Brevet FR2509934A1 — publié le 19830121

Installation de transmission de signaux L'invention concerne une installation pour la transmission de signaux entre un émetteur et un récepteur au moyen d'un conducteur entouré d'une gaine isolante, à l'une des extrémités de laquelle est prévu un corps moulé par injection en matériau isolant fermant le conducteur de manière étanche à l'humidité, et sur l'autre extrémité de laquelle est déposé un contacteur à fiches qui présente des courants électriques et un corps en matériau isolant, monté par injection, qui entoure une partie de ces contacts et l'extré- mité du conducteur. De telles installations avec des conducteurs pourvus de connexions à fiches à chaque extrémité, sont utilisées depuis longtemps en électronique et elles servent, par exemple de conducteurs de liaison entre des appareils de mesure et des oscillographes De tels conducteurs sont uti- lisés également dans des véhicules automobiles afin de pouvoir surveiller, avec des appareils appropriés, des fonctions déterminées du véhicule, par exemple pour contrôler le fonctionnement de l'indicateur de point mort haut ou du système anti-blocage des freins L'invention dans ce domaine particulier est dirigée sur ce que dans l'avenir d'autres points de l'ensemble de véhicule automobile seront contrôlés à l'aide de microprocesseurs Ces points sont par exemple l'angle d'allumage, le signal d'allumage, le contacteur inter- rupteur, la vitesse de rotation, la vitesse, et le changement de vitesse automatique. Pour tous les cas de mise en service en électronique, il est nécessaire que les signaux puissent être transmis, autant que possible sans perturbations, d'un émet- teur à un récepteur Pour cela, il a été jusqu'à maintenant nécessaire d'utiliser des conducteurs qui sont complètement blindés, et les divers appareils doivent être également encap- sulés dans une protection sans défaillance On se heurte alors à certaines difficultés notamment dans le blindage des micro- processeurs, car tout conducteur métallique qui sort de ce blindage agit comme une antenne et en conséquence envoie aussi au micro-processeur des signaux parasites perturbateurs Un blindage pleinement efficace des conducteurs et des appareils est extrêmement couteux et un tel système n'est par conséquent réalisable qu'avec des moyens financiers considérables. La présente invention a pour but de réaliser une disposition qui assure, avec une constitution simple et une possibilité d'emploi universelle, une transmission par conducteurs exemple de perturbations parasites de signaux entre un émetteur et un récepteur Cette absence de pertur- bations doit être obtenue non seulement du point de vue électrique, mais les canalisations doivent en outre 8 tre ren- dues étanches à l'humidité. Dans ce but, l'installation de l'invention est caractérisée en ce quele conducteur est constitué par un conducteur optique, le connecteur de raccordement au récepteur comprenant un récepteur sensible à la lumière, un amplifica- teur et un formateur d'impulsions, connectés en série, dans cet ordre, entre le conducteur optique et les contacts et qui sont incorporés dans le corps isolant protecteur pendant qu'il est enrobé dans le corps moulé par injection, un convertisseur électro/optique et un générateur d'impulsions magnétiques monté en série avec le convertisseur, qui délivre une impul- sion de courant sous l'influence d'une variation du champ magnétique et qu'il est prévu du côté émetteur, un dispositif pour la production d'un champ magnétique variable, disposé au voisinage immédiat du corps moulé par injection. Grâce à une telle installation réalisée avec un conducteur optique, le récepteur et l'émetteur d'une voie de transmission de signal sont désaccouplés électriquement l'un de l'autre Etant donné que la transmission des signaux s'effectue par l'intermédiaire de ce conducteur optique, toute perturbation de caractère électronique venant de l'extérieur est exclue Ce conducteur optique peut être introduit dans le blindage d'un microprocesseur sans que soient introduits des parasites dans ce dernier, car ce conducteur ne constitue pas une antenne. Le conducteur confectionné avec un corps moulé par injection et un connecteur à fiches peut être fabriqué: de manière extrêmement simple par un procédé de moulage