Brevet FR2583235A1 — publié le 19861212

DISPOSITIF MINIATURISE DE TRANSMISSION D'INFORMATIONS BINAIRES PAR TRANSFORMATEUR D'IMPULSIONS AVEC RECONSTITUTION DE LA COMPOSANTE CONTINUE La présente invention concerne la transmission d'informations binaires par transformateur d'impulsions. L'avantage principal de la transmission d'informations binaires par transformateur d'impulsions et de transmettre aussi sur la ligne isolée l'énergie support de cette information. Par contre ce type de transmission n'est pas compatible avec des impulsions de grande durée, si ce n'est au prix d'un accroisement de la taille du transfor- mateur, et de façon générale avec un signal présentant une compo- sante continue. L'utilisation de coupleur optique, si elle est parfai- tement compatible avec la transmission de la composante continue, ne permet cependant pas de transmettre l'énergie qui doit être -15 fournie par une source externe au potentiel de la ligne isolée. La présente invention a pour objet un dispositif miniaturisé qui met en oeuvre un transformateur d'impulsions et qui permet de transmettre aussi bien des impulsions de largeur et de rapport cyclique variable que des états logiques, sans nécessiter de source d'énergie externe. Suivant l'invention, le dispositif miniaturisé de transmission d'informations binaires par transformateur d'impulsions avec recons- titution de la composante continue cornporte, disposés en aval du transformateur d'impulsions: - des premiers moyens de détection d'impulsion incidente; - des deuxièmes moyens pour mémoriser l'information contenue dans cette impulsion incidente; - des troisièmes moyens pour stocker de l'énergie, préalablement à la réception de cette impulsion et pour la restituer à la détection de cette impulsion, le signal de sortie étant obtenu par superposition à cette énergie restituée de l'information mémorisée. Les objets et caractéristiques de la présente invention appa- raîtront plus clairement à la lecture de la description suivante d'un exemple de réalisation, faite en relation avec les dessins ci-annexés dans lesquels; - la figure 1 est un schéma d'un dispositif de reconstitution d'impul- sions suivant l'invention; - la figure 2 est un schéma illustrant l'établissement des différents chemins électriques dans le dispositif suivant l'invention pour une impulsion positive; - la figure 3 est un schéma illustrant l'établissement des différents chemins électriques dans le dispositif suivant l'invention pour une impulsion négative; - la figure 4 est un schéma détaillé de réalisation du dispositif suivant l'invention; - la figure 5 est un diagramme des temps illustrant la forme des impulsions en entrée et en sortie du dispositif suivant l'invention; - la figure 6 est un schéma montrant l'application du dispositif suivant l'invention à la commande d'un transistor MOS de puissance. - la figure 7 est une application du dispositif dans la transmission multivoie isolées, pilotée par microprocesseur. Sur ces différentes figures, on a représenté les mêmes éléments avec les mêmes références. Le dispositif de reconstitution d'impulsions I représenté sur la figure 1 est connecté aux bornes de l'enroulement secondaire d'un transformateur T dont l'enroulement primaire reçoit un signal d'entrée E en impulsions. Ce dispositif comporte essentiellement deux fils de ligne 2 et 3 sur chacun desquels est disposé un commutateur AA' et entre lesquels est disposé un élément passif de stockage d'énergie, en l'occurrence un condensateur C. En pratique, pour tenir compte du fait que les impulsions d'entrée peuvent être positives ou négatives, un pont de redres- sement à diodes D1, D2, D3, D4 est disposé en entrée du dispositif 1 pour charger le condensateur C, et deux commutateurs supplémen- taires B, B' sont rajoutés, chaque couple de commutateurs (respecti- vement A et A', B et B') étant passant pour un type d'impulsion d'entrée donné. Les différents chemins électriques qui s'établissent dans le dispositif I suivant le type d'impulsion d'entrée, positive ou néga- tive, ont été représentés sur les figures 2 et 3 de la façon suivante: on a représenté en traits pointillés les branches du pont de redres- sement à diodes non parcourues par un courant, et on a représenté l'état (ouvert ou fermé) des commutateurs A, A', B et B' dans chacun des cas. Sur la figure 4 on a représenté un mode de réalisation des commutateurs A, A', B et B'. Ce mode de réalisation utilise des transistors du type MOS. Les deux transistors matérialisant les commutateurs B et A' ont leur grille reliée à l'une des bornes de l'enroulement secondaire, leur source reliée respectivement à l'un des fils de ligne 2 et 3 du dispositif 1 et leur drain respectivement relié à la grille de l'un des deux transistors matérialisant les commutateurs A et B', ces derniers ayant leur source reliée respec- tivement à l'un des fils de ligne 2 et 3 du dispositif 1. Le drain des transistors A et B' constitue Pune des sorties du dispositif 1, le drain des transistors B et A' l'autre sortie. Une résistance R est par ailleurs connectée entre la grille des transistors B et A' d'une part, et le drain des transistors A et B' d'autre part. Le fonctionnement du dispositif représenté sur les figures 1, 2, 3 et 4 est