"DISPOSITIF TRADUISANT EN SYSTEME DECIMAL DES
VALEURS BINAIRES"
La présente invention consiste en un dispositif électronique de comptage permettant de manifester en système décimal
des valeurs exprimées en système semi-binaire ou binaire, de telle manière que des points lumineux représentatifs des
valeurs décimales puissent être lus par un Opérateur, enregistrés photographiquement ou encore commander une machine quelconque à statistiques.
Il existe des dispositifs appelés "décade binaire" dans lesquels des lampes au néon alignées sur un tableau représentent conventionnellement, quand l'une ou plusieurs d'entre elles sont allumées, un ou plusieurs chiffres de la série: 1,
2,4,8, etc.
Ces lampes au néon sont contrôlées par des dispositifs électroniques disposés en chaîne et susceptibles d'enregistrer des impulsions électriques.
Dans de tels appareils électroniques, chacun des étages commandant une lampe au néon visible, se compose d'une valve double triode dont les circuits grille et plaque s'apparentent au circuit oscillateur dit "multivibrateur" où au circuit dit "flip-flop".
A l'état de repos, on s'arrange pour que dans les tubes jumeaux double-triode, celle des deux moitiés qui contrôle l'allumage des lampes au néon soit conductrice à tous les �étages de façon que les lampes au néon, branchées entre les plaques de ces triodes et la masse, ne soient soumises qu'à une tension inférieure à la tension d'allumage par suite des chutes de tension produites par les débits plaques dans les résistances de charge. En l'absence des débits plaques, la tension aux bornes des lampes au néon est suffisante pour les allumer.
Pendant le même temps, les autres moitiés des dits tubes jumeaux double-triode sont bloquées ou non conductrices, par suite d'une polarisation adéquate de grille.
<EMI ID=1.1>
diode peut être associée avec la double-triode dans le but de .supprimer l'auto-oscillation de l'étage et de permettre le blocage d'une section triode pendant que l'autre est conductrice et vice-versa.
Toutefois, ce dispositif de blocage n'est pas le seul qui puisse être employé pour cette fonction.
D'autre part, la liaison entre étages est effectuée par le moyen d'un jeu de condensateurs branchés entre celle des plaques qui commande la lampe au néon et les deux grilles de l'étage suivant; cette liaison peut être réalisée également au moyen de cellules redresseuses, de tubes à vide ou de tout autre dispositif convenable.
Lorsqu'une impulsion négative arrive sur la grille de
la triode à l'étage d'entrée qui était conductrice, la polarisation négative de la grille coupe le courant plaque, la tension entre plaque et masse augmente et la lampe au néon associée s'allume, cependant qu'une impulsion positive amplifiée est transmise à la grille de l'autre triode du même étage, qui de non conductrice qu'elle était devient conductrice.
Mais les circuits des différents étages sont arrangés
de façon que seules les impulsions d'une seule polarité,
par exemple négatives appliquées simultanément aux deux grilles d'un'étage ont une action sur le renversement de conductibilité des triodes de ce même étage.
En conséquence, l'envoi d'une première impulsion négative va faire allumer la lampe au néon du premier étage,
une deuxième impulsion négative va provoquer l'extinction
de la lampe au néon du premier étage, et l'allumage de celle
du deuxième étage, et ainsi de suite. Si l'on dispose quatre étages semblables en succession, on obtiendra une chaîne binaire propre à représenter, par l'allumage séparé des
quatre lampes au néon, les chiffres,1,2,4,8, et par l'allumage combiné des mêmes quatre lampes au néon les nombres
de 1 à 15.
Des dispositions sortant du cadre du présent brevet peuvent être prises pour la remise à zéro après 9 impulsions
et pour le report des dizaines si la totalisation le nécessite.
