Brevet FR2596871A1 — publié le 19871009

Commutateur de fréquence La présente invention concerne un commutateur de fréquence commandable en fonction du taux d'une suite d'impuisions. Dans de nombreuses applications, en particulier dans le secteur auto5 mobile, on a besoin d'un commutateur de fréquence qui est actionné en fonction du taux d'une suite d'impulsions. Sur un cyclomoteur par exemple, un tel commutateur de fréquence permet d'interrompre l'allumage à l'atteinte d'une vitesse de marche prédéterminée, ce qui permet de limiter le régime moteur et par suite la vitesse de marche. Sur un véhicule automobile, le 10 commutateur de fréquence peut commander la rentrée et la sortie d'un becquet en fonction de la vitesse de marche. La présente invention a pour but de fournir un commutateur de fréquence, destiné notamment à une application dans un véhicule automobile, qui puisse être,sans parasites,commandée en fonction du taux d'une suite 15 d'impulsions et qui présente un coût de construction relativement faible. Selon l'invention, ce but est atteint du fait qu'un montage intégrateur, dont le signal d'intégration commande un circuit à seuil, est relié à la sortie d'une bascule monostable redéclenchable par des flancs de la suite d'impulsions, et du fait que la constante de temps d'intégration du montage 20 intégrateur est supérieure au temps de basculement de la bascule monostable. La bascule monostable redéclenchable commandée par les flancs d'impulsion fournit, à sa sortie, des impulsions carrées d' une durée déterminée par le temps de basculement de la bascule monostable. Si le taux d'impulsion de la suite d'impulsions qui actionne la bascule monostable devient supérieure 25 à la valeur inverse de la durée d'impulsion, la bascule monostable ne peut alors plus répondre aux impulsions d'entrée, et elle fournit une tension continue au lieu d'une tension carrée. Le montage intégrateur détecte l'apparition de la tension continue, car sa constante de temps d'intégration est supérieure au temps de basculement de la bascule monostable. Tant que 30 des impulsions carrées apparaissent à la sortie de la bascule monostable, le - montage intégrateur se décharge au moins partiellement dans les intervalles entre les impulsions et le circuit à seuil ne peut pas réagir. Si la bascule monostable fournit une tension continue lors du dépassement de la fréquence de réponse du commutateur de fréquence, le signal d'intégration du montage 35 intégrateur s'élève alors à une valeur qui déclenche le fonctionnement du circuit à seuil. Les signaux parasites sont notamment étouffés de manière sure lorsque la constante de temps d'intégration est un multiple du temps de basculement de la bascule monostable. Dans une forme de réalisation préférentielle, le montage intégrateur comprend un condensateur qui est relié à une source de tension par l'intermédiaire d'une résistance. La sortie de la bascule monostable est 5 reliée, par l'intermédiaire d'une diode, au point de jonction du condensateur et de la résistance. Le circuit à seuil comprend un comparateur, comparant la tension au point de jonction à une tension de référence. Tandis que la résistance limite le courant de charge du condensateur, la diode permet une décharge relativement rapide du condensateur pendant les intervalles entre 10 les impulsions du signal de sortie de la bascule monostable. Le commutateur de fréquence a de préférence un comportement avec hystérésis, c'est-à-dire qu'il commute à une valeur plus élevée lorsque le taux d'impulsions augmente que lorsque le taux d'impulsion diminue. L'hystérésis de commutation améliore la stabilité du commutateur de fréquence. 