ES2230035T3 - Dispositivo medidor de consumo electrico de un terminal portatil del tratamiento de datos o de señales. - Google Patents

Abstract

Dispositivo medidor de la corriente intercambiada entre una fuente de almacenamiento de energía (1) y los circuitos eléctricos (19) de un terminal portátil del tratamiento de datos ó de señales, el cual comprende un captador de medida de corriente (21), previsto para ser conectado entre la fuente (1) y los referidos circuitos (19); dispositivo medidor éste que está caracterizado porque el captador (21) se encuentra conectado a una primera entrada (22) de unos primeros medios integradores (22 hasta 27), previstos para integrar la medida de la corriente y para actuar - como consecuencia - sobre unos medios comparadores (28, 29, 34), previstos para detectar el paso por un umbral alto (Vs+) por la integral de la corriente y para luego aplicar, sobre una segunda entrada (23) de los primeros medios integradores (22 hasta 27), una señal calibrada de retroacción, de retroceso por debajo del umbral alto (Vs+); como asimismo están previstos unos segundos medios integradores (12 hasta 17), para la integración de las señales de retroacción y para suministrar una medida de la corriente intercambiada.

Description

Dispositivo medidor de consumo eléctrico de un terminal portátil del tratamiento de datos o de señales.

Un terminal portátil, para el tratamiento de datos ó de señales, comprende una batería, que tiene que ser recargada periódicamente desde la red eléctrica, ó bien comprende una pila que ha de ser cambiada. Si se tiene en consideración, por ejemplo, un radioteléfono celular, éste consume la energía eléctrica también al encontrarse en espera, pero inutilizado, habida cuenta de que el mismo permanece parcialmente alimentado, con el fin de ser localizado por las estaciones de la red de radio-telefonía. Por este motivo, la batería es de una limitada autonomía.

Por lo tanto, el usuario de un teléfono móvil ha de encontrar un compromiso entre los intervalos de las recargas - moletas y no siempre necesarias, ni tampoco siempre satisfactorias a nivel eléctrico - y el riesgo de una desconexión por la ausencia de la energía al no haber sido recargado su teléfono móvil desde hace relativamente mucho tiempo.

Para obtener una medida del consumo, y así advertirle al usuario sobre la necesidad de una recarga, y como quiera que la corriente consumida desde la batería puede ser muy variada, se podrá pensar en muestrear la medida de un captador de corriente a un intervalo lo suficientemente elevado para así reconstituir la forma y efectuar seguidamente un filtrajo numérico para alisar la señal y obtener esta medida del consumo. Sin embargo, sería muy compleja una solución de este tipo.

La Patente Europea Núm. EP - A - 0 792 001 describe un cargador - de batería, que suministra un valor sobre el estado de carga de la batería.

La presente invención tiene el objeto de medir, de la manera más sencilla posible la corriente que es consumida por los circuitos de un terminal portátil.

A este efecto, la presente invención se refiere, en primer lugar, a un dispositivo medidor de la corriente intercambiada entre una fuente de almacenamiento de energía y los circuitos eléctricos de un terminal portátil para el tratamiento de datos ó de señales; este dispositivo comprende un captador de medida de corriente, previsto para estar conectado entre la fuente y los referidos circuitos, y el dispositivo está caracterizado por el hecho de que el captador está conectado a una primera entrada de unos primeros medios integradores, previstos para integrar la medida de la corriente y para actuar, en consecuencia, sobre unos medios comparadores, previstas para detectar el paso de un umbral alto por el integral de la corriente y para luego aplicar - sobre una segunda entrada de los primeros medios integradores - una señal calibrada de retroacción, de retroceso por debajo del umbral alto; como así mismo están previstos unos segundos medios integradores, para la integración de las señales de retroacción, para suministrar una medida sobre la corriente intercambiada.

De este modo, los primeros medios integradores integran la corriente y efectúan, por ello mismo, un filtraje de paso bajo de la corriente y, por consiguiente, con ello se libra la misma de unos valores instantáneos, que la corriente pueda tornar. Puede existir una gran sensibilidad, dado que la retroacción limita la dinámica del funcionamiento al valor del umbral alto. Con otras palabras, los medios comparadores reducen la integral de la corriente, mientras que los segundos medios integradores efectúan la acumulación de las reducciones, la cual representa la medida buscada, es decir, la integral verdadera (sin retroacción) de la corriente desde el comienzo de la medición.

La presente invención se refiere asimismo a un terminal portátil para el tratamiento de datos ó de señales, el cual está caracterizado por el hecho de que el mismo comprende un dispositivo conforme a la presente invención.

