FR2495360A1 - Dispositif de telecommande sans fils - Google Patents

Abstract

L'invention concerne les dispositifs à émetteur et récepteur à fréquence élevée, propres à fournir un signal de commande à distance non affecté par les parasites hertziens par exemple. Le dispositif comprend un émetteur dont l'oscillateur 1, couplé à un oscillateur-modulateur 3-2 à très basse fréquence, fournit, à chaque manîoeuvre du circuit temporisateur 4 un signal de durée fixe, un récepteur comportant un amplificateur à haute fréquence 5-6-7-8 suivi d'un détecteur à très basse fréquence 10, d'un filtre actif 12 et d'un intégrateur à seuil 13. Parmi les applications les plus intéressantes, on peut citer un dispositif d'alarme antivols. (CF DESSIN DANS BOPI)

Description

La présente invention concerne les dispositifs de télé-commande sans fils propres à produire à distance un signal de commande non susceptible d'entre parasité.

Dans des dispositifs connus de ce genre, notamment dans
le dispositif faisant l'objet du brevet d'invention N 71.4644
et de ses additions, il est décrit un système comportant un
récepteur radioélectrique propre à recevoir le signal émis
par plusieurs émetteurs radioélectriques, lesquels sont sol i-
daires d'objets à surveiller. Dans ce dernier dispositif,
chacun des émetteurs est autoalimenté par une sourçe de cou
rant qui débite a chaque manoeuvre du contacteur associé. Cet
émetteur comprend un oscillateur haute fréquence modulé en
fréquence par un générateur de fréquence audible (2000 à 8000
Hz et un circuit temporisateur qui étalonne avec précision
la durée de fonctionnement dudit oscillateur, chaque fois que
le contacteur associé est manoeuvré.Dans ce même dispositif,
le récepteur comporte un circuit de démodulation en fréquence
suivi d'un circuit de comptage de "tops" dans le temps d'étal
lonnage du signal d'émission, si la durée du signal reçu est
exactement la même que celle que va lui comparer le récppteur,
et si le nombre de tops" est exactement le mdme que celui
produit à l'émission, un circuit de déclenchement commande
l'alarme.

Un tel dispositif présente plusieurs inconvénients, à savoir:
une mauvaise stabilité en fréquence de l'émetteur, car dans
des dimensions réduites il est impossible de réaliser économi
quement un oscillateur à modulation de fréquence piloté par quartz;
une mauvaise immunité aux parasites du signal codé, car toute
porteuse comprise dans la bande passante du récepteur et modu 'lée en fréquence par un signal audible ajoutera dés "tops" du
compte prévu dans l'étalon de temps, et de ce fait, inhibera
le déclenchement de l'alarme.

une grande complexité de réalisation du système de codage, car
pour mesurer avec précision un espace de temps et produire dans
cet espaçe de temps un nombre précis de Utops", il faut mettre
en oeuvre, à l'émission, un circuit intégré sophistiqué piloté
par quartz et à la réception, un circuit identique doublé d'un
circuit à coIncidence dont le déclenchement Peut se produire intempestivement à la réception d'un parasite quelconque; une mauvaise autonomie de fonctionnement, liée au fait que la consommation parasite des circuits intégrés que nécessite un tel dispositif augmente la consommation propre de l'émetteur comme celle du récepteur, réduisant d'autant la durée de vie de la source de courant susceptible de l'alimenter.Dans ce cas précis, le dispositif de télécommande selon l'invention permet d'éviter ces inconvénients pour les raisons suivantes: une excellente stabilité en fréquence de l'émetteur. lequel est avantageusement modulé en amplitude ce qui permet d'en assurer facilement le pilotage par quartz; pour résoudre le problème de la modulation qui est facile à obtenir dans le cas d'un oscillateur modulé en fréquence et non piloté par quartz mais difficile à obtenir dans le cas d'un oscillatellr modulé en amplitude, la solution avantageusement retenue dans le cadre de la présente invention consiste à moduler ledit oscillateur en "tout ou rien".

une excellente immunité aux parasites est acquise par le dispositif, objet de l'invention, ceci tenant au fait que trois barrières consécutives permettent d'éliminer le risque d'un décl * hement intempestif ou d'un défaut de déclenchement; ces trois barrières tiennent au fait que la modulation du signal de commande s'éffectue à très basse fréquence et que, de ce fait, les signaux parasites de faible durée ou les signaux parasites de fréquence audible ne peuvent être reçus. ceci permettant, en outre,de pouvoir limiter, à volonté, la bande passante du récepteur à quelques dizaines de Hertz, voire même, à quelques
Hertz, ce qui a pour avantage d'autoriser une sélectivité telle que ne peut titre reçu qu'un signal à la fréquence exacte ou à sa fréquence image.

une grande facilité de réalisation pratique, car le dispositif selon l'invention ne nécessite qu'un strict minimum de composants pour assurer les diverses fonctions; une bonne autonomie de fonctionnement, car du fait de ce nombre restreint de composants, toute consommation parasite est éliminée, partant, les sources de courant utilisées à l'émission comme à la réception peuvent entre exploitées au mieux de leurs possibilités.