15 L'hystérésis de commutation peut être obtenue d'une manière simple du fait qu'un circuit à condensateur et résistances est relié à la bascule monostable afin d'en déterminer le temps de basculement, circuit qui comprend plusieurs résistances dont au moins une est raccordée au réseau d'alimentation par l'intermédiaire d'un commutateur commandable, le commutateur comman20 dable étant piloté par le circuit à seuil. De cette manière, on fait varier le temps de basculement de la bascule monostable en fonction du signal de sortie du circuit à seuil, c'est-à- dire de l'état du commutateur de fréquence. En dessous du seuil de fréquence 5courlequel le commutateur de fréquence doit déclencher quand la fréquence augmente, la bascule mono25 stable présente un temps de basculement plus petit qu'au-dessus du seuil de fréquence pour le retour en l'état initial lorsque la fréquence diminue. La commande du circuit à condensateur et résistances s'effectue de façon appropriée par l'interméd&aire d'un commutateur à diode. Plus précisément, selon une caractéristique supplémentaire de l'invention, le circuit à conden30 sateur et résistances comprend deux résistances dont la première forme, conjointement avec un condensateur, un circuit RC déterminant le temps de basculement de la bascule monostable, la deuxième résistance est montée en parallèle avec la première par l'intermédiaire d'une diode en série, et le circuit à seuil est relié au point de jonction de la diode en série et de la 35 deuxième résistance par l'intermédiaire d'une diode de commande. De plus, selon une dernière caractéristique, le circuit à seuil commande un transistor de commutation dont la section collecteur-émetteur est en série avec la diode de commande. L'exposé qui suit décrit plus en détails un exemple de réalisation de l'invention à l'aide du dessin annexé. L'unique figure du dessin annexé est un schéma électrique d'un commutateur de fréquence commandable en fonction du taux d'une suite d'impulsions. Le commutateur de fréquence représenté sur la figure réagit au taux d'impulsion d'un signal impulsionnel appliqué à son entrée 1, et fournit à sa sortie 3, qui se trouve normalement au niveau "1", un signal de niveau "0" lorsque le taux d'impulsion du signal d'entrée dépasse une valeur 10 prédéterminée. En ce qui concerne le signal impulsionnel d'entrée, il peut s'agir d'un signal proportionnel à la vitesse de marche, par exemple d'un tachymètre ou similaire, d'un véhicule automobile, le commutateur de fréquence pouvant alors être utilisé pour déclencher des processus en fonction de la vitesse de marche. Le commutateur de fréquence peut par exemple être 15 utilisé pour couper l'allumage et ainsi limiter le régime moteur ou encore la vitesse de marche d'un cyclomoteur, ou pour rentrer et sortir, en fonction de la vitesse de marche, un becquet d'un véhicule automobile. Le commutateur de fréquence comprend une bascule monostable 5 redéclenchable, commandée par les flancs des impulsions d'entrée, dont le 20 temps de basculement est déterminé par un circuit à condensateur et résistances constitué d'un condensateur 7 et de deux résistances 9, 11. La résistance 9 et le condensateur 7 sont montés en série entre la masse 13 et une borne de tension d'alimentation positive 15, l'entrée de commande en fréquence de la bascule monostable 5 étant raccordée au point de jonction 17 25 entre le condensateur 7 et la résistance 9. La résistance 11 est montée, en série avec une diode 19, en parallèle avec la résistance 9 entre la borne de tension d'alimentation 15 et le point de jonction 17. La diode 19 est polarisée dans le sens passant pour la tension d'alimentation. A la sortie de la bascule monostable 5 est raccordé par l'intermédiaire 30 d'une diode de découplage 21, un montage intégrateur constitué d'un condensateur 23 relié à la masse 13 et d'une résistance de charge 25 reliant la borne non à la masse du condensateur 23 à la borne d'alimentation 15. La diode 21 est reliée au point de jonction 27 entre le condensateur 23 et la résistance de charge 25, et est polarisée de telle sorte qu'elle isole la sortie 35 de la bascule monostable 5 du point de jonction 27 lorsque la sortie de la bascule monostable 5 est au niveau "1", et qu'elle court-circuite le condensateur 23 lorsque la sortie de la bascule