FR2545623A1 - Programmable timer - Google Patents
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Abstract
Description
La présente invention concerne un dispositif électronique temporisateur qui, de par sa conception électronique, peut être miniaturisé et dont le fonctionnement ne nécessite qu'une quantité d'énergie réduite. The present invention relates to an electronic timer device which, by its electronic design, can be miniaturized and whose operation requires only a reduced amount of energy.
Jusqu'à présent, il existe un grand nombre de temporisateurs réalisés à partir de moyens mécaniques ou électroniques Il st apparu récemment des temporisateurs électroniques programmables, utilisant des diviseurs réalisés an technologie d'intégration à grande échelle dite o pilotés par une horloge à quartz. Ces tempori- sateurs qui présentent déjà un progrès important quant à 1 économie d'énergie qu'ils procurent, nécessitent néanmoins une quantité d'énergie relativement importante cette quantité d'énergie est souvent une fonction croissante de la précision. Up to now, there have been a large number of timers produced using mechanical or electronic means. Programmable electronic timers have appeared recently, using dividers produced by large-scale integration technology known as o controlled by a quartz clock. These timers, which already show significant progress in terms of the energy savings they provide, nevertheless require a relatively large amount of energy. This amount of energy is often an increasing function of precision.
La présente invention, également basée sur l'utilisation d'oscillateurs, a pour avantage principal de programmer des durées de temps avec une très grande précision tout en ne nécessitant qu'une très faible énergie de fonctionnement. Le dispositif, capable de délivrer un signal lorsque un temps que l'on aura déterminé à l'avance sera écoulé, peut être utilisé pour différents besoins : à des fins militaires pour l'auto-amorçage de mines ou de fusées ..., ou à des fins commerciales (horlogerie, temporisations diverses...). The main advantage of the present invention, also based on the use of oscillators, is to program time durations with very high precision while requiring only a very low operating energy. The device, capable of delivering a signal when a time which has been determined in advance has elapsed, can be used for various needs: for military purposes for self-priming mines or rockets ..., or for commercial purposes (watchmaking, various timings, etc.).
Dans son principe, la présente invention utilise deux oscillateurs. Le premier, qui peut être du type oscillateur " résistance capacité ", est toujours en fonctionnement et oscille à une fréquence f@ très basse (par exemple environ 1 Hz). Le second, qui peut être du type oscillateur à quartz, est mis an fonctionnement seulement pendant certains intervalles de tempe et pour de courtes durées Il oscille à une fréquence P2 plus élevée, par exemple de l'ordre de 32 KHz. In principle, the present invention uses two oscillators. The first, which can be of the "capacity resistance" oscillator type, is always in operation and oscillates at a very low frequency f @ (for example around 1 Hz). The second, which can be of the quartz oscillator type, is operated only during certain time intervals and for short periods of time. It oscillates at a higher frequency P2, for example of the order of 32 KHz.
Le premier oscillateur est utilisé comme une horloge et envoie des impulsions périodiquement dans un compteur. C'est au niveau de ce compteur et par un remplissage préalable des niveaux internes du compteur que se fait la programmation. The first oscillator is used as a clock and sends pulses periodically to a counter. It is at this counter and by prior filling of the internal levels of the counter that programming is done.
Le second oscillateur sert de synchronisation, il contrôle et " réajuste la fréquence du premier oscillateur. The second oscillator serves as synchronization, it controls and "readjusts the frequency of the first oscillator.
L'ensemble des deux oscillateurs adjoint à un système logique de comm#ande est capable de délivrer un signal su bout du temps prédéterminé par le remplissage des niveaux du compteur. The set of two oscillators added to a logic control system is capable of delivering a signal after the predetermined time by filling the levels of the counter.
De par sa conception, un tel programmateur ne nécessite pas un oscillateur du type " résistance capacité " de grande précision puisque sa fréquence est automa- tiquement corrigée par l'oscillateur secondaire à quartz. By design, such a programmer does not require a high-precision "capacity resistance" oscillator since its frequency is automatically corrected by the secondary quartz oscillator.