Les figures 1 et 3 illustrent le principe de fonctionnement d'une variante du dispositif selon l'invention.

La figure 1 illustre le fonctionnement de la partie émettrice nous y trouvons la sourçe de courant (25) dont le débit est commandé par le circuit de temporisation IV lequel est initié par l'interrupteur (24). Ce circuit de temporisation fournit à sa sortie, au point (A), un signal d'alimentation en courant continu de durée T, tel que représenté par la courbe A. Ce courant continu alimente pendant ce temps T l'oscillateur (f), piloté par le quartz (7); cet oscillateur rayonne l'onde poE teuse par l'intermédiaire d'un élément rayonnant.Cette onde porteuse est hâchée par le circuit de modulation II lequel est, lui-mme, asservi au signal fourni par le circuit A d'oscillation à très basse fréquence III qui délivre à sa sortie, au point (B), un signal de période t et de durée T, sis gnal représenté par la courbe B. Dans ces conditions, le signal rayonné par le dipôle (1) et (2), au point (C), correspond à des trains d'impulsions à haute fréquence, de récure rence t et de durée totale T, comme représenté par la courbe
C.

La figure 3 illustre le fonctionnement de la partie réceptrice du dispositif selon l'invention. Nous y trouvons une source d'alimentation (104) commandée par l'interrupteur (103)t une antenne (26)recevant au point ( le signal illustré par la tourbe D excite l'amplificateur à haute fréquence V; ce signal, après amplification, est appliqué à l'entrée du mélangeur VII avec le signal issu de l'oscillateur local VI; le battement à fréquence intermédiaire obtenu est amplifié par ce mélangeur et appliqué à l'entrée de l'amplificateur à fréquence intermédiaire VIII. La bande passante de ces deux circuits peut être très faible puisque le signal porté est à très basse fréquence, partant, leur sélectivité peut titre très poussée et ne permettre que la réception de la fréquence d'accord exacte ou de sa fréquence image. Le signal à fréquence intermédiaire est ainsi amplifié pour être appliqué au circuit de détection Xt le signal détecté est disponible au point (E), sa représentation étant illustrée par la courbe E qui est identique, à l'amplitude près, à la courbe B de la figure le Ce signal détecté commande le circuit limi teur IX lequel tend à maintenir sa propre amplitude constante, quelque soit 1 'amplitude du signal présent sur 1 'an- tenne de réception (26).Ce signal à très basse fréquence se présente sous la forme d'alternances rectangulaires que le circuit XI a pour fonction de transformer à sa sortie, au point (F) en un signal sinusoldal de même période t et de même durée T, comme illustré par la courbe F. Ce signal sinusoldal à très basse fréquence est ensuite appliqué à l'entrée du filtre actif XII lequel présente un facteur d' atténuation très important pour toute fréquence autre que la très basse fréquence de fréquence f = l/t: ainsi, à sa sortie, au point (GZ, on relève la courbe de sélectivité G.

Ce circuit représente une barrière quasiment infranchissable à tout parasite de fréquence audible provenant, par exemple de la démodulation d'une porteuse qui, fort improbablement, serait exactementUsia fréquence porteuse choisie dans le dispositif selon l'invention. Le signal issu de ce filtre actif est appliqué au circuit intégrateur à seuil XIII lequel somme les impulsions à très basse fréquence reçues, ce, aux bornes du condensateur (96b; au point (H), on peut donc observer la courbe H, montrant qu'au bout du temps T la tension v doit autre atteinte pour fournir un signal de déclenchement à la sortie du circuit XIII.Ce circuit intégrateur à seuil oppose une dernière barrière à un signal de faible durée qui aurait traversé les deux premières, ainsi, si à sa sortie apparatt an signal, cela signifie que le circuit de déclenchement Xi peut être commandé et actionner le relais de commande (102). Un tel dispositif, conforme à l'invention permet ainsi d'obtenir une excellente immunité aux parasites hertziens, qualité nécessaire pour ne pas ris
ou quer de déclenchements intempestifs/l'inhibition de la commandez en Q--litre: il permet de construire un appareil fiable avec des éléments simples; il autorise, enfin une bonne autonomié de fonctionnement avec une pile standard du commerce, lithium à électrolyte solide, par exemple.