Un objet de l'invention est de prévoir un dispositif utilisant le principe de la chaîne binaire mentionnée cidessus et permettant de rendre visible en système décimal
le nombre des impulsions enregistrées en système binaire, et cela au moyen d'une tache lumineuse au lieu de 1,2 ou
3, sans avoir ainsi à effectuer la sommation des nombres binaires constituants.
Un autre objet de l'invention est de prévoir l'utilisation d'un ou de plusieurs tubesàrayôns cathodiques au lieu des lampes au néon, ce qui permet un fonctionnement nettement plus rapide par suite de la suppression de l'inertie inhérente aux tubes au néon; un autre avantage est un coût d'exploitation réduit en raison de la longévité plus grande des tubes à vide comparée à celle des tubes à atmosphère gazeuse, tout au moins pour l'application envisagée.
Cet avantage est d'autant plus marqué si l'on se limite
à employer les tubes à rayons cathodiques de diamètre moyen du commerce.
Un autre objet de l'invention, est de conjuguer deux décades binaires avec un tube à rayons cathodiques de façon
à pouvoir exprimer visiblement par un nombre de 2 chiffres les impulsions enregistrées par les deux décades; une déviation dans un plan étant assignée au chiffre des unités tandis qu'une déviation dans un plan perpendiculaire est assignée au chiffre des dizaines.
Un autre objet de l'invention est de prévoir une variante dans laquelle un ou plusieurs tubes à rayons cathodiques spéciaux possèdent plusieurs systèmes de déflection dans des plans parallèles, chacun des systèmes de déflection étant commandé par une décade binaire, ce qui permet
à l'ensemble des spots déviés sur des ordonnées différentes mais parallèles, de représenter des données numériques décimales d'une façon analogue à la représentation des
trous perforés sur les cartes enregistreuses bien connues.
Dans la description qui va suivre et dans les dessins joints, on va montrer à titre d'exemple un mode dé réalisation utilisant une décade semi-binaire.
Il va de soi que l'invention peut être étendue à tout système binaire pur.
La Fig.l est une vue schématique d'une décade semi-binaire utilisant des tubes au néon.
La Fig.2 est un tableau donnant la correspondance des lampes allumées ou des étages actifs avec les nombres de 1
à 10.
La Fig.3 représente l'écran d'un tube cathodique muni
d'un cache portant des trous.
La Fig.4 représente un schéma de principe incorporant l'invention.
La Fig.5 est un diagramme de la fonction Ip/Vp se rapportant à une lampe penthode.
La Fig.6 représente l'aspect des spots déviés sur un
écran selon une variante de l'invention.
La Fig.7 représente un tableau des différences de potentiel pouvant exister entre les plaques déflectrices d'un
tube à rayons cathodiques, dans une réalisation comme montré sur les Figures 3 et 4.
Si l'on se borne, pour le moment, à exprimer un nombre d'impulsions représenté par deux chiffres^ donc compris entre
0 et 99, on utilise un tube à rayons cathodiques en liaison avec deux décades binaires.
Le tube à rayons cathodiques est du type à déflection électrostatique comportant 2 paires de plaques accessibles.On le choisira d'un diamètre assez réduit de façon à limiter à la fois le prix, l'encombrement, la fragilité ainsi que la haute tension d'alimentation. Toutefois, le diamètre de l'écran devra être suffisant pour que les différentes positions du spot soient nettement distinctes.
Il est à noter, à propos du spot, que celui-ci pouvant rester immobile assez longtemps devra être réglé à un diamètre assez grand afin de ne pas détériorer rapidement la matière sensible de l'écran fluorescent. Pour cela, il suffira de choisir convenablement la ou les tensions de concentration.
On peut, comme dans l'exemple montré sur la Fig.3, assigner 10 positions horizontales l'une au-dessus de l'autre pour représenter les chiffres de 0 à 9 pour les unités et 10 positions verticales l'une à côté de l'autre pour représenter les chiffres de 0 à IX pour les chiffres des dizaines.
