles et des mesures), cependant ces géné- rateurs sont compliqués et nécessitent un nombre de compo- sants important ce qui augmente considérablement leur prix de revient. Afin de remédier à cet inconvénient, il a été nécessaire, jusqu'à ce jour, de se contenter de solutions constituant un compromis entre l'utilisation universelle, notamment en ce qui concerne leur facilité d'emploi, et la précision des impulsions produites. La présente invention a pour objet l'aug-mentation de la précision et de la facilité d'emploi ainsi que la réduction du prix de revient tout en permettant une utili- sation universelle et une commande du générateur par cal- culatrice. L'invention a également pour objet de créer un générateur qui délivre, au choix, des impulsions triangu- laires ou en forme de dent de scie avec une tension de sor- tie très précise à l'état de repos et permettant de choisir librement la position de la dent de scie par rapport à la ligne de zéro et dans lequel l'amplitude, la durée de repos et la vitesse de montée des impulsions peuvent être réglées séparément et sans interaction, -n.iotamment par une commande par calculatrice, et qui fournit une impulsion rectangulaire qui est synchrone à la dent de scie. Les problèmes ci-dessus sont résolus conformément à l'invention par un générateur qui est caractérisé en ce que la sortie de la source de courant constant est reliée, d une part, avec chacune des entrées de deux comparateurs et, d'autre part, par l'intermédiaire d'un amplificateur limiteur, avec la première entrée d'un amplificateur de découplage dont la deuxième entrée reçoit une tension de commande variable (Uv) en tant que tension de décalage, en ce que la sortie du premier comparateur, dont la deuxième entrée est raccordée à une tension de référence (U réf), est reliée au choix grâce à un commutateur, soit à l'entrée d'une bas- cule monostable, soit à une première entrée d'un étage d'in- version de phase, en ce que la sortie du deuxième compara- teur, dont la deuxième entrée se trouve au potentiel zéro, est reliée à la première entrée d'un élément NAND à fonction NON ET, pour découpler une impulsion rectangulaire synchrone, et à la deuxième entrée de l'étage d'inversion de phase, dont la troisième entrée reçoit une tension de charge pour le con- densateur et dont la sortie est reliée à l'entrée de la source de courant constant, et en ce que la sortie de la bascule mo- nostable est reliée, d'une part, à la deuxième entrée de l'é- lément NAND et, d'autre part, par l'intermédiaire d'une porte, pouvant être bloquée, à l'entrée de commande du transistorà décharge qui est polarisé en opposition de la tension de charge du condensateur. Il est avantageux de commander la tension de charge, la tension de commutation de la porte verrouillable, la ten- sion de décalage et la tension de référence à l'aide d'une calculatrice électronique. Les valeurs minimale et maximale de la tension du condensateur et, de ce fait, la pente de montée de la dent de scie sont déterminées par deux comparateurs qui délivrent les impulsions pour créer la forme en dent de scie ou la forme triangulaire exactes ainsi que la fonction rectangulaire syn- chrone à la dent de scie. La tension de polarisation du tran- sistor à décharge est limitée avec précision pendant le temps de repos. Les valeurs caractéristiques des impulsions peuvent être réglées séparément par suite d'une variation de la ten- sion externe, ce qui offre la possibilité d'une commande par calculatrice électronique. Ce générateur permet de créer des impulsions variables en forme de dent de scie et de triangle ainsi quedes impulsions de forme rectangulaire et synchrone aux impulsions en dent de scie malgré l'emploi d'un petit nombre de composants. Diverses autres caractéristiques de l'invention ressortent d'ailleurs de la description détaillée qui suit. Une forme de réalisation de l'objet de l'invention est représentée, à titre d'exemple non limitatif, au dessin annexé. La figure unique