Brevet FR2703865A1 — publié le 19941014

"Emetteur de train codé d'impulsions optiques, notamment pour télécommande" L'invention se rapporte à un émetteur de train codé d'impulsions optiques, notamment pour télécommande, comportant une pluralité de diodes électroluminescentes, une source délivrant une tension électrique et un générateur d'un train primaire codé d'impulsions électriques. Les émetteurs classiques comportent des groupements série ou parallèles de diodes électroluminescentes montés en série avec un ou plusieurs transistors montés en interrupteur et avec des moyens limiteurs de courant, résistances ou montages en courants constants. Le générateur de train primaire codé commande l'état passant ou bloquant des transistors interrupteurs. On conçoit que la tension de source doit être supérieure à la tension de seuil de conduction des diodes électroluminescentes, et que l'excès de tension sur le seuil de conduction doit être absorbé dans les moyens de limitation de courant. Les conséquences sont, d'une part, que l'on doit prévoir des sources de tension relativement élevées, couramment 6 à 9 volts, encombrantes ou chères, et que d'autre part, la capacité énergétique de ces piles est mal utilisée, une partie étant consommée dans les pertes, et les piles devant être remplacées dès que leur tension de sortie s'approche du seuil de conduction des diodes ou groupes de diodes. Enfin ces montages classiques font appel à de nombreux composants de commande dès que le nombre de diodes de la pluralité augmente. Le but de l'invention est la réalisation d'un émetteur de train codé d'impulsions optiques qui soit économique en piles et en composants semiconducteurs coûteux. Ce but est atteint par un émetteur de train codé d'impulsions optiques, notamment pour télécommande, comportant une pluralité de diodes électroluminescentes, une source délivrant une tension électrique, et un générateur d'un train primaire codé d'impulsions électriques, caractérisé en ce qu'il comporte, la pluralité de diodes étant arrangée en montage série avec une tension de seuil de conduction supérieure à la tension de source, une inductance intercalée entre la source et le montage série, un transistor de charge disposé en parallèle sur le montage série, et un pilote monté entre le générateur de train primaire et une électrode de commande du transistor de charge, tel que le transistor soit saturé durant chaque impulsion du train pour charger l'inductance, le blocage en fin d'impulsion entraînant une décharge de l'inductance dans le montage série, formant ainsi le train d'impulsions optiques. On comprend qu'ainsi l'inductance, durant les impulsions du train primaire, est soumise à une tension très voisine de la tension de source, et donc traversée par un courant qui croît sensiblement linéairement, et la charge en énergie magnétique. En fin d'impulsion, le courant de charge est brusquement annulé, et l'inductance est le siège d'une surtension qui surmonte la tension de seuil de conduction du montage série des diodes électroluminescentes, qui reçoivent alors une part de l'énergie accumulée dans l'inductance. On comprend également que, grâce à ce montage simple, la tension fournie par la source qui est toujours inférieure à la tension de seuil du montage en série des diodes, peut s'abaisser notablement par rapport à la tension nominale de source (en raison de l'usure des piles) sans que l'émetteur cesse de fonctionner.Bien entendu, la décharge des piles s'accompagnera d'une baisse de puissance lumineuse, qui sera un avertissement à y remédier avant que l'émetteur cesse de fonctionner. De préférence, les diodes électroluminescentes émettront en infrarouge : cette disposition, en soi classique, évite que le message contenu dans le train codé ne soit noyé dans le bruit de lumière ambiante. De préférence également, le transistor de charge sera un transistor MOS, qui ne demande qu'une énergie très faible de commande. En disposition préférée, le pilote comporte un transistor relais avec un émetteur à la masse et un collecteur connecté à l'électrode de commande du transistor de charge, et relié à la source à travers une inductance et une diode. Lorsque le transistor relais est conducteur, l'inductance par laquelle il est relié à la source se charge. Le blocage de ce transistor relais entraîne la décharge de l'inductance dans la capacité interne de l'électrode de commande du transistor de charge, ce qui met ce transistor en saturation franche. La conduction subséquente du transistor relais décharge rapidement cette capacité, pour bloquer très rapidement le transistor de charge. La diode empêche l'inductance de résonner avec la capacité interne de l'électrode de commande du transistor. De préférence, le collecteur du transistor relais est relié à la source en outre à travers l'espace émetteur collecteur d'un transistor interrupteur, à l'état passant pendant la durée d'un train d'impulsion. Cette disposition évite qu'en attente, l'émetteur consomme de l'énergie. Des caractéristiques secondaires et des avantages de l'invention ressortiront d'ailleurs de la description qui va suivre, à titre d'exemple, en référence à la figure unique annexée. Selon le mode de réalisation choisi et représenté, l'émetteur d'un train codé d'impulsions optiques comprend: un montage 1 de quatre diodes électroluminescentes 10, 11, 12 et 13 (dites LED) disposées en série, émettant dans l'infrarouge de façon classique, et présentant chacune une tension de seuil de conduction d'environ 2,5 volts, le montage série présentant ainsi une tension de seuil de conduction de 10 volts environ; une source de tension 2 constituée par le montage en série de deux piles 21 et 22, ici du type LR03; un dispositif de