Brevet FR2646035A1 — publié le 19901019

i La présente invention concerne un procédé de transmission de données pour une utilisation notamment dans des véhicules automobiles. Dans la technique de mesure adoptée, il se pose souvent le problème d'obtenir des données de mesure pour des objets difficilement accessibles. A titre d'exemples, on peut citer des objets de mesure se trouvant dans des parties tournantes ou bien également dans des corps humains. Dans de nombreux cas, l'alimentation en énergie pour des systèmes de ce genre est effectuée par l'inter- médiaire d'un couplage par transformateur à couplage plus ou moins souple opérant dans le domaine des basses fré- quences ( jusqu'à par exemple 200 kHz), en fonction de l'espacement de la bobine d'émission et de la bobine de réception et défini par des conditions marginales géomé- triques ainsi que par la consommation d'énergie du système électronique de captage. D'après l'état actuel des techniques, il s'est avéré difficile et compliqué d'effectuer la retransmis- sion des données de mesure obtenues par les capteurs. Une possibilité consiste à exploiter le domaine des hautes fréquences et la transmission des données est alors réali- sée par rayonnement d'ondes électromagnétiques. L'autre possibilité consiste à exploiter le même domaine de fréquences que pour la transmission d'énergie, c'est-à-dire une transmission de données par un champ alternatif magnétique. De toute manière, l'énergie renvoyée par le système électronique de captage a une fréquence de porteuse de données, modulée éventuellement avec les don- nées mais qui est si faible dans la plupart des cas qu'il est très difficile d'extraire par filtrage la petite ampli- tude du signal de données de l'amplitude du signal d'éner- gie. En conséquence, pendant la durée de transmission des données,' on arrête souvent la transmission d'énergie par transformateur à effet perturbateur et le système élec- tronique de mesure est alimenté au moyen d'un accumulateur d'énergie de courte durée, par exemple un condensateur. L'invention a en conséquence pour but de créer un procédé de transmission de données qui remédie aux problèmes de transmission existants. Le problème est résolu par le procédé de l'inven- tion qui est caractérisé en ce qu'un transformateur ou régulateur inductif à couplage souple, par l'intermédiaire duquel est effectuée l'alimentation en énergie d'un système électronique de mesure à activer, est sollicité par le système électronique de mesure au rythme d'un facteur de division de la fréquence d'énergie et cette sollicitation périodique subit, lors d'une variation de crête du signal de données binaires à transmettre, un changement de phase en relation avec le signal d'énergie, la sollicitation se transmet à la tension d'alimentation du c6té du primaire du transformateur et, pour une récupération des données, elle est à nouveau multipliée avec un signal périodique en relation avec le même facteur de division de la fréquence d'énergie, et ensuite le résultat de la multiplication est appliqué, après établissement de valeur moyenne, à un comparateur à la sortie duquel est à nouveau disponible le signal de données. Selon d'autres particularités du procédé: - la sollicitation est effectuée avec un facteur de divi- sion approprié, par exemple avec un facteur égal à 1/2, 1/4 ou 1/8 de la fréquence d'énergie, de préférence avec la demi-fréquence d'énergie. - La sollicitation est effectuée au rythme d'un bruit pseudo-statistique synchrone avec le signal d'énergie ou avec ses facteurs de division et dont la séquence binaire est appliquée, comme une valeur fixe aussi bien du côté- primaire que du côté-secondaire, à un composant de mémori- sation. - La division de fréquence est effectuée par des bascules. - La sollicitation n'est pas effectuée par le système élec- tronique de mesure mais par une résistance de charge addi- tionnelle. Ainsi l'invention concerne un procédé pour trans- mettre simultanément de l'énergie électrique en direction du système électronique de mesure à activer et de données dans l'autre direction. Les avantages consistent d'une part dans la fiabilité de transmission des données et d'autre part dans le fait qu'il n'est pratiquement pas nécessaire de faire intervenir d'énergie additionnelle pour la retransmission des données. D'autres caractéristiques et avantages de l'in- vention seront mis en évidence dans la suite de la descrip- tion, donnée à titre d'exemple non limitatif, en résrence aux dessins annexés dans lesquels: la figure 1 montre la retransmission synchrone de données par activation du système électronique avec la demi- fréquence d'énergie, la figure 2 donne une