La presente invención se comprende mejor a través de la descripción, relacionada a continuación para una preferida forma de realización de un terminal, que comprende el dispositivo medidor conforme a la invención, así como para una variante de realización, todas ellas con referencia a los planos adjuntos, en los cuales:

La Figura 1 muestra el esquema eléctrico mediante bloques de un aparato de radio-telefonía que comprende el dispositivo medidor, que está conectado a la batería del radio-teléfono;

La Figura 2 indica un esquema eléctrico detallado de la preferida forma de realización del dispositivo medidor;

La Figura 3 muestra un esquema eléctrico detallado de la forma de realización de una variante de realización, empleándose para ello los mismos elementos de la Figura 2;

La Figura 4 - que se compone de las Figuras 4A y 4B - representa un diagrama temporal, que indica las variaciones de la corriente medida así como la medición de la misma;

La Figura 5 muestra un esquema eléctrico detallado de un circuito de retroacción calibrada; mientras que

La Figura 6 indica un esquema temporal de comunicación de datos, relacionados con el circuito de retroacción de la Figura 5.

El dispositivo de medición de corriente, que está indicado en la Figura 1, comprende un circuito captador 2, conectado en serie a través de las bornas, 3 y 4, entre una borna - aquí la masa - de una batería 1 y las bornas de masa eléctrica de los distintos circuitos electrónicos aquí representados. La referencia 19 indica los circuitos - de tipo radio-comunicación ó de otra clase - que son externos del dispositivo medidor, es decir, que intervienen solamente por su consumo para tratar los datos numéricos ó unas seriales como, por ejemplo, las seriales analógicas de una voz. La borna 4 está conectada a las bornas de masa arriba indicadas así como a una borna 5 de un conector de recarga de la batería 1 por medio de un cargador externo; una borna 6 de este conector está conectada a la borna positiva de la batería 1, que alimenta directamente los circuitos arriba indicados. Por conveniencia, y en aras de una mayor claridad para continuar con la exposición, la borna negativa de la batería 1, la que está conectada a la borna 3, suministra la referencia teórica de la masa. Las flechas, indicadas al lado de los trazos dentro de la zona de los circuitos arriba mencionados, representan el sentido de la corriente de recarga, al estar la misma presente, mientras que las flechas, que están integradas en los trazos, representan la corriente de descarga - se comprenderá que el dispositivo medidor de la corriente también podría estar montado, de forma contraria, en serie con la borna positiva de la batería 1.

El circuito captador 2 está conectado - por una salida de medida - con un bloque numérico de contaje de impulsos 13, que es accionado por un bloqueo lógico 12, que indica el estado del funcionamiento del teléfono móvil. Este bloque de contaje 13 está conectado - por su salida - con una memoria 14, que memoriza el resultado de cada contaje. Según este ejemplo, asimismo está prevista una determinada cantidad de memorias - en este caso tres memorias 15, 16 y 17 - en las cuales son registrados los resultados ó las acumulaciones parciales del contaje, cada una relacionada con un estado particular del funcionamiento del teléfono móvil como, por ejemplo, con la emisión, la recepción, la vigilancia ó la espera, conforme a las indicaciones del bloque lógico 12. La memoria 14 contiene la suma de las acumulaciones parciales. La misma puede estar prevista de forma solidaria con la batería 1. También puede estar previsto que el entrehierro 21, el primer integrador, 22 hasta 27, así como, por ejemplo, el conjunto de comparador, 28 y 29, estén montados en la batería 1.

Una base de tiempos 10 cadencia el funcionamiento de un microprocesador 1.1, que está conectado al conjunto de los circuitos y los controla, en particular está conectado a una pantalla 18 para la indicación del consumo de corriente. Aquí, se indica, más concretamente y conociendo las características de la batería 1, la carga remanente, por ejemplo, en la forma de una duración de autonomía de espera y/ó de una duración de activación de comunicación.

El circuito captador 2 está indicado de forma más detallada en la Figura 2. El mismo comprende un elemento captador 21 de la corriente, aquí un shunt ó entre hierro de medición de corriente en la forma de una resistencia de precisión, con un valor bajo. El consumo a medir no pasa aquí de los 5 miliamperes, si bien una resistencia 21 de 20 ohmios produce como máximo solamente 0,1 voltios de caída de potencial, aplicado sobre las bornas de los circuitos 19, y correspondiente a una subida del potencial de masa de los mismos, el cual fluctuará, por consiguiente, ligeramente, lo cual puede ser aceptado.