L'utilisation d'une treks basse fréquence pour l'oscillateur du type " résistance capacité " et la mise en fonctionnement séquentielle de l'oscillateur à quartz font que l'ensemble, objet de la présente invention, ne nécessite pour son fonctionnement que très peu d'énergie. in effet, dans ce genre de technologie utilisée, la consommation est directement proportionnelle à la fréquence. The use of a low frequency treks for the oscillator of the "capacity resistance" type and the sequential operation of the quartz oscillator mean that the assembly, object of the present invention, requires for its operation only very little energy. in fact, in this kind of technology used, consumption is directly proportional to frequency.
D'autre caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à la lecture de la description qui va suivre faite en se référant aux dessins annexés dans lesquels
la figure 1 de la planche I est un schéma-bloc des différents éléments constituant un mode de réalisation possible de l'invention,
la figure 2 de la planche II représente de façon détaillée un exemple de circuit correspondant au schéma général do la figure 1
la figure 3 de la planche III donne la forme des signaux aux différents points du circuit de la figure 2.Other characteristics and advantages of the invention will be better understood on reading the description which will follow made with reference to the accompanying drawings in which
FIG. 1 of plate I is a block diagram of the various elements constituting a possible embodiment of the invention,
Figure 2 of Plate II shows in detail an example of a circuit corresponding to the general diagram of Figure 1
FIG. 3 of plate III gives the shape of the signals at the different points of the circuit of FIG. 2.
La description d'une réalisation possible de l'invention est détaillée ci-après p en se référant à la figure i do la planche I. The description of a possible embodiment of the invention is detailed below p with reference to Figure i do plate I.
L'oscillateur 1 du type " résistance capacité " oscille sur une fréquence légèrement inférieure à 1 Hz et avec une précision qui peut être médiocre. L'oscillateur 2 du type oscillateur b quertz oscille sur une fréquence élevée de l'ordre de 32 EEss de par sa conception ; sa fréquence d'oscillation est connue avec une grande précision. Oscillator 1 of the "capacitance resistance" type oscillates on a frequency slightly less than 1 Hz and with an accuracy which may be poor. Oscillator 2 of the b quertz oscillator type oscillates on a high frequency of the order of 32 EEss by design; its oscillation frequency is known with great precision.
Un ensemble 3 composé d'un élément diviseur d'impulsions et d'un décodeur envoie vers l'oscillateur 2 des impulsions qui serviront à mettre en fonctionnement ou à stopper l'oscillateur 2. A set 3 made up of a pulse divider element and a decoder sends pulses to oscillator 2 which will be used to start or stop oscillator 2.
Un comperateur logique 4 qui divise les impulsions de l'oscillateur 2 et les compare aux impulsions de l'oscillateur 1. A logic comperator 4 which divides the pulses from oscillator 2 and compares them to the pulses from oscillator 1.
Il délivre en sortie un signal dont la durée est une série d'impulsions dont le nombre est proportionnel 5r l'erreur sur la période de l'oscillateur 1. It outputs a signal whose duration is a series of pulses, the number of which is proportional to the error over the period of oscillator 1.
Cette période doit toujours avoir, quelle que soit sa dérive, une valeur supérieure à sa valeur idéale telle que l'erreur sur le temps serait nulle
Ce même signal est envoyé dans un correcteur 5. Le correcteur 5 divise le nombre d'impulsions qu'il reçoit afin de modifier la programmation préalable et de compenser les " écalEs " en fréquence de l'oscillateur le
Leélément 6 e1t composé d'un compteur qui, lorsque ses niveaux seront rem- plis délivrera un signal sur la sortie 8. Ce compteur 6 reçoit des impulsions provenant de l'élément 7 qui est composé d'une porte OU à trois entrées.Le compteur 6 pourra recevoir des impulsions t soit de l'oscillateur 1, soit ds correcteur 5, soit de l'ensemble de programmation extérieur au système.This period must always have, whatever its drift, a value greater than its ideal value such that the error over time would be zero
This same signal is sent to a corrector 5. The corrector 5 divides the number of pulses it receives in order to modify the prior programming and to compensate for the "shifts" in frequency of the oscillator.
