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CIRCUIT STABILISATEUR.
La présente invention concerne des circuits de commande et plus particulièrement un circuit stabilisateur pour produire un voltage de sortie en courant continu proportionnel à la fréquence ou à la durée des impulsions d'entrée d'un signal sous forme d'impulsions modulées
On a déjà tenté de construire des circuits stabilisateurs pour produire un voltage de sortie continu sensible aux modifications de la fréquen- ce ou de la durée des impulsions d'un signal d'entrée sous forme d'impulsions modulées. De tels circuits n'ont toutefois pas donné entière satisfaction par suite des circuits complexes qui sont utilisés ou des difficultés qu'on recontre pour modifier le circuit de stabilisation pour l'utiliser avec une durée d'impulsion ou une fréquence de référence différente.
Un des objets de la présente invention est de prévoir un cir- cuit de stabilisation qui surmonte les objections mentionnées.
Un autre objet de la présente invention est de prévoir un cir- cuit ayant un voltage de sortie continu proportionnel à la fréquence ou à la durée des impulsions des signaux d'entrée sous forme d'impulsions modulées.
Un autre objet de la présente invention est de prévoir un cir- cuit ayant un.voltage de sortie continu dont la polarité et l'amplitude indi- quent les modifications de fréquence ou de durée des impulsions d'un signal d'entrée sous forme d'impulsions modulées.
D'une manière générale., dans le circuit de stabilisation, objet'de l'invention, un signal d'entrée sous forme d'impulsions moduléès est appliqué à un redresseur donnant un signal moyen et à un redresseur de crête en parallè- le de sorte qu'on obtient une action de discrimination. Le signal de sortie du redresseur donnant une tension moyenne est un potentiel continu proportionnel au produit de la durée de l'impulsion.. de l'amplitude de l'impulsion et de la @
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fréquence de l'impulsion. Le signal de sortie du redresseur de crête est pro- portionnel à l'amplitude de l'impulsion d'entrée.
Quand'les signaux de sortie des deux redresseurs sont couplés en opposition, le voltage continu qui en résulte est proportionnel à la durée de l'impulsion si la fréquence des im- pulsionsd'entrée est maintenue constante et si la durée des impulsions d' entrée est maintenue constante, le voltage continu résultant est proportion- nel à la fréquence des impulsions d'entrée. Si le signal de sortie du redres- seur de crête est atténué, le voltage résultant en courant continu peut être égal à zéro pour n'importe quelle fréquence d'entrée des impulsions ou n'importe quelle durée des impulsions d'entrée et le voltage continu résultant aura alors une polarité et une amplitude caractéristique d'une variation quelconque à ' partir de la durée ou de la fréquence prédéterminées des impulsions d'entrée, sui- vant le cas.
D'autres objets, caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description suivante d'exemples de réalisation, la dite description étant faite en relation avec les dessins joints dans lesquels : la Fig. 1 montre, sous forme de blocs schématiques, un exemple de réalisation de la présente invention; la Fige 2 montre un exemple de réalisation de la présente inven- tion; la Fig. 3 montre un autre exemple de réalisation de la pré- sente invention: les Figs. 4A, 4B et 4C sont des séries de courbes utilisées pour l'explication de l'invention.
On a représenté à la Fig. 1 un circuit de stabilisation compre- nant un redresseur de crête 1 et un redresseur donnant une valeur moyenne 2 connectés en parallèle. Un filtre de courant alternatif 3 et un diviseur de tension 4 sont connectés en série avec le redresseur de crête 1. Un filtre de courant alternatif 5 est connecté en série avec le redresseur de moyenne 2..
Dans un exemple de réalisation de l'invention représenté à la Fig. 2,le redresseur de crête 1 comprend un condensateur 6 et un élément directionnel ou diode 7. Le redresseur 2 donnant une valeur moyenne comprend un élément directionnel ou diode 8 et une résistance 9. Le filtre en courant alternatif 3 en série avec le redresseur de crête 1 comprend une résistance 10 et un condensateur 11. Le filtre de courantalternatif 5 couplé en série avec le redresseur de moyenne 2 comprend une résistance 12 et un condensateur 13.
Pour illustrer le fonctionnement de ce circuit de stabilisation, on suppose qu'un signal sous forme d'impulsions modulées ayant une durée d'impulsion constante et un taux de répétition d'impulsions variable, tel que représen- té par la courbe A à la Fig. 4A, est appliqué à l'entrée du circuit. Le si= gnal d'entrée est appliqué au redresseur de crête 1 par le condensateur 6.
Le signal de sortie aux bornes de la diode 7 est un voltage continu propor- tionnel à l'amplitude des impulsions d'entrée et il est indépendant de la fré-- quence et de la durée des impulsions d'entrée.