Tal como ya indicado, la borna 3 está puesta a masa (borna negativa de la batería 1), mientras que la borna 4 tiene el débil potencial arriba mencionado, el cual representa la corriente que atraviesa la batería 1. Este potencial es positivo al tratarse del retorno a masa de una corriente de descarga, y el potencial es negativo al ser la batería 1 cargada por el conector, 5 y 6.

La borna 4 está conectada a un extremo de una primera entrada de un conjunto integrador, que está constituido por una resistencia de precisión de serie 22, de un elevado valor ante el valor de la resistencia 21, y la misma esta conectada, por su otro extremo, a una entrada inversora de un amplificador operativo 25, cuya otra entrada - que no es inversora - se encuentra polarizada a la masa por medio de una resistencia 27. Un condensador 26 conecta la salida del amplificador 25 a su entrada inversora y permite así un funcionamiento integrador, que integra la señal de tensión en las bornas del entrehierro 21 - que representa la corriente de la batería 1 - y permite, en particular, librarse de todo problema de medición, que está relacionado con el muestreo de la corriente instantánea.

El arriba mencionado conjunto integrador comprende una segunda entrada, constituida por una resistencia de precisión 23, de la que un extremo está conectado a la entrada inversora del amplificador 25, mientras que el otro extremo - de entrada - de la misma es alimentado con una tensión continua de referencia Vref+ a través de un interruptor 24, que es accionado. Este último está constituido aquí por una puerta analógica tal como es, por ejemplo, un transistor ó un circuito integrado equivalente, de un comando lógico.

La salida del conjunto, 22 hasta 27, que integra la señal de la borna 4 - que representa la corriente de descarga de la batería 1 - actúa sobre un circuito comparador de umbral alto, 28 y 29, que actúa, a su vez, sobre un segundo integrador, 12 hasta 17.

Por regla general, el circuito comparador, 28 y 29, lee la señal de salida del primer integrador, 22 hasta 27, y produce, como respuesta, una señal de contra-acción, que actúa sobre el interruptor 24 de tal manera, que sobre la segunda entrada 23 del primer integrador, 22 hasta 27, sea aplicada una señal calibrada, que tiene la tendencia de llevar la salida del mismo por debajo del umbral. Dado que la señal está calibrada, la desviación de la tensión durante el retroceso es siempre de un valor fijo, correspondiente a una variación perfectamente determinada de la carga eléctrica dentro del condensador 26, lo que, partiendo de una tensión de umbral alto Vs+, conduce, en dirección hacía una posición de reposo, por ejemplo, a dos voltios. De este modo, queda limitada, - dentro de una zona, compatible con la tensión de alimentación, aquí entre la masa y 12 voltios - la dinámica del funcionamiento de la salida del integrador, 22 hasta 27. En el caso contrario, a la ausencia de la retroacción, la salida del integrador, 22 hasta 27, crecería de forma indefinida durante la descarga de la batería 1, y este integrador, 22 hasta 27, debería entonces estar previsto con una más reducida sensibilidad para así presentar una desviación que no pueda sobrepasar una decena de voltios durante una descarga completa de la batería 1.

En el presente montaje, de forma contraria, se compensa mediante retroacción la variación de la tensión en la salida del integrador 22 hasta 27, y, con el fin de no perder entretanto la información correspondiente, relativa a la integral de la corriente de batería en función del tiempo t se integra - y, por lo tanto, se memoriza - la magnitud de la retroacción, que ha sido aplicada sobre el primer integrador, 22 hasta 27.

Los circuitos comparadores, 28 y 29, y los integradores, 12 hasta 17, serán explicados más abajo con mayor detalle.

La arriba mencionada retroacción - efectuada, en este ejemplo, de manera discontinua - consiste en reinyectar en el condensador 26 una previamente determinada cantidad de cargas eléctricas al quedarse la tensión del mismo en la salida por debajo de la tensión de umbral alto Vs+, que aquí está fijada, por ejemplo, en 8 voltios (Figura 4A). Las Figuras 4A y 4B - en las que el tiempo t está indicado en la abscisa - se refieren al caso general de una variante de realización de la Figura 3, que, aparte del montaje según la Figura 2, muestra asimismo las llamadas corrientes negativas, es decir, de la recarga de la batería 1. Para explicar la Figura 2, aquí interesa sobre todo solamente la corriente de descarga y el umbral alto Vs+.