monostable 5 est au niveau 2 59687-1 "O". Au point de jonction 27 est raccordée l'entrée non inverseuse d'un comparateur 29 dont l'entrée inverseuse est reliée à une source de tension de référence, qui est constituée par la tension potentiométrique de deux 5 résistances 31, 33 montées entre la masse 13 et la borne d'alimentation 15. A la sortie du comparateur 29 est reliée la base d'un transistor de commutation 35 dont l'émetteur est relié à la masse 13 et dont le collecteur fournit le signal de la sortie 3. Le collecteur du transistor 35 est en outre relié au point de jonction de la résistance 11 et de la diode 19 par l'intermédiaire 10 d'une diode 37 polarisée dans le sens passant pour la tension d'alimentation. Les diodes 19 et 37 sont polarisées dans le même sens par rapport à ce point de jonction. Les diodes 19, 37 forment conjointement avec le transistor 35 un commutateur qui, en fonction du niveau de sortie du comparateur 29, soit relie la résistance 11 au point de jonction 17, soit isole la résistance 11 du 15 point de jonction 17. Le commutateur de fréquence fonctionne comme suit Pour l'explication qui suit, on supposera tout d'abord que la résistance I l est déconnectée de la résistance 9. Le temps de basculement de la bascule monostable 5 est ainsi exclusivement déterminé pour la capacité C7 du 20 condensateur 7 et la valeur de résistance R9 de la résistance 9. Le temps de basculement TI est égal à R9 x C7. Tant que le taux de la suite d'impulsions amenée à l'entrée 1 est inférieur à la valeur inverse du temps de basculement T1, c'est-à-dire à la durée des impulsions délivrées par la bascule monostable 5, des impulsions carrées apparaissent également à la sortie de la 25 bascule monostable 5. Si le taux d'impulsion est supérieur à la valeur inverse de la durée d'impulsion, une tension continue d'alimentation de niveau "1" apparaît à la sortie de la bascule monostable 5. La bascule monostable 5 fournit ainsi, en fonction de son câblage déterminant la durée d'impulsion, un signal impulsionnel ou un signal de tension continue selon que le taux 30 d'impulsion de son signal d'entrée est inférieur ou supérieur à une valeur prédéterminée. Le comparateur 29, conjointement avec le montage intégrateur composé du condensateur 23 et de la résistance 25, transforme également en un signal de tension continue le signal rectangulaire produit par la bascule monostable 35 5 pour l'état de commutation à faible fréquence du commutateur de fréquence, de sorte qu'un signal de tension continue à deux niveaux est délivré à la sortie 3. La constante de temps d'intégration T2 du montage intégrateur est égale au produit de la capacité C23 du condensateur 23 et de la valeur R25 de la résistance 25, et elle constitue un multiple du temps de basculement T1, c'est-à-dire de la durée d'impulsion de la bascule monostable 5. Dès que le niveau de sortie de la bascule monostable 5 est devenu le 5 niveau "1", le condensateur 23 se charge par l'intermédiaire de la résistance 25, et la tension au point de jonction 27 augmente. En présence du niveau "0" à la sortie de la bascule monostable 5, le condensateur 23 se décharge. La tension au point de jonction 27 suit ainsi les impulsions de sortie de la bascule monostable 5. La tension de référence à l'entrée inverseuse du 10 comparateur 29 est réglée de telle sorte que le seuil de commutation du comparateur 29 n'est pas dépassé tant que la bascule monostable 5 présente un signal de sortie impulsionnel. Le potentiel au point de jonction 27 ne peut dépasser le niveau de tension de référence du comparateur 29 qu'une fois que la bascule monostable 5 fournit un signal de tension continue après atteinte 15 du seuil de fréquence. Le signal de sortie du comparateur 29 est donc un signal de tension continue à deux niveaux, qui commande le transistor 35 et par suite la sortie 3. ILes résistances 9, Il permettent une hystérésis de commutation du commutateur de fréquence. En dessous du seuil de fréquence du commutateur 