<Desc/Clms Page number 1>
Montage compteur d'impulsions.
L'invention concerne un montage compteur d'impulsions qui convient, par exemple, aux machines comptables, aux sys- tèmes de téléphonie automatique et aux mesures dans le domaine de la radioactivité.
Corne on le sait, la synchronisation d'un générateur à l'aide d'une oscillation de commande dont la fréquence est en relation harmonique avec celle du générateur à synchroniser, présente une difficulté: le synchronisme peut se réaliser dans plusieurs phases.
L'invention cet basée sur l'idée qu'on peut tirer parti de cet effet, généralement indésirable, dans un montage compteur d'impulsions.
Le montage conforme à l'invention est caractérisé par le fait que le nombre d'impulsions à compter est déterminé par le décalage des impulsions engendrées par un générateur (oscillateur-
<Desc/Clms Page number 2>
compteur)qui est synchronisé à l'aide du n ème harmonique de la fréquence de l'oscillateur-compteur, synchronisation qui peut s'effectuer dans n phases, et que chacune des impulsions 4 compter est appliquée à l'oscillateur-compteur de manière qu'elle modifie, dans le même sens, la durée d'une période de la fréquence de l'oscillateur-compteur d'un montant qui est pratiquement égal à la durée d'un nombre entier constant de pé- riodes de l'oscillation de commande.
La description qui va suivre en regard du dessin annexé, donné à titre d'exemple non limitatif, fera bien compren- dre comment l'invention peut être réalisée, les particularités qui ressortent tant du texte que du dessin faisant, bien entendu, partie de ladite invention.
La fig. 1 donne schématiquement un aperçu du principe de l'invention.
Les figs. 2 et 3 montrent des schémas synoptiques de deux formes de réalisation du montage conforme à l'invention.
La fig. 4 est un schéma synoptique d'un montage di- viseur de fréquence utilisé dans la forme de réalisation du montage montrée sur la fig.5.
La fig. 6 montre une forme de réalisation d'un oscil- lateur-compteur approprié dont le fonctionne-ment sera expliqué à l'aide de la fig.7.
La fig. 8 montre schématiquement le fonctionnement des derniers étages du montage représenté sur la fig.5.
Sur la fig.l, la est la tension de sortie pulsatoire d'un maître-oscillateur représentée en fonction du temps t.
La fréquence de répétition d'impulsions est f=1, T étant la
T durée d'une période.
De ce maître-oscillateur on prélève, à l'aide de moyens connus, une tension pulsatoire qui est le 3ème harmonique @ @ tension initiale. Ce troisième harmonique est représenté
<Desc/Clms Page number 3>
sur la fig. 1b et s'utilise pour synchroniser un générateur avec la fréquence initiale f.
Cette synchronisation peut s'effectuer suivant trois phases et les tensions pulsatoires correspondantes sont représentées sur les figs. 1c, 1d et 1e. Chacune de ces tensions est décalée dans le temps, de 1/3 T par rapport à la précédente.
Lorsqu'au début, le générateur synchronisé est en phase avec le maître-oscillateur (fig.l) et qu'une impulsion à compter prolonge, d'une manière qui sera décrite en détail dans la suite du mémoire, la durée d'une période du générateur synchronisé de 1/3 T, donc égal à une période de la tension utilisée lors de la synchronisation (voir fig.l, la tension engendrée change de phase et n'affecte plus la forme montrée sur la fig.l, mais celle représentée sur la fig.ld.
L'impulsion à compter suivante donne à cette tension la forme représentée sur la fig.l, et la troisième impulsion, la forme représentée sur la fig.l, c'est-à-dire que la tension est de nouveau en phase avec la tension du maître-oscillateur montré sur la fig.l.; la fig. 1f correspond en fait à un décalage de 2 /7 près à la fig.la.
Chacune des impulsions à compter provoque donc un dé- calage de 2/3 Ò, ou, lorsqu'on utilise le nème harmonique au lieu du 3ème, il est de 2/7 ; dans le système décimal (qui n utilise le lOème harmonique), ce décalage sera donc de 2Ò.
10
Le nombre d'impulsions à compter est déterminé par le décalage total. Comme le montre la fig.l, après chaque décalage égal à 2Ò, les impulsions de la fig. la et celles de la fig.l coïncident. Lorsqu'on applique ces deux tensions à des grilles de commande différentes d'un tube à décharge réglé de tanière que son circuit de sortie ne puisse être le siège le courant que lorsque les deux impulsions se manifestent si- @ ce tube produira, à chaque décalage égal à 2 #,
<Desc/Clms Page number 4>
donc, par exemple, après chaque dizaine d'impulsions à compter, une impulsion qui est appliquée à un étage compteur suivant.
On obtient donc, par étage, un facteur de réduction égal à 10.
