Brevet FR2538635A1 — publié le 19840629

Perfectionnements aux montages d'exploitation de signaux électriques fournis par un capteur inductif - L'invention a pour objet des perfectionnements aux montages d'exploitation des signaux électriques fournis par un capteur inductif, du type par exemple à réluctance variable, capteur donnant des signaux qui ont une amplitude variable, proportionnelle à la vitesse de rotation d'une pièce ou cible portée par un arbre rotatif et notamment le vile- brequin d'un moteur à combustion interne Cette amplitude peut pren- dre des valeurs allant de quelques milli-voits à faible régime à quelques centaines de volts à régime élevé du moteur. On connait des montages d'exploitation dans lesquels on traite ces signaux en tension avec un contrôle automatique de gain pour limiter la dynamique. Dans ces dispositifs, le niveau d'entrée est proportionnel à la fréquence du signal d'entrée, l'impédance présentée au capteur est inversement proportionnelle à la vitesse Or, pour que la sensibilité de tels monta- ges soit la plus grande possible, il faut que l'impédance d'entrée soit la plus grande possible notamment à faible vitesse, ce qui entraine une mauvaise immunité aux bruits. En effet, pour que l'ensemble capteur-montage d'exploitation des signaux présente une bonne immunité aux parasites, il faut soit filtrer au détriment du déphasage, soit fixer une impédance d'entrée relative- ment faible Or la précision de la mesure étant liée au déphasage, il est préférable de fixer une impédance d'entrée relativement faible. I l est avantageux pour concilier la grande sensibilité et la faible impédance d'entrée de réaliser un dispositif qui traite le signal en courant. A cet effet, l'invention a pour objet un montage d'exploitation de signaux électriques du type décrit ci-dessus, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens électriques traitant le signal en courant et réalisant une caractéristique d'entrée non linéaire par basculement rapide de l'im- pédance d'entrée d'une première valeur relativement faible à une deuxième valeur plus élevée De préférence, les moyens faisant rapidement bas- culer l'impédance d'entrée sont constitués de deux transris(ors T 1, T 2 montés en base commune et appartenant à un dispositif analogue à un pont de Wheastone. Selon une autre caractéristique de l'invention, le seuil de bascu- lement est fixé par un générateur de courant délivrant un courant de pola- risation Ip aux transistors T 1, T 2. D'autres caractéristiques de l'invention apparaîtront dans la description qui suit d'un exemple de réalisation en référence aux dessins ci-joint dans lesquels: La figure 1: est un schéma synoptique qui situe l'étage d'entrée conforme à l'invention dans un montage habituel de traitement de signaux, La figure 2: est un exemple de réalisation d'un étage d'entrée conforme à l'invention, La figure 3: est un diagramme mettant en évidence -le basculement de l'impédance d'entrée pour une valeur ip du courant le délivré par le capteur. Le schéma synoptique de la figure 1 montre un capteur inductif 1 relié par les lignes 3 aux bornes d'entrées 5, 6 d'un montage d'exploita- tion de signaux 2 Le montage 2 comporte un étage d'entrée 4 conforme à l'invention Les signaux qu'il délivre sur ses sorties 51 et 52 sont traités de manière habituelle par un comparateur 7 et un étage de sortie 8. L'étage d'entrée 4 détaillé figure 2 est composé d'un dispositif analogue à-un pont de Wheastone comprenant deux transistors T 1 et T 2 montés en base commune, leurs collecteurs étant respectivement reliés d'une part à une ligne + 5 v via les résistances R 3, R 4 et d'autre part à une ligne de masse via les résistances R 5, R 6 Les émetteurs des tran- sistors Tl, T 2 sont respectivement liés à la masse via les résistances RI,R 2 et leurs bases communes sont liées à l'émetteur d'un transistor T 3 qui est lié d'autre part à la ligne + 5 v via la résistance R 10 La base de T 3 et le collecteur d'un transistor T 4 sont liés à la masse par la résis- tance R 1 i Les résistances Ri 1, Ri et R 2 ont les mêmes valeurs. Le transistor T 4 est associé dans un montage connu aux transistors T 5, T 6 et aux résistances R 7, R 8 pour former un générateur de courant de polarisation Gi. L'étage d'entrée 4 est muni en outre de deux entrées 5, 6 liées aux points Pl, P 2 situés respectivement entre la résistance RI et l'émetteur de Tl et la résistance R 2 et l'émetteur de T 2. Deux diodes de protection de type