FR2478821A1

FR2478821A1 - AUTOMATIC CONTROL DEVICE USING AN OSCILLOSCOPE

Info

Publication number: FR2478821A1
Application number: FR8105737A
Authority: FR
Inventors: Yoshida Hajime
Original assignee: Hajime Industries Ltd
Current assignee: Hajime Industries Ltd
Priority date: 1980-03-24
Filing date: 1981-03-23
Publication date: 1981-09-25
Also published as: GB2072862B; JPS56133667A; DE3111351A1; FR2478821B1; GB2072862A; DE3111351C2; CA1152739A

Abstract

L'INVENTION CONCERNE LES DISPOSITIFS A OSCILLOSCOPE A TUBE DE BRAUN 3 POUR CONTROLE DES CARACTERISTIQUES ELECTRIQUES D'OBJETS 2, DU TYPE A BALAYAGE EN FONCTION DU TEMPS POUR FORMER DES ONDES CORRESPONDANTES SUR LE TUBE DE BRAUN ET A OBSERVATION DE CES ONDES POUR DETERMINER SI LES OBJETS SONT BONS OU MAUVAIS. LE PROBLEME TECHNIQUE CONSISTE A PERMETTRE UN CONTROLE AUTOMATIQUE DES DIVERSES CARACTERISTIQUES. SUIVANT L'INVENTION, UN TEL DISPOSITIF COMPREND, D'UNE PART, UN MASQUE OPTIQUE OM CONSTITUE PAR UNE MATIERE EMPECHANT LE PASSAGE DE LA LUMIERE QUI APPARAIT SUR L'ECRAN PS POUR REPRESENTER LES CARACTERISTIQUES ELECTRIQUES, CE MASQUE AYANT UNE FORME CORRESPONDANT A UNE ONDE STANDARD ET ETANT SITUE EN UNE POSITION PREDETERMINEE SUR L'ECRAN ET, D'AUTRE PART, UN CAPTEUR OPTIQUE 4 POUR DETECTER LA LUMIERE EMISE PAR L'ECRAN ET PRODUIRE UN SIGNAL ELECTRIQUE. L'INVENTION EST EN PARTICULIER UTILISEE POUR CONTROLER LES CARACTERISTIQUES DE BANDE PASSANTE.THE INVENTION RELATES TO BRAUN 3 TUBE OSCILLOSCOPE DEVICES FOR CONTROL OF THE ELECTRICAL CHARACTERISTICS OF OBJECTS 2, OF THE SCAN TYPE AS A FUNCTION OF TIME TO FORM CORRESPONDING WAVES ON THE BRAUN TUBE AND OBSERVATION OF THESE WAVES IF DETERMINING THE OBJECTS ARE GOOD OR BAD. THE TECHNICAL PROBLEM CONSISTS OF ALLOWING AUTOMATIC CONTROL OF THE VARIOUS CHARACTERISTICS. FOLLOWING THE INVENTION, SUCH A DEVICE INCLUDES, on the one hand, AN OPTICAL MASK OM CONSTITUTED BY A MATERIAL PREVENTING THE PASSAGE OF THE LIGHT APPEARING ON THE SCREEN PS TO REPRESENT THE ELECTRICAL CHARACTERISTICS, THIS MASK HAVING A SHAPE CORRESPONDING TO A STANDARD WAVE AND BEING LOCATED IN A PREDETERMINED POSITION ON THE SCREEN AND, ON THE OTHER HAND, AN OPTICAL SENSOR 4 TO DETECT THE LIGHT EMITTED BY THE SCREEN AND PRODUCE AN ELECTRICAL SIGNAL. THE INVENTION IS IN PARTICULAR USED TO CONTROL THE CHARACTERISTICS OF BANDWIDTH.

Description

-1 Dispositif de contrôle automatique utilisanL lin oscilloscoPe, La-1 Automatic control device using oscilloscope lin, The

présente invention concerne de Laçon générale les dispositifs de contrôle au moyen desquels on peut réaliser The present invention relates generally to the control devices by means of which one can realize

le contrôle automatique des rcaractéristiques d' éléments de cir- the automatic control of the characteristics of cir-

cuit ou d'éléments analogues, et elle porte plus particulière- or similar elements, and is more particularly

ment sur des dispositifs de contrôle qui utilisent des oscil- on control devices that use

loscopes à tube de Braun pour accomplir le contrôle automatisé. Braun tube loscopes to achieve automated control.