La résistance 10 et le condensateur 11 constituant le filtre de courant alter- natif 3 suppriment les -composantes alternatives indésirables du signal de sor- tie du redresseur de crête 1. Le signal d'entrée est appliqué au redresseur de moyenne 2 par une diode 8.
Le signal de sortie du redresseur de moyenne 2 aux bornes de la résistance 9 est un voltage continu proprotionnel au produit de la durée des impulsions d'entrée de,leur amplitude et de leur fréquence. La résistance 12 et le conden- sateur 13 constituant, le filtre de courant alternatif 5 suppriment les compo- santes alternatives indésirables du signal de sortie du redresseur de moyenne 2. Les signaux de sortie du redresseur de crête 1 et du redresseur de moyenne '2 sont couplés en opposition et le voltage continu de sortie qui en résulte est proportionnel à la durée ou à la fréquence des impulsions suivant celle de cette variable qui est maintenant constante.
Puisque, dans cet exemple, les impulsions
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d'entrée sont maintenues à durée constante, le voltage de sortie du circuit de stabilisation sera proportionnel à la fréquencedes impulsions d'entrée., tou- te variation de l'amplitude des impulsions étant équilibrée par les deux re- dresseurs. Si le signal d'entrée possède une fréquence d'impulsions constante mais une durée d'impulsions variable, comme il est représenté à la courbe B., Fig. 4A, le signal de sortie du redresseur de moyenne 2 sera alors proportionnel au produit de la durée et de l'amplitude des impulsions.
Puisque les sorties des deux redresseurs 1 et 2 sont connectées en opposition, le voltage de sortie ré- sultant est proportionnel à la durée des impulsions d'entrée, toute variation en amplitude étant équilibrée par les deux redresseurs.
La Fig. 3 illustre un autre exemple de réalisation de cette invention dans laquelle un potentiomètre 14 a été ajouté au circuit de la Fig.2 pour atténuer les signaux de sortie du redresseur de crête 1. Le potentiomètre peut être réglé de manière à ce que les signaux de sortie combinés du redresseur de crête 1 et du redresseur de moyenne 2 soient nuls pour n'importe quelle fré- quence prédéterminée ou pour n'importe quelle durée prédéterminée d'impulsions.
La Fig. 4A représente, à la courbe A, un signal d'entrée ayant une durée d'im- pulsions constante avec une fréquence''d'Impulsions variable; tahdis que la cour- be B illustre un signal d'entrée ayant une fréquence d'impulsions constante mais Une durée d'impulsions variable.
Le potentiomètre 14 est réglé de manière à ce - que le signal de sortie du circuit de stabilisation soit nul, comme il est montré à la courbe C, pour une durée d'impulsions prédéterminée du signal d'entrée de la courbe A ou une fréquence d'impulsions prédéterminée du signal d'entrée de la courbe B@Quand le potentiomètre 14 est réglé, n'importe quelle Variation de la fréquence des signauxod'entrée ou de là durée des impulsions des signaux d'entrée sera indi- quée par ta polarité et liamplitude du voltaga de sortie du circuit de stabilisation.
Comme il est représenté à la Fig. 4B quand la fréquence des impul- sions du signal d'entrée est inférieure à la fréquence prédéterminée, comme il est représenté à la courbe B, le voltage de sortie du circuit de stabilisation, comme il est représenté à la courbe C, sera négatif et d'une amplitude proportion- nelle à la différence entre la fréquence des impulsions ou de la durée des impul- sions, suivant le cas, et les valeurs prédéterminées de fréquence d'impulsions ou de largeur d'impulsions.
Comme il est représenté à la Fig. 4C, quand la fré- quence des impulsions des signaux d'entrée augmente, comme il est représenté à la courbe A, ou quand la durée des impulsions des signaux d'entrée augmente, comme il est représenté à la courbe B, le voltage de sortie du circuit de stabilisation, comme il est représenté à la courbe C, sera positif et d'une amplitude proportion- nelle à la différence de la fréquence des impulsions ou de la durée des impulsions des signaux d'entrée, suivant le cas et les valeurs prédéterminées de fréquence d'impulsions et de largeur d'impulsions. @
Si le signal d9entrée tel que représenté à la courbe A, Fig.
4A, a une durée d'impulsions constante 2t mais une fréquence variable T, le voltàge de sortie du redresseur de crête 1 "Ep sortie", atténué par le potentiomètre 14. se- ra égal au voltage du signal d'entrée "EP entrée", multiplié par une constante d'atténuation 1 K ou :
Ep sortie = 1 K.EP entrée @
K.E sortie = E entrée
P p
Le voltage de sortie du redresseur de moyenne 2, Eav sortie, est' égal à l'intégraledutemps zéro@au temps T de la zone située en dessous de la courbe du voltage d'entrée qui est une fonction de la durée des impulsions ou Eav sortie = #o T f (t) dt/T
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Si f (t) est maintenue constante, il est possible de régler le potentiomètre 14 de manière à ce que :
K.