Element 6 is composed of a counter which, when its levels are filled will deliver a signal to output 8. This counter 6 receives pulses from element 7 which is composed of an OR gate with three inputs. counter 6 can receive pulses t either from oscillator 1, or from corrector 5, or from the programming unit external to the system.
Le fonctionnement d'une telle réalisation est détaillé ci-après. The operation of such an embodiment is detailed below.
L'oscillateur 1 délivre un signal de fréquence basse f1, sans grande stabilité et toujours inférieure quelle que soit sa dérive à la valeur idéale f 2, que devrait avoir f 1 pour que l'erreur sur le temps soit nulle. L'oscillateur 2 de fréquence F 2 multiple de f 2 et de grande stabilité, est normalement bloqué. Il ne fournit un signal que toutes les N impulsions de l'oscillateur 1 pendant une période t 1 de l'oscillateur 1. Son fonctionnement est pour cela commandé par le compteur décodeur 3. The oscillator 1 delivers a signal of low frequency f1, without great stability and always lower whatever its drift to the ideal value f 2, that should have f 1 so that the error on time is zero. Oscillator 2 of frequency F 2 multiple of f 2 and of great stability, is normally blocked. It provides a signal only every N pulses from oscillator 1 during a period t 1 of oscillator 1. Its operation is therefore controlled by the decoder counter 3.
Le comparateur 4 compare alors les fréquences f 1 et f 2 et fournit au circuit correcteur 5 un nombre d'impulsions proportionnel à l'erreur sur f 1. Ce circuit correcteur envoie alors par l'intermédiaire de la porte OU 7 une serie d'impulsions corrigeant l'affichage du compteur de sortie 6 qui est normalement piloté par i à travers la porte 7. The comparator 4 then compares the frequencies f 1 and f 2 and supplies the corrector circuit 5 with a number of pulses proportional to the error on f 1. This corrector circuit then sends via the OR gate 7 a series of pulses correcting the display of the output counter 6 which is normally controlled by i through the door 7.
La programmation se fait à travers 7, à une fréquence beaucoup plus élevée que f 1 et fonction du temps maximun de programmation disponible. Elle consiste, de façon classique, à un prépositionnement du compteur 6 par l'envoi d'un nombre d'im- pulsions complémentaires au temps à programmer. Programming is done through 7, at a frequency much higher than f 1 and a function of the maximum programming time available. It consists, conventionally, of a prepositioning of the counter 6 by sending a number of pulses complementary to the time to be programmed.
Le temps maximun programmable s'obtient par conséquent par l'utilisation de toute la capacité du compteur 6. The maximum programmable time is therefore obtained by using the full capacity of the counter 6.
Une description détaillée d'un circuit basé sur ce principe et de son fonctionnement est décrite ci-après à titre d'exemple su se référant aux figures 2 et 3. A detailed description of a circuit based on this principle and of its operation is described below by way of example with reference to FIGS. 2 and 3.
il constitue une temporisation programmable de O à 24 heures avec une précision meilleure que 1 mn. it constitutes a programmable time delay from 0 to 24 hours with an accuracy better than 1 min.
Le multivibrateur 1 constitue d'un circuit logique à transistors NOS complémentaires, fournit un signal de fréquence f 1 - 0,8 Hz (période t 1 = 1,25 seconde). The multivibrator 1 consists of a logic circuit with complementary NOS transistors, provides a signal of frequency f 1 - 0.8 Hz (period t 1 = 1.25 seconds).
