CH455034A

CH455034A - Détecteur électrique du niveau d'un signal

Info

Publication number: CH455034A
Application number: CH335966A
Authority: CH
Inventors: Alan Cowin William; Philip Carter Ronald
Original assignee: English Electric Co Ltd
Priority date: 1965-03-12
Filing date: 1966-03-09
Publication date: 1968-04-30
Also published as: JPS447269Y1; GB1076072A

Description

Détecteur électrique du niveau d'un signal
La présente invention a pour objet un détecteur électrique du niveau d'un signal alternatif comprenant un circuit d'entrée alimenté par ce signal alternatif, un premier dispositif produisant, d'après ce signal d'entrée, un signal unidirectionnel variant cycliquement, et un second dispositif de commutation bistable, qui est caractérisé en ce que le signal variant cycliquement présente une valeur maximale dépendant de la valeur de crête du signal alternatif d'entrée et une valeur minimale, proportionnelle à ladite valeur maximale, et que le dispositif de commutation bistable est relié au premier dispositif et adapté pour occuper l'un de ses états, lorsque la valeur maximale atteint ou dépasse un premier niveau de seuil et son autre état,

lorsque la valeur minimale atteint ou devient inférieure à un second niveau de seuil, le premier et le second des niveaux de seuil correspondant respectivement aux valeurs maximale et minimale du signal obtenu lorsque la valeur de crête du signal d'entrée atteint un niveau déterminé.

Le signal alternatif d'entrée peut être polyphasé ou monophasé. Dans le dernier de ces cas, le premier dispositif peut comprendre un réseau déphaseur, pour obtenir encore au moins un autre signal déduit du signal d'entrée et de même forme que celui-ci, ainsi qu'un circuit redresseur pour redresser le premier signal et ledit autre signal.

Deux dispositions de circuits selon l'invention pour produire un signal électrique de sortie, lorsque la grandeur du signal électrique d'entrée atteint ou dépasse le niveau déterminé, sont décrites dans ce qui suit, à titre d'exemples et en se référant aux dessins annexés, où:
la fig. 1 est un schéma des connexions d'une disposition de circuits;
la fig. 2 montre des formes d'ondes qui se présentent dans la disposition de circuits de la fig. 1, et
la fig. 3 montre des parties de l'autre disposition de circuits.

La disposition de circuits selon la fig. 1 comprend une paire de bornes d'entrée 4 reliées à l'enroulement primaire 5 d'un transformateur 6, dont l'enroulement secondaire 7 est mis à la terre en son milieu et relié à un premier circuit redresseur comprenant deux diodes 8 et 9 opposées en série. L'enroulement secondaire est en outre relié à un réseau déphaseur comprenant deux circuits RC en parallèle, dont l'un comporte une résistance 10 et un condensateur 11, L'autre une résistance 12 et un condensateur 13. Un second circuit redresseur comprenant deux diodes 14 et 15 opposées en série est relié entre les points médians des circuits RC, tandis que les points médians des deux circuits redresseurs sont reliés entre eux, ainsi qu'à la terre par une résistance 16.

Un circuit de Schmidt 17 comporte des transistors pnp 18 et 19 avec résistances de charge 20 et 21, respectivement, reliées au pôle négatif d'une source de courant, et une résistance d'émetteur 22, commune aux deux transistors, est mise à la terre. L'entrée de ce circuit 17 est appliquée à la base du transistor 18, reliée à l'une des extrémités de la résistance 16. Le collecteur du transistor 18 est mis à la terre par un diviseur de tension comprenant deux résistances 23 et 24, tandis que la base du transistor 19 est reliée au diviseur de tension, à la jonction de ces deux résistances. Un condensateur 25 est relié à la résistance 23. Les deux résistances de charge 20 et 21 sont de valeurs différentes et la sortie du circuit de Schmidt s'opère à une borne 6 reliée au collecteur du transistor 19.