Pour déterminer les compléments inférieurs à 10, on appliquera par exemple, les deux tensions à des paires différentes de pla- ques déviatrices d'un oscillographe à rayons cathodiques; la position du faisceau dépend alors du déphasage des deux tensions.
Sur la fig. 2, le maître-oscillateur 1 engendre une tension de 500 kc/s par exemple. Par l'intermédiaire d'un dispositif 2 (un filtre ou un filtre de bande par exemple) le lOème harmonique de la tension du maître-oscillateur est appliqué à l'oscillateur-compteur 3 dont la fréquence est de 500 kc/s. Les impulsions à compter 4 sont aussi appliquées à l'oscillateur-compteur 3 et la tension du maître-oscillateur 1 et celle de l'oscillateur-compteur 3 sont appliquées au comparateur de phase 4.
Comme le montre la fig.3, la phase n'a pas besoin d'être comparée avec celle de l'oscillation produite dans un maître-oscillateur.
Une tension engendrée par l'oscillateur 5, d'une fréquence de 5000 ks/s par exemple, est appliquée non seulement à l'oscillateur-compteur 6, mais aussi à l'oscillateur 7, qui, tous deux, fournissent une fréquence de 500 kc/s. Sous l'effet des impulsions à compter, la phase des impulsions engendrées par l'oscillateur-compteur 6 varie, mais celle de l'oscilla- teur 7 ne varie pas. Les tensions de sortie des deux oscilla- teurs sont appliquées au comparateur de phase 8.
En ce qui concerne l'application de l'oscillation de commande, de 5000 kc/s par exemple, il y a lieu de noter ce qui suit.
<Desc/Clms Page number 5>
Cette oscillation peut être appliquée directement à l'oscillateur à synchroniser, mais oh peut aussi prélever de l'oscillateur-compteur un harmonique dont la fréquence est de 5000 kc/s. Mélangé avec l'oscillation de commande, cet harmonique fournit une tension continue variable, qui peut con- mander l'oscillateur-compteur, par exemple par l'intermédiaire d'un montage à tube de réactance.
Une troisième possibilité de réalisation, convenant particulièrement bien au montage compteur de la fig. 5, sera expliquée en détail à l'aide de la fig.4.
Dans ce montage diviseur de fréquence connu, l'oscil- lation de commande de 5000 kc/s par exemple, est appliquée, en 9, à un modulateur 10. La tension de sortie de ce modulateur est appliquée à un générateur 11 de 500 kc/s dont on prélève, à l'aide du filtre 12, le 9ème.harmonique dont la fréquence est donc de 4500 kc/s. Après modulation dans le modulateur 10, on obtient à l'entrée du générateur 11 une tension de 500 kc/s qui peut se prélever de la sortie 13.
Lorsque, dans ce montage, le rapport de division est de 10 à 1 et que la tension appliquée en 9 est A sin ( w t + 4 ), la tension de sortie en 13 est égale à B sin (w t + + k),
10 10 de sorte qu'abstraction faite de la constante k, le déphasage est tel que pour obtenir à la sortie un décalage de 2 Ò on doit provoquer à l'entrée un décalage de 20 Ò.
Si l'oscillateur 11 constitue un oscillateur-compteur et que le rapport de division de fréquence est 10, chaque impulsion à compter provoque un déphasage de 2 Ò .
10
La fig. 5 montre un montage conforme à l'invention utilisant de tels diviseurs de fréquence.
Ch:cun des dispositifs 14 à 19 constitue un diviseur @ et pour chaque diviseur, le rapport des fréquences
<Desc/Clms Page number 6>
de division est par exemple 10.
L'oscillateur du diviseur 14 constitue un oscillateur- compteur, auquel on applique les impulsions à compter 20.
A l'entrée du montage agit, en 21, une oscillation de commande, par exemple de 5000 kc/s, ce qui provoque dans le circuit de sortie des diviseurs 16 et 19 des tensions de 5 kc/s, qui sont comparées dans le comparateur de phase 22.
Après l'application de 1000 impulsions à l'oscillateur- compteur 14, le déphasage dans le circuit de sortie du dispositif 14 est de 200 , dans le circuit de sortie du dispositif 15, il est de 20 7T et dans le circuit de sortie du diviseur 16, de 2 Ò. .
La fig. 6 montre une forme de réalisation d'un oscil- lateur utilisable comme oscillateur-compteur dans un montage conforme à l'invention.
Le montage fait fonction d'oscillateur de blocage et, à l'aide d'un transformateur 24, le circuit de sortie est couplé, de manière connue, au circuit d'entrée de manière à provoquer sur celui-ci une forte réaction.
Le circuit d'entrée comporte le montage en parallèle d'une résistance 25 et d'un condensateur 26 et, comme on le sait, la fréquence de la tension pulsatoire engendrée est dé- terminée entre autres par la constante de temps de ce montage en parallèle, car celle-ci détermine le temps de la décharge du condensateur.
