Brevet FR2480957A1 — publié le 19811023

La pressente invention concerne la distr but-on de de l'heure et plus particulièrement la renise à l'heure des horlo es. Dans l'état actuel de la technique de la distribution de l'heure, on utilise une horloge-mère qui comporte un quartz un diviseur au bout duquel est recueillie une fréquence de 1 hertz ou de 1/6Ce de hertz pour donner 1' heure à la seconde ou à la minute. Une telle horloge peut commander des horloges réceptrices ou secondaires, électro-mécaniques. Tl suffit de prendre 1 hertz pour une commande d' horloges secondaires en émission seconde, ou 1/60e de hertz pour une commande d'horloges secondaires en émission minute. On connaît aussi des horloges pouvant être synchronisées par des "tops" radio qui sont émis par des postes actuellement en activité, et qui donnent des signaux seconde et des signaux minute, lesquels agissent; sur les étages supérieurs des dites horloges pour les tenir à l'heure du poste émetteur. I1 existe également un autre système avec des émissions radio qui donnent l'heure en valeur absolue, c'est-à-dire que par une série de signaux émis Fendant une durée inférieure à une minute, il est envoyé en ondes hertziennes une indication de minutes, d'heures, de quantième de mois, de jour de la semaire, de mois, et jusqu'à la date de l'année, et qu'ensuite, à la seconde 59, un ordre est donné par le poste émetteur pour que toutes les indications ci-dessus s'affichent sur un poste récepteur.Dans un tel système il n'est même plus question d'horloge; de plus un tel poste récepteur sera insuffisant pour donner l'heure en permanenee, car des troubles peuvent survenir dans l'émission, de telle sorte que certaines émissions pourraient ne pas être captées. I1 faut donc que le poste recepteur se double d'une horloge à quartz qui, par ses impulsions, provoque d'elle-même l'affichage de tout ou partie des indications ci-dessus nommes, y compris les secondes, et 51 laquelle se substitue l'émission du poste de radio quand elle est correstement prise. I1 existe aussi des postes récepteurs qui, recevant toutes les @mi@sions ci-dessus nommées, ont un générateur à quartz qui se substitue à l'émission du poste de radio si celle-ci vient à ne pas être correctement prise. Ce cas est inverse du précédent mais conduit au même résultat. La grosse différence qui exis-te entre les deux systèmes est la suivante - dans le premier système, le générateur à quartz- est soumis à l'influence des "tops " seconde et "tops" minute émis par le poste émetteur, et en cas d'erreur d'une certaine importance le recalage est lent et progressif.De plus, si l'erreur le l'horlog@ était supérieure à une demi-minute, qui-cor res@ond at type d'émission le plus lent, la rectification se ferait avec @ne minute d'erreur c'est-à-dire @ue la rectification se ferait en allant chercher la min@te la plus proche. - @ns 1 @ec@@@ système l'@eure est émise en va@eur absclue, si bien que l'@orloge receptrice n'est plus seulement une horloge en soi, mais encore un po@te récepteur qui affiche ce qu'on lui dit. Il s'en suit donc que si à un moment dcn-nr, l'horloge réceptrice, qui porte son propre quartz, affi c@e par exemple 7. h.50 et qu'elle reçoit de l'émetteur l'ordre d'afficher P h.50, cette horloge obéit immédiatement, et elle se trouve brutalerent décalée d'une heure.Son quartz Interne de secours n'en 3 nullement té in fluencé et l'horloge correspondants reprend sa marche normale avec une heu re de décalage. Cet exemple montre la facilité avec laquelle il est possi ble en principe, j'assurer les changements d'heure été/hiver avec une émis sion d'une ries en valeur absolue. Il existe également des horloges-mères qui, au lieu d'avoir une batterie pour fournir les "tops" toutes les minutes, laquelle batterie a une ré- serve suffisamment gr@nde pour fonctionner en ces de pannes de courant, possè- de une mémoire à la sortie, car les horloges réceptrices sont commandées par une