Un comparador 28 - constituido por un amplificador operativo - recibe, a este efecto, la salida del amplificador de integración 25 y la compara con la tensión de umbral alto Vs+ para actuar sobre un circuito monoestable 29 al sobrepasar la salida del amplificador integrador 25 el umbral Vs+. Este circuito monoestable 29 produce ahora un impulso Q+ (Figura 4B), de una duración calibrada K, que cierra el interruptor 24 y que provoca, por consiguiente, una transferencia - al condensador 26 - de una cantidad de cargas electrónicas, la cual queda fijada por el valor de la tensión de referencia Vref+ y por la duración K.

El dispositivo medidor funciona correctamente dentro de una gama muy amplia de las medidas de corriente así como de cualquier manera, habida cuenta de que el valor de la corriente medida influye solamente en la velocidad de evolución de la salida del integrador, 22 hasta 27, y ésta última queda, en todos los casos, limitada por el umbral alto Vs+.

El circuito monoestable 29 podría ser de tipo analógico, con una alimentación filtrada y bien estabilizada, con el fin de limitar cualquier desviación en la duración K. Según este ejemplo, el circuito monoestable 29 es de tipo numérico, y el mismo comprende un contador, que recibe una serial de reloj de la base de tiempos 10 a través de una puerta ET - que está controlada por el comparador 28 - cuya salida pasa al estado lógico 1 para activar el circuito monoestable 29.

La tensión de referencia Vref+ es inferior a la tensión de reposo es decir, que es inferior a 2 voltios, según este ejemplo, si se desea volver efectivamente a esta tensión de reposo. La misma puede ser elegida, dado el caso, de forma negativa ó incluso ser simplemente igual a la tensión de masa. Si se desea limitar la duración K de la contra-reacción en relación con el ciclo variable de las activaciones del circuito monoestable 29, puede ser previsto un valor de la resistencia 23, el cual sea mas bajo que el valor de la resistencia 22, Asimismo, podría estar prevista una tensión de reposo más elevada para el integrador, 22 hasta 27, como, por ejemplo, de 6 voltios, y el circuito monoestable 29 seria entonces (con la tensión de umbral Vs+ invariada) disparado con mayor frecuencia para inyectar cada vez al condensador 26 una reducida cantidad de cargas.

Tal como puede ser apreciado, para quedar por debajo del umbral Vs+, no es obligatorio que la carga de retroacción corresponda exactamente a la diferencia de tensión entre la tensión de reposo y la tensión de umbral Vs+. Esta carga puede estar perfectamente sobredimensionada para llevar la tensión de salida del amplificador 25 a un nivel, que es inferior a la tensión de reposo, en la medida en la que este nivel sea compatible con la gama de un funcionamiento correcto del montaje. De forma contraria, esta carga también puede estar subdimensionada, es decir, que reduce - en su caso, varias veces - la tensión integrada de salida hacia la posición de reposo, pero sin alcanzar la misma, es decir, conducir simplemente la tensión integrada por debajo del umbral Vs+. En este supuesto, el circuito monoestable 29 seria disparado más frecuentemente.

Por este hecho, se comprende que el dispositivo ó montaje de un funcionamiento cíclico aquí presentado, de ciclo variable en función de la corriente medida, puede ser equivalente a un montaje de funcionamiento estático, en el cual la variable de la medida ya no seria el número de inyecciones de cantidades calibradas de cargas, sino sería ahora la amplitud, variable, de una permanente señal de mando de un elemento atenuador regulable, que reemplaza el interruptor 24, para definir la tensión de salida del integrador, 22 hasta 27, a un valor consignado ó valor de reposo.

Se puede observar que el integrador, 22 hasta 27, también podría haber sido previsto para invertir el sentido de la corriente integrada. Las explicaciones precedentes quedarían válidas, y la escala de tensiones de 0 a 12 voltios sería ahora al revés. Asimismo, el interruptor 24, asociado a la tensión Vs+, constituiría solamente un nivel calibrado de alta precisión, que mejora la precisión de la medición. En el caso contrario, la salida del circuito monoestable 29 podría alimentar directamente la resistencia 23, aquí a través de un elemento inversor, que aporta unos impulsos descendentes, por ejemplo, en el sentido hacia la masa.