Lorsque, comme le montre la fig.7, qui donne, en fonction du temps t, les variations de la tension de grille de commande Vg du tube 23, à la fin d'une impulsion, le con- densateur se charge jusqu'à une tension Vo qui bloque le tube, celui-ci ne devient conducteur que lorsque la tension a atteint le point de coupure de la caractéristique du tube.
<Desc/Clms Page number 7>
Ce point de coupure correspond à la tension de grille vgo sur la fig.7.
Pour simplifier le dessin, l'accroissement de la tension du condensateur en fonction du temps, est indiqué par la droite 27.
Le niveau vgo est alors atteint après un temps T qui est égal à une période du maître-oscillateur représenté sur la fig.la.
Lorsque, pendant la décharge du condensateur, sa tension diminue de nouveau brusquement d'un montant A V, comme l'indique la verticale 28, la décharge se poursuit suivant la droite 29, de sorte que le niveau vgo est un temps T plus tard et que la période de l'oscillation engendrée est pro- longée de T. Pcur obtenir le décalage requis, ce prolonge- ment de la période doit être pratiquement égal à T. n
Il faut donc veiller que, quelle que soit l'amplitude des impulsions à compter, la variation de tension 4 V produite, qui est déterminante pour la valeur de # T, ait pratiqueront la grandeur requise. Une tension T trop faible ne provoque pas de déphasage de sorte que l'impulsion n'est pas comptée. Si la tension 4 V est beaucoup trop grande, l'impulsion peut être comptée deux fois ou même trois fois.
Les impulsions à compter sont appliquées, par l'in- termédiaire des bornes 30,31 et d'un condensateur 32- dont la capacité est petite par rapport à celle du condensateur 26- à l'anode d'une diode 33 qui est montée en série avec le condensa- teur 26, et à la cathode d'une diode 34 qui shunte le montage en série précité.
Chaque impulsion provoque alors pratiquement la même variation de tension aux bornes du condensateur 26.
Les impulsions appliquées rendent la charge du con- @ 26 moins pégative et raccourcissent donc la période
<Desc/Clms Page number 8>
de l'oscillation.
Pour comparer les impulsions à compter avec un certain nombre d'autres impulsions, on peut appliquer ces dernières aux bornes 35,36 d'un montage à diodes analogue 37. Dans ce cas, la polarité est inversée, de sorte que la période de l'oscillation engendrée est prolongée. Le décalage finalement mesuré constitue alors une mesure de la différence des deux nombres d'impulsions à compter.
Une telle mesure de différences peut aussi s'obtenir à l'aide des montages représentés sur les figs. 3 et 5 ; faut alors appliquer respectivement le second groupe d'impul- sions à compter soit au générateur d'impulsions 7, soit au générateur d'impulsions du montage diviseur de fréquence 17.
Chaque impulsion de ce groupe doit alors provoquer une variation de la période égale et de même signe que la variation provoquée par une impulsion à compter de l'autre groupe soit dans l'oscillateur- compteur 6, soit l'oscillateur- compteur du diviseur de fréquence 14.
La fig. 8 montre un comparateur de phase utilisable, par exemple, dans le montage montré sur la fig.5.
L'oscillateur du diviseur de fréquence 16 montré sur la fig.5 comporte le tube à décharge 38 de la fig.8, in- séré dans un montage oscillateur de blocage. Le circuit d'entrée du tube comporte, outre le montage en parallèle du condensa- teur 39 et de la résistance 40, la résistance 41 montée en série avec le montage en parallèle, ainsi que le montage en série de deux condensateurs 42 et 43 insérés entre la grille de commande et la cathode.
Les tensions décalées de 90 , obtenues respectivement aux bornes de la résistance 41 et du condensateur 43, sont @ @ à ceux tubes à décharge 44 et 45. La tension aux @ @ résistance 41 est appliquée à la seconde grille de
<Desc/Clms Page number 9>
commande du tube 44 et celle obtenue aux bornes du condensateur 43, è la seconde grille de commande du tube 45.
Aux premières grilles de commande des deux tubes s'ap- plique la tension de sortie du montage diviseur de fréquence 19 de la fig.5.
Dans les deux tubes à décharge se produit un mélange multiplicatif des tensions appliquées.
Le circuit de sortie du tube 45 comporte le montage en série des bobines d'excitation 46 et 47 des pièces polaires 49 et 50 portées par un stator 48. Les enroulements d'excitation 51 et 52 montés en série des pièces polaires 53 et 54, qui sont perpendiculaires aux pièces polaires 49 et 50, sont insérés dans le circuit de sortie du tube à décharge 44*
Le déphasage des tensions appliquées à ces enroule- ments provoque un champ tournant qui entraîne le rotor 55.
Ce rotor peut être accouplé à un dispositif compteur.