Au cours des dernières années, les circuits élec- In recent years, the elec-

triques ont atteint une précision de plus en plus élevée, en liaison avec le progrès des technologies électroniquesr tandis qu'une très grande variété d'éléments de circuit constitués par de nouvelles matières sont introduits et développés et que la technologie de fabrication progresse. Simultanément, des Increasing accuracy has been achieved in connection with the advancement of electronic technologies, while a wide variety of new material circuit elements are being introduced and developed and manufacturing technology is progressing. Simultaneously,

exigences sévères sont imposaes aux fonctions ou à des carac- requirements are imposed on the functions or on the characteristics

téristiques spéciales de tels circuits ou éléments et lors- special characteristics of such circuits or elements and

qu'on contrôle de telles caractéristiques électriques, il peut être impossible de satisfaire ces exigences par un contrôle control of such electrical characteristics, it may not be possible to meet these requirements by

portant sur un seul point comme les caractéristiques de ré- on a single point such as the characteristics of

ponse en fréquence, le spectre, les caractéristiques de ré- frequency, the spectrum, the characteristics of

ponse transitoire ou le taux de distorsion, et il est par transient response or the rate of distortion, and it is by

exemple nécessaire d'effectuer des mesures de précision por- necessary to perform precision measurements

tant sur des variations en fonction du temps. both on variations as a function of time.

On accomplit normalement le contrôle mentionné ci- The control mentioned above is normally performed

dessus en utilisant un oscilloscope à tube de Braun et en effectuant sur l'axe des temps un balayage de tension ou de fréquence pour former une onde caractéristique sur le tube de Braun et pour contrôler cette onde caractéristique de façon using a Braun tube oscilloscope and performing a voltage or frequency sweep on the time axis to form a characteristic wave on the Braun tube and to control this characteristic

visuelle afin de déterminer si les critères imposés sont sa- in order to determine whether the criteria imposed are

tisfaits ou non. A l'heure actuelle, il est courant que de tels éléments de circuit soient fabriqués en grande série et satisfied or not. At present, it is common for such circuit elements to be mass-produced and

on prépare effectivement les conditions permettant d'automa- the conditions for automatic

tiser le contrôle dle telles caractéristiques électriques. control such electrical characteristics.

Cependant, dans l'état actuel des choses, il n'a pas encore However, as things stand, he has not yet

été proposé de dispositifs capables de réaliser de façon auto- proposed devices capable of self-

matique le contrôle mentionné ci-dessus. the control mentioned above.

-2- On va maintenant expliqtÄ,er, en se ré;férant aux We will now explain, referring to the

Figures 1 et 2 un dispositif de cc.ntrô1e utilisant des oscil- Figures 1 and 2 a control device using oscillations

loscopes à-tube de Braun correspondant à V'art antérieur. Braun tube-type loscopes corresponding to anterior V'art.

La Figure L est une vue de face d'un C>crarn PS( de l'oscilla- Figure L is a front view of a C> crarn PS (from the oscilla-

scope à tube de Braun. La courbe a sur cet écran PS représente Braun tube scope. The curve on this screen PS represents

une caractéristique de bande passante qu'on rencontre habi- a bandwidth characteristic that we usually encounter

tuellement (onde standard) pour le circuit de haute fréquence d'un objet à contrôler. Dans ce cas, les points de contrôle correspondent, par exemple, à l'écart de fréquence fi au pied de la courbe caractéristique de bande passante a, à la bande (standard wave) for the high frequency circuit of an object to be controlled. In this case, the control points correspond, for example, to the frequency deviation fi at the foot of the bandwidth characteristic curve a, to the band

de fréquence F2 au sommet de la courbe, ou à l'ondulation LI. of frequency F2 at the top of the curve, or the waving LI.