représentation de la tension, la figure 3 montre la retransmission des données par acti- vation du système électronique avec un bruit pseudo-statis- tique synchrone. La bobine d'émission L1 est alimentée à la fré- quence fl par la source de tension alternative U1. Le flux de couplage 0k traversait les deux bobines L1 et L2 produit dans la bobine L2 la tension U2, qui peut être augmentée encore, si nécessaire, par le condensateur de résonance CRes Lorsque l'interrupteur électronique S est fermé, le condensateur de filtrage Cs est chargé à la cadence définie par la fréquence fl et par l'intermédiaire de la diode D jusqu'à la tension continue Us. A partir de cette tension continue, le système électronique prévu à la suite est alimenté avec le courant IE. Dans ce système électronique, il est prévu une bascule qui convertit la fréquence f de la tension U2 en un signal Uf2 de forme rectangulaire avec la fréquence f2 = fl/2. 2 est appliquée à une borne de la porte d'anti- valence ( ou d'équivalence) servant de modulateur. A l'autre entrée du modulateur est appliqué le signal Data, qui est un signal de données numériques en série qui est produit par le système électronique de mesure et qui doit être transmis. La fréquence de Baud du signal Data est nettement plus petite que la fréquence f2 = f/2. Le modulateur remplit la fonction d'un convertis- seur/inverseur commandé par le signal Data. Le signal logique de sortie UMOD du modulateur est soit égal à Uf2, soit égal à Uf2, suivant que le signal Data est au niveau Tf21 bas ou au niveau haut. UMOD est ainsi un signal de forme rectangulaire ayant la fréquence f2 = fl2 mais cependant, 2 1/2 ascpnat dans ce signal, un changement de crête du signal Data produit un déphasage de + 180 ou -180 . Le signal UMOD commande maintenant l'interrup- teur S. Le condensateur de filtrage Cs n'est ainsi pas soumis à une charge complémentaire à la cadence de la fréquence fl existant avant l'interrupteur mais seulement encore à la cadence de la fréquence f2 = fl/2. Lors d'un changement de crête du signal Data, ce processus périodi- que de complément de charge subit un déphasage. La bobine L2 ou le circuit oscillant L2, CRes subira ainsi un prélèvement de courant ou d'énergie seule- ment à la cadence de f2 = fl/2 et en outre, à cause de la diode D, seulement pour les demi-ondes positives de U2. Ce prélèvement de courant a pour conséquence que chaque seconde demi-onde positive de U2 comporte une in- terruption. En fonction de la grandeur du couplage par trans- formateur, cette variation de signal est transmise à l'en- roulement primaire L1, c'est-à-dire qu'on peut détecter dans UL1 également les interruptions d'amplitudes, même sous une forme atténuée. On obtient ainsi la variation de signal représentée sur la figure 2. La décomposition de Fourier de UL1 donne, en dehors de l'onde fondamentale à la fréquence fl, la fré- quence d'émission de données fl 1/2 et ses ondes harmoniques. Pour la récupération des données, seule est intéressante l'onde fondamentale de la fréquence d'émis- sion des données: U = U cos 2 r f 1l/2 t ainsi que son déphasage par rapport à la tension d'aliren- tation: U1=U1 cos 2T flt. Lorsque le signal Data à transmettre change de crête aux instants t et t2, le déphasage entre Ux et '1 varie également brusquement, ce qui équivaut à nouveau à A un changement de signe de U x On obtient maintenant: Data = bas - U C O x Data = haut = U >0 x Pour une demodulation des données, on obtient initialement à partir de U1 à nouveau par une simple divi- sion de fréquence la tension auxiliaire: A UH = UH cos 2T f /2 t avec une amplitude UH constante et indépendante de U ( en principe, il est également possible d'obtenir une tension rectangulaire de fréquence identique). UH est en principe lié en phase avec U1 et il a également en principe la même fréquence que la tension Ux à détecter, notamment une fréquence égale à fl/2. La démodulation est maintenant effectuée en mul- tipliant électroniquement UL1, y compris le terme Ux qu'elle contient, par la tension auxiliaire UH et en éta- blissant ensuite une valeur moyenne en fonction du temps ( par exemple au moyen d'un filtre passe-bas). On obtient le signal démodulé: UDem = UL1 UH - x. UH Comme on peut le voir, pour l'établissement de la valeur moyenne intervient seulement, dans UL1, la partie qui a la même fréquence que UH, notamment seulement U x Lorsque le signe de UH est constant, c'est-à-dire lorsque par exemple on a: UH > O on obtient finalement: 6% U Data = bas Nx = UDEM U > O => UDEM >O => Data = haut. Le signal Data est alors immédiatement disponi- ble à la sortie d'un comparateur placé à la suite. Plus la fréquence de Baud