à injection, aujourd'hui parfaitement au point, dans lequel le conducteur optique est tout d'abord pourvu de sa gaine isolante La réalisation de cette Faine peut être effectuée en continu, le conducteur optique "sans fin" étant enroulé sur une bobine Sur ce cordon sans fin, on peut couper une longueur désirée pour la fabrication d'un conduc- teur convenant à l'installation projetée, sur les extrémités de laquelle peuvent être rapportés, par injection, le corps de matière moulée et le connecteur à fiches A cet effet, on peut d'abord assembler le convertisseur et le générateur d'impulsions d'une part, après déconnexion électrique et d'autre part, le récepteur, l'amplificateur et le formateur d'impulsions destinés au connecteur à fiches et les fixer de façon appropriée aux extrémités du conducteur Les extrémités du conducteur ainsi préparées sont introduites dans un outil d'injection dans lequel sont moulés par injection le corps isolant et le corps de protection du connecteur à fiches. De cette manière est réalisée une canalisation conductrice pour relier un émetteur avec un récepteur, qui est insensible non seulement à l'égard des perturbations élec- tro-magnétiques, mais également à l'égard de l'humidité, car la canalisation elle-même ainsi que ses extrémités sont rendues absolument étanches par les opérations d'injection - Un générateur d'impulsions convenant pour une installation du type concerné par la présente invention est décrite par exemple dans le brevet DE-OS-21 43 327 Pour plus de simplicité elle sera désignée dans ce qui suit, comme "Sonde de Wiegand" Cette sonde se compose d'un noyau magné- tique constitué en deux matériaux différents, autour duquel sont enroulés des fils métalliques Un champ magnétique variable agissant sur la sonde de Wiegand produit dans celle- ci une impulsion de courant qui est indépendante de la vitesse avec laquelle le champ magnétique varie ou se déplace. L'avantage du dispositif conforme à l'inven- tion réside en ce que, du côté émetteur, aucune source spéciale de courant n'est plus en principe nécessaire Le corps moulé par injection ne présente alors aucun contact saillant vers l'extérieur, mais il est fermé sur lui-même, car aussi bien la sonde de Wiegand servant de source de courant que le convertisseur peuvent être complètement noyés dans la masse du corps moulé par injection. La réalisation du c 8 té émetteur, avec un convertisseur et une sonde de Wiegand suffit en principe pour le fonctionnement de l'installation conforme à l'invention. Comme convertisseur, on utilise, par exemple, des diodes lumi- nescentes ou des diodes laser qui possèdent une tension de seuil Pour améliorer la sensibilité de réponse de ce conver- tisseur, il peut être prévu, conformément à l'invention, une source de tension supplémentaire qui délivre précisément la tension du seuil, cette source de tension peut être, par exemple, une diode Zener, alimentée en courant de l'extérieur de sorte que des contacts doivent alors sortir du corps isolant injecté Il est cepdndant également possible de connecter en série avec le'convertisseur, un condensateur qui est chargé, par l'intermédiaire d'une diode, d'une tension de seuil plus faible, provenant des contre-impulsions de la sonde de Wiegand qui sont sinon inutiles. La description ci-après se rapporte à un exemple de réalisation de l'invention, avec référence aux dessins annexés, dans lesquels: la figure 1 est une vue d'ensemble d'une installation avec conducteur de liaison conformes à l'inven- tion; la figure 2 est une vue à plus grande échelle d'un conducteur; la figure 3 est une vue en coupe par III-III de la figure 2; la figure 4 est un schéma de montage élec- trique des éléments d'un bloc contacteur à fiches pour le c 8 té récepteur de l'installation; les figures 5 et 6 sont des schémas de montages électriques des éléments dans un corps moulé par injection du côté émetteur de l'installation. L'installation conforme à l'invention est uti- lisable partout o des signaux doivent être transmis sans parasites d'un émetteur à un récepteur, avec en même temps un découplage électrique de l'émetteur et du récepteur la description ci-après se rapporte à des véhicules automobiles mais elle convient pour tous les cas d'emploi. La référence 1 désigne un microprocesseur qui est