20 de fréquence, le comparateur 29 fournit à sa sortie un niveau "0", de sorte que le transistor 35 présente à son collecteur, par l'intermédiaire d'une résistance de charge 38, le potentiel "1", ou encore le potentiel de la borne de tension d'alimentation 15. La diode 37 est ainsi polarisée initialement dans le sens bloquant, et la résistance Il est branchée en parallèle sur la 25 résistance 9 par l'intermédiaire de la diode 19 polarisée dans le sens passant pour le courant de charge du condensateur 7 s'écoulant de la borne de tension de service 15 à la masse 13. Le temps de basculement TI de la bascule monostable 5 est ainsi déterminé par le montage en parallèle des résistances 9et 11. Au-dessus du seuil de fréquence, la sortie du comparateur 29 est au potentiel "1", et le transistor 35 est rendu conducteur. Le collecteur du transistor 35 se trouve pratiquement au potentiel de la masse, de sorte que la diode 37 est polarisée dans le sens passant et que la diode 19 est élevée au potentiel de masse dans le sens bloquant. La résistance 11 est ainsi isolée du 35 point de jonction 17, et le temps de basculement TI de la bascule monostable n'est plus déterminé que par la résistance 9. Le temps de basculement de la bascule monostable 5 est ainsi plus grand audessus du seuil de fréquence du commutateur de fréquence qu'au-dessous du seuil de fréquence, ce qui correspond à une hystérésis de commutation du commutateur de fréquence. REVENDICATIONS 1. Commutateur de fréquence commandable en fonction du taux d'une suite d'impulsions, caractérisé en ce qu'un montage intégrateur (23, 25), dont le signal d'intégration commande un circuit à seuil (29), est relié à la sortie d'une bascule monostable (5) redéclenchable par des flancs de la suite d'impuisions, et en ce que la constante de temps d'intégration du montage intégrateur (23, 25) est supérieure au temps de basculement de la bascule monostable (5). 2. Commutateur de fréquence selon la revendication 1, caractérisé en ce que la constante de temps d'intégration est un multiple du temps de basculement. 3. Commutateur de fréquence selon la revendication I ou 2, caractérisé en ce que le montage intégrateur (23, 25) comprend un condensateur (23) qui est relié à une source de tension (15) par l'intermédiaire d'une résistance (25), en ce que la sortie de la bascule monostable (5) est reliée, par l'intermédiaire d'une diode (21), au point de jonction (27) du condensateur (23) et de la résistance (25), et en ce que le circuit à seuil (29) comprend un comparateur comparant la tension au point de jonction (27) à une tension de référence. 4. Commutateur de fréquence selon une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'un circuit à condensateur et résistances (7, 9, l) est relié à la bascule monostable (5) afin d'en fixer le temps de basculement, en ce que ce circuit à condensateur et résistances (7, 9, Il) comprend plusieurs résistances (9, 11) dont au mi-i::s une est raccordée au circuit 25 d'alimentation par l'intermédiaire d'un commutateur commandable (19, 35, 37), et en ce que le circuit à seuil (29) commande ce commutateur commandable (19, 35, 37). 5. Commutateur de fréquence selon la revendication 4, caractérisé en ce que le circuit à condensateur et résistances (7, 9, 11) comprend deux 30 résistances (9, I l) dont la première (9) forme, conjointement avec un condensateur (7), un circuit RC déterminant le temps de basculement de la bascule monostable (5), en ce que la deuxième résistance (11) est montée en parallèle avec la première (9) par l'intermédiaire d'une diode série (19), et en ce que le circuit à seuil (29) est relié au point de jonction de la diode série 35 (19) et de la deuxième résistance (ll) par l'intermédiaire d'une diode de commande (37). 6. Commutateur de fréquence selon la revendication 5, caractérisé en ce que le circuit à seuil (29) commande un transistor de commutation (35) dont la section collecteur-émetteur est en série avec la diode de commande (37).