Dispositif pour la transmission d'une information graphique
Un procédé connu pour la transmission d'une information graphique dont des points successifs du tracé sont définis dans le temps par leurs coordonnées rectangulaires: x(t) et Y(t), consiste à transmettre non pas ces coordonnées, ni même les vitesses correspondantes: Vx(t) et Vy(t), mais les accélérations correspondantes: Ax(t) et Ay(t).
La transmission des seules accélérations, sous la forme d'un code approprié, réduit le nombre des signaux à transmettre.
Cette réduction permet d'utiliser des moyens de transmission courants, tels que les lignes téléphoniques, et aussi d'économiser la place nécessaire au stockage éventuel en mémoire.
Ainsi, un mode de faire connu consiste à diviser le temps en intervalles réguliers et à transmettre pour chacune des coordonnées une valeur digitalisée de l'accélération choisie entre +1, O, et - 1, qui est valable pendant l'intervalle de temps concerné. Le recours à des signaux digitalisés est indispensable pour assurer la précision requise et le récepteur comporte pour chacun des canaux correspondants à X et Y, un double intégrateur digital reconstituant le X(t) et le Y(t) et commandant un traceur.
Pour faciliter la compréhension de ce mode de transmission connu, on a représenté à la fig. 1 du dessin annexé un exemple dans lequel on a indiqué au niveau 1 les signaux digitalisés Px transmis (+1, O ou -1) pour six intervalles de temps successifs portés en abscisse; au niveau 2, la vitesse Vx correspondante obtenue par une première intégration, et au niveau 3, le déplacement X obtenu par une seconde intégration.
L'émetteur, dans lequel l'information graphique est examinée par exemple au moment de sa création sur une feuille à dessin, doit donc fournir pour chaque intervalle de temps un signal d'accélération Px. A cette fin, L'émetteur comprend par exemple une manette guidée par l'opérateur et un styletsuiveur mobile par rapport à cette manette utilisé pour tracer le dessin, le stylet suivant la manette sous l'action d'un double intégrateur d'asservissement et des contacts établis entre la manette et le stylet se fermant uniquement lorsqu'une accélération est communiquée à la manette, pour fournir les signaux d'accélération requis qui sont alors transmis, d'une part au récepteur éloigné ou à une mémoire, et d'autre part à l'intégrateur d'asservissement de l'émetteur.
Dans un poste donné, un même double intégrateur peut être utilisé pour commander le stylet-suiveur lorsque le poste travaille en émetteur, ou pour commander le stylet-traceur, lorsque le poste fonctionne en récepteur. Ainsi, chaque poste peut indifféremment être soit émetteur soit récepteur, I'installation permettant des transmissions dans les deux sens.
Dans une installation connue, les signaux d'accélération transmis sont traités dans chaque poste par un intégrateur digital mécanique, qui est en fait un assemblage d'un moteur pas à pas et d'une transmission à engrenages à rapport variable. Un tel intégrateur digital est décrit dans le brevet suisse no 499 827 au nom de la titulaire.
Bien que des résultats favorables aient été obtenus au moyen d'intégrateurs digitaux mécaniques, la précision étant alors parfaitement assurée, on rencontre toutefois des difficultés dues principalement à l'usure des mécanismes, à la vitesse de réaction limitée, et aussi à l'encombrement et au coût de l'appareillage.
La présente invention vise à fournir un dispositif pour la transmission d'une information graphique basé également sur la transmission de signaux d'accélération digitalisés, mais qui soit aussi plus simple et d'un fonctionnement plus rapide que les dispositifs à intégrateurs digitaux connus.
