Brevet FR2524737A1 — publié le 19831007

La présente invention concerne de manière générale la télécommande par impulsions, notamment par impulsions de rayonnement infrarouge d'une quelconque installation du genre comportant une pluralité d'appareils ou commandes à mettre en oeuvre sous l'action d'un dispositif émetteur d'impulsions. L'invention concerne plus particulièrement le cas d' émetteurs de télécommande adaptés à émettre des impulsions brèves répétées à des cadences prédéterminées, une telle cadence étant affectée à chacun d'une pluralité d'appareils ou commandes à mettre en oeuvre. Elle a pour objet un dispositif récepteur d'impulsions adapté à assurer le déclenchement sélectif d'un appareil associé pour une valeur prédéterminée de la cadence des impulsions incidentes recueillies en provenance d'un émetteur de télécommande, un tel dispositif pouvant être associé à chacun d'une pluralité d'appareils à commander et chacun des dispositifs pouvant être accordé sur l'une d'une pluralité de valeurs prédéterminées de la cadence des impulsions de télécommande. L'invention fait appel aux récepteurs d'impulsions du genre comportant un convertisseur numérique analogique adapté à élaborer une tension continue proportionnelle à la cadence des impulsions incidentes, et un discriminateur opérant par mesure du niveau de la tension analogique ainsi élaborée. L'invention offre à cet effet un convertisseur-cadencetension et un discriminateur de tension analogique particulièrement adaptés à cette application. Un dispositif récepteur selon l'invention comporte en combinaison un convertisseur cadence-tension équipé d'un monostable adapté à délivrer en réponse à chaque impulsion incidente un signal d'une durée prédéterminée associée à une cadence prédéterminée, un intégrateur recueillant ce signal pour établir une tension d'entrée et un discriminateur adapté à délivrer une tension de commande lorsque ladite tension d'entrée s'établit à un niveau prédéterminé. L'accord du dispositif récepteur ainsi conçu à diverses valeurs de la cadence ou période de répétition des impulsions incidentes s'effectue très simplement par le choix du temps de réponse du monostable afin que la tension élaborée aux bornes de l'intégrateur, pour être appliquée à l'entrée du discriminateur, se situe au niveau prédéterminé de celui-ci. Le discriminateur selon l'invention est avantageusement constitué par le montage en cascade de deux interrupteurs con trôlés, tels que des transistors, Comportant chacun une électrode de commande et une électrode de référence ; les électrodes de commande et de référence du premier des interrupteurs contrôlés étant l'une et l'autre reliées à une borne d' entrée par l'intermédiaire respectivement de deux diodes de polarités opposées en coopération avec deux chaînes potentiométriques de sorte que ledit premier interrupteur contrôlé se trouve bloqué soit par abaissement de sa tension de commande, soit par élévation de sa tension de référence selon que la tension d'entrée se trouve au-dessous d'une limite inférieure ou au-dessus d'une limite supérieure prédéterminée par les dites chaînes potentiométriques. L'expérience montre qu'un discriminateur ainsi conçu permet d'établir avec des moyens particulièrement simples une fourchette de niveaux susceptibles d'assurer, en combinaison avec les convertisseurs cadence-tension précités, la sélection d'un canal dans des conditions optimales compte tenu des imprécisions inévitables de réglage tant de l'émetteur que du récepteur. Les caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront d'ailleurs de la description qui suit, à titre d'exemple, en regard aux dessins annexés où - la figure 1 est un schéma d'un dispositif récepteur selon l'invention - la figure 2 est une représentation schématique d'une partie de mesure en pont de l'étage discriminateur. Suivant la forme de réalisation choisie et représentée, un récepteur d'impulsions de rayonnement infrarouge comporte deux bornes d'alimentation B1 reliée à la masse et B2 positive, et une borne de sortie