Zener Z 1 et Z 2 sont montées en opposition entre les lignes reliant les collecteurs de Tl, T 2 et les résistances Ri, R 2. Le fonctionnement du montage objet de l'invention est le suivant: Le courant de polarisation lp généré par les transistors T 4, T 5, T 6 polarise le transistor T 3 La résistance Ru 1 de même valeur-que celle des résistances R 2, Ri fixe la polarisation de T 1, T 2 Les bases de Tl, T 2 polarisées par l 'émetteur de T 3 sont donc à basse impédance. L'ensemble des transistors Tl, T 2 et des résistances RI, R 2, R 3, R 4, R 5, R 6, o R 5 a la même valeur que R 6, valeur sensiblement fois plus grande que celle de R 3, fonctionne donc suivant un principe analogue à celui du pont de Wheastone. On a choisi d'autre part pour la résistance R 3 une valeur légè- rement plus faible que celle de R 4 afin de créer un seuil de détection. Donc si Ve est la différence de potentiel entre les entrées 6 et et que le capteur délivre un courant le, nous aurons pour une alter- nance donnée dans les circuits émetteurs-collecteurs de Tl, T 2 respec- tivement les courants Ip+Ie et Ip-le. Sur les sorties Si et-52 nous aurons alors un Alproportionnel à le, fonction des valeurs des résistances constituant le pont. L'impédance entre les points 5 et 6 est donc suivant ce montage fonction de la géométrie des transistors Ti, T 2 et est voisine de 2 hl 1 h 2 l (hi 1 étant la résistance dynamique de la jonction base-émetteur de T 1, T 2 et h 21 leur gain en courant) Le courant traversant RI, R 2 est donc soit Ip soit Ip le Lorsque le = Ip, un des deux transistors se bloque (suivant l'alternance) et l'impédance entre 5 et 6 devient Ze = hil + R 2, le rapport hil étant petit devant R 2, on a'sensiblement h F 21 h 2 l Ze = R 2. Le seuil de basculement d'impédance est donc fixé par le géné- rateur Gi de courant Ip, c'est-à-dire l'ensemble des transistors T 5, T 6, T 4. Puis, lorsque le transistor resté conducteur se sature, Ze va encore augmenter Ainsi, à titre d'exemple, nous aurons pour Ze une valeur sensiblement égale à 300 Sorsque les transistors Tl, T 2 sont conducteurs; elle atteindra environ 2 K lorsque Plun des transistors est bloqué et l'autre passant, et elle parviendra à 2,6 K Wlorsque le transistor conducteur se saturera. Les diodes Zener Zl et Z 2 protègent les jonctions base-émetteur des transistors Tl, T 2 contre un claquage interne. REVENDICATIONS 1 Montage d'exploitation des signaux électriques fournis par un capteur inductif délivrant des signaux ayant une amplitude variable pro- portionnelle à la vitesse de rotation d'une cible liée en rotation à un arbre, notamment le vilebrequin d'un moteur à combustion interne, du type comportant des moyens pour faire varier une impédance du montage en fonction de la vitesse, caractérise en ce que, pour concilier une grande sensibilité et une faible impédance d,'entrée, on utilise des moyens électroniques ( 4) traitant le signal en courant et réalisant une caracté- ristique d'entrée non linéaire par basculement rapide de l'impédance d'entrée d'une première valeur relativement faible à une deuxième valeur plus élevée. 2 Montage d'exploitation de signaux selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens faisant rapidement basculer I'impé- dance d'entrée sont constitués de deux transistors Tl, T 2, montés en base commune appartenant à un dispositif analogue à un pont de Wheas- tone comprenant les résistances Ri, R 2, R 3, R 4, R 5, R 6. 3 Montage d'exploitation des signaux selon la revendication 2, caractérisé en ce que le seuil de basculement est fixé par un générateur de courant Gi délivrant un courant de polarisation Ip aux transistors Tl, T 2. 4 Montage d'exploitation de signaux selon la revendication 3, caractérisé en ce que le générateur de courant fixant le seuil de bascu- lement est réalisé par un ensemble de trois transistors T 4, T 5, T 6 associés aux résistances R 7, R 8. 5 Montage d'exploitation de signaux selon l'une quelconque des revendications 3 ou 4, caractérisé en ce que la polarisation basse impé- dance des transistors Tl, T 2 est réalisée par l'émetteur d'un transistor T 3, lui-même polarisé par le générateur de courant Gi. 6 Montage d'exploitation de signaux selon l'une quelconque des revendications 3 à 5, caractérisé en ce que les jonctions base-émetteurs des transistors Tl, T 2 sont protégées contre un claquage interne par deux diodes Zener Zi, Z 2 -montées en opposition sur une même ligne entre les collecteurs des transistors Tl, T 2.