Le dispositif objet de l'invention, comprenant des moyens pour diviser le temps en intervalles réguliers et pour transmettre pour chacune de deux coordonnées un signal digitalisé représentant une accélération valable pendant le temps concerné, et des moyens intégrateurs agencés pour reconstituer à partir de ces signaux d'accélération, par double intégration, les déplacements correspondants d'un traceur, est caractérisé en ce que ces moyens intégrateurs comprennent un groupe d'intégration analogique constitué essentiellement par un moteur-couple à courant continu alimenté par un dispositif formateur d'impulsions commandé par les signaux d'accélération, et un dispositif correcteur comprenant un pont de comparaison numérique agencé pour comparer des informations provenant, d'une part d'un groupe de double intégration numérique commandé à partir des signaux d'accélération,
et d'autre part d'un groupe de comptage numérique alimenté en fonction des déplacements effectifs de l'organe de sortie du moteur-couple, ce pont étant agencé pour fournir des signaux numériques de correction fonction des différences relevées entre ces informations, et le dispositif correcteur comportant des moyens convertisseurs numériques-analogiques agencés pour convertir ces signaux numériques de correction en signaux de correction analogiques qui sont injectés dans l'alimentation du moteur-couple en vue de maintenir les erreurs de la chaîne d'intégration analogique dans une limite déterminée.
Une forme d'exécution du dispositif objet de l'invention est décrite ci-après, à titre d'exemple, en se référant aux fig. 2 et 3 du dessin annexé.
Selon le schéma général de cette forme d'exécution, représenté à la fig. 2, le dispositif comporte deux postes émetteurrécepteur identiques représentés respectivement en A et B.
Dans un but de simplification, on a représenté dans le schéma uniquement l'appareillage concernant la transmission de la coordonnée X, celui concernant la coordonnée Y étant identique. La coordonnée Z, qui correspond à lever ou abaisser le traceur peut être commandée par un simple dispositif à contacts.
On a représenté en Fa et Fb, des feuilles de papiers placées en ces deux postes, le sens positif de la coordonnée X étant indiqué par la flèche.
Au poste A, qui sera décrit comme fonctionnant en émetteur, est disposé en regard de la feuille Fa un organe suiveurtraceur Ta comprenant une manette Da et une plume Pa.
La plume Pa est solidaire d'une chaîne de transmission e commandant ses déplacements selon la direction X, cette chaîne étant actionnée par un pignon p disposé sur l'arbre de sortie d'un double intégrateur Ia décrit par la suite.
La manette Da, mobile selon la direction X sur un guide g, porte deux touches f et h situées de part et d'autre d'un contact central j porté par la plume Pa. Les deux touches sont à petite distance du contact central dans la position neutre représentée, de sorte qu'aucun circuit n'est alors établi.
Les touches f et h sont reliées à un codeur Ca. L'intégrateur Ia et le codeur Ca sont placés sous le contrôle d'un générateur d'horloge HO divisant le temps en intervalles réguliers. Pour un intervalle de temps donné, selon que le contact central j est écarté des deux touches f et h, ou se trouve en contact avec l'une ou l'autre de ces touches, le codeur Ca fournit sur sa ligne de sortie Sa une impulsion de tension de valeur digitalisée 0, + 1 ou - 1, qui est transmise d'une part à l'intérieur Ia du même poste A, et d'autre part à l'intégrateur Ib du poste récepteur B.
Les intégrateurs Ia et Ib sont agencés comme expliqué ciaprès de manière à réaliser une double intégration à partir des signaux digitalisés d'accélération reçus, de manière que l'angle de rotation de l'arbre de sortie soit constamment proportionnel au déplacement X communiqué à la manette Da, la plume Pa suivant alors cette manette et prenant un retard ou une avance limités correspondant au jeu des contacts, uniquement lorsqu'une accélération positive ou négative est présente.
Ainsi, pour un intervalle de temps, si le signal digitalisé est +1 par suite d'un contact établi avec la touche de gauche f, la vitesse angulaire de l'arbre de sortie de l'intégrateur accélère d'une unité pendant cet intervalle de temps. Si le signal est 0 du fait qu'aucun contact n'est établi, la vitesse est gardée constante, tandis que si le signal est -1, par suite d'un contact établi avec la touche de droite, la vitesse de l'arbre de sortie décélère d'une unité.