Cada impulso Q+ de la retroacción del circuito monoestable 29 es completado dentro del circuito 13, es decir, es añadido ó integrado al resultado del anterior contaje para suministrar así un valor integral actualizado, aquí numérico, que representa la integridad de la retroacción desde el comienzo de la medición, es decir, el número N1 de veces que la misma ha sido reducida de un valor previamente determinado (Vs+ - V reposo), ó sea, representa el valor de la tensión del amplificador 25. Este valor integral (aquí N veces 4 voltios) de la contra-reacción representa, por consiguiente, también el valor - ficticio - que representaría en más la tensión actual del integrador, 22 hasta 27, si la misma no hubiera sido sometida a la contra-reacción. Este valor integral de la contra-reacción puede ser memorizado, con preferencia de forma numérica, tal como en este caso. La memoria 14 recibe del circuito 13 el número N1 de impulsos Q+ del circuito monoestable ó temporizador 29. Según este ejemplo, el dispositivo medidor proporciona, efectivamente, unas informaciones más detalladas por el hecho de que, además, el circuito 12 indica al circuito de contaje 13 el estado del funcionamiento del teléfono móvil. El circuito de contaje 13 aplica ahora los impulsos Q+ del circuito monoestable 29, los que el primero acaba de recibir, sobre un subtotal de una de las memorias, 15 hasta 17, la que corresponde al estado del funcionamiento del teléfono móvil. Cada vez, el circuito 13 vuelve a leer la memoria 14 y una de las memorias, 15 hasta 17, la cual esté afectada, y añade una unidad al número que la misma contenía. Un teclado - que aquí no ha sido indicado - le permite al usuario del teléfono móvil actuar sobre la unidad central 11 para consultar las memorias, 14 hasta 17, por medio de la pantalla 18.

La unidad central 11 divide el número N1, leído en la memoria, 14 hasta 17, por un número fijo M de memoria muerta, el cual representa el valor máximo posible, es decir, la integral de la corriente de descarga completa de la batería 1 y, por consiguiente, la capacidad de la misma en amperios- hora. El cociente obtenido de N/M es retenido en la forma de un porcentaje de descarga ó bien el microprocesador 11 calcula, en base al mismo, el complemento a 1 para fijar un porcentaje de capacidad restante 100 (1 - N1/M) de la batería, establecido como un tal porcentaje ó bien en la forma de unas duraciones de autonomía restante para la espera ó vigilancia y/ó para la comunicación.

Tal como ya indicado, el esquema de la Figura 3 vuelve a emplear los elementos de la Figura 2, con las mismas referencias correspondientes y con las mismas funciones, y este esquema se refiere, además, a unas tensiones de entrada negativas, es decir, que mide asimismo la corriente de descarga de la batería 1 por las bornas, 5 y 6. De manera general, las funciones de los circuitos de la Figura 2 están duplicadas para constituir dos cadenas de medición paralelas, cuyas medidas son sustraídas para aportar una medida de balance de consumo. En este caso, el integrador, 22 hasta 27, sin embargo, no está duplicado toda vez que el mismo es explotado por las dos cadenas, con la integración de la corriente en un sentido y en el otro. Los circuitos lógicos, 12 hasta 17, están compartidos también por estas dos cadenas de medición.

Para este fin, un segundo circuito comparador de retroacción, 38 y 39, comprende un comparador 38 así como un circuito monoestable 39 homologados, respectivamente, a los circuitos, 28 y 29, por lo que la descripción del funcionamiento de los mismos no se repite aquí. El comparador 38 compara una señal, emitida por el amplificador integrador 25, con un umbral bajo Vs- para luego ordenar el cierre de un interruptor 34, homologado al interruptor 24, con el objeto de aplicar una tensión continua de referencia baja Vref- sobre una tercera entrada de este dispositivo integrador, que comprende el amplificador 25, exactamente sobre un extremo de una resistencia 33 que, por su otro extremo, se encuentra conectada a la entrada inversora del amplificador 25.

El montaje ó dispositivo de la Figura 3 también podría funcionar con una sola alimentación positiva, entre la masa y 12 voltios, por ejemplo, siendo la tensión media de 6 voltios elegida como el valor de reposo por la salida del amplificador integrador 25, mientras que las tensiones de los umbrales, Vs+ y Vs-, al igual que las tensiones de referencia, Vref+ y Vref-, tienen preferentemente unos valores simétricos en relación con este valor medio de 6 voltios, con el fin de disponer de dos zonas con las mayores dinámicas posibles.

Sin embargo, aquí está previsto alimentar con una tensión positiva de 12 voltios, y el negativo con - 12 voltios, los circuitos analógicos de entrada (25) y, en el caso de necesidad, los circuitos monoestables, 29 y 39, cuyas señales lógicas de salida se encuentran dentro de la zona de las tensiones positivas.

Por esta razón, es la masa la que representa la tensión de reposo y la tensión de umbral Vs- es negativa e igual, con el signo de aproximado, a Vs+. Lo mismo ocurre con la tensión de referencia, es decir, Vref- en relación con Vref+.