(variation de niveau) au sommet. Dans le cas du contrôle de (level variation) at the top. In the case of control of

circuits réels, on établit des limites inférieures et supé- real circuits, lower and higher limits are

rieures acceptables pour les valeurs fi, f2, ou Ll, et lorsque la courbe a demeure à l'intérieur de cette plage de tolérance, acceptable values for fi, f2, or Ll, and when the curve has remained within this tolerance range,

le circuit contrôlé est accepté en tant que produit qualifié. the controlled circuit is accepted as a qualified product.

Ainsi, dans le cas habituel, représenté sur la Fi- Thus, in the usual case, represented on the

guré 2, on trace sur l'écran PS du tube de Braun une plage standard R définie par des courbes en trait continu b et c qui 2, a standard range R defined by continuous curves b and c is plotted on the PS screen of the Braun tube.

indiquent les valeurs des tolérances supérieures et inférieu- indicate the values of the upper and lower tolerances

res pour la courbe désirée a, représentée par la ligne en poin- res for the desired curve a, represented by the line in

tillés a, grâce à quoi la courbe réelle d'un objet contrôlé, tills a, thanks to which the actual curve of a controlled object,

tracée sur l'écran PS, est contrôlée visuellement pour déter- plotted on the PS screen, is visually inspected to determine

miner si elle est comprise ou non dans la plage standard R. Cependant, d'un point de vue pratique, le contrôle whether or not it falls within the standard range R. However, from a practical point of view, the control

présente des difficultés et on ne peut pas s'attendre à un con- presents difficulties and can not be expected to

trôle précis et effectif lorsqu'on effectue le contrôle en établissant de façon imaginaire une telle plage standard R sur l'écran PS, à cause de la nature de l'écran PS du tube de Braun et des fluctuations de la courbe contrôlée a. En outre, accurate and efficient control when performing the control by imaginatively establishing such a standard R range on the PS screen, because of the nature of the Braun tube PS screen and the fluctuations of the controlled curve a. In addition,

le contrôle devient plus difficile lorsque la plage de tolé- control becomes more difficult when the tolerance range

rance R est faible.rance R is low.

De plus, dans le cas du contrôle de grandes quanti- Moreover, in the case of large quantity control

tés d'objets, de nombreux défauts peuvent se manifester, comme objects, many faults may occur, such as

l'accumulation de la fatigue inévitable des yeux de l'opéra- accumulation of the inevitable fatigue of the eyes of the opera-

teur effectuant le contrôle.performing the check.

- 24.78821- 24.78821

-3 - Le but essentiel de l'invention est donc d'offrir un dispositif de contrôle permettant de réaliser un contrôle The essential aim of the invention is thus to provide a control device making it possible to carry out a control

automatique des diverses caractéristiques des circuits élec- the various characteristics of the electrical circuits

triques mentionnées ci-dessus, en utilisant des oscilloscopes à tuie de Braun. L'invention consiste en un dispositif de contrôle qui comporte un capteur optique produisant des signaux de sortie sous l'effet de la lumière qui provient de l'écran de tubes de Braun, et dans lequel on utilise des oscilloscopes a tube de Braun pour effectuer un balayage en fonction du temps des caractéristiques électriques d'objets contrôlés tels que mentioned above, using Braun's tufted oscilloscopes. The invention consists of a control device which comprises an optical sensor producing output signals under the effect of light coming from the Braun tube screen, and in which Braun tube oscilloscopes are used to perform a time-based scan of the electrical characteristics of controlled objects such as

des circuits électriques ou des éléments de circucit électrique. electrical circuits or electrical circuit elements.

On utilise un tel dispositif de contrôle pour déterminer si un objet contrôlé est bon ou mauvais en observant l'onde qui indique les caractéristiques électriques de l'objet contrôlé, tel qu'il apparait sur l'écran du tube de Braun. On place sur le tube de Braun un masque optique qui empêche pratiquement tout passage de lumière à partir d'une plage standard qui se trouve à un emplacement prédéterminé, la forme de cette plage correspondant à l'onde standard relative aux caractéristiques Such a control device is used to determine whether a controlled object is good or bad by observing the wave that indicates the electrical characteristics of the controlled object, as it appears on the screen of the Braun tube. An optical mask is placed on the Braun tube which substantially prevents any light from passing from a standard range at a predetermined location, the shape of this range corresponding to the standard feature wave.