B3. I1 comporte quatre étages : un étage 1 d'entrée, un étage 2 préamplificateur, un étage 3 convertisseur cadence-tension et un étage 4 de discrimination où l'on trouve lesdites bornes d'alimentation et de sortie B1, B2 et B3. L'étage 1 comporte une ou plusieurs diodes photoréceptrices D1, exposées à I'environnementl montées en parallèle avec une résistance R1 dans le circuit collecteur d'un transistor d'entrée Q1 dont l'émetteur est à la masse tandis que la base est reliée au collecteur par une résistance R3 et à la masse par une cellule de temporisation R2, C1. L'étage préamplificateur 2 comprend un transistor Q2 dont la base est reliée au collecteur du transistor Q1 ; son collecteur est chargé par une résistance R5, tandis que son émetteur est à la masse par une résistance R4 et une capacité C2 en parallèle. Le collecteur du transistor Q2 est couplé à la base d'un transistor Q3 par l'intermédiaire d'une capacité C3, laquelle base est reliée à la ligne 5 de potentiel positif par une résistance R6. L'émetteur de ce transistor est à la masse tandis que son collecteur chargé par une résistance R7 est couplé par une capacitance C4 à la base d'un transistor éliminateur de bruit Q4. L'émetteur de ce dernier est à la masse tandis que le collecteur est chargé par une résistance R9. L'étage convertisseur 3 comporte essentiellement un monostable redéclenchable Q5 de type connu en combinaison avec un circuit de temporisation. Les bornes 1 et 2 du monostable sont respectivement à la masse et au potentiel positif d'alimentation, les bornes 2 et 4 couplées à la sortie de l'étage précédent, les bornes 6 et 7 sont à la masse par une capacitance C6 et au potentiel positif B6 par l'une d'une série de résistances telles que Roll, R12, R13 en nombre approprié. Cette résistance choisie par un sélecteur S détermine avec la capacitance C6 le temps de réponse du monostable. Une résistance ajustable P1 entre la borne 5 et la masse permet un réglage fin de ce temps de réponse. Enfin la borne 3, constituant la sortie du monostable alimente par une résistance R14 un condensateur d'intégràtion C7. La borne A du condensateur d'intégration est l'entrée de l'étage discriminateur 4 équipé de deux transistors Q6, Q7 de polarités opposées montés en cascade. La borne B est placée dans une chaîne potentiométrique comportant,du côté du potentiel positif une résistance R16, et du côté du potentiel négatif une résistance R17 reliée à une résistance R23 de valeur négligeable par rapport à R17. La borne B prise à l'anode de la diode D3 est reliée à la base de Q6. La borne C liée à la cathode de D2 est reliée à l'émetteur de Q6. L'ensemble R16 R17-R18-Rl9 forme un pont de Wheatstone dont la diagonale Bl-B6 en assure l'alimentation sous tension continue réglée par une diode Zener D4 et filtrée par une capacitance C8 coo pérant avec une résistance série R20. En référence à la représentation de ce pont à la figure 2, la diagonale verticale assure son alimentation en tension continue stabilisée par les bornes B1 et B6. La diagonale horizontale destinée à la mesure du signal d'erreur est reliée au transistor Q6 qui assure cette mesure. Le potentiel B est relié à la base de Q6 tandis que le potentiel C est relié à l'émetteur de Q6. Pour assurer la discrimination, le mesureur Q6 est prepolarisé, soit sur sa base, par la diode D3 via le point B, soit sur son émetteur, par la diode D2 via le point C. Les diodes D3 et D2 sont montées en inverse et alimentées toutes deux par le potentiel en A issu de l'intégrateur R14-C7. Si le potentiel en A est correct, les deux diodes D2 et D3 se trouvent bloquées, par suite le transistor Q6 peut agir normalement et joue son rôle d'amplificateur pour commander l'étage suivant Q7. Si le potentiel en A est trop faible, la diode D2 est bloquée,mais la 'diode D3 est conductrice. Celle-ci polarise en négatif la base du transistor Q6 pour le maintenir bloqué et lui ôter son pouvoir amplificateur. Si le potentiel en A est trop fort, la diode D3 est bloquée, mais la diode D2 est conductrice. Celle-ci polarise