maintenant expliqué en relation avec la figure 5. On suppose que, préalablement à la réception d'une impulsion incidente, le condensateur C est chargé, ce qui a été assuré par l'envoi préalable d'une ou plusieurs impulsions destinées à assurer ce stockage préalable d'énergie. Suivant le type (positif ou négatif) de cette impulsion, deux des commutateurs A, A', B et B' s'ouvrent, et les deux autres se ferment, assurant ainsi le transfert de l'infor- mation présente dans cette impulsion vers la sortie du dispositif. Au même instant, la décharge brutale du condensateur C permet de superposer à cette information une grande quantité d'énergie, per- mettant ainsi d'une part de disposer instantanément d'une grande quantité d'énergie, ce qui est très intéressant dans certaines appli- cations telles que la commande de transistors MOS, (Tr) telle que représentée sur la figure 6, d'autre part, par le rebouclage des commutateurs et du condensateur C, de réaliser de façon simple une mémorisation de l'information contenue dans l'impulsion incidente. Ceci permet (comme cela apparaît sur la figure 5) de reconstituer un état logique à partir d'une impulsion d'entrée extrêmement étroite, et est très intéressant, comme on l'a vu précédemment, dans l'application très générale à la transmission d'informations sur une ligne isolée galvaniquement. Suivant la durée de cet état logique et suivant la vitesse de décharge du condensateur C, il peut être nécessaire, comme cela apparaît également sur la figure 5, de renouveler Pl'impulsion d'entrée, de façon à entretenir le stockage d'énergie et la mémorisation de l'information contenue dans l'im- pulsion incidente. Il apparaît ainsi que les différents éléments de ce dispositif assurent les fonctions suivantes: - stockage d'énergie préalablement à la réception d'une impulsion, dans le condensateur C; - détection d'une impulsion incidente, grae à la commande des commutateurs A, A', B, B' par le signal en impulsions lui-même; - transmission de l'information contenue dans Pimpulsion incidente, avec comme support l'énergie restituée par le condensateur C, à travers les deux commutateurs rendus passants; mémorisation de l'information contenue dans l'impulsion incidente, grâce au rebouclage, l'un sur l'autre et à travers le condensateur C, des deux commutateurs rendus passants. Ce dispositif reçoit donc des impulsions brèves de forte énergie, soit à chaque transition du signal à transmettre, soit périodiquement pour régénérer le signal. Si le signal à transmettre ne se présente pas directement sous la forme requise, une transfor- mation préalable est nécessaire, qui peut être effectuée par exemple par microprocesseur. Ce signal est ensuite reconstitué, à partir de ces impulsions, par le dispositif suivant l'invention. Un tel exemple de transformation par microprocesseur est montré sur la figure 7 qui est une application du dispositif suivant l'invention à la transmission multivoies isolées. Cette figure repré- sente en effet un certain nombre de dispositifs de commande (10), quatre en l'occurrence, commandés respectivement par les signaux fournis par quatre dispositifs 1 suivant l'invention, eux-mêmes pilotés par un microprocesseur 11. Le dispositif suivant l'invention est en outre adapté à de fortes charges capacitives. En effet il permet de restituer l'énergie sur les transitions du signal. Les applications en sont multiples: - transmission sur ligne capacitive; commande d'un transistor MOS de puissance ayant une grande immunité aux bruits, les impulsions positives par exemple saturant le transistor, les impulsions négatives le bloquant; - transmission multivoies isolées. REVENDICATIONS 1. Dispositif miniaturisé de transmission d'informations binaires par transformateur d'impulsions (T) avec reconstitution de la composante continue, caractérisé en ce qu'il comporte, disposés en aval du transformateur d'impulsions (T): - des premiers moyens (A, A', B, B') de détection d'impulsion incidente (E); - des deuxièmes moyens pour mémoriser l'information contenue dans cette impulsion incidente; - des troisièmes moyens (C) pour stocker de l'énergie, préalablement à la réception de cette impulsion et pour la restituer à la détection de cette impulsion, le signal de sortie (S) étant obtenu par superpo- sition, à cette énergie restituée, de l'information mémorisée. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte en outre des cinquièmes moyens pour entretenir le stockage d'énergie et la mémorisation d'information respectivement dans les troisièmes et deuxièmes moyens, avant réception d'une nouvelle impulsion incidente. 3. Dispositif selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les moyens de détection d'impulsion incidente comportent eux couples de commutateurs (A, A' et B, B') commandés et alimentés par le signal incident. 4. Dispositif selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les moyens de stockage d'energie comportent un conden- sateur (C) alimenté par le signal incident. 5. Dispositif selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les moyens de mémorisation d'information contenue dans rimpulsion incidente consistent dans le rebouclage des commu- tateurs (A, A' ou B, B') à travers les moyens de stockage d'énergie (C).