Grâce à la boucle réalisée par le codeur Ca et l'intégrateur Ia du poste A, la plume Pa suit ainsi les déplacements de la manette Da, qui est actionnée par un opérateur ou un mécanisme de commande, pour établir ou suivre le tracé à transmettre.
L'intégrateur Ib du poste B, qui reçoit les mêmes signaux
digitalisés que l'intégrateur Ia, commande les déplacements de la plume Pb qui reproduit alors le tracé sur la feuille Fb, le codeur Cb étant alors débranché. Les signaux digitalisés peuvent également être stockés dans une mémoire ME.
Les deux intégrateurs Ia et Ib sont identiques. Ils sont décrits ci-après en se référant à la fig. 3, qui est le schémablocs de l'intégrateur Ia.
Les signaux digitalisés d'accélération sont transmis par le circuit d'entrée 5 à un dispositif formateur d'impulsions
FORM placé sous le contrôle du générateur d'horloge HO, par un circuit 6. Le dispositif formateur fournit à sa sortie 8 des impulsions de tension de niveau et de durée déterminée, dépendant du signal d'entrée reçu. Ces impulsions de tension
U sont transmises par l'intermédiaire d'un additionneur de tension ADDI, dont la fonction est décrite par la suite, à un amplificateur de puissance AMPL fournissant à sa sortie 9 des impulsions de courant de niveau et de durée déterminés, dépendant des impulsions de tension reçues et qui sont donc fonction des signaux d'accélération perçus à l'entrée de l'intégrateur.
Ces impulsions de courant constituent le courant d'alimentation d'un moteur-couple MOCC à courant continu. Pour ce
type de moteur, le couple est proportionnel au courant (M v i)
et on a la relation suivante: ç = JJ M.dt.2 = SS k.i.dt2 ,
qui est l'angle de rotation de l'arbre 10 du moteur étant ainsi fonction d'une double intégration du courant, de syrte que si
ce dernier est fonction des signaux d'accélération, comme indiqué ci-dessus, l'angle ç est aussi une valeur représentative
du déplacement selon X.
Le moteur MOCC et son circuit d'alimentation décrit constituent un groupe de double intégration analogique indiqué par le bloc pointillé 11, restituant avec une précision relative les déplacements X.
On remarque que l'équipement concerné est extrêmement simple, aussi bien dans sa partie électrique (formateur et amplificateur), que dans sa partie électro-mécanique (moteur), ce qui rend ce double intégrateur très favorable du point de vue prix, encombrement et sûreté de marche.
Néanmoins, par suite des inévitables pertes et perturbations, un tel groupe d'intégration analogique ne peut donner des déplacements suffisamment précis pour le but recherché, et c'est pourquoi l'appareillage comporte également un dispositif d'asservissement correcteur qui est constitué comme suit:
Les impulsions de tension produites par le formateur FORM sont également transmises par un circuit 12 à un groupe de double intégration digital indiqué par le bloc pointillé 15, comportant un premier compteur CPT 1 alimentant lui-même un second compteur CPT 2, par l'intermédiaire d'une unité de.
transfert synchrone UTRS placée sous le contrôle du générateur d'horloge. Le nombre de sortie nl du compteur CPT 1 est proportionnel à la vitesse Vx tandis que le nombre de sortie n2 du compteur CPT 2 est proportionnel au chemin X. La sortie 16 du deuxième compteur CPT 2, qui constitue celle du groupe d'intégration digital 15, est branchée sur un dispositif digital de comparaison COMPA.
Les deux compteurs CPT1 et CPT2 sont de préférence des compteurs binaires fonctionnant dans les deux sens (up and down), le transfert du compteur CPT1 au compteur CPT2 se faisant alors de préférence de manière séquentielle, sous la commande d'un oscillateur pulsé qui n'est pas représenté dans le schéma.
D'autre part, le moteur MOCC entraîne par son arbre 10 un dispositif émetteur d'impulsions EMPU fournissant des impulsions électriques en nombre proportionnel à l'angle de rotation cp de cet arbre.