Il est évident que cet arrangement n'est pas le seul possible. De même qu'au lieu d'appliquer un cache perforé
sur l'écran du tube, on peut tout aussi bien utiliser une grille quadrillée imprimée comme on le fait dans certains oscillographes.
On peut encore utiliser un tube à rayons cathodiques à électrodes soudées dans l'écran sous forme de cible multiple, les tensions prises sur les bornes extérieures de ces électrodes pouvant commander d'autres dispositifs.
Dans l'exemple décrit, on remarquera simplement que le diamètre des trous du cache perforé est légèrement plus grand que celui du spot utilisé, ceci afin que des petits écarts
de position dûs aux tolérances sur les différents éléments constitutifs ou sur les tensions n'empêchent pas le spot de se trouver sensiblement dans un trou.
Il s'agit maintenant d'appliquer aux plaques défléotrices du tube des tensions convenables pour atteindre le but recherché.
Le schéma, Fig.4, indique que deux décades binaires sont Utilisées en liaison avec un tube à rayons cathodiques,dit
<EMI ID=2.1>
nombre d'impulsions négatives représentant des unités; l'autre "D" fait de même pour le chiffre des dizaines et les éléments de celle-ci peuvent avoir les mêmes valeurs que ceux de la première décade.
Ces deux décades sont différentes de celles mentionnées précédemment en ce que les doubles triodes sont remplacées par des double pentodes. On en verra la raison par la suite.
Selon l'invention, c'est la deuxième grille, ou grilleécran de l'élément pentode qui est utilisée comme l'anode
de l'élément triode, c'est à dire que les 3 électrodes = cathode, grille 1, grille 2, remplissent les fonctions des
3 électrodes d'une triode = cathode, grille, plaque, pour assurer le fonctionnement normal de chaque étage "flip-flop" et la transmission des impulsions à l'étage suivant.
<EMI ID=3.1>
V80, la plaque ou anode de la pentode est reliée à une chaîne de résistances RI à R8 ou RIO à R80.
Le fonctionnement de chaque décade sera exactement le même que celui qui a été décrit plus haut, c'est à dire que chaque impulsion négative atteignant 'simultanément les 2 grilles d'un étage renversera la conductibilité des 2 valves de l'étage considéré.
Considérant le fonctionnement de la décade des unités,
<EMI ID=4.1>
Il va de soi qu'il importe peu pour le fonctionnement du système de comptage que les impulsions soient produites manuellement, automatiquement, ou par tout dispositif électronique ou non. Leur fréquence peut varier également dans de grandes limites.
On utilise les.chutes de tension dues au courants plaques
<EMI ID=5.1>
spot du tube R.C.
Selon l'invention, on détermine les résistances de plaque
<EMI ID=6.1> <EMI ID=7.1>
proportionnelle au nombre d'impulsions enregistrées.
<EMI ID=8.1>
Par ailleurs il faut pouvoir règler les courants plaque de tous les étages à une valeur uniforme lorsque ceux-ci sont conducteurs, et à une valeur pratiquement nulle lorsqu'
<EMI ID=9.1>
Pour rendre plus claire cette partie du fonctionnement par un exemple, supposons que le courant plaque d'un élément pentode soit Ip et que pour l'étage 1 une impulsion va créer une chute de tension de R. Ip = 10 Volts, valeur purement arbitraire.
Après envoi de 6 impulsions à l'étage d'entrée, on peut déduire d'après ce qui précède que V2 et V4 débitent.
A ce moment, entre le point A et le point Bl la chute de tension est de:
RI (Ip2 + Ip4) + R2.(Ip2 + Ip4) + R4. (Ip4)= V
<EMI ID=10.1>
On verrait de même qu'après envoi de 9 impulsions négatives la chute de tension entre les points A et Bl serait de 9
<EMI ID=11.1>
On a donc bien la proportionnalité recherchée. On voit maintenant pourquoi il est indispensable d'employer des doublepentodes à la place des double-triodes. Avec des pentodes une chute de tension dans RI à R8 de l'ordre de celle indiquée ne change pratiquement pas le courant plaque du fait que la courbe représentant la fonction Ip = f (Vp)(soit courant plaque = fonction de la tension plaque) est presque horizontale dans la zone de fonctionnement pratique, alors qu' il n'en serait plus
du tout de même avec les triodes. La figure 5 a pour but
de rappeler l'origine de cette particularité des pentodes.