Une seconde variante du dispositif selon l'invention, se trouve illustrée conjointement par les figures 2 et 4, et correspond à une application directement exploitable dudit dispositif; à savoir, la réalisation d'un système d'alarme antivols sans-fils exempt de tout risque de parasitage hertzien.

L'émetteur schématisé sur la figure 2 fonctionne de la manière suivante: la sourçe d'alimentation (25) est connectée en permanence aux bornes des différents circuits, et lorsque l'interrupeur (24) est fermé, le courant qu'elle doit fournir est insignifiant si l'on a donné à la résistance (23) une valeur suffisamment élevée. Quand on ouvre l'interrupteur (24), qui peut être, par exemple, solidaire d'une issue, le condensateur (22) se charge en un temps T qui dépend de sa capacité et de la valeur de la résistance (23). Ce condensateur, en se chargeant, fait circuler un courant dans l'espaçe base-émetteur du transistor (21), ce qui rend son espaçe collecteur-émetteur conducteur pendant ledit espace de temps T.De ce fait, les résistances (19) et (20) chargeant respectivement le collecteur des transistors (17) et (15), sont mises sous tension et permettent ainsi que se déclenche le fonctionnement du multivibrateur astable constitué par lesdits transistors dont les bases sont déjà polarisées par les résistances (12) et (13)
alors que le collecteur de l'un de ces transistors est couplé à la base de l'autre par le condensateur de réaction (14)ou (16)i si les valeurs choisies sont suffisamment élevées, ce multivibrateur se met à osciller à très basse frèquence, ce, pendant l'espace de temps T. Le collecteur du transistor (15) est relié à la base du transistor (8) par l'intermédiaire de la résistance de polarisation (6).De ce fait, lorsque le transistor (15) passe de l'état conducteur à l'état nonconducteur au rythme de cette très basse fréquence, le transistor (8) passe lui-même d'un état à l'autre, car son espace base-émetteur est cycliquement shunté par l'espaçe collecteur émetteur du transistor (15) lequel joue le rôle de modulateur en "tout ou rien". La résistance variable (12) a pour fonction d'ajuster la fréquence du multivibrateur à très basse fréquence.Le transistor (8) est monté en oscillateur à émetteur commun piloté par le quartz (7) qui assure l'entretien, à fréquence stable, des oscillations. L!linductance (4) forme avec le condensateur ajustable (5) un circuit oscillant ajusté sur la fréquence de résonnance du quartz: l'enrbulement (3), couplé à ce circuit oscillant est connecté a l'antenne dipôle (1) et (2), laquelle rayonne l'énergie haute fréquence produite. La résistance (9) et le condensateur (10) ont pour rôle la polarisation de l'émetteur du transistor (8). La résistance (11) assure le blocage du transistor (8) en fin de cycle.

des
Au bout du temps T et/que le condensateur (22) a fini de se charger, le transistor (21) se bloque et tout le dispositif s'arrdte. Demeurent cependant des consommations parasites, en l'occurrence, celles des résistances (12). d'une part, et de la résistance (13), d'autre part; cependant, si les valeurs de ces résistances sont choisies suffisamment élevées, le courant qu'elles drivent est insignifiant.

A la refermeture de l'interrupteur (24), le condensateur (22) se décharge à travers la résistance (18), et un nouveau cycle peut se reproduire.

Le récepteur associé, schématise sur la figure 4, fonctionne de la manière suivante:
La sourçe d'alimentation (104) est mise en circuit par l'intermédiaire de l'interrupteur (103)t le condensateur (114) a pour rôle de shunter ladite sourçe afin d'en stabiliser 1 'im- pédance interne à une valeur faible, quelque soit son niveau de décharge. Le signal reçu par l'antenne (26) attaque l'étage d'amplification haute fréquence comprenant le transistor (30) monté en base commune, par l'intermédiaire du transformateur (27) inséré entre l'émetteur dudit transistor et l'un des pâles de la sourçe; le condensateur (28) centre ce circuit sur la fréquence de la porteuse à recevoir. Les résistances (29) et (34) polarisent la base du transistor (30) et le condensateur (33) découple cette même base. Le transformateur (32) accordé par le condensateur ajustable (31) applique par l'intermédiaire du condensateur (35) cette énergie amplifiée sur la base du transistor mélangeur (39). Sur cette mdme base est appliqué aussi le signal issu de l'oscillateur local comprenant le transistor (109) et piloté par le quartz (108)t cet oscillas teur fonctionne en émetteur commun dont l'émetteur est polarisé par la résistance (111) et le condensateur (110), la base par les résistances (107) et (112)t le transformateur (106) accordé par le condensateur ajustable (105) charge le circuit collecteur et adapte Son impédance au circuit d'entrée du transistcr-meiagçeur (39) à travers le condensateur de liaison (113).Le mélange de l'onde incidente et de l'onde issue de l'oscillateur local se faisant sur la base du transistor (39), le battement obtenu, amplifié par ledit transistor monté en émetteur commun, est disponible aux bornes de la résistance (40). Ce transistor a sa base polarisée par le pont des résistances (36) et (37) et son émetteur polarisé par la résistance (38) associée au condensateur de découplage (41).