en positif l'émetteur du transistor Q6 pour le maintenir bloqué et lui ôter son pouvoir amplificateur. Le pont de Wheatstone et son mesureur Q6 ne sont donc actifs que si la tension en A issue de l'étage précédent est correcte, ni trop faible, ni trop forte. Le collecteur de Q6 est alimenté en amont de R20 par la chaine de deux résistances R21 et R22 entre lesquelles est connectéela base de Q7 ayant l'émetteur à B2 et le collecteur à la masse par la chaîne de deux résistances R23 et R24. La borne B3 reliée à ce collecteur constitue avec la borne B1 la sortie du montage . A ces bornes B1 et B3 est relié un appareil électrique associé (non représenté). En fonctionnement, sous l'effet de la conduction du transistor Q1, il apparaît une différence de potentiel entre les bornes de la résistance R1 qui a pour effet de polariser la diode D1 en inverse. Le courant de cette dernière croît proportionnellement aux impulsions lumineuses incidentes venant frapper directement ou indirectement sa surface sensible. Le comportement du transistor Q1 est comparable à celui d'une inductance et a pour effet d'immuniser l'étage d'entrée 1 contre tout signal électrique indésirable qui résulterait de variations lentes mais importantes de la luminosité ambiante. En effet, par un choix judicieux des résistances R2 et R3 adapté à déterminer un courant traversant R2 très supérieur au courant de base de Q1, la constance du potentiel émetteurbase de Q1 impose aux fréquences basses, ou en continu (C1 est alors inopérant) une constance de la tension collecteurémetteur de Q1 définie par le rapport entre les deux résistances R2 et R3. I1 en résulte que pour les variations lentes, même importantes, de luminosité, la tension collecteurémetteur du transistor Q1 ne varie pas ; la jonction se comporte comme une diode Zener. En revanche pour les variations rapides de luminosité, correspondant notamment à une impulsion de commande de rayonnement de durée brève par rapport à la constante de temps de l'ensemble R2, R3 et C1, l'inertie imposée à la base de Q1 par la capacité C1 transforme ce transistor et son environnement en générateur de courant constant d'impédance élevée. Le dispositif constitué par l'étage 1 permet donc de charger la diode D1 par une impédance d'autant plus importante que les variations du signal capté sont rapides il assure ainsi une transformation sélective en signaux électriques des seules variations rapides du rayonnement incident. De manière classique le signal délivré par cet étage d'entrée à la base du transistor Q2 est amplifié énergiquement (tension multipliée par 10 000 par exemple) par les deux transistors Q2 et Q3 qui constituent un circuit préamplificateur adapté aux signaux de fréquence élevée. L'élimination du bruit est assurée par le transistor Q4 qui, par l'absence de polarisation de sa base empêche le transfert de tout signal d'amplitude inférieure à sa tension de déchet base-émetteur (entre 0,6 et 0,7 volt par exemple). De la sorte, seule l'image de signaux infrarouges amplifiés est transformée, au niveau du collecteur de Q4, en impulsions brèves de même cadence que les impulsions incidentes de rayonnement infrarouge. Le monostable redéclenchable OS de l'étage convertisseur est sollicité par chacune des impulsions brèves délivrées au collecteur de Q4. La résistance mise en oeuvre par le sélecteur S dans le circuit de temporisation associé au monostable est choisie en fonction de la cadence d'impulsions correspondant au canal de commande de l'appareillage électrique asso cié au dispositif récepteur, de manière à ce que le monostable Q5 délivre à sa sortie des impulsions présentant un rapport cyclique donné, est-à-dire un rapport donné entre leur durée, correspondant au temps de réponse du monostable, et leur période.Le dispositif récepteur selon l'invention est adapte à reconnaître sélectivement une pluralité de cadences d'impulsions dans la mesure où la série de résistances Roll, R12, R13 ... comporte pour chacune des cadences une résistance adaptée à provoquer l'apparition à la sortie