Los interruptores, 24 y 34, son ahora del tipo inversor de reposo/trabajo; con una posición de reposo, que polariza a masa la asociada resistencia de la entrada, 23 y 33, y evita, de este modo, una influencia de los ruidos electrónicos.

Está previsto, además, un interruptor conmutador 31, que está conectado en serie entre la resistencia 22 y la borna 4 y que es accionado por el microprocesador 12 para llevar a efecto un calibrado del cero positivo de la medida por poner la entrada de medición 22 a masa.

El funcionamiento del esquema de la Figura 3 es como sigue:

Tal como esto está indicado en la Figura 4A, el amplificador integrador 25 suministra una señal - creciente ó bien decreciente - que representa la integral del balance de carga de la batería 1; integral ésta que está disminuida por los efectos de las retroacciones, que ya han tenido lugar.

Los comparadores, 28 y 38 - cuyos umbrales, Vs+ y Vs-, encuadran la tensión de reposo del amplificador integrador 25

- ordenan, a través de los respectivos circuitos monoestables, 29 y 39, y de los interruptores correspondientes, 24 y 34, una retroacción propia de cada uno y llevan la tensión de salida del amplificador 25 dentro de la zona de Vs- hasta Vs+.

De este modo, el circuito monoestable 29 actúa sobre los circuitos, 12 hasta 17, en el sentido descendente, los cuales pertenecen a la cadena de medición de la integral N1 de la corriente de descarga, mientras que el circuito monoestable 39 también actúa sobre una cadena de medición de la integral N2 de la corriente de carga de la batería 1; cadena ésta que aquí está formada por los mismos circuitos, 12 hasta 17, como la otra cadena. El circuito 13 calcula la diferencia N2-N1 entre el total N1 de los impulsos Q+ del circuito monoestable 29 y el total N2 de los impulsos Q- del circuito monoestable 39, generados al ser el umbral alto Vs+ y el umbral bajo Vs-, respectivamente, franqueados en la salida de la zona limitada por estos dos umbrales, N2-N1, y representa así la carga remanente de la batería 1.

Tal como ya mencionado, el interruptor inversor 31 - que equivale a un corta-circuito controlable del entrehierro de entrada 21 - permite al microprocesador 11 medir la inclinación de cualquier derivación parasitaria en el transcurso-del tiempo mediante el contaje de los eventuales impulsos de uno de los comparadores, 28 y 38, por una determinada duración, con el objeto de corregir - de forma numérica y preferentemente dentro del circuito 13 - los valores ulteriores de una medición.

La aplicación de una corriente calibrada entre las bornas, 3 y 4, permite efectuar la calibración de la sensibilidad del integrador de entrada, 22 hasta 27, y de los circuitos de retroacción (parte analógica).

La Figura 5 muestra, de forma detallada, el circuito monoestable ó temporizador numérico 29, que suministra un impulso de una duración calibrada K; la Figura 6 indica - en función del tiempo t - el estado de las salidas de los elementos antes referidos.

El temporizador numérico 29 comprende un contador asíncrono 36 de cuatro niveles, cuyas salidas Qa, Qb, Qc y Qd, conmutan de forma sincronizada con un reloj H, con una orden procedente de la base de tiempos 10 y, más exactamente, de avance ó bien los tiempos son puestos todos a cero por una orden especial en el momento de un montante frontal del reloj H.

Con el fin de evitar cualquier incertidumbre en el funcionamiento - la que falsearía la duración K de la orden del interruptor 24 - el contador 46 está rodeado de varias puertas lógicas, que permiten actuar de forma correcta sobre el mismo, aunque el comparador 28 no presente ninguna sincronización con respecto al reloj H y que, por el otro lado, la salida del mismo vuelva a pasar a su estado inactivo antes de finalizar la normal duración K del impulso de mando del interruptor 24.

A este efecto, la salida del comparador 28 es aplicada sobre una puerta de muestreo ET42, controlada por una señal del reloj H, la cual es invertida por un elemento inversor 41. La salida de la puerta 42 ataca en la entrada de carga S de la puerta 43 de un elemento basculante asíncrono de tipo RS, que está constituido por las dos puertas inversoras OU, 43 y 44, reunidas entre si por unos bucles. La salida de la puerta inversora 44 de circuito OU es aplicada sobre la entrada de la puerta ET 45, que ataca en una entrada de reloj 461 del contador 46 y la que recibe la señal de reloj H por una segunda entrada. Según este ejemplo, queda descodificado el estado "14" (así como el estado "15") del contador 46 por conectarse las salidas Qb, Qc y Qd a las tres entradas de una puerta ET 47 de cuatro entradas, la que recibe la señal invertida del reloj H por la cuarta entrada.