E sortie + 1 # T f (t) dt
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T et quand T = T1. le voltage de sortie résultant " E total de sortie" du cir- cuit de stabilisation est :
E total de sortie = K E sortie - 1 # T f (t) dt = o T # o comme il est montré à la Fig. 4A, courbe C, "K.Ep sortie" est une constante et est indépendante de T ; T = T1 + # T ;
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T 1 +T T f (t ) dt <K.E sortie o en conséquence. E total de sortie est négatif comme il est montré à la Fig.
4B, courbe C.
Si T = t1 - # T
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lu f (t) dt? K.Ep sortie I/T - # T # o f (tà at / K.Ep en conséquence. "E total de sortie" est positif, comme il est représenté à la Fig. 40, courbe C.
Ainsi, si le potentiomètre 14 est réglé de manière à ce que le voltage de sortie soit nul pour une fréquence d'impulsions prédéterminée quel- conque quand la durée des impulsions est constante ou une durée d'impulsions prédéterminée quand la fréquence des impulsions est constante, n'importe quel- le variation à partir de ces valeurs prédéterminées sera indiquée par la pola-
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rité et l9amplitude du signal de sortie.
Bien que la présente invention ait été décrite en relation avec des exemples particuliers de réalisation, il est clair qu'elle n'est pas li- mitée aux dits exemples et qu'elle est susceptible de variantes et modifica- tions sans sortir de son domaine.
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STABILIZER CIRCUIT.
The present invention relates to control circuits and more particularly to a stabilizer circuit for producing a direct current output voltage proportional to the frequency or duration of the input pulses of a modulated pulse signal.
Attempts have already been made to construct stabilizer circuits to produce a DC output voltage responsive to changes in the frequency or duration of the pulses of an input signal in the form of modulated pulses. However, such circuits have not been entirely satisfactory owing to the complex circuits which are used or the difficulties encountered in modifying the stabilization circuit to use it with a different pulse width or reference frequency.
One of the objects of the present invention is to provide a stabilization circuit which overcomes the mentioned objections.
Another object of the present invention is to provide a circuit having a DC output voltage proportional to the frequency or duration of the pulses of the input signals in the form of modulated pulses.
Another object of the present invention is to provide a circuit having a continuous output voltage, the polarity and amplitude of which indicate the changes in frequency or duration of the pulses of an input signal in the form of an input signal. 'modulated pulses.
In general., In the stabilization circuit, object of the invention, an input signal in the form of modulated pulses is applied to a rectifier giving an average signal and to a peak rectifier in parallel. so that one obtains an action of discrimination. The output signal of the rectifier giving an average voltage is a direct potential proportional to the product of the duration of the pulse .. of the amplitude of the pulse and of the @
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pulse frequency. The output signal of the peak rectifier is proportional to the amplitude of the input pulse.
When the output signals from the two rectifiers are coupled in opposition, the resulting DC voltage is proportional to the duration of the pulse if the frequency of the input pulses is kept constant and the duration of the input pulses. is held constant, the resulting DC voltage is proportional to the frequency of the input pulses. If the output signal from the peak rectifier is attenuated, the resulting DC voltage can be zero for any input pulse frequency or any input pulse duration and voltage. The resulting DC will then have a polarity and amplitude characteristic of any variation from the predetermined duration or frequency of the input pulses, as the case may be.
Other objects, characteristics and advantages of the present invention will become apparent on reading the following description of exemplary embodiments, said description being given in relation to the accompanying drawings in which: FIG. 1 shows, in the form of schematic blocks, an exemplary embodiment of the present invention; Fig. 2 shows an exemplary embodiment of the present invention; Fig. 3 shows another exemplary embodiment of the present invention: Figs. 4A, 4B and 4C are series of curves used for the explanation of the invention.
There is shown in FIG. 1 a stabilization circuit comprising a peak rectifier 1 and a rectifier giving an average value 2 connected in parallel. An AC filter 3 and a voltage divider 4 are connected in series with the peak rectifier 1. An AC filter 5 is connected in series with the averaging rectifier 2 ..
In an exemplary embodiment of the invention shown in FIG. 2, the peak rectifier 1 comprises a capacitor 6 and a directional element or diode 7. The rectifier 2 giving an average value comprises a directional element or diode 8 and a resistor 9. The AC filter 3 in series with the rectifier of peak 1 comprises a resistor 10 and a capacitor 11. The AC filter 5 coupled in series with the averaging rectifier 2 comprises a resistor 12 and a capacitor 13.
To illustrate the operation of this stabilization circuit, it is assumed that a signal in the form of modulated pulses having a constant pulse duration and a variable pulse repetition rate, as represented by curve A on the diagram. Fig. 4A, is applied to the input of the circuit. The input signal is applied to the peak rectifier 1 by the capacitor 6.