alimentation continue prise directement sur le secteur. S'il y a panne de secteur, les horloges secondaires ne sont plus commandées.L'horloge-mère, par une mini-batterie, elle, continue à fonctionner, et grâce à une mémoire mi y est adnoirte les "tops" qui sont émis s'emmagasinent de tel]e sorte que lorsque le secteur re@ient la mémoire est vidée, et see "tops" so-^t rendus à une vite se accélérée. Dans ce cas il s'agit d'une horloge-mère à quartz avec distribution d'heure et mémoire interposée. Tous la.' procédés connus précédents ne permettent pas, partant d'une horloge-mère dans laquelle l'affichage de l'heure se fait en valeur absolue, et les changements d'heure en valeur instantanée, de commander des appareils électro-mécaniques qui, eux, ne peuvent pas être décalés d'une façon instan tanée. Le présente invention obvie, notamment à cet inconv@nient, et a pour objet un procédé et un dispositif pour la distribution de l'heure Su type comprenant une horloge-mère à quarts. caractérisée en ce que cette horlogemère détermine l'heure en valeur absolue avec changements d'heure instantanée et d'autre part, remet è l'heurs le ho@loges réceptrices par pas successifs notamment en cas d'arrêt ou de changement d'heure, et qu'elle comporte un premier compteur dit principal permettant les changements d'heure instantanée, et un second compteur dit suiveur commandant les horloges récept@ices à rattrapage d'heure par pas successifs, ce compteur suiveur etant elimenté par un circuit que @@@ est propre et ses indications contrôlées en permanance avec celle d@ c@@@@@@r princip@l @@ @ur comparateur prévu @@cet effet, de tel le m@nière @@e @@@@@@@t@ur suiv@@r est toujour en accord avec le compteur Pour mieux faire comprendre l'invention, des exemples de réalisation sont décrits ci-après, en référence aux dessins dans lesquels Fig. 1 est un diagramme représentant la marche normale, Fig. 2 est un diagramme représentant une panne de secteur, Fig. 3 est un diagramme représentant une remise à l'heure en avance, Fig. 4 est un diagramme représentant une remise à l'heure en retard, Fig. 5 est un schéma--avec remise à l'heure par clavier, Fig. 6 est un schéma avec remise à l'heure par clavier et radio. Sur les schémas (Fig. 5 et 6) le cadre extérieur en trait mixte délimite l'ensemble de l'horloge-mère, tandis que le cadre intérieur circonscrit les parties essentielles de l'invention comprenant notamment une horloge principale dite compteur 6, un compteur suiveur 12, des moyens d'alimentation et de contrôle de ce compteur 12. Le fonctionnement du dispositif à deux étages est le suivant : - le premier étage consiste à utiliser le compteur 6 faisant fonction d'hor- loge indépendante ou non qui donne l'heure comme il a été décrit ci-dessus, - a ce compteur 6 est accouplé le compteur suiveur 12 qui a mission de sui vre ponctuellement les indications du compteur principal 6 et de les suivre à sa propre vitesse, de telle sorte que si le compteur 6 est brutalement changé d'heure, le compteur suiveur 12 le rattrapera et mettra le temps nécessaire qu'il faudra pour le rattraper; pendant ce même temps, il émet tra, à la vitesse qu'on lui aura indiquée, les ordres qui commanderont les horloges électro-mécaniques 19-20. Le principe de fonctionnement est donné en Fig. 1. Pour comprendre ce schéma, il faut d'abord admettre que la commande des horloges d'une distribution d'heure, qui est le but du présent brevet, fonctionne à raison d'lmpulsions minute ou demi-minute, le présent brevet pouvant s'appliquer à tout autre système de distribution sous la seule réserve que les impulsions rapides du compteur 12 aient une fréquence plus grande que les impulsions fournies par le compteur de base 6. Le diagramme 1 montre des avancespar pas minute, mais il est absolument identique aux avances par pas demi-minuta. L'horloge principale (compteur 6) est figurée sur ce diagramme par l'escalier " A ". Cet escalier représente son avance-pas