Cette disposition de circuits est prévue pour déterminer l'instant où la grandeur du signal d'entrée appliqué aux bornes 4 atteint ou dépasse une valeur déterminée. La fonction du circuit est la suivante, en se référant à la fig. 2: la forme d'onde du signal alternatif d'en trée est représentée à la fig. 2 (a) comme étant sinusoïdale, ce signal étant appliqué au premier circuit redresseur, comprenant les diodes 8 et 9, par le transformateur 6. Les circuits RC ont pour effet de produire, dans le second circuit redresseur, une tension décalée de 900 par rapport à la tension appliquée au premier circuit redresseur. La forme d'onde de la tension appliquée au premier circuit redresseur est indiquée par 30 à la fig. 2 (b), tandis que celle de la tension appliquée au second circuit redresseur est indiquée par 31 à cette figure.

Après redressement, les tensions sortant des deux circuits redresseurs ont les. formes d'ondes indiquées par 30 et 31 à la fig. 2(c). L'interconnexion entre les sorties des deux circuits redresseurs produit une sortie résultante, qui est appliquée à la résistance 16 et présente la forme d'onde indiquée en trait plein à la fig. 2(d). Cette sortie est unidirectionnelle et sa grandeur maximale est de v volts, sa grandeur minimale de 0,707 v.

La forme d'onde de la fig. 2(d) est appliquée à la base du transistor 18 du circuit de Schmidt et, lorsque la grandeur du signal alternatif d'entrée est faible, la tension apparaissant à la résistance 16 est basse, de sorte que le transistor 18 n'est pas conducteur et que son potentiel de collecteur est fortement négatif, ce qui oblige le transistor 19 à demeurer conducteur; aucune sortie n'est donc produite à la borne 26. Lorsque la grandeur du signal alternatif d'entrée augmente vers la valeur déterminée à détecter, la valeur de v (voir fig. 2(d)) augmente également. Dès que le signal d'entrée a atteint la valeur déterminée, la valeur de v a augmenté d'une valeur correspondante plus élevée, par exemple V, ce qui rend le transistor 18 conducteur. Son potentiel de collecteur devient alors plus positif, de sorte que le transistor 19 est bloqué.

Le potentiel à la borne 26 est ainsi plus négatif, ce qui produit un signal de sortie indiquant que le signal alternatif entrant dans la disposition des circuits a atteint ou dépassé la valeur déterminée à détecter.

La fig. 2(d) montre que la grandeur de la tension appliquée à la résistance 16 n'est pas égale à v, mais varie, baissant à un minimum de 0,707 v deux fois par chaque alternance du signal d'entrée. Toutefois, lorsque le circuit de Schmidt a commuté, comme décrit ci-dessus, par suite de l'augmentation à V de la grandeur de la tension appliquée à la résistance 16, il ne reprend pas son état initial lorsque la grandeur diminue vers 0,707 v.

Comme cela a été indiqué, les valeurs des résistances 20 et 21 sont différentes, de telle sorte que, lorsque la grandeur maximale de la forme d'onde de la fig. 2(d) a atteint la valeur v, suffisante pour rendre le transistor 18 conducteur et bloquer le transistor 19, le circuit de Schmidt ne reprend pas son état opposé, avant que la grandeur minimale de la forme d'onde de la fig. 2(d) soit devenue inférieure à 0,707 v. Une telle baisse ne peut se produire que lorsque v est devenue inférieure à V.

L'asymétrie de fonctionnement du circuit de Schmidt rend donc superflue la présence d'un dispositif de lissage de la tension de sortie des circuits redresseurs. Si l'on utilisait un circuit bistable non asymétrique, mais présentant une seule valeur critique à laquelle il passe d'un état à l'autre et vice versa, il faudrait prévoir un dispositif de lissage pour éviter que la nature variable de la forme d'onde de la fig. 2(d) donne lieu à des commutations répétées du circuit de Schmidt entre ses deux états, car une telle répétition rendrait inopérante la sortie de la borne 6.