Ces impulsions sont transmises par un circuit 17 à un troisième compteur CPT 3, dont le nombre de sortie n3, propor tionnel à (p est transmis par un circuit 18 au dispositif de comparaison COMPA déjà mentionné. L'émetteur d'impulsions
EMPU et le compteur CPT 3 constituent un groupe de comptage numérique indiqué par le bloc pointillé 19.
Le groupe d'intégration 15 et ce groupe de comptage 19 forment les deux branches d'un pont de comparaison numérique comprenant en son centre le dispositif de comparaison
COMPA dont la sortie 20 fournit un signal numérique (S n = n3 - n2) fonction de la différence relevée entre les informations de ces deux branches.
Le signal provenant du pont de comparaison est transmis à un dispositif convertisseur numérique/analogique CDA donnant à sa sortie 21 une tension de correction Uc fonction de la sortie numérique du comparateur COMPA. Cette tension de correction Uc est elle-même fournie à l'additionneur de tension ADDI déjà mentionné par l'intermédiaire d'un dispositif stabilisateur STA, de préférence du type PD (proportionneldifférentiel).
L'intégrateur Ia alimenté par des signaux d'accélération digitalisés et commandé par un générateur d'horloge, comprend ainsi, d'une part le groupe de double intégration analogique 11 constitué essentiellement par le moteur couple
MOCC, et d'autre part le dispositif correcteur décrit comprenant un pont de comparaison numérique dont les deux branches comportent, I'une le groupe de double intégration numérique auxiliaire 15 commandé à partir des signaux d'accélération digitalisés, et l'autre le groupe de comptage numérique 16 alimenté en fonction de l'angle de rotation du moteur-couple, ce pont fournissant un signal de sortie numérique fonction de la différence relevée entre les informations provenant de ces deux branches,
et le dispositif correcteur comprenant les moyens convertisseurs numériques-analogiques CDA agencés pour convertir ce signal numérique en un signal de correction électrique analogique injecté dans l'alimentation du moteurcouple en vue de compenser les pertes et glissements du moteur.
On remarque que le dispositif correcteur est formé d'éléments classiques bon marché et qu'il assure sur une base numérique un asservissement permanent du moteur-couple constituant un double intégrateur très simple mais relativement imparfait.
Cet asservissement, à puissance minime, permet de compenser les pertes et glissements du moteur, qui peut être à puissance élevée, pour atteindre un degré de précision final compatible avec la transmission d'une information graphique sur la base de signaux d'accélération, les erreurs de la chaîne d'intégration analogique pouvant être ainsi maintenues dans une limite déterminée.
Le schéma du dispositif objet de l'invention décrit sera de préférence polyphasé, pour déterminer directement le sens de rotation du moteur.
Dans le cas où l'information à transmettre se développe dans trois dimensions, on ajoute au dispositif un appareillage identique pour la transmission de la coordonnée Z.
Dans une variante, le dispositif de comparaison COMPA, le compteur CPT2 et le compteur CPT3 peuvent être remplacés par un seul et même compteur à deux sens (up and down) agencé pour faire la somme algébrique des signaux provenant des deux branches du pont de comparaison.
Pour éviter des interférences fâcheuses entre les deux alimentations de ce compteur unique, une mémoire-tampon sera prévue à son entrée.
Le dispositif de transmission décrit peut être utilisé aussi bien pour la transmission dans l'espace, la reproduction étant éloignée du départ, que pour une transmission dans le temps,
I'information stockée étant restituée plus tard, au même endroit ou ailleurs. La reproduction peut aussi être répétée.
La commande de l'organe d'entrée peut être soit manuelle et directe, soit déjà effectuée elle-même par un mécanisme d'actionnement faisant décrire à cet organe le tracé voulu, ce mécanisme étant par exemple à mémoire et permettant d'enregistrer les mouvements à effectuer.
Le dispositif peut également servir à la commande de machines en tous genres, le traceur de sortie pouvant par exemple être constitué par un outil de coupe ou autre amené à décrire le tracé transmis.