La valeur maximun de f 1 est f 2 = 1 Hzo Ce signal apparaît sur la sortie 16 de l'élément i. Un signal de période double est fourni par la sortie annexe 17. The maximum value of f 1 is f 2 = 1 Hzo This signal appears on output 16 of element i. A double period signal is provided by the annex 17 output.
Le signal de la sortie 16 est appliqué s - Â la porte Og 7 d'où il attaque le diviseur de sortie 6 de capacité 217. The signal from the output 16 is applied to the Og gate 7 from where it attacks the output divider 6 of capacity 217.
- Au diviseur 3 de capacité 26 associé au décodeur 28 qui permet d'obtenir un créneau de durée t I au point 18, toutes les 64 périodes de l'oscillateur I. - To the divider 3 of capacity 26 associated with the decoder 28 which makes it possible to obtain a time slot of duration t I at point 18, every 64 periods of the oscillator I.
Les éléments 1 et 3 sont mis en fonctionnement par le passage de l'entrée blocage " 26 du niveau logique " 1 " au niveau logique " 0 ". Le temps de la tempo- risation est compté à cet instant jusqu'au front de montée de l'impulsion de sortie du compteur 6. Elements 1 and 3 are put into operation by passing the blocking input "26 from logic level" 1 "to logic level" 0 ". The time delay is counted at this instant until the rising edge of the counter 6 output pulse.
Le même décodeur 28 su liaison avec le signal provenant de la sortie 17 fournit un signal identique au signal issu de 18 mais décalé de t 1. The same decoder 28 on the link with the signal from output 17 provides a signal identical to the signal from 18 but offset by t 1.
La porte 9 combinant ces deux signaux permet d'obtenir en 20 un créneau de 1,5 t 1 (la première demi-période servant à la mise en fonctionnement et à la stabilisation de l'oscillateur à quartz 2). The gate 9 combining these two signals makes it possible to obtain a slot of 1.5 t 1 at 20 (the first half-period serving for the start-up and stabilization of the quartz oscillator 2).
Cet oscillateur à quartz fournit en 21 pendant ,5 t 1 un signal à 32768 Hz après être resté bloqué pendant 62,5 t 1. Ce signal attaque un diviseur 10 de capacité 2 15(32 768) par l'intermédiaire de la porte 11. Ce diviseur bascule au bout d'un temps @ 2 = une seconde (obtenu avec la précision du quartz), bloquant la porte il et ouvrant la porte 12. This quartz oscillator provides in 21 pendant, 5 t 1 a signal at 32 768 Hz after being blocked for 62.5 t 1. This signal attacks a divider 10 of capacity 2 15 (32 768) via gate 11 This divider switches after a time @ 2 = one second (obtained with the precision of quartz), blocking the door there and opening the door 12.
Il n'apparaît donc en 22 que des impulsions issues de 2 pendant le temps t 1 - t 2. It therefore appears at 22 only pulses from 2 during the time t 1 - t 2.
Ces impulsions attaquent le compteur 13 dont le rab est de fournir le nombre d'impulsions nécessaires pour corriger le retard acoumulé pendant les 64 pé- riodes d'oscillation de l'oscillateur 1. La capacité du compteur 13 doit donc être de ###### = 512 soit 2 6. These pulses attack the counter 13 whose rab is to provide the number of pulses necessary to correct the accumulated delay during the 64 periods of oscillation of oscillator 1. The capacity of the counter 13 must therefore be ### ### = 512 or 2 6.
Ce compteur conserve le reste de la division qui sera pris en compte lors de la correction suivante. Au point 23, le circuit 14 met sous forme d'impulsions le signal de sortie du compteur 13 pour que ce signal vienne bloquer la porte 7 lorsque le compteur 13 reste en position haute. This counter keeps the rest of the division which will be taken into account during the next correction. At point 23, the circuit 14 pulses the output signal from the counter 13 so that this signal comes to block the door 7 when the counter 13 remains in the high position.