Or, dans certains cas, l'emploi d'un lissage par capacité est indésirable, parce que l'effet de mémoire des condensateurs empêcherait que le circuit de Schmidt suive des modifications rapides des signaux d'entrée et c'est la raison pour laquelle le circuit de Schmidt est utilisé, lequel, on le sait, présente toujours deux seuils de déclenchement différents.

Une autre réalisation de Invention est représentée à la fig. 3, où les diodes sont remplacées par des transistors 40 à 43. A cette figure, les parties semblables aux parties correspondantes de la fig. 1 portent les mêmes chiffres de référence et le circuit de Schmidt 17 n'est pas représenté en entier. Le fonctionnement de ce circuit est analogue à celui de la fig. 1, les transistors 40 à 43 assumant la fonction de redressement des diodes 8, 9, 14 et 15, mais la principale particularité de ce circuit est que l'emploi des transistors permet d'obtenir une impédance d'entrée élevée, ce qui est un avantage dans certains cas.

Le signal alternatif d'entrée peut être un signal polyphasé, au lieu d'un signal monophasé, et, à la condition que ce signal ne soit pas un signal diphasé équilibré, on peut alors supprimer le réseau déphaseur comprenant les résistances 10 et 12, ainsi que les condensateurs 1 1 et 13, étant donné qu'un redressement polyphasé normal produit un signal de sortie unidirectionnel variable. Ce signal peut donc être appliqué à l'entrée d'un dispositif détecteur asymétrique, tel que le circuit de Schmidt représenté à la fig. 1, ou tout autre circuit à fonctionnement asymétrique.

Claims

REVENDICATION Détecteur électrique du niveau d'un signal alternatif comprenant un circuit d'entrée alimenté par ce signal alternatif, un premier dispositif produisant, d'après ce signal d'entrée, un signal unidirectionnel variant cycliquement et un second dispositif de commutation bistable, caractérisé en ce que le signal variant cycliquement pré- sente une valeur maximale dépendant de la valeur de crête du signal alternatif d'entrée et une valeur minimale, proportionnelle à ladite valeur maximale, et que le dispositif de commutation bistable (17) est relié au premier dispositif (7 à 16) et adapté pour occuper l'un de ses états, lorsque la valeur maximale atteint ou dépasse un premier niveau de seuil, et son autre état, lorsque la valeur minimale atteint ou devient inférieure à un second niveau de seuil,

le premier et le second des niveaux de seuil correspondant respectivement aux valeurs maximale et minimale du signal obtenu lorsque la valeur de crête du signal d'entrée atteint un niveau déterminé.

SOUS-REVENDICATIONS 1. Détecteur selon la revendication, pour détecter le niveau d'un signal monophasé, caractérisé en ce que le premier dispositif comprend un réseau déphaseur (10 à 13) pour obtenir encore au moins un autre signal à partir du signal d'entrée et de même forme que celui-ci, ainsi qu'un circuit redresseur pour redresser le premier signal et le ou les autres signaux obtenus à partir dudit premier signal.

2. Détecteur selon la sous-revendication 1, caractérisé en ce que le circuit redresseur produit un redressement à deux alternances.

3. Détecteur électrique du niveau d'un signal selon la sous-revendication 1, caractérisé en ce que la somme dudit premier signal et dudit autre signal ou autres signaux est telle que ses excursions cycliques n'atteignent pas zéro et que le circuit redresseur produit un redressement à une seule alternance.

4. Détecteur selon la revendication, pour détecter un signal alternatif polyphasé, caractérisé en ce que le premier dispositif comprend un circuit redresseur.

5. Détecteur selon la sous-revendication 4, caractérisé en ce que le circuit redresseur produit un redressement à deux alternances.

6. Détecteur selon la sous-revendication 4, caractérisé en ce que le circuit redresseur produit un redressement à une alternance.

7. Détecteur selon la revendication, caractérisé en ce que le dispositif de commutation bistable (17) est adapté pour ne produire une sortie que lorsqu'il occupe ledit état mentionné en premier.