La salida de la puerta ET 47 está conectada a la entrada de descarga R de la puerta inversora OU 44 así como a la entrada de descarga R de la puerta inversora OU de un elemento basculante asíncrono RS, constituido por dos puertas inversoras OU, 48 y 49, unidas entre si mediante unos bucles, y la entrada de carga S de la puerta 48 se encuentra conectada a la salida de la puerta ET 45.

La salida de la puerta 49 actúa sobre el interruptor 24. Por el otro lado, una puerta ET 51 recibe la señal del reloj H y la aplica sobre la entrada de puesta a cero 460 del contador 46 bajo el control de la puerta inversora 50, que conecta la salida de la puerta inversora OU 44 con una entrada de la puerta ET 51.

El funcionamiento del temporizador 29 es de la siguiente manera: Al ser puestos bajo la tensión los dos elementos basculantes de tipo RS, 43 y 44 así como 48 y 49, los mismos son obligados a adoptar el estado de reposo por la activación en 1 de su entrada R, por ejemplo, por un circuito de Resistencia en serie y por el condensador en paralelo por la salida de la puerta ET 37; el condensador realiza un retroceso temporal hacia la tensión de alimentación, que se acaba de establecer. El comparador 28 se encuentra en reposo al estado lógico de cero de salida, y el elemento basculante RS, 43 y 44, conserva su estado de reposo; con un estado lógico de cero en la salida, se cierra la puerta de avance ET 45 del contador 46 y se abre la puerta de puesta a cero ET 51 con cada señal del reloj H. Por consiguiente, la puerta ET 37 está cerrada al encontrarse completamente a cero el estado de salida del contador 46, que queda bloqueado.

Al suministrar el comparador 28 un estado de activación 1 del circuito monoestable 29, este estado 1 es muestreado (flecha 62) por la puerta 42 durante el segundo semi-periodo de la señal H al principio del período y según lo indicado en la Figura 5; la flecha 61, en cambio, es aplicada si es considerado que el montante frontal - activo - corresponde a la iniciación de un período. El elemento basculante RS, 43 y 44, pasa ahora a la activación 1 en su salida y desbloquea (flecha 64) la puerta de avance T 45 del contador 46, cerrándose por completo (flecha 63) la puerta de puesta a cero ET 51.

De esta manera, los comandos del contador 46 son posicionados previamente para cualquier instante, pero sólo dentro del segundo semi-periodo de la señal del reloj H, aunque el montante frontal activo del siguiente período del reloj H - en su paso al estado 1 del contador 46 - sea tenido en cuenta desde que el mismo llega a presentarse y, por consiguiente, sin mutilar el primer periodo H del contaje, es decir, sin retrasar la activación del interruptor 24. Con otras palabras: Se paraliza el entorno (42) de mando del contador 46, al estar éste preparado para avanzar, con el fin de que el mismo no pueda recibir simultáneamente unas órdenes contradictorias. La activación del interruptor 24 es ordenada por la puerta de activación ET 45 del contador 46, cuyo primer montante frontal activo (flecha 66) es activo en la entrada S del elemento basculante, 48 y 49, y transmite este estado lógico 1 a la salida 49 y la memoriza en la misma, lo cual activa - por cierre - el interruptor 24 de una manera estable, sin transmitir después la señal del reloj, a la iniciación del estado de contaje 1.

Al llegar el contador 46 al estado "14", las salidas Qb, Qc y Qd están ahora en la activación 1, y la señal invertida del reloj H en la puerta ET 47 lleva a efecto un muestreo desfasado de un semi-periodo con respecto al reloj H, es decir, que abre (flecha 71) la puerta 47 durante el segundo semi-periodo de la señal del reloj H, ahora que el contador 46 ha tenido el tiempo para estabilizarse durante, el primer semi-periodo. De este modo, queda impedida cualquier descodificación del estado transitorio, la cual es susceptible de poner de manera anticipada el contador 46 a cero.

El estado lógico 1 en la salida de la puerta ET 47 coloca ahora a cero los elementos basculantes, 43 y 44 así como 48 y 49 (flechas 72 y 73), a la iniciación del segundo semi-periodo del reloj H. De este modo, el interruptor 24 está cerrado durante exactamente 13,5 períodos del reloj H.