Au repos, c'est à dire quand le nombre d'impulsions est
<EMI ID=12.1>
nécessaire que le spot soit dévié dans les deux directions orthogonales de telle sorte qu'il occupe la position "zéro". Pour cela, une différence de potentiel initiale doit être appliquée à chacune des paires de plaques déflectrices et être égale à 45 Volts, soit la moitié de la chute de tension correspondant au chiffre 9, si l'on veut bien conserver les valeurs arbitraires de l'exemple donné ci-dessus.
On peut admettre conventionnellement qu'une déviation du spot vers le bas est obtenue quand la plaque VI est négative par rapport à V2 et qu'une déviation du spot vers la droite est obtenue quand la plaque Hl est négative par rapport à H2,
C'est pourquoi, sur le schéma Fig.4, les plaques faisant dévier le spot dans le cadre de la figure 3, sont reliés aux points Bl et B10 ce qui équivaut au potentiel de + Haute tension
<EMI ID=13.1>
R8 ou R10 à R80.
Les deux autres plaques sont reliées ensemble et au curseur
<EMI ID=14.1>
R12, permet d'appliquer aux dites plaques une tension positive mais inférieure de 45 Volts à'celle des autres plaques.
Le tableau Fig.7 montre clairement les différences de potentiel existant entre les plaques déflectrices en fonction
du nombre d'impulsions enregistrées.
Dans l'exemple décrit, le dispositif incorporant l'invention s'est montré apte à enregistrer des nombres de deux chiffres. Il est évident que pour enregistrer et exprimer des nombres de plus de deux chiffres, oh peut employer autant de dispositifs semblables qu'il est nécessaire en les disposant côte à côte.
Il est évident d'autre part que si les déviations maximum du spot devaient être dans un rapport différent de celui des sensibilités respectives des paires de plaques, il suffit de choisir des valeurs de résistances ou de courants plaques différentes pour chacune des décades.
Selon.une variante (voir Fig.6) il est prévu d'employer
un tube à rayons cathodiques à plusieurs spots ou faisceaux d'électrons dans lesquels on n'utilise que les plaques déflectrices dans une seule direction de telle manière que les différents spots se déplacent dans des zones séparées,mais toujours selon des plans parallèles.
Chaque zone peut être affectée à un ordre d'unité d'un nombre que l'on veut enregistrer. Au moyen d'un cache ou
d'une impression intérieure ou extérieure, on peut assigner
aux spots dans toutes les zones, différentes positions représentatives de valeurs de chiffres, par exemple 10 positions
pour les chiffres de 0 à 9 ou plus de 10 pour des valeurs supérieures.
Il est facile de commander chaque spot par une décade binaire particulière selon les indications données précédemment.
La Fig.6 montre à titre d'exemple, l'aspect possible d'un tube à R.C.spécial dans le cas où le nombre transmis par
quatre décades binaires serait 4.361.
Une telle disposition se montre alors très favorable à l'enregistrement des données exprimées par les différentes
zones du tube à rayons cathodiques. Les différentes positions des spots lumineux étant comparables à celles des trous sur
des cartes perforées, il devient possible de les explorer par des dispositifs photo-électriques et de commander des dispositifs tabulateurs, calculateurs, perforateurs ou autres.
Il apparaît donc qu'un dispositif tel que celui décrit cidessus est parfaitement adppté pour transmettre des données disponibles en système binaire à un équipement à statistiques
basé sur le système décimal.