Procédé et circuit pour transformer une quantité électrique emmagasinée en un nombre d'impulsions électriques proportionnel à cette quantité électrique et application dudit procédé La présente invention se rapporte à un procédé pour transformer une quantité élec trique emmagasinée en un nombre d'impulsions électriques proportionnel à cette quantité élec trique.
Ce procédé est caractérisé en ce que la quantité électrique est déchargée au moins approximativement linéairement et en ce qu'un circuit capable d'osciller, par exemple un multi- vibrateur, est commandé par ladite quantité électrique de façon à devenir instable pendant un temps tel qu'il produit un nombre d'impul sions électriques proportionnel à la quantité électrique emmagasinée.
Dans une application préférée de ce pro cédé ladite quantité électrique est constituée par un certain nombre de charges unitaires emma gasinées dans un condensateur, ledit circuit capable d'osciller étant commandé de façon à devenir instable en fonction du potentiel du condensateur.
Cette application présente des avantages spéciaux quand on la combine avec le pro cédé connu de comptage d'impulsions, suivant lequel un nombre donné d'impulsions, par exemple une dizaine, sont emmagasinées dans un condensateur et sont brusquement déchar gées du condensateur, ce qui permet de compter une impulsion sur dix. Pour compter les char ges unitaires résiduelles éventuelles dans le condensateur à la fin de la période de comp- tage, le condensateur est déchargé et un circuit capable d'osciller est commandé par le poten tiel décroissant du condensateur de façon à devenir instable pendant un temps durant le quel il produit un nombre d'impulsions égal au nombre de charges unitaires résiduelles em magasinées dans ledit condensateur.
L'application selon la présente invention peut de préférence être employée pour amé liorer le pouvoir de résolution d'un compteur électronique ou d'un diviseur de fréquence pour des impulsions électriques d'entrée appli quées à un étage d'entrée, capable d'osciller, dudit compteur électronique ou diviseur de fréquence.
Le pouvoir de résolution d'un compteur électronique dans lequel les impulsions élec triques à compter sont appliquées à l'étage d'entrée d'un diviseur de fréquence, est limité par la vitesse de réponse de cet étage d'entrée. Lorsque des impulsions successives se suivent pendant le temps de réponse de l'étage d'entrée du diviseur de fréquence ou du compteur, l'étage d'entrée fonctionne comme si seule la première impulsion lui avait été appliquée, de sorte que la seconde impulsion ne serait pas comptée.
Il est possible d'éviter une telle perte d'im pulsions sans augmenter la vitesse de réponse ou la rapidité d'action de l'étage d'entrée du compteur électronique ou du diviseur de fré quence, lorsque toute impulsion appliquée au dit étage d'entrée est prolongée par une autre impulsion appliquée avant ou pendant la ré ponse dudit étage d'entrée de telle façon que l'étage d'entrée transmette, en fonctionnant comme multivibrateur, un nombre d'impulsions égal au nombre des impulsions appliquées à l'étage d'entrée.
De cette façon, les impulsions arrivant au hasard sont comptées sans aucune perte, pourvu que la fréquence moyenne des impulsions soit égale ou inférieure à la fréquence de l'étage d'entrée fonctionnant en multivibrateur.
Le dessin annexé représente, à titre d'exem ple, deux formes d'exécution du circuit.
La fig. 1 montre un circuit ayant un étage d'entrée binaire qui fait partie du diviseur de fréquence.
La fig. 2 montre un circuit ayant un étage d'entrée du type flip-flop connecté en cas cade avec un diviseur de fréquence (non repré senté).
En se référant à la fig. 1 du dessin, on va décrire le fonctionnement de l'étage binaire du diviseur de fréquence. L'étage binaire com prend deux tubes électroniques<I>TI</I> et T2 dont l'un est conducteur et l'autre bloqué. Ce résul tat est obtenu en polarisant chaque grille au moyen des montages potentiométriques H, rg2, et<I>r2,</I> rgl dont les extrémités sont connectées respectivement à la plaque du tube adjacent et à la plaque V2 d'un autre tube électronique Te dont la cathode est reliée à la ligne V3 polarisée négativement.