du monostable d'un signal présentant le rapport cyclique fixe précité. Lorsque la résistance choisie par le sélecteur S est ainsi accordée à la cadence à reconnaître, la tension des signaux délivrés par le monostable étant fixe, leur intégration par la capacitance C7 provoque l'apparition à l'entrée A de l'étage discriminateur d'une tension VA représentant une fraction prédéterminée de la tension d'alimentation, fixée par la diode Zener D4 et filtrée par la capacitance C8.Si la cadence des impulsions incidentes est différente de celle accordée à la résistance Roll, R12, R13 ... mise en oeuvre la tension VA est différente de la fraction prédéterminée précitée. Si la période correspondante est plus faible que celle des impulsions à reconnaitre, la tension VA sera trop élevée, et inversement si la période est trop grande. L'étage discriminateur 4 présente une fenêtre de tension dont les valeurs minimale et maximale encadrent la fraction précitée prédéterminée de la tension délivrée par D4. I1 est indépendant du canal à reconnaître. La fraction prédéterminée ci-dessus évoquée est avantageusement prise égale à 1/2. Cet étage 4 admet une fonction de double interrupteur entre les valeurs minimale et maximale précitées correspondant respectivement aux tensions établies aux bornes B et C. Pour une tension d'entrée VA nulle ou inférieure à la tension minimale, ladiode D3 est polarisée en direct et est de ce fait conductrice, à l'inverse de la diode D2 qui est bloquée. La tension émetteur de Q6 est fixée par le pont résistif R18, R19. Les valeurs des résistances R16, R17, R23 sont choisies de manière à ce que la conduction de D3 maintienne la tension de base de Q6 au-dessous du seuil de conduction base-émetteur de Q6. Ce transistor est ainsi bloqué et bloque à son tour le transistor Q7 qui délivre de la sorte entre B1 et B3, une tension de commande Vc pratiquement nulle. Pour une tension V comprise entre les valeurs mini A male et maximale de l'étage 4, la diode D2 demeure non conductrice, tandis que D3 cesse de conduire ; la tension en B remonte légèrement et autorise la conduction de Q6, donc de Q7, d'où l'apparition aux bornes des résistances R23 et R24 d'une tension de commande VC non nulle. Cependant la structure de l'étage 4 détermine un effet d'hystérésis près de la tension minimale. En effet la conduction de Q7 entraîne l'apparition d'une tension aux bornes de R23 et donc l'augmentation du potentiel de base de Q6, ce qui provoque un effet cumulatif de conduction de Q6 et Q7, donc un effet d'hystérésis assurant un basculement franc et rapide de l'ensemble et pour éviter l'influence de l'ondulation résiduelle aux bornes de C7. Pour une tension V supérieure à la tension maximale précitée, la diode D3 est bloquée tandis que D2 devient conductrice et provoque une augmentation de la tension aux bornes de R19. La tension à l'émetteur de Q6 augmente alors et se rapproche de la tension de base. Cela provoque le blocage de Q6 donc de Q7. La tension de commande V C redevient nulle. Le blocage de Q7 entralne la disparition de tension aux bornes de R23, ce qui provoque une diminution du potentiel de la base de Q6. I1 en résulte encore une action cumulative favorisant le blocage de Q6 et Q7 donc un effet d'hystérésis aussi près de la tension maximale. La largeur de la fourchette de tension définie par les tensions minimale et maximale en B et C est choisie en fonction de l'imprécision de réglage tant de l'émetteur d'impulsions que du récepteur et en fonction de l'influence des perturbations suseeptibles d'apparaître toutes les 10 ms dans 1' étage préamplificateur en raison d'inductances parasites exposées à l'action du secteur. L'invention n'est bien sûr pas limitée au mode de réalisation illustré par les dessins annexés, et peut intervenir pour reconnaître la cadence d'impulsions quelconque, quitte à modifierl'étage d'entrée. I1 est avantageux de rendre le sélecteur S manoeuvrable par l'usager en vue de lui permettre d'accorder à sa convenance les émetteurs et les récepteurs dont il dispose. I1 est