Le signal de battement à fréquence intermédiaire est amplifié par les deux étages suivants qui comprennent les transistors (46) et (52) associés aux filtres céramique (42) et (49) dont la sélectivité peut être très élevée manière à ne laisser passer qu'une bande de fréquence très étroite. Les transistors (46) et (52) ont leurs bases respectivement polarisées par le pont des résistances (44) et (43) et le pont des résistances (50) et (51); leurs émetteurs sont respectivement polarisés par les résistances (45) et (53) associées aux condensateurs de découplage (47) et (55). La liaison collecteur base entre chacun des étages s'effectue par l'intermédiaire des filtres céramique (42) et (49). Le signal amplifié à frequence tintez médiaire est disponible aux bornes de la résistance (54).Ce signal conduit par le condensateur (56) au pont de diodes (57) et (58) se trouve détecté aux bornes du condensateur (61).

La diode Zener (59) joue le rôle de limiteur, car en cas d'émission trop proche, elle écrète le signal à tension donnée.

Ce signal détecté et limité en amplitude est appliqué sur la base du transistor (64) monté en amplificateur à 'émetteur com mun; l'émetteur de ce transistor est polarisé par la résistance (65), montée sans condensateur de découplage; la base de ce transistor est polarisée par le pont des résistances (60) et (62)= son collecteur est chargé parle circuit oscillant à très basse fréquence constitué par l'inductance (63) associée au condensateur (67). L'amplification de cet étage n'est pas linéaire, de telle sorte qu'un signal d'entrée rectangulaire se retrouve aux bornes de l'inductance (63) transformé en un signal sinusoldal de même fréquence.Ce signal sinusoldal, transmis par le condensateur (68) est filtré par le filtre actif qui suit, lequel est constitué par deux amplificateurs différentiels comportant l'un, les transistors (70) et (73), l'autre, les transistors (81) et (85); ces deux paires sont couplées entre elles par le filtre en double T comprenant, d'une part les résistances (75) et (7?) associées au condensateur (79) et d'autre part les condensateurs (76) et (78) associés à la résistance variable (80). Les transistors (70) et (73) sont couplés entre eux par leur résistance commune d' émetteur (72), l'entrée du filtre s'effectuant sur la base du transistor (70), laquelle est polarisée par le pont des résistances (69) et (66).Le signal de sortie du premier étage différentiel est disponible aux bornes de la résistance (74), la liaison avec l'étage suivant s'effectue directement du collecteur du transistor (73) à la base du transistor (81); la boucle de réaction constituéypar le filtre résistancescapacités est connectée entre la base du transistor (73) et le collecteur du transistor (85), le troisième pale du filtre étant connecté à la masse. Les transistors (81) et (85) sont couplés par leur résistance commune d'émetteur (83); leurs collecteurs sont respectivement chargés par les résistances (82) et (84); la base du transistor (85) est polarisée par le pont des résistance (86) et (87).La sortie du signal filtré s'effectue aux bornes de la résistance (82) par l'intermédiaire du condensateur (88) qui assure la liaison avec la base du transistor (91) monté en amplificateur du signal filtré à très basse fréquence; la base de ce transistor est polarisée par le pont des résistances (89) et (92); l'émetteur de ce transistor est polarisé par la résistance (90) associée au condensateur de découplage (94). Le signal de sortie, amplifié, est disponible aux bornes de la résistance (93)t ce signal détecté par la diode (95) charge le condensateur (96) de forte capacité, lequel forme avec la résistance (97) un circuit dont la constante de temps de décharge est proche du temps T sus-mentionné.Ainsi, au cas où, durant cette constante de temps, la tension aux bornes du condensateur (96) dépasse le seuil de conduction de la diode Zener (98), le transistor (101) devient conducteur car son espace base-émetteur a été traversé par un courant; de ce fait, un courant traverse l'enroulement du relais (102) qui déclenche le signal d'alarme; la diode (100) a pour fonction de détruire les surtensions qui se produiraient aux bornes dudit enroulement.