représente le schéma de principe du générateur suivant l'invention. La sortie d'une source de courant constant 1 est reliée à un condensateur 2 au potentiel de la masse, au collecteur d'un transistor à décharge 3, à l'une des entrées de deux com- parateurs 4, 5 et, par l'intermédiaire d'un amplificateur li- miteur 6, à l'entrée non inverseuse d'un amplificateur de dé- couplage 7. La sortie A1 de-l'amplificateur de découplage 7 est couplée en contre-réaction par une résistance 8 à l'entrée non inverseuse qui est reliée à une tension de décalage va- riable Uv par l'intermédiaire d'une résistance 9. La sortie du comparateur 4, dont la deuxième entrée est au potentiel de la masse, est reliée aussi bien à la première entrée d'un étage d'inversion des phases 10 qu'à la première entrée d'un élément NAND 11 à fonction NON ET pour le découplage d'une impulsion rectangulaire synchrone par la sortie A2. La sortie du compa- rateur 5, dont la deuxième entrée reçoit une tension de réfé- rence Uréf, est reliée sélectivement par l'intermédiaire d'un commutateur 12, soit à l'entrée d'une bascule monostable 13, soit à la deuxième entrée de l'étage d'inversion de phase 10. Une tension de charge UL est appliquée à la troisième entrée de l'étage d'inversion de phase 10 dont la sortie est reliée à la source de courant constant 1. La sortie de la bascule monostable 13 est reliée à la première entrée d'un second élément NAND 14 et à la deuxième entrée de l'élément NAND 11. La sortie de l'élément INAND 14, dont la deuxième entrée reçoit une tension de commutation Us, est connectée à la base du transistor à décharge 3 dont l'émetteur est relié, d'une part, à la masse par l'intermédiaire d'une diode 15 et, d'autre part, à une tension de polarisation -U par une résistance 16. La tension ULy délivrée par la source de courant cons- tant 1, charge le condensateur 2 de façon linéaire dans le temps. La tension de charge du condensateur 2 est aimplifiée et écrêtée par l'amplificateur limiteur 6 de façon a faire apparaître à la sortie A1, de l'amplificateur de découplage 7,la pente de montée de l'impulsion en forme de dent de scie ou de l'impulsion en forme de triangle. La tension de charge du condensateur 2 est en même temps appliquée au comparateur 4,en vue de l'évaluation du passage par zéro, et au compara- teur 5 pour l'évaluation de l'amplitude maximale. Lors de la présence d'une amplitude maximale et dans la position repré- sentée du commutateur 12, le comparateur 5 ferme le circuit déterminé sur le transistor à décharge 3, la bascule monosta- ble 13 et l'élément NAND 14 de façon que le condensateur 2 se décharge. Le condensateur 2 est chargé de nouveau dès que la bascule monostable 13 revient à son état de repos. La ten- sion de référence Uréf détermine l'amplitude de l'impulsion en forme de dent de scie présente à la sortie A1. L'amplitude de la tension de charge UL détermine la vitesse de la montée de l'impulsion en forme de dent de scie. On peut agir sur les intervalles des trains d'impulsions par l'intermédiaire du temps de maintien de la bascule monostable en faisant varier la constante de temps. Le transistor à décharge 3 présente une polarisation légèrement négative en raison de la tension -U de façon que le condensateur 2 soit également chargé par une tension négative lorsque le transistor 3 est en circuit. L'amplificateur limiteur 6, présentant des seuils très précis, limite les tensions d'entrée négatives exactement à 0 Volt et crée ainsi toujours un intervalle défini et constant pour les trains d'impulsions. On obtient cette valeur des intervalles également lorsque le générateur est hors circuit en bloquant la tension de commutation US, l'élément NAND 14 et en mettant en circuit le transistor à décharge 3. Le début et la fin des impulsions en forme de dent de scie sont déterminés par les comparateurs 4, 5. Une impulsion rectangulaire-présentant un flanc de commutation au début et à la fin de la dent de scie apparaît de façon synchrone