The output signal across diode 7 is a DC voltage proportional to the amplitude of the input pulses and is independent of the frequency and duration of the input pulses.
Resistor 10 and capacitor 11 constituting AC filter 3 remove unwanted AC components from the output signal of peak rectifier 1. The input signal is applied to averaging rectifier 2 through a diode 8 .
The output signal of the average rectifier 2 at the terminals of the resistor 9 is a direct voltage proportional to the product of the duration of the input pulses of, their amplitude and their frequency. Since resistor 12 and capacitor 13 constitute, AC filter 5 removes unwanted AC components from the output signal of averaging rectifier 2. The output signals of peak rectifier 1 and averaging rectifier 2 are coupled in opposition and the resulting DC output voltage is proportional to the duration or frequency of the pulses following that of this variable which is now constant.
Since, in this example, the pulses
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input are maintained at a constant duration, the output voltage of the stabilization circuit will be proportional to the frequency of the input pulses, any variation in the amplitude of the pulses being balanced by the two rectifiers. If the input signal has a constant pulse frequency but a variable pulse duration, as shown in curve B., Fig. 4A, the output signal of the averaging rectifier 2 will then be proportional to the product of the duration and the amplitude of the pulses.
Since the outputs of the two rectifiers 1 and 2 are connected in opposition, the resulting output voltage is proportional to the duration of the input pulses, any variation in amplitude being balanced by the two rectifiers.
Fig. 3 illustrates another exemplary embodiment of this invention in which a potentiometer 14 has been added to the circuit of Fig. 2 to attenuate the output signals of the peak rectifier 1. The potentiometer can be adjusted so that the signals of the combined output of peak rectifier 1 and averaging rectifier 2 are zero for any predetermined frequency or for any predetermined duration of pulses.
Fig. 4A represents, in curve A, an input signal having a constant pulse duration with a variable pulse frequency; However, curve B illustrates an input signal having a constant pulse rate but a variable pulse duration.
The potentiometer 14 is set so that - the output signal of the stabilization circuit is zero, as shown in curve C, for a predetermined pulse duration of the input signal of curve A or a frequency of predetermined pulses of the input signal of curve B @ When potentiometer 14 is set, any variation in the frequency of the input signals or in the duration of the pulses of the input signals will be indicated by ta polarity and amplitude of the output voltaga of the stabilization circuit.
As shown in FIG. 4B when the pulse frequency of the input signal is lower than the predetermined frequency, as shown in curve B, the output voltage of the stabilization circuit, as shown in curve C, will be negative and of an amplitude proportional to the difference between the frequency of the pulses or the duration of the pulses, as the case may be, and the predetermined values of the frequency of the pulses or of the pulse width.
As shown in FIG. 4C, when the pulse frequency of the input signals increases, as shown in curve A, or when the pulse duration of the input signals increases, as shown in curve B, the voltage of output of the stabilization circuit, as shown in curve C, will be positive and of an amplitude proportional to the difference between the frequency of the pulses or the duration of the pulses of the input signals, depending on the case and the predetermined values of pulse frequency and pulse width. @
If the input signal as shown in curve A, Fig.
4A, has a constant pulse duration 2t but a variable frequency T, the output voltage of the peak rectifier 1 "Ep output", attenuated by potentiometer 14. will be equal to the voltage of the input signal "EP input ", multiplied by an attenuation constant 1 K or:
Ep output = 1 K.EP input @
K.E output = E input
P p
The output voltage of the average rectifier 2, Eav output, is equal to the integral of time zero @ time T of the area below the input voltage curve which is a function of the pulse duration or Eav. output = #o T f (t) dt / T
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If f (t) is kept constant, it is possible to adjust potentiometer 14 so that:
K.
E output + 1 # T f (t) dt
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T and when T = T1. the resulting output voltage "E total output" of the stabilization circuit is:
E total output = K E output - 1 # T f (t) dt = o T # o as shown in Fig. 4A, curve C, "K.Ep output" is a constant and is independent of T; T = T1 + # T;
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T 1 + T T f (t) dt <K.E output o accordingly. E total output is negative as shown in Fig.
4B, curve C.
If T = t1 - # T
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lu f (t) dt? K.Ep output I / T - # T # o f (tà at / K.Ep accordingly. "E total output" is positive, as shown in Fig. 40, curve C.
Thus, if the potentiometer 14 is set so that the output voltage is zero for any predetermined pulse frequency when the pulse duration is constant or a predetermined pulse duration when the pulse frequency is constant , any variation from these predetermined values will be indicated by the pola-
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ity and amplitude of the output signal.
Although the present invention has been described in relation to particular embodiments, it is clear that it is not limited to said examples and that it is susceptible of variants and modifications without departing from its field. .