Les plaques des tubes <I>TI</I> et<I>T2</I> sont reliées à une ligne<I>VI</I> polarisée positivement par l'intermédiaire de"résistances de charge RI et R2 respectivement. Les mon tages potentiométriques susmentionnés sont choisis de telle manière qui si un tube est conducteur (plaque à la basse tension), la grille de l'autre tube soit à un potentiel négatif au-dessous du cut-off (tube bloqué, plaque à la haute tension), et qu'inversement, si un tube est bloqué (plaque à la haute- tension), la grille de l'autre tube soit positive (maintenue près de zéro par le courant de grille), le tube cor respondant étant donc conducteur.
Des condensateurs de couplage<I>CI</I> et C2 servent à la transmission rapide des fronts d'ondes de la plaque d'un tube à la grille de l'autre. Les conditions ci-dessus énoncées im pliquent donc bien les deux états stables qui caractérisent un étage binaire, comportant un tube conducteur et l'autre bloqué ou récipro quement.
Lorsqu'une impulsion positive de tension appropriée apparait sur la plaque V2 du tube <I>Tc,</I> les états des tubes de l'étage binaire sont permutés, c'est-à-dire que le tube bloqué de vient conducteur et que le tube conducteur se bloque en raison du front négatif appliqué à sa grille à partir de la plaque du tube initia lement bloqué.
Si toutefois la durée de l'impulsion de la plaque V2 se prolonge, la grille du tube qui a passé, comme indiqué ci-dessus, de l'état conducteur à l'état bloqué, parvient de nou veau au-dessus du cut-off. Le tube devient conducteur, provoquant ainsi un nouveau chan gement de l'état du circuit binaire, et ainsi de suite. Le circuit binaire va donc fonctionner en multivibrateur, aussi longtemps que ledit potentiel positif est appliqué à la plaque V2 du tube<I>Tc.</I>
La grille g3 du tube Te est connectée à la plaque d'un tube préamplificateur T par l'in termédiaire d'un redresseur<I>dl</I> et d'un conden sateur de couplage C3. Le potentiel de la grille du tube<I>Tc</I> est normalement maintenu à une valeur supérieure au potentiel de la ca thode du tube<I>Tc</I> au moyen de la grande résis tance ohmique rg3 et des redresseurs ou diodes <I>dl</I> et<I>d2.</I> Un condensateur C est branché entre la grille et la cathode du tube Te.
Les impulsions d'entrée qui doivent être comptées sont appliquées à la grille de com mande du tube T qui est normalement main tenue au-dessous du cut-off. Lors de l'appli cation d'une impulsion positive à la grille de commande du tube T, ce tube devient conduc teur et le front d'onde négatif apparaissant sur sa plaque est transmis au condensateur C et à la grille<I>g3</I> du tube Te par l'intermédiaire du condensateur C3 et du redresseur ou diode <I>dl.</I> Par suite, le condensateur<I>C3</I> se décharge et se recharge lentement à partir de la ligne <I>VI</I> polarisée positivement,
par l'intermédiaire de la résistance rg3. Le front d'onde positif apparaissant sur la plaque du tube T à la fin de l'impulsion d'entrée se décharge à travers la diode<I>d2</I> sans influencer la grille<I>g3</I> du tube Te ni le condensateur C emmagasinant les im pulsions.
Ainsi, chaque impulsion d'entrée provoque la transmission d'un front négatif à la grille <I>g3</I> du tube<I>Tc,</I> ce qui augmente la chute de tension dans ce tube, de sorte que le poten tiel de la plaque V2 de ce tube augmente. Par conséquent, le circuit binaire des tubes<I>TI</I> et T2 devient instable et change d'état. Le condensateur de couplage C2, la résistance de la diode<I>dl,</I> le condensateur d'emmagasinage C et la résistance de charge rg3 sont choisis de telle manière que, lors de l'application d'une impulsion à la grille de commande du tube préamplificateur T, le front négatif transmis au condensateur C et à la grille g3 ait une durée et une tension telles que le circuit bi naire change d'état immédiatement.