disposé, par exemple, sous le capot de moteur d'un véhi- cule automobile Ce micro-processeur comporte différents branchements à fiches 2 et il est entouré par un blindage protecteur indiqué par une ligne en tirets 3 qui isole le microprocesseur lui-même à l'égard d'un rayonnement électro- magnétique perturbateur Dans l'exemple de réalisation repré- senté, il est prévu, raccordés à cinq des raccords de branchement à fiche 2 représentés, des conducteurs 4 qui sont reliés, par leurs extrémités libres, à des appareils 5 Ces conducteurs 4 sont évidemment de longueur quelconque appropriés et sont représentés interrompus dans la figure 1. Ces appareils 5 correspondent, par exemple dans un véhicule automobile, aux points suivants: le réglage d'angle d'allumage, l'émission du signal d'allumage, le contac- teur interrupteur, un emplacement pour la mesure de vitesse de rotation du moteur en nombre de tours, un emplacement pour la mesure de la vitesse du véhicule, un point avec plot de prise dans la boite de vitesses automatique pour la commande de celle-ci, un indicateur de point mort haut (OT) et le système automatique anti-blocage des freins (ABS). En tous ces points, peuvent être prévus des corps isolants moulés par injection pourvus de sondes de Wiegand qui répondent -à la variation d'un champ magnétique et dont les signaux sont transmis, par des conducteurs 4, au microprocesseur 1 o ils peuvent être interprétés l Ie micro- processeur 1 peut être équipé avec un nombre quelconque de raccordements à fiche 2 et il est théoriquement possible de raccorder, à l'intérieur d'ur véhicule automobile, chacun des points accessibles pour une surveillance électronique, avec un conducteur 4, au micro-processeur 1. Le conducteur 4 proprement dit est constitué par exemple de la manière représentée dans les figures 2 et 3. L'élément servant à la transmission du signal est réalisé sous'la forme d'un conducteur optique 6 qui est pourvu en tant qu'élément de construction allongé, d'une gaine isolante 7 s'étendant sur toute sa longueur Cette gaine isolante peut être réalisée en continu sur le conducteur optique 6 par une machine à injecter usuelle et le conducteur optique, pourvu de sa gaine peut être enroulé fqans fin" sur une bobine Comme matériau pour la gaine isolante 7, on peut choisir une matière plastique quelconque, 'par exemple du polyéthylène ou du chlorure de polyvinyle. le conducteur optique 6 peut être constitué en fibres de verre ou également en fibres de matière synthé- tiques Il est ici pcssible d'utiliser un conducteur unique, mais cependant également un faisceau de nombreuses fibres cablées entre elles i la section L -e Ychacune de ces fibres étant inférieure à celle de la fibre unique. Pour la fabrication d'un conducteur 4 conforme à l'invention, on coupe un tronçon de longueur prédéterminée ou désirée du rouleau de conducteur sans fin, et ce tronçon conducteur 6 est dénudé de son enveloppe isolante 7 sur une partie de chaque extrémité Sur chaque extrémité ainsi dénudée est alors moulé, d'un côté, un corps isolant 8 et de l'autre côté, un connecteur à fiches 9 Ce connecteur 9 présente des contacts électriques 10 qui sont fixés dans unpons de matériau isolant mécaniquement résistant non représentkaet espacée entre eux. Dans le corps isolant 8 sont incorporés une sonde de Wiegand 11 et un convertisseur électro/optique 12, qui sont connectés électriquement en série Le convertisseur électro/optique 12 est de préférence réalisé sous la forme d'une diode luminescente ou d'une diode laser M Iais en principe, on peut prévoir toute forme appropriée de convertis- seur électro/optique Le corps isolant 8 est disposé en l'un des points à surveiller, comme émetteur, équipé avec un aimant 13 indiqué schématiquement dans la figure 2. Pour cet aimant 13, il peut s'agir aussi bien d'un aimant permanent que d'un électro-aimant Si l'aimant 13 peut être monté sur des pièces mobiles du point à surveil- ler, il est produit, par ce déplacement par rapport à un point fixe, auquel est fixée la sonde de Wiegand 1 i 1 un champ magnétique variable C'e ainsi que l'aimant 13 peut être fixé par exemple sur le distributeur d'allumage en rotation permanente d'un véhicule automobile. Il est cependant également possible de disposer l'aimant 13 lui-même à poste fixe et d'accoupler à