est petite par rapport à la fréquence f2 = ft/2, plus l'établissement de la valeur moyenne peut être réalisé lentement et en conséquence plus la transmission des données s'effectue en bande étroite et en étant protégée contre les perturbations. Un autre avantage essentiel du procédé consiste en ce qu'aucune énergie d'émission additionnelle n'est nécessaire pour la transmission des données et au contraire on opère de telle sorte que, grâce au mode spécial de modu- lation de charge, seul le système électronique à activer consomme de l'énergie. Une variante avantageuse de transmission des données est obtenue lorsque, du côté du système électroni- que de captage, l'ouverture et la fermeture de l'interrup- teur S ne sont pas commandées à la fréquence fl /2 mais au moyen d'un signal pseudo-statistique intervenant avec une fréquence de trame de fl/2 ( Figure 3). Le signal pseudo- statistique est appliqué, dans le système électronique de captage, à une mémoire morte de données (ROM). A titre d'exemple, on va considérer le mot suivant d'une longueur de 8 bits: 1W Stat = 10011010. La succession des zéros et des uns est choisie à volonté. Lorsque le signal Data est au niveau haut, l'in- terrupteur est commandé au rythme du signal Wstat non in- versé alors que, lorsque le signal Data est au niveau bas, l'interrupteur est commandé au rythme du signal inversé: WStat = 01100101. Les interruptions d'amplitudes dans UL1 inter- viennent maintenant de façon correspondante. Pour une démodulation, le multiplicateur ne doit plus être commandé à la fréquence fl/2 mais au moyen du même signal pseudo-statistique WStat avec lequel inter- vient également la modulation dans le système électronique de captage. Une certaine difficulté consiste à rechercher, pour UH = WStat, le phasage correct de telle sorte que UDem soit également convergent. Cet algorithme de recherche peut être réalisé cependant d'une manière simple au moyen d'une commande intelligente. L'avantage déterminant qui est obtenu grâce à l'utilisation d'un signal pseudo-statistique servant de porteuse de modulation consiste dans l'insensibilité éga- lement à des fréquences parasites discrètes. Des possibilités d'application du procédé confor- me à l'invention sont obtenues par exemple dans des véhicu- les automobiles pour le contrôle de la pression des pneuma- tiques, et il est également possible d'appliquer ce procé- dé à un système de fermeture avec cartes d'identification ou bien à la transmission de signaux à partir du volant. Cependant également il est possible d'envisager la trans- mission de données pour d'autres capteurs installés sur des parties mobiles ou tournantes. REVENDICATIONS 1. Procédé pour une transmission synchrone de données, notamment à partir de parties fixes ou mobiles dans des véhicules automobiles, caractérisé en ce qu'un transformateur ou régulateur inductif à couplage souple, par l'intermédiaire duquel est effectuée l'alimentation en énergie d'un système électronique de mesure à activer, est sollicité par le système électronique de mesure au rythme d'un facteur de division de la fréquence d'énergie et cette sollicitation périodique subit, lors d'une variation de crête du signal de données binaires à transmettre, un changement de phase en relation avec le signal d'énergie, la sollicitation se transmet à la tension d'alimentation du côté du primaire du transformateur et, pour une récupé- ration des données, elle est à nouveau multipliée avec un signal périodique en relation avec le même facteur de division de la fréquence d'énergie, et ensuite le résultat de la multiplication est appliqué, après établissement de valeur moyenne, à un comparateur à la sortie duquel est à nouveau disponible le signal de données. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la sollicitation est effectuée avec un facteur de division approprié, par exemple avec un facteur égal à 1/2, 1/4 ou 1/8 de la fréquence d' énergie, de préférence avec la demi-fréquence d'énergie. 3. Procédé selon une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que la' sollicitation est effectuée au rythme d'un bruit pseudo-statistique synchrone avec le signal d'énergie ou avec ses facteurs de division et dont la séquence binaire est appliquée, comme une valeur fixe aussi bien du côté-primaire que du côté-secondaire, à un composant de mémorisation. 4. Procédé selon une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que la division de fréquence est effec- tuée par des bascules. 5. Procédé selon-une des revendications 1 à 4, Ca- ractérisé en ce que la sollicitation n'est pas effectuée par le système électronique de mesure mais par une résis- tance de charge additionnelle.