à pas minute par minuta. Cette horloge peut comporter un indicatif seconde, cela n'a aucune importance, mais chaque soixante secondes le chiffra des minutes change d'une unité. C'est cette unité qui est considérée comme pas. Donc en temps T1 elle fait un premier pas. Une minute auprès, en temps T2. elle fait un deuxième pas. Une minute après, en temps T3, elle fait un troisième pas, et ainsi de suite, exactement comme un escalier. Un dispositif électronique 15 "regarde" d'une façon constante le posi tionnement de la minute tu compteur 6, quand cette minute fait son premier pas, le dispositif compteur 12 suit immédiatement (avec un retard infiniment petit epsilon). in temps T2 : même suivi En temps T3 : mame suivi c'est l'escalier très légèrement décalé figuré en " B Dans le cas de panne de secteur (Fig. 2), en temps T1 le compteur 6 fait son pas, le compteur suiveur 12 fait immédiatement après le sien. Fn temps T3, l'alimentation secteur se trouve interrompue pour une raison quelconque. Les horloges réceptrices 19-20 risquent de se décaler par rapport à l'horloge-mère qui, elle, est toujours alimentée au moyen de ses batteries tampons. Pour remédier à ce défaut inacceptable, l'absence de secteur ferme la "porte" à travers laquelle passent les impulsions de commande des réceptrices. Celles-ci pendant l'absence secteur, ne reçoivent plus les impulsions de commande et sont donc en arrat. Le compteur suiveur 12 voyant le décalage par rapport au compteur principal 6, commande l'envoi d'impulsions de recalage, mais celles-ci ne lui parviennent pas car la porte est fermée, et il ne peut ainsi rattraper le retard, ceci bien entendu jusqu'à ce que le courant du secteur revienne.A ce moment, entre T5 et T6,'la "porte" s'ouvre à nouveau et le rattrapage du temps perdu peut enfin être effectué à l'aide de "tops" successifs, espacés d'un intervalle défini par le constructeur afin de répondre aux exigences des horloges réceptrices. I1 est bien évident que lorsqu'il n'y a pas d'horloges réceptrices de puissance fonctionnant sur secteur, la commande de cette "porte" de sortie des impulsions par la présence secteur peut être annulée, parmattantainsi le fonctionnement normal des réceptrices en basse tension sur les batteries tampons, lors de panne de secteur. Cet exemple a été choisi pour la simplification du dessin, mais en réalité la panne de courant pouvant durer, par exemple, 1 h.30, l'horloge suiveuse émettra quatre vingt dix tops accélérés pour rattraper l'horloge principale. Le diagramme n 3 concerne la remise à l'heure du compteur 6 par co- dages instantanés, en avance (manuelle ou radio peu importe). En temps T1 le compteur 6 fait un pas et le compteur suivour 12 le suit. En temps T3 situé peu importa où or. donne au compteur principal 6 un ordre qui lui fait faire brutalement deux pas. Le compteur suiveur 12 immédiatement fait ces deux pas, mais a lieu de les faire instantanément, il @ait le premier pas immédiatement, puis le deuxième avec le décalage choi @@. comme il a été dit dans le cas n 2. Donc les horloges électro-méca@iques ui ser@@t placées sur sa ligne pourront facilement suivre ces deux impulsions. Comme il a ét- dit dans le cas preeédent, l'exemple a été simplifié à deux pas pour la clarté du diagramme, mais en fait si à un moment donné on dé- cale irutalement le compteur 6 de trente minutas, par exemple, ce qui correspond trente pas d'un seul coup, le compteur suiveur 12 va donner trente im palsions à sa propre vitesse pour rattraper le compteur 5 exactement comme il est dit dans le cas précédent, st les horloges réceptrices vont enregistrer, sans difficulté. cette série d'impulsions. Le diagramme n 4 concerne remise à heure par codages instantanés en retard (manuelle ou par radio peu importe). En temps T1 le compteur principal 6 fait un pas, le compteur suiveur @2 fait le sien immédiatement après. En temps T3, on donne un ordre au compteur principal 6 de revenir de deux pas