à l'impulsion en forme de dent de scie, à la sortie A2 de l'élément NA1D 11. Cette tension rectangulaire synchrone aux dents de scie est par exemple nécessaire lorsqu'on veut obtenir des impulsions de suppression pour une unité de visualisation raccordée au générateur. La position de l'impulsion en forme de dent de scie peut être décalée par rapport à la ligne zéro grâce à la tension de décalage variable Uv qui représente une tension de référence pour l'amplificateur de découplage. Lorsque Uv est égale à zéro, l'état de début ou l'état de repos coïncide avec la ligne zéro. Lorsque Uv est égale à Uréf l'impulsion en forme de dent de scie est symétrique par rapport à la li- gne zéro. Le commutateur 12 permet., par des moyens simples, l'utilisation du générateur pour des fonctions triangulai- res. Dans ce cas le condensateur 2 n'est pas mis en circuit par le transistor 3 lorsque la courbe atteint son maximum. Le transistor 3 est uniquement mis en circuit par la tension de commutation en vue de l'arrêt du générateur. Lorsque l'im- pulsion atteint l'amplitude maximale, une impulsion est dé- livrée,par l'intermédiaire du comparateur 5, à l'étage d'in- version de phase 10 agissant en tant qu'inverseur de signe de façon que la polarité de la tension de charge UL soit in- versée. De cette manière le condensateur 2 est chargé par un courant constant de polarité inverse. Lorsque l'impulsion a atteint son minimum, le comparateur 4 délivre une impulsion à l'étage d'inversion de phase 10, ce qui a pour effet un nouveau changement de la polarité de la tension de charge UL. Ce processus se répète et à la sortie 1, apparaissent des impulsions triangulaires, dont les valeurs caractéristiques et la position par rapport au point zéro peuvent être réglées, comme déjà mentionné, en faisant varier les tensions. Les va- leurs caractéristiques des impulsions peuvent être réglées individuellement sans interaction mais elles peuvent égale- ment être modifiées par une calculatrice électronique. R E V E N D I C A T I O N S 1. Générateur commutable délivrant des impulsions en forme de dent de scie et en forme de triangle et compor- tant une source de courant constant à laquelle est raccordé un condensateur ainsi qu'un transistor à décharge qui est branché en parallèle à ce condensateur, caractérisé en ce que la sortie de la source de courant constant (1) est reliée, d'une part, avec chacune des entrées de deux compa- rateurs (4, 5) et, d'autre part, par l'intermédiaire d'un amplificateur limiteur (6), avec la première entrée d'un amplificateur de découplage (7) dont la deuxième entrée reçoit une tension de commande variable (Uv) en tant que tension de décalage, en ce-que la sortie du premier compara- teur (5), dont la deuxième entrée est raccordée à une ten- sion de référence (U réf), est reliée au choix grâce à un commutateur (12) , soit à l'entrée d'une bascule monostable (13), soit à une première entrée d'un étage d'inversion de phase (10), en ce que la sortie du deuxième comparateur (4), dont la deuxième entrée se trouve au potentiel zéro, est reliée à la première entrée d'un élément NAND (11) à fonc- tion NON ET pour découpler une impulsion rectangulaire syn- chrone, et à la deuxième entrée de l'étage d'inversion de phase (10), dont la troisième entrée reçoit une tension de charge (UL) pour le condensateur (2) et dont la sortie est reliée à l'entrée de la source de courant constant (1), et en ce que la sortie de la bascule monostable (13) est reliée, d'une part, à la deuxième entrée de l'élément NAND (11) et, d'autre part, par l'intermédiaire d'une porte, pouvant être bloquée, à l'entrée de commande du transistor à décharge (3) qui est polarisé en opposition de la tension de charge du condensateur (2). 2. Générateur suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la tension de charge, la tension de commutation de la porte verrouillable, la tension de décalage et la tension de référence sont commandées par une calculatrice électroni- que.