Les circuits~d'émission et de réception qui viennent d'être décrits ont un fonctionnement identique à celui des circuits décrits plus haut; ainsi, le circuit schématisé par la figure 2 montre des sous-ensembles délimités par des pointillés; ces sous-ensembles numérotés de I à IV, représentent les circuits décrits sur la figure 1 sous les mêmes numéros; de même, le circuit schématisé par la figure 4 montre des sous-ensembles délimités par des pointillés; ces sous-ensembles numérotés de V à XIV, représentent les circuits décrits sur la figure 3 sous les mêmes numéros.

Le dispositif objet de l'invention peut être utilisé dans tous les cas où l'on recherche un appareil de télé-alarme insensible âux parasites, bon marché, sans entretien, et facile à installer.

Une application particulièrement intéressante du dispositif objet de l'invention peut être la protection d'une habitation contre le vol. Dans ce cas, la partie émettrice est logée sans difficulté dans l'huisserie des issues à protéger, et;si elle est autoalimentée par une pile bouton au lithium solide, une autonomie de fonctionnement sans entretien pendant 20 années est envisageable. L'entretien de la partie réceptrice se limitant, tous les trois ans, à l'échange de sa pile zinc-air, par exemple.

Comme il va de soi, et comme il résulte d'ailleurs déjà de ce qui précède, l'invention ne se limite nullement aux modes de réalisation ayant été plus spécialement indiqués; elle embrasse, au contraire, toutes les variantes.

Claims (9)

1. REVENDICATIONS

   I. Dispositif de télécommande comprenant au moins un émetteur Fig. I et un récepteur Fig. 3, l'un et l'autre autoalimentés en courant continu et commandés par des commutateurs, caractérisé par le fait que ledit émetteur fournit, à chaque sollicitation du commutateur 24, un signal à fréquence élevée C, de durée fixe A, modulé par un signal à très basse fréquence B,et caractérisé par le fait que ledit récepteur, en état de veille, amplifie ledit signal à fréquence élevée, détecte ledit signal à très basse fréquence, filtre ledit signal à très basse fréquence et compare la durée dudit signal filtré à ladite durée fixe A avant de délivrer le signal final de commande.
2. 2. Dispositif de télécommande selon la revendication I, caractérisé par le fait que ledit émetteur fournit ledit signal à fréquence élevée C modulé en " tout ou rien
3. 3. Dispositif de télécommande selon les revendications

   I et 2, caractérisé par le fait que ledit émetteur émette et ledit récepteur reçoive un signal radioélectrique.
4. 4. Dispositif de télécommande selon les revendications

   I à 3, caractérisé par le fait que ledit émetteur comporte un oscillateur à haute fréquence commandé par un semi-conducteur 8 dont l'électrode de sortie charge une antenne I et 2 dont l'électrode de commande et soumise au signal de sortie d'un multivibrateur astable dont l'alimentation en courant continu est commandé par l'électrode de sortie d'un autre semiconducteur 21, lequel entre en conduction pendant la susdite durée fixe A chaque fois que ledit commutateur 24 charge ou décharge une capacité 22 à travers l'électrode de commande dudit transistor 21, de manière à ce que ledit émetteur, constamment sous tension1 ne consomme du courant continu que pendant ladite durée fixe A, indépendante du temps de sollicitation didit commutateur 24.
5. 5. Dispositif de télécommande selon les revendications

   I à 4, caractérisé par le fait que ledit récepteur est du type super-hétérodyne " comportant un oscillateur local piloté par un quartz 108, un amplificateur à fréquence intermédiaire VIII suivi d'un détecteur à très basse fréquence X suivi lui-même d'un filtre à très basse fréquence XII à résistances et capacités montées en " double T " suivi lui-même par un intégrateur à seuil XIII lequel, aprés sommation du signal à très basse fréquence, délivre un signal de commande après un temps approximativement égal à la susdite durée fixe A.
6. 6. Dispositif de télécommande selon les revendications 1 à 5, caractérisé par le fait que ledit émetteur ou ledit récepteur est équipé d'une antenne dipôle 1 et 2.
7. 7. Dispositif de télécommande selon les revendications 1 à 2, caractérisé par le fait que ledit émetteur émette et ledit récepteur reçoive un signal porteur à infra-rouges.
8. 8. Dispositif de télécommande selon les revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que ledit émetteur émette et ledit récepteur reçoive un signal porteur à ultra-sons.
9. 9. Dispositif de télécommande selon les revendications 1 à 8, caractérisé par le fait que le susdit signal de fréquence élevée est modulé en amplitude.