en arrière, le compteur principal 6 obéit à cet ordre, immédiatement et après il reprend sa marche en avant à raison d'un pas par minuta. Le compteur suiveur 12 non seulement ne suit pas, mais il remarque que le compteur p@@@@@pal 6, qu'il doit suivre, est en retard sur lui. Dans ce cas, il reste où il est et c'est seulement au temps T6 que le compteur principal 6 se retrouve en accord avec le compteur suiveur 12, Celui-ci ne bouge toujours pas, car il constate que le compteur principal 6 est en accord avec lui. Au temps T7 le compteur principal 6 fait encore un pas en avant. Cette f@i le compteur suiveur 12 remarque qu'il le devance, à ce moment là, exactement comme il fait en marche normale, il fait immédiatement son pas avec son retard infiniment petit epsilon. On a donc provoqué, ce qui n'existait pas jusque là en horlogerie, le retard brutal du compteur principal 6 de l'horloge-mère, la mise en arrêt de toutes les horloges secondaires qui y étaient attachées et la remise en marche de celles-ci lorsque le compteur principal 6 passe par la valeur indiquée par le compteur suiveur 12. Dans les diagrammes 3 et 4, il est à remarquer que volontairement la remise à l'heure de l'horloge-mère n'a pas été faite à un temps précis 2-3 ou @, Elle a étF faite en un point quelconque, ce point quelconque n'étant pas nueleonnue en valeur absolue. Ce point correspond en effet à recaler l'horloge exactement à 1 heure où l'on veut la recaler à un moment donné, lequel mo @ent n'est pas forcément en correspondance avec le top de l'horloge-mère. il était en correspondance avec le top de l'horloge-mère, ceci cor re@ @@@@@t a dire qu'on decale exactement d'une minute ou de "n" minutes av@@ @@@u en retard: t@@dis que, quand une r@@ise à l'heure se fait, elle se fait à l'intérieur d'une minute à un moment quelconque. L'horloge peut en effet avancer, ou retarder, de deux minutes quinze secondes, ou une ninute vingt deux secondes, donc sans s'occuper du tout de l'impulsion, on cale, à un moment donné, en valeur absolue, et c'est à partir de ce calage où on aura indiqué dix heures vingt huit minutes zéro seconde que les tops repartent. Donc un nouvel escalier se créé, qu'on peut imaginer par : -2' - 3' et ainsi de suite. L'invention porte non seulement sur un procédé, mais également sur un dispositif tel qu'illustré par les Fig. 5 et 6. I1 est rappelé que, sur ces figures, le grand cadre en traits mixtes représente l'ensemble de l'horloge, tandis que le petit cadra intérieur représente le système horloge principale comparateur plus horloge suiveuse, partie fondamentale de l'invention. A droite les horloges réceptrices 19-20 sont d'un modèle quelconque électro-mécanique. A gauche, sur la Fig. 6 un récepteur radio 21 est représenté. L'horloge-mère proprement dite, Fig. 5, qui devient une horloge-mère asservie radio dans la Fig. 6, comprend pour rappel, comme toutes les horloges-mères à quartz - l'oscillateur 1, - un premier diviseur 2 duquel sort une fréquence de deux mégahertz environ pour commander la gestion du micro-processaur, - un diviseur 3, sortie un hertz (valeur courante en horlogerie), - un diviseur 4, sortie 1/30è de hertz, chiffre choisi à volonté, mais tel qu'il permet un recalage rapide des horloges (voir plus loin) - un diviseur 5, sortie 1/60è de hertz, destiné à commander l'horloge princi pale avançant minute par minute, c'est-à-dire le compteur 6. Le compteur 6 faisant fonction d'horloge principale donne son indication à un voyant 8 par l'intermédiaire d'un décodage BLD/LCD 7. La mise à l'heure de ce compteur 6 se fait par l'intermédiaire d'un clavier 9 en passent par un interface 10. Le déclenchement précis du fonctionnement du compteur se fait par le poussoir 11 qui remet brutalement à zéro, à leur point de départ, à un moment donné, les diviseurs et comp@eurs 7 - 4 - 5 - 6. Ce qui vient d'être lit rentre dans le domaine d'une horloge électronique normale. L'invention consiste dans le fait