Si toutefois une autre impulsion est appli quée à la grille de commande du tube T avant que le circuit binaire soit retourné à un état stable, une autre charge négative, ayant pra tiquement la même valeur que la première impulsion, sera appliquée au condensateur d'emmagasinage C, prolongeant ainsi l'impul sion négative appliquée à la grille g3 du tube Te pendant une durée telle que le circuit bi naire, qui se trouve encore à l'état instable de multivibrateur, change de nouveau d'état et revient à son état primitif.
Lorsque trois impulsions sont appliquées à la grille de commande du tube T pendant le temps de résolution de l'étage binaire, trois charges approximativement semblables sont appliquées au condensateur C. En raison de la tension élevée de la ligne Vl, la décharge du condensateur C est approximativement li néaire, parce que le courant de décharge est approximativement indépendant des variations de tension du condensateur C, de sorte que le temps pendant lequel l'impulsion négative est appliquée à la grille<I>g3</I> du tube<I>Tc</I> et pen dant lequel le circuit binaire fonctionne en multivibrateur, est proportionnel au nombre des impulsions appliquées à la grille de com mande du tube T.
De cette manière, on peut commander la durée d'instabilité du circuit binaire de telle façon que le nombre des im pulsions transmises par le circuit binaire pen dant son fonctionnement en multivibrateur soit égal au nombre des impulsions emmagasinées dans le condensateur C. Ainsi, une série d'im pulsions reçues au hasard, ayant une fréquence moyenne inférieure à la fréquence de l'étage binaire fonctionnant en multivibrateur, peut être transformée en une série d'impulsions dont la fréquence maximum est égale à la fréquence du multivibrateur.
La construction et le fonctionnement du circuit de la fig. 2 sont semblables à ceux du circuit de la fig. 1, excepté que l'étage binaire est du type flip-flop . Le préamplificateur T, le condensateur de couplage<I>C3</I> et la diode d2 ne sont pas représentés sur la fig. 2.
Le circuit flip-flop diffère de l'étage binaire de la fig. 1 en ce qu'il n'y a qu'un seul état stable, pour lequel la grille du tube<I>TI</I> est au potentiel de la cathode et le tube<I>TI</I> est conduc teur, la grille du tube T2 étant au-dessous du cut-off. Lors de l'application d'une impulsion positive à la plaque V2 du tube<I>Tc,</I> le tube <I>T2</I> devient conducteur et la grille du tube<I>TI</I> est amenée au-dessous du cut-off par le front négatif qui lui est transmis par l'intermédiaire du condensateur de couplage C2.
Plus tard, le potentiel de la grille du tube<I>Tl</I> s'appro chera de nouveau du potentiel de cathode et le tube<I>TI</I> deviendra ainsi conducteur en ra menant le tube T2 dans l'état bloqué.
Si toutefois une augmentation durable de potentiel est provoquée sur la plaque V2 du tube<I>Tc,</I> l'étage flip-11op devient instable de façon permanente et oscille comme un mul- tivibrateur, aussi longtemps que l'augmentation de potentiel sur la plaque V2 du tube Te per siste.
De cette manière, une permutation des états des tubes de l'étage 11ip-11op se pro- duira pour chaque impulsion d'entrée simple, et une impulsion sera transmise à la ligne D connectée à l'entrée d'un compteur ou d'un diviseur de fréquence.
Lorsque plusieurs im pulsions arrivent pendant le temps de résolu tion de l'étage flip-flop , de telles impulsions sont emmagasinées dans le condensateur C, de sorte que l'application d'un potentiel néga tif à la grille<I>g3</I> du tube<I>Tc</I> sera prolongée du temps nécessaire pour que l'étage flip- flop transmette à la ligne D, tout en fonc tionnant en multivibrateur, un nombre d'im pulsions égal au nombre des impulsions emmagasinées dans le condensateur C.
Le circuit montré à la fig. 2 est particu lièrement destiné à être employé avec un comp teur existant dont le pouvoir de résolution ne serait pas suffisant pour détecter des impul sions rapprochées arrivant au hasard.
La résistance de charge rg3 du condensa teur d'emmagasinage C pourrait être connec tée à la cathode du tube Tc au lieu de l'être à la ligne VI polarisée positivement; dans ce cas, seule la linéarité de la courbe de décharge du condensateur C serait altérée.