électriques d'un objet contrôlé.of a controlled object.

L'invention sera mieux comprise à la lecture de la The invention will be better understood on reading the

description qui va suivre d'un mode de réalisation et en se description that follows of an embodiment and in

référant aux dessins annexes sur lesquels -: - Les Fig. 1 et 2 représentent des vues de face respectives d'écrans de tubes de Braun appartenant à des oscilloscopes à tube de Braun; eL - La Fig. 3 représente un schéma d'un exemple de referring to the attached drawings in which -: - Figs. Figures 1 and 2 show respective front views of Braun tube screens belonging to Braun tube oscilloscopes; eL - FIG. 3 represents a diagram of an example of

dispositif de contrôle correspondant à l'invention. control device corresponding to the invention.

On va maintenant se reporter à la Fig. 3 pour ex- We will now refer to FIG. 3 for ex-

pliquer un exemple du dispositif de contrôle correspondant à l'invention. Sur la Fig. 3, la référence 1 désigne un générateur de balayage qui produit des signaux de balayage pour des axes de temps correspondant à la tension ou à la fréquence, selon le but des mesures à effectuer. Les signaux provenant de ce - 4 - générateur sont appliqués à des jets 2 à c(, rintiôler qui sont, an example of the control device corresponding to the invention. In FIG. 3, reference numeral 1 denotes a scanning generator which produces scanning signals for time axes corresponding to the voltage or frequency, depending on the purpose of the measurements to be made. The signals from this generator are applied to jets 2 to c (, rintiôler which are,

par exemple, des circuits électrirnies ou des elments de cir- for example, electrified circuits or circuit elements

cuit. Les signaux que produit. le. (iiérateur (de balayage I et qui sont transmis par des objets r.onrt-ôlés, C0omime uCo circlJit électrique 2, sont appliqués à un oscilloscope à tube de Braun 3 afin que les caractéristiques du circuit électrique 2 qui est contrôlé soient tracées sur l'écran PS du tube de Braun cooked. The signals that produces. the. The oscillator (I), which is transmitted by rotating objects, is connected to a Braun 3 tube oscilloscope so that the characteristics of the electrical circuit 2 which is monitored are plotted on the screen. PS screen of Braun tube

sous la forme d'une courbe caractéristique. in the form of a characteristic curve.

Dans le cas de l'invention, on trouve sur l'écran PS un masque optique opaque OM qui correspond aux valeurs des In the case of the invention, there is on the PS screen an opaque opaque mask OM which corresponds to the values of the

limites supérieures et inférieures de la courbe caractéristi- upper and lower limits of the characteristic curve

que standard pour les caractéristiques de l'objet 2, c'est-à- than standard for the characteristics of object 2, ie

dire du circuit électrique, à mesurer ou à contrôler. En say the electrical circuit, to measure or control. In

d'autres termes, ce masque couvre la plage de valeurs admis- in other words, this mask covers the range of acceptable values.

sible R pour la courbe mesurée en définissant une plage cor- sible for the measured curve by defining a correct range

respondante sur l'écran PS du tube de Braun, à un emplacement respondent on the PS screen of the Braun tube at a location

prédéterminé auquel la courbe caractéristique de l'objet con- the characteristic curve of the object con-