que face b compteur 6 on place un deuxième compteur 12 qui reçoit un premier ordre de fonctionnement d'un divi seur fréquence plus ride, placé an mont, c'est-à-dire 3 la sortie du diviseur 4. par exemple. donnant dans le cas pris en exemple la fréquence de 1/30e de hertz. I1 s'en suit que si ce compteur était soumis uniquement à cet ordre, il donnerait des impulsions à la fréquence de 1/30e de hertz. Ce oomp- teur est également contré par un comparateur 15 placé entre le compteur 6 (horloge principale) et le compteur suiveur 12.Ce comparateur 15- compare constamment 6 et 12, et ne permet à 12 de donner ces impulsions que dans la mesure où il est en accord avec 6. En conclusion, trois cas sont possibles : - le système est en marche normale, le compteur 6 avance pas à pas minute par minute. Chaque fois qu'il avance, le comparateur 15 l'indique au compteur 12, qui laisse passer immédiatement une impulsion, et une seule, - le compteur 6 se trouve être en avance à l'occasion d'une remise à l'heure par exemple, et l'on suppose une avance de six minutes, le comparateur in dique cette avance au compteur 12, qui laisse passer autant d'impulsions 1/30e de seconde qu'il est nécessaire pour rattraper le retard qu'il avait par rapport au compteur 6.S'il avait donc un retard de six minutes, et si les impulsions sont réglées minute par minute, il donnera six impulsions rapides et il reprendra ensuite sa marche normale, - si au contraire le compteur 6 est brutalement décalé en retard pour une re mise à l'heure par exemple, de six minutes en arrière, le comparateur 15 indiquera au compteur 12 qu'il est en avance, et il bloquera son fonction nement jusqu'à ce que le compteur 6 ait atteint le point où le compteur 12 se trouve. Dans le cas présent, il mettra le compteur 12 en attente pendant six minutes, et après le compteur 12 reprend son avance minute par minute. Ces trois explications correspondent respectivement aux diagrammes 1 3 - 4. Le dispositif permet une autre combinaison, l'alimentation de la ligne générale des horloges secondaires peut être faite soit sur une batterie, soit sur le secteur. Si elle est faite sur une batterie, il n'y a donc aucune influence des pannes de secteur sur l'installation, et d'une façon permanente tout l'ensemble d'horlogerie, y compris les horloges secondaires, est alimenté, et dans ce cas il n'y a rien à ajouter à ce qui a été dit plus haut. L'alimentation des horloges secondaires peut être faite directement sur le secteur par l'intermédiaire d'un groupe redresseur et filtreur. et ceci présente l'avantage de ne plus nécessiter l'emploi d'une grosse batterie mais seulement une mini-batterie pour alimenter l'horloge-mère et les compteurs ci-dessus nommés. La puissance pour les horloges secondaires est alors fournie en direct du secteur, par l'intermédiaire des organes redresseurs et filtrants ci-dessus nommés.Par contre ceci entraîne comme inconvénient que, dans ce dernier cas, les horloges secondaires s'arrêtent à chaque panne de courant. n coiiviant donc nue cette panne le curent soit signalée au compteur 12 pour que celui-ci arrête ses émissions afjn de les reprendre en accéléré au moment où le courant reviendra. Pour r parvenir, on utilise la porte 14 qui reçoit des ordres, comme il a été dit ci-dessus, de 13 pour impulsions rapides et de 15 pour comparateur. Elle en recevra en outre de l'indicatif de présence de secteur. Si l'indicatif n'arrive pas le compteur 12 se bloque et il restera bloqué jusqu'à ce que le courant revienne et que l'indicatif permette au compteur 12 de repartir.Le compteur 12 à ce moment là, par l'in termédiaire du comparateur 15, remarque qu'il a pris un retard par rapport au compteur 6. Les impulsions rayides 1/30e de seconde passant d'une façon continue, et toutes les horloges secondaires se remettent à l'heure en pas rapide jusqu'à ce qu'on obtienne l'égalité, compteur 12 = compteur 6, et on reprend la marche normale. Ceci est représenté