charge 3 constitué d'un transistor MOS 30 dont la source est à la masse, ainsi que la cathode de la LED 10 de montage série 1, et le drain est connecté à l'anode de la LED 13, et d'une inductance 31 disposée entre le pôle positif de la source 2 et l'anode de la LED 13 reliée au drain du transistor MOS; un circuit relais 4 dans son ensemble, comprenant un transistor relais 40 dont l'émetteur est à la masse, le collecteur connecté à la grille du MOS 30, et relié au pôle positif de la source 2 à travers une diode 41, une inductance 42, et l'espace émetteur-collecteur d'un transistor 50 formant interrupteur 5; et un générateur de train codé primaire d'impulsions électriques 6, classique dans son principe. Ce générateur 6 est alimenté à partir de la source 2 avec en parallèle un condensateur tampon 61 entre la borne de masse 60c et la borne positive 60d, à travers une résistance de découplage 62. Le générateur possède une entrée de codage 60a, reliée à un dispositif de codage du type dit "roues codeuses" et une entrée de commande d'émission de train codé 60k, une sortie de train d'impulsions 60e, et une sortie auxiliaire 60f qui émet un signal continu pendant toute la durée du train primaire d'impulsions. La sortie d'impulsions 60e est reliée à la base du transistor relais 40 à travers une résistance 43, la sortie auxiliaire 60f est reliée à la base du transistor interrupteur 50 à travers une résistance 51. Enfin une résistance de forte valeur 32 relie la grille du MOS 30 à la masse. En position d'attente, la sortie 60f est à niveau haut, et bloque le transistor 50. En conséquence, les transistors 40 et 30 sont également bloqués. Comme la tension de source 2 est d'environ 3 volts tandis que la tension de seuil de conduction de montage 1 de diode en série avoisine 10 volts, la source ne débite pas dans les diodes 10-13. Lorsqu'un signal de déclenchement est appliqué à l'entrée 60b du générateur de train d'impulsions primaires 6, la sortie 60f prend un état bas et le transistor 50 est passant puis le train d'impulsions primaires apparaît sur la sortie 60e, sous la forme d'impulsions positives, à fréquence 36 KHz, et rapport cyclique 20 %. Chaque impulsion positive met le transistor relais 40 à l'état passant et l'inductance 42 se charge, le front arrière de l'impulsion bloque le transistor relais 40, et l'inductance 42 se décharge pour l'essentiel dans la capacité grille source du transistor de charge MOS 30 (la résistance 32 est de valeur élevée), qui se trouve porté à un potentiel de 4 volts environ par rapport à sa source. Le transistor de charge 30 est alors saturé, et l'inductance 31 se charge, la tension source drain étant sensiblement annulée. La mise en conduction subséquente du transistor relais 40 bloque le transistor de charge 30, dont la capacité grille source est très vite déchargée.La surtension qui apparaît aux bornes de l'inductance 31, ajoutée à la tension de source 2 surmonte la tension de seuil de conduction du montage série 1, et l'inductance se décharge dans les diodes en série 10-13, qui émettent alors une impulsion lumineuse. Bien entendu, les impulsions du train primaire, et les impulsions lumineuses à fréquence de récurrence 36 KHZ constituent un signal de porteuse qui sera modulé en tout ou rien par un codage approprié. On aura compris que le condensateur tampon 61 et la résistance de découplage 62 diminuent les risques de rétroaction des appels de courant de charge des inductances 42 et surtout 31 sur le générateur de train codé primaire, que la résistance de forte valeur 32 a pour rôle de fixer le potentiel de grille du transistor MOS de charge 30 pendant les périodes d'attente de l'émetteur, et que la diode 41 empêche une oscillation de l'inductance 42 avec la capacité grille source du MOS 30. Il va de soi que l'invention n'est pas limitée à l'exemple décrit, mais en embrasse toutes les variantes d'exécution, dans le cadre des revendications. REVENDICATIONS 1. Emetteur de train codé d'impulsions optiques, notamment pour télécommande, comportant une pluralité de diodes électroluminescentes (10-13), une source (2) délivrant une tension électrique, et un générateur (6) d'un train primaire codé d'impulsions électriques, caractérisé en ce qu'il comporte, la pluralité de diodes (10-13) étant arrangée en montage série (1) avec une tension de seuil de conduction supérieure à la tension de source (2), une inductance (31) intercalée entre la source (2) et le montage série (1), un transistor de charge (30) disposé en parallèle sur le montage série (1), et un pilote (4, 5) monté entre le générateur de train primaire (6) et une électrode de commande du transistor de charge (30), tel que le transistor (30) soit saturé durant chaque impulsion du train pour charger l'inductance, le blocage en fin d'impulsion entraînant une décharge de l'inductance (31) dans le montage série (1), formant ainsi le train d'impulsions optiques. 2. Emetteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que les diodes électroluminescentes (10-13) émettent en infrarouge. 3. Emetteur selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le transistor de charge (30) est un transistor MOS. 4. Emetteur selon une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le pilote (4, 5) comporte un transistor relais (40) avec un émetteur à la masse et un collecteur connecté à l'électrode de commande du transistor de charge (30), et relié à la source (2) à travers une inductance (42) et une diode (41). 5. Emetteur selon la revendication 4, caractérisé en ce que le collecteur du transistor relais est relié à la source en outre à travers l'espace émetteur-collecteur d'un transistor interrupteur (50) à l'état passant pendant la durée d'un train d'impulsions.