tr1lé 2 apparaît sur l'écran PS. Le masque optique OM empêche ainsi le passage de la lumière de l'écran PS du tube de Braun qui est émise sous ce masque. Ainsi, lorsqu'on effectue une mesure réelle, dans le cas o l'objet contrôlé 2 est bon ou est compris dans les tolérances, la courbe caractéristique présente sur l'écran PS est cachée par le masque optique OM et aucun point lumineux n'apparaît sur l'écran PS. Cependant, lorsque l'objet contrôlé 2 est mauvais, c'est-à-dire lorsqu'il est hors des tolérances, la courbe caractéristique présente sur l'écran PS pour cet objet sort de la plage qui est masquée par le masque OM, si bien que des points lumhineux apparaissent sur l'écran PS. En d'autres termes, si le masque OM mentionné précédemment se trouve à une position prédéterminée sur l'écran PS du tube de Braun, on peut déterminer si l'objet Link 2 appears on the PS screen. The OM optical mask thus prevents the passage of light from the PS screen of the Braun tube which is emitted under this mask. Thus, when a real measurement is made, in the case where the controlled object 2 is good or is within the tolerances, the characteristic curve present on the PS screen is hidden by the optical mask OM and no luminous point n ' appears on the PS screen. However, when the controlled object 2 is bad, that is to say when it is out of tolerance, the characteristic curve present on the PS screen for this object leaves the range which is masked by the mask OM, so that luminescent spots appear on the PS screen. In other words, if the previously mentioned OM mask is at a predetermined position on the PS screen of the Braun tube, it can be determined whether the object

contrôlé 2 est bon ou mauvais par le fait que des points lumi- Controlled 2 is good or bad by the fact that

neux apparaissent ou non sur l'écran PS. appear on the PS screen or not.

Ainsi, conformément 1 l'invention, un capteur op- Thus, according to the invention, a sensor op-

tique 4, constitué, par exemple, par des photodiodes, est placé à une position désirée devant l'écran PS du tube de Braun, - 5 - 4, constituted for example by photodiodes, is placed at a desired position in front of the screen PS of the Braun tube,

comme par exermple sur l'axe vertical de ce dernier, ce gui per- as for example on the vertical axis of the latter, this mistletoe

met de détester]i lin point l1 ne- > p:par.i o-i non Sir l'écran PS, et perliet de conrtrôlez automat.iquemeilnt le circuit 2 pour déterm. -e: s'il est}D^=l Ou l1 O.Vw LîS.]ï- ï-2] I té, le signal de sortie du capteur 4 est transmis par un amiplifica- teur 5 qui est nécessaire pour attaquer un dispositif d alarme I hate to dislike the PS screen, and automatically control the circuit 2 for the purpose of deter- mining. if it is, the output signal of the sensor 4 is transmitted by a friend amplifier 5 which is necessary to attack a driver. alarm device

6 qui contient une sonnerie ou une lampe, etc, à faire fonc- 6 which contains a bell or a lamp, etc., to operate

tionner. Conformément à l'invention, le capteur 4 produit un signal de sortie lorsqu'un point lumineux apparaît sur lfécran PS, c'est-à-dire seulement lorsque Jla courbe caractéristique de l'objet contrôlé 2 sort de la zone masquée par le masque OM, ou lorsque l'objet 2 est mauvais Ainsi, le dispositif d'alarme OPERATE. According to the invention, the sensor 4 produces an output signal when a luminous dot appears on the screen PS, that is to say only when the characteristic curve of the controlled object 2 leaves the masked area by the mask OM, or when object 2 is bad So, the alarm device

6 auquel le signal de sortie du capteur 4 est appliqué ne pro- 6 at which the output signal of the sensor 4 is applied

duit un signal d'alarme que lorsque l'objet contrôlé est à rejeter. En outre, bien que ceci ne soit pas représenté sur la Figure, le signal de sortie du capteur 4 peut être appliqué à un comparateur qui compare le signal de sortie du capteur 4 alarm signal only when the controlled object is to be rejected. Furthermore, although this is not shown in the Figure, the output signal of the sensor 4 can be applied to a comparator which compares the output signal of the sensor 4

à une valeur de seuil fixée de façon appropriée, afin d'amé- to a threshold value set appropriately, in order to improve

liorer le rapport signal /bruit.improve the signal-to-noise ratio.