La porte 15 effectue une remise à zéro du compteur 6 lors de la mise sous tension ; les éléments 1, 3 et 13 sont débloqués au départ de la temporisation, puis ne subissent plus de remise à zéro, le diviseur 10 est remis à zéro à chaque correction. Gate 15 resets counter 6 to zero when power is applied; elements 1, 3 and 13 are released at the start of the time delay, then no longer undergo a reset, the divider 10 is reset to zero at each correction.
Les circuits logiques OU et ET sont réalisés par des circuits NOR et NAND. The OR and AND logic circuits are produced by NOR and NAND circuits.
Un exemple de fonctionnement est décrit ci-après :
- temps à programmer = 3 h 25 mn, soit 12 300 secondes ;
- nombre d'impulsions à introduire lors de la programmation - 2 17 - 12 300
= 118 772 ;
- intervalle entre deux créneaux de fonctionnement de l'oscillateur 2 =
1,25 x 64 = 80 secondes ( si t 1 = 1,25 seconde) p
- durée de fonctionnement de l'oscillateur 2 = i ,25 x 1 ,5 = 1,875 seconde
- largeur du créneau en 24 = 1 seconde é
- nombre d'impulsions en 22 = 32 768 x (1,25 - 1) = 8 192 ;
- nombre d'impulsions correctrices = 8 192 = 16.An example of operation is described below:
- time to program = 3 h 25 min, or 12,300 seconds;
- number of pulses to be introduced during programming - 2 17 - 12 300
= 118,772;
- interval between two slots of oscillator 2 operation =
1.25 x 64 = 80 seconds (if t 1 = 1.25 seconds) p
- oscillator operating time 2 = i, 25 x 1, 5 = 1.875 seconds
- slot width in 24 = 1 second é
- number of pulses in 22 = 32,768 x (1.25 - 1) = 8,192;
- number of corrective pulses = 8,192 = 16.
512
Donc, en fin des 64 périodes, on rajoute 16 impulsions qui permettent d'obtenir au total 64 + 16 = 80 impulsions correspondant bien aux 80 secondes en temps réel.512
So, at the end of the 64 periods, 16 pulses are added which make it possible to obtain a total of 64 + 16 = 80 pulses corresponding well to the 80 seconds in real time.
Avec un tel système, on peut évaluer la consommation d'énergie comme étant environ 34 fois plus faible que la consommation quarrait nécessité un temporisateur fonctionnant en permanence. With such a system, the energy consumption can be evaluated as being approximately 34 times lower than the consumption that would require a timer operating continuously.
Une précision plus grande dans la programmation peut être obtenue en multi- pliant les séquences de correction (fonctionnement de l'oscillateur à quartz). Dans ce cas, la consommation se trouve elle aussi augmentée. Greater precision in programming can be obtained by multiplying the correction sequences (operation of the crystal oscillator). In this case, consumption is also increased.
Claims (4)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR7440882A FR2545623B1 (en) | 1974-12-12 | 1974-12-12 | PROGRAMMABLE TIMER |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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FR7440882A FR2545623B1 (en) | 1974-12-12 | 1974-12-12 | PROGRAMMABLE TIMER |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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FR2545623A1 true FR2545623A1 (en) | 1984-11-09 |
FR2545623B1 FR2545623B1 (en) | 1987-01-16 |
Family
ID=9146048
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
FR7440882A Expired FR2545623B1 (en) | 1974-12-12 | 1974-12-12 | PROGRAMMABLE TIMER |
Country Status (1)
Country | Link |
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FR (1) | FR2545623B1 (en) |
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WO2011015266A3 (en) * | 2009-08-07 | 2011-03-31 | Junghans Microtec Gmbh | Electronic circuit for timer applications having minimal power consumption and methods for calibrating and operating the same |
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- 1974-12-12 FR FR7440882A patent/FR2545623B1/en not_active Expired
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FR2545623B1 (en) | 1987-01-16 |
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