naturellement possible d'incorporer dans un même récepteur d'impulsions une pluralité de canaux comportant chacun un convertisseur-discriminateur accordé sur des cadences différentes et desservant autant d'appareils ou équipements à commander sélectivement, cet ensemble pouvant bien entendu comporter une alimentation unique à partir du secteur. REVENDICATIONS 1) Dispositif récepteur d'impulsions adapté à reconnaître des impulsions de cadence donnée en vue du déclenchement sélectif d'un appareillage électrique associé audit dispositif, du genre comportant au moins un convertisseur adapté à délivrer à l'entrée (A) d'un étage de discrimination une tension continue d'entrée (VA) image de la cadence d'impulsions incidentes, caractérisé en ce que ledit convertisseur cadence-tension comporte un mono stable adapté à délivrer en réponse à chaque impulsion incidente un signal d'une durée prédéterminée associée à la cadence prédéterminée à reconnaître, un intégrateur recueillant ce signal pour établir une tension d'entrée et un discriminateur adapté à délivrer une tension de commande (VC) de l'appareillage associé lorsque ladite tension d'entrée (VA) s'établit à un niveau prédéterminé. 2) Dispositif récepteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit dispositif monostable est équipé d'un circuit de temporisation lui conférant un temps de réponse déterminant la durée des signaux délivrés, cette durée étant une fraction prédéterminée de la période des impulsions à reconnaître. 3) Dispositif récepteur selon la revendication 2, caractérisé en ce que ledit circuit de temporisation comporte une résistance choisie dans une pluralité de résistances au moyen d'un sélecteur S, chacune de ces résistances permettant de reconnaître une cadence d'impulsions. 4) Dispositif récepteur selon la revendication 1, carac terse en ce que ledit intégrateur comporte une résistance (R14) et une capacitance (C7) intercalés entre la sortie dudit dispositif monostable (Q5) et la masse, la tension d'entrée (VA) intégrée étant prise aux bornes de ladite capacitance. 5) Dispositif récepteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'étage discriminateur (4) comporte le montage en cascade de deux interrupteurs contrôlés (Q6, Q7) comportant chacun une électrode de commande et une électrode de référence, une liaison étant établie entre la borne d'entrée (A) de l'étage et chacune des électrodes de commande et dréférence du premier interrupteur contrôlé (Q6) par l'intermédiaire respectivement de deux diodes (D3, D2) de pola rités opposées, en coopération avec deux chaines potentiométriques ( R16-R17, R18-R19) de sorte que ledit premier interrupteur contrôlé se trouve bloqué soit par abaissement de sa tension de commande, soit par élévation de sa tension de référence selon que la tension d'entrée (VA) se trouve au-dessous d'une limite inférieure ou au-dessusd'une limite supérieure déterminées par lesdites chalnes potentiometriques. 6) Dispositif récepteur selon la revendication 5, carac terse en ce que l'étage discriminateur comporte en outre un couplage de réaction (R17) établi entre le circuit (R23, R24) de sortie du second interrupteur contrôlé (Q7) et l'électrode de commande du premier interrupteur contrôlé (Q6). 7) Dispositif récepteur selon i'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il est adapté à recevoir des impulsions de rayonnement infrarouge. 8) Dispositif récepteur selon la revendication 7, carac térisé en ce que les impulsions de rayonnement infrarouge sont prises en compte par au moins un élément transformateur de rayonnement infrarouge en signaux électriques (D1) placé dans le circuit collecteur d'un transistor d'entrée (Q1) dont 1' émetteur est à la masse tandis que la base est reliée au collecteur par une résistance (R3) et à la masse par une cellule de temporisation (R2, C1). 9) Dispositif récepteur selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que le dispositif monostable est alimenté par le collecteur d'un transistor éliminateur de bruit (Q4) dont l'émetteur est à la masse.