la pièce mobile du point ou de l'appareil à surveiller un dispositif magnétique à court-circuit, lequel courtcircuite, à inter- valles déterminées le champ magnétique et réalise ainsi la variation désirée du champ magnétique. Sur l'autre bout du conducteur 4 est injecté le connecteur à fiches 9 qui sert à la liaison avec le micro- processeur l,Aux contacts 10 de ce connecteur à fiches 9 peuvent être raccordés, un récepteur 14 sensible à la lumière, un amplificateur 15 et un générateur d'impulsions 16, en série dans cet ordre à partir du conducteur optique 6 Le montage précis de ces éléments ressort du schéma de la figure 4 Les éléments 10, 14, 15 et 16 sont incorporés en commun avec une extrémité du conducteur dans un dispositif d'injection dans lequel un corps 17 e In matériau isolant est formé par injection de sorte que cette extrémité du conducteur est obturée de manière étanche à l'humidité Après cette injection du-corps isolant 8 et du corps protecteur 17 qui peuvent aussi être injectés en une seule et même opération, le conducteur 4 de transmission de signaux est terminé -a Les contacts 10 peuvent être constitués par des broches d'enfichage, mais il est également possible de prévoir des contacts femelles en forme de douilles destinés à l'enfichage sur des broches appropriées du micro-processeur 1. Comme récepteur sensible à la lumière 14, on peut prévoir par exemple des diodes photo-électriques ou des photo-transistors L'amplificateur 14 ainsi que le généra- teur d'impulsions 15 peuvent être constitués par des éléments du type dénommés VICI" c'est-à-dire des circuits intégrés, qui ont simplement à être raccordés à des contacts appropriés En outre, il est possible de réunir le récepteur 14 et l'amplifi- cateur 15 en un seul circuit intégré IC. Le contacteur à fiches 9 de la figure 4 pré- sente trois contacts 10, le contact médian pouvant servir à la transmission du signal, tandis que les deux autres servent à l'alimentation en courant Le récepteur 14 est relié, d'après la figure 4, à l'entrée de l'amplificateur 15 à laquelle est raccordée, de l'autre côté, le formateur d'impulsions 16. Grâce aux modifications du champ magnétique, de l'aimant 13, il est produit indépendamment de la vitesse à laquelle se produit cette modification, par la sonde de Wiegand 11, une impulsion de courant positive et une impulsion de courant négative L'impulsion de courant positive est uti- lisée pour la surveillance et pour la transmission de signal. Elle est transformée par le convertisseur 12 en un signal lumineux qui est amené au micro-processeur 1 par la canalisa- tion 4. Ainsi qu'il a été mentionné plus haut, on peut prévoir, comme convertisseur 12, une diode lumineuse appropriée De telles diodes possèdent des tensions de seuil d'environ 1,2 volt En vue d'assurer que cette tension de seuil peut être surmontée par l'impulsion de courant de la sonde de Wiegand 11, on peut disposer, suivant une autre caractéristique de l'invention, une source de tension, connec- tée en série avec le convertisseur 12 Cette source de tension peut être constituée par une diode Zener 18 qui peut être raccordée à une source de courant par des contacteurs 19 et 20 sortant du corps isolant 8, une sortie étant réalisée de manière étanche à l'humidité. Il est cependant également possible d'utiliser comme source de tension, un condensateur 21 qui est chargé, par l'intermédiaire d'une diode ou d'un transistor 22, par l'impulsion de courant négative de la sonde de Wiegand 11. Comme diode 22 qui doit être connectée anti-parallèlement par rapport au convertisseur 12,on doit choisir des diodes à faible tension de seuil, telles-que par exemple des diodes au germanium ou au silicium Avec un tel mode de réalisation, on conserve l'avantage d'un corps isolant injecté 8 complè- tement fermé, sans contacts sortant vers l'extérieur et d'autre part, aucune source de courant supplémentaire n'est nécessaire. En définitive, on réalise un conducteur de transmission 4 robuste, de manipulation simple et étanche à l'humidité qui donne la possibilité d'une transmission de signaux, entre un émetteur et un récepteur, insensible à des perturbations électro-magnétiques, qui peut assurer, par exemple, une réception exemple de parasites dans une installation électronique de véhicule automobile Cette