La puerta 51 está desbloqueada (flecha 74), y la misma deja pasar la señal del reloj H (flecha 65), la que coloca - al principio del periodo siguiente - el contador 46 a cero. Esto trae consigo (flecha 66) el nuevo cierre de la puerta 47 para la puesta a cero de los elementos basculantes. El circuito monoestable 29 puede ser ahora disparado otra vez por medio del comparador 28.

Claims (10)

1. Dispositivo medidor de la corriente intercambiada entre una fuente de almacenamiento de energía (1) y los circuitos eléctricos (19) de un terminal portátil del tratamiento de datos ó de señales, el cual comprende un captador de medida de corriente (21), previsto para ser conectado entre la fuente (1) y los referidos circuitos (19); dispositivo medidor éste que está caracterizado porque el captador (21) se encuentra conectado a una primera entrada (22) de unos primeros medios integradores (22 hasta 27), previstos para integrar la medida de la corriente y para actuar - como consecuencia - sobre unos medios comparadores (28, 29, 34), previstos para detectar el paso por un umbral alto (Vs+) por la integral de la corriente y para luego aplicar, sobre una segunda entrada (23) de los primeros medios integradores (22 hasta 27), una señal calibrada de retroacción, de retroceso por debajo del umbral alto (Vs+); como asimismo están previstos unos segundos medios integradores (12 hasta 17), para la integración de las señales de retroacción y para suministrar una medida de la corriente intercambiada.

2. Dispositivo conforme a la reivindicación 1), según el cual los medios comparadores (28, 29, 34) comprenden - en la salida - unos medios de calibrado (29, 34) de la señal de retroacción, los cuales comprenden un temporizador (29), previsto para suministrar un impulso de una duración calibrada.

3. Dispositivo conforme a la reivindicación 2), según el cual los medios de calibrado comprenden un interruptor (34), previsto para ser accionado por el temporizador (29), y que conecta una fuente, de una tensión previamente determinada, a la segunda entrada (23) de los primeros medios integradores (22 hasta 27).

4. Dispositivo conforme a una de las reivindicaciones 1) hasta 3), según el cual los segundos medios integradores (12 hasta 17) son - por lo menos en parte - solidarios con la fuente (1).

5. Dispositivo conforme a una de las reivindicaciones 1) hasta 4), según el cual y a efectos de la medición de una corriente de sentido opuesto a la corriente con tendencia de activar los primeros medios comparadores (28, 29), están previstos unos segundos medios comparadores (38, 39) para detectar el paso de un umbral bajo (Vs-) en la salida de los primeros medios integradores (22 hasta 27) y para aplicar - como consecuencia - sobre una tercera entrada (33) de los primeros medios integradores (22 hasta 27) una señal calibrada de retroacción, de retroceso por encima del umbral bajo (Vs-), estando unos terceros medios integradores (12 hasta 17) - para la integración de las señales de retroacción de los segundos medios comparadores (28, 29) - previstos para suministrar una medida de la corriente, tenida en consideración; como asimismo están previstos, por las salidas de los segundos medios integradores y de los terceros medios integradores (12 hasta 17), unos medios sustractores (13) de sus respectivas medidas para suministrar una medida de balance del consumo.

6. Dispositivo conforme a la reivindicación 5), según el cual los primeros medios integradores (22 hasta 27) están previstos para funcionar dentro de una zona, que está delimitada por las dos tensiones de umbral, alto Vs+ y bajo Vs-, y la que está centrada en la masa.

7. Dispositivo conforme a una de las reivindicaciones 2) hasta 6), según el cual el temporizador (29) es numérico y comprende un contador (46) para el suministro de impulsos calibrados, el cual es accionado por un comparador (28) a través de unos circuitos de sincronización (41 hasta 45), previstos para muestrear y memorizar - en oposición de fase con un reloj de avance del contador (46) - un estado activo por la salida del comparador (28).

8. Dispositivo conforme a la reivindicación 7), según el cual están previstos unos circuitos de muestreo (47 hasta 49, 44, 50, 51) del estado del contador (46), los cuales están previstos para detectar - en oposición de fase con el reloj - un particular estado del contador (46) y para luego pasar a un estado de reposo el contador (46) así como los circuitos de sincronización (41 hasta 45).

9. Terminal portátil para el tratamiento de datos ó de señales, el cual está caracterizado porque el mismo comprende un dispositivo según la reivindicación 1).

10. Terminal conforme a la reivindicación 9), según el cual los segundos medios integradores (12 hasta 17) están previstos para suministrar unas diferentes medidas de corriente (15 hasta 17), en función del estado de funcionamiento del terminal.