par le diagramme 2. En Fig. 6 on a représenté la même horloge avec un contrôla par radio en codage signal valeur absolue. il existe actuellement des postes émetteurs qui, à l'aide d'un codage approprié, donnent pendant la durée d'une minute l'heure, la minute, le quan tième du mois, le jour, l'année, et qui à la fin de la minute émettent un signal pour enre'gistrer l'indication. Dans exemple de réalisation de la Fig. 6 on utilise un tel poste pour non seulement contraler l'horloge-mère, mais pour en même temps contrô- ler les horloges réceptrices électro-mécaniques qui y sont rattachées. Selon une forme de réalisation de l'invention, sur la gauche de cette Fig. 6 est représenté un récepteur radio avec son antenne en 21. Ce récepteur radio transmet. ses ordres à un système de décodage au signal qui a pour but de transmettre la valeur de l'heure enregistrée au compteur 6 et de transmettre un ordre de remise à zéro aux diviseurs 3 - 4 - 5 et un ordre de chargement au compteur 6. En d'autres termes, le codage radio agit exactement comme le codage fait manuellement, qui comprend - un clavier 9 (indication de l'-heure), - un interface codage plus mémoire 10 : transmission de l'indication au comp teur 6, - un poussoir de remise à zéro 11 (remise à zéro des diviseurs 3 - 4 et 5 et du compteur 6). Il s'en suit donc que l'horloge-mère et son compteur 6 sont soumis exactement de la même façon à une commande manuelle, objet de la première partie du brevet qu'à une commande de signaux radio, objet de la deuxième partie du brevet, et tout ceci pour abouqir-a la même chose : la compteur 6 étant d'une façon ou d'une autre, ramies à heure, le compteur 12, à l'aide du compareteur 15, le suivra obligatoirement, et par les procédés qui ont dé;à été décrits. Une application directe de ce système est la remise 2. l'heure à distance des heures hiver/été, car si le récepteur radio émet brutalement 4 h. quand l'horloge marque 3 h., l'horloge passe brutalement en heure d'été, et par le jeu du dispositif objet du brevet, les réceptrices, par pas successifs y passent également. Si inversement il émet 2 h. quand lthorlóge marque 3 h. celle-ci fait un pas an arrière, et on passe brutalement en heure d'hiver, et toutes les réceptrices attendent une heure pour repartir, suivant les termes du brevet. R E V E N D I C A T I O N S 1. Procédé et dispositif pour la distribution de l'heure d@ type comprenant une norloge-mère à quartz, caractérisée en ce que cette horloge-mère détermine l'heure en valeur absolue avec changement d'heure instantanée et d'autre part, met à l'heure les horloges secondaires par pas successifs notamment en cas d'arrêt ou de changement d'heure, et qu'elle comporte un pre- mier compteur dit principal (6) permettant les changements d'heure instanta- née et un second compteur dit suiveur (,2) commandant les horloges réceptri- ces à rattrapage d'heure par pas successifs, ce compteur suiveur (12) état alimenté par un circuit (13) qui lui est propre et ses indications contrôlées en permanence avec celles du compteur principal (6) par un comparateur (15) prévu à cet effet, de telle manière que le compteur suiveur (12) suive le compteur principal (6) 2. Procédé de remise à l'heure d'horloges réceptrices (19-20) selon la revendication 1, caractérisé en ce que en cas de décalage en retard sur le compteur principal (6) le rattrapage s'effectue par pas successifs, et en ce que en cas de décalage en avance sur le compteur suiveur (12) le rattrapage s'effectue par arrêt des horloges réceptrices (19-20) jusqu'à ce que le compteur principal (6) atteigne la valeur indiquée par le compteur suiveur (12). 3. Horloge-mère à quartz pour distribution de l'heure, carsotérisée en ce qu'elle est munie d'une part d'1m dispositif de remise à heure instantanée soit par clavier avec interface de codage avec mémoire, soit par radio, soit les det';x, et d'autre part d'un dispositif suiveur contrôlé par un comparateur (15)