solution conforme à l'invention n'est cependant pas, comme déjà mentionné, limitée à son emploi dans l'électronique automobile, mais elle peut être mise en oeuvre avec tous l S appareils dans lesquels doivent être assurées une, réception exempte de para- sites ainsi qu'une transmission de signal sans perturbations qui ne sont actuellement possibles à obtenir qu'avec des blin- dages protecteurs coûteux du conducteur et des appareils. REVENDICATIONS ) Installation pour la transmission de signaux entre un émetteur et un récepteur au moyen d'un conducteur entouré d'une gaine isolante, à l'une des extrémités de laquelle est prévu un corps moulé par injection en matériau isolant formant le conducteur de manière étanche à l'humidité, et sur l'autre extrémité de laquelle est disposé un connecteur à fiches qui présente des contacts électriques et un corps en matériau isolant, moulé par injection, qui entoure une partie de ces contacts, et l'extrémité du corducteur, instal- lation caractérisée en ce que le conducteur est constitué par un conducteur optique ( 6), le connecteur ( 9) de raccordement au récepteur comprenant un récepteur ( 14) sensible à la lumière, un amplificateur ( 15) et un formateur d'impulsions ( 16) connectés en série, dans cet ordre, entre le conducteur optique ( 6) et les contacts ( 10) et qui sont incorporés dans le corps isolant protecteur ( 18) pendant qu'il est enrcbé dans le corps moulé par injection ( 8), un convertisseur électro/ optique ( 12) et un générateur d'impulsions magnétiques ( 11) monté en série avec le convertisseur, qui délivre une impulsion de courant sous l'influence d'une variation du champ magnétique ( 13 > et qu'il est prévu du côté émetteur ( 5), un dispositif pour la production d'un champ magnétique variable ( 13), dis- posé au voisinage immédiat du corps moulé par injection ( 8). 2 ) Installation suivant la revendication 1, caractérisée en ce que, en série avec le convertisseur ( 15), il est monté un condensateur ( 21) et qu'une diode ( 22) à faible tension de seuil est raccordée, en montage antiparal- lèle avec le convertisseur ( 12). 30) Installation suivant la revendication 1, caractérisée en ce que, en série avec le convertisseur ( 18) est monté un condensateur ( 21), un transistor étant raccordé en parallèle avec le convertisseur ( 12). ) Installation suiwant la revendication 1, caractérisée en ce que, en série avec le convertisseur ( 12) il est prévu une diode, notamment une diode Zener ( 18) pouvant être raccordée à une source de courant. ) Installation suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que le dispositif producteur de champ magnétique est un aimant permanent ( 13) mobile. ) Installation suivant la revendication 5, caractérisée en ce que l'aimant déplaçable producteur de champ magnétique est un électro-aimant ( 13). 70) Installation suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que le dispositif producteur de champ magnétique est un aimant disposé à poste fixe pourvu d'un dispositif de court-circuit magnétique mobile. ) Installation suivant l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisée en ce que le conducteur optique ( 6) est en verre. ) Installation suivant l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisée en ce que le conducteur optique ( 6) est en matière plastique synthétique. 100) Installation suivant l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisée en ce que le conduc- teur optique ( 6) est constitué par des fibres individuelles ou par un faisceau de fibres. ) Installation suivant l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisée en ce que le convertis- seur électro/optique ( 12) est constitué par une diode, notamment une diode à luminescence ou une diode laser. ) Installation suivant l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisée en ce que le récepteur ( 14) est constitué par une diode photoélectrique ou un photo- transistor. 13 ) Installation suivant l'une quelconque des revendications 1 à 12, caractérisée en ce que l'amplifi- cateur ( 15) et le formateur d'impulsions ( 16) sont réalisés sous la forme de circuits intégrés (IC). ) Installation suivant l'une quelconque des revendications 1 à 13, caractérisée en ce que le récepteur ( 14) et l'amplificateur ( 15) sont réunis en un même circuit intégré (IC).