De plus, afin d'éviter un déclenchement erroné sous Moreover, in order to avoid a false triggering under

l'effet de la réception par le capteur 4 d'une lumière exté- the effect of the reception by the sensor 4 of an external light

rieure parasite autre que celle du point lumineux provenant de l'écran PS, on peut installer une visière de protection contre la lumière extérieure entre le capteur 4 et l'écran PS, ou bien on peut installer sur l'écran PS ou le capteur 4 un If the parasite is not the same as the light spot coming from the PS screen, you can install an external light shield between the sensor 4 and the PS screen, or you can install it on the PS screen or the sensor 4 a

masque optique qui ne laisse passer que la lumière correspon- an optical mask that lets only the corresponding light pass through

dant au point lumineux de l'écran PS. at the bright spot of the PS screen.

En outre, il est également possible d'élever la In addition, it is also possible to raise the

sensibilité de détection ou le pouvoir de résolution en utili- detection sensitivity or resolving power using

sant une caméra vidéo pour le capteur 4. a video camera for the sensor 4.

On notera également que si les caractéristiques op- It should also be noted that if the characteristics

tiques du masque optique OM sont, par exemple, choisie de façon cue ce masque ne transmette que la lumière visible pour l'homme, alors que le capteur 4 ne détecte pas cette lumière, For example, the optical mask OM is selected in such a way that the mask transmits only visible light for humans, whereas the sensor 4 does not detect this light.

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- 6 - on obtient l'avantage qui consiste en ce que]obs-ervateur - 6 - the advantage is that observer

peut vérifier visuellement si le contrôle est accompli ou non. can visually check whether the check is done or not.

Comme on vient de le décrire et conformément à l'invention, les diverses caract6ristiques élec-l-riques de l'objet contrôlé, comme des variations de caractéristiques extrêmement brèves, de l'ordre de quelques nanosecondesr par exemple, peuvent être contrôlées de façon précise et effective As just described and according to the invention, the various electrical characteristics of the controlled object, such as extremely short characteristic variations, of the order of a few nanoseconds, for example, can be controlled in a controlled manner. accurate and effective

sous la ferme de signaux, ce qui présente un immense avantage. under the signal farm, which has a huge advantage.

Enfin, dans l'exemple de réalisation de l'inven- Finally, in the exemplary embodiment of the invention

tion qui est représenté sur la Fig. 3, chacun des éléments 1, 2, 3, 4, 5 et 6, a été représenté séparément pour les beoins de l'explication, mais il est évident que tous ces éléments which is shown in FIG. 3, each of the elements 1, 2, 3, 4, 5 and 6, has been shown separately for purposes of the explanation, but it is obvious that all these elements

pourraient être réunis pour former très facilement un dispo- could be brought together to form very easily a

sitif de contrôle spécialisé.specialized control system.

Il va de soi que de nombreuses autres modifications It goes without saying that many other modifications

peuvent être apportées par l'homme de l'art au dispositif dé- can be made by those skilled in the art to the device de-

crit et représenté, sans sortir du cadre de l'invention. crit and shown, without departing from the scope of the invention.

-7--7-

Claims

1. Control device using a Braun tube oscilloscope (3) and intended for the control of characteristics

electric devices (2) such as electrical circuit elements

or similar elements, in which the characteristics

electric ticks are swept over time to form corresponding waves on a tube of

Braun from the Braun tube oscilloscope, and the waves are ob-

used to determine whether these objects are good or bad, characterized in that it comprises:

a) an optical mask (OM) consisting of a

which virtually prevents the passage of

on the screen (PS) of the tube and representing the characteristics

the electrical properties of the object, this optical mask having a

shape that corresponds to the standard wave for the characteristics

electrical objects of the object, and being located at a predetermined position on the screen; and b) an optical sensor (4) for detecting the

light emitted by the screen so as to produce an electrical signal

trique-out.

2. Control device according to claim 1, characterized in that it further comprises an alarm device (6) which is connected to the optical sensor (4) so as to provide an alarm signal when the optical sensor produces the signal

electrical output.

3. Control device according to claim 1, characterized in that it further comprises a comparator which receives the output signal of the optical sensor (4) so as to select this output signal based on a value of

desired threshold in order to increase the signal-to-noise ratio.

4. Control device according to claim 1, characterized in that it further comprises means preventing the passage of light which are arranged between the screen (PS)

and the sensor (4) to prevent stray light from

ring the optical sensor.