FR2604580A1 - Procede et dispositif pour la transmission d'informations codees en binaire dans un dispositif de mesure - Google Patents

Abstract

UN CONVERTISSEUR DE MESURE 10 EST RELIE A UN APPAREIL DE TRAITEMENT 12 PAR UNE LIGNE BIFILAIRE 11 SUR LAQUELLE L'INTENSITE DE COURANT CONTINU EST MODULEE POUR CONSTITUER LE SIGNAL DE VALEUR DE MESURE. DES CIRCUITS ELECTRIQUES DE COMMUNICATION 17, 19, 20 SUPERPOSENT DES INFORMATIONS BINAIRES AU SIGNAL CONTINU. CHAQUE BIT DE L'UNE DES VALEURS BINAIRES EST REPRESENTE PAR UN NOMBRE PREDETERMINE DE PERIODES SUCCESSIVES D'UN SIGNAL ET CHAQUE BIT DE L'AUTRE VALEUR BINAIRE, PAR L'ABSENCE DE SIGNAL PERIODIQUE. A LA RECEPTION, ON COMPTE LES PERIODES RECUES DANS CHAQUE DUREE CORRESPONDANT A UN BIT, ET ON DECIDE DE LA VALEUR BINAIRE SELON LA VALEUR PRISE PAR UNE FONCTION DU NOMBRE DE PERIODES RECUES. UTILISATION POUR EVITER LES ERREURS DE TRANSMISSION DUES AUX PARASITES.

Description

L'invention concerne un procédé de transmis-

sion d'informations codées en binaire dans un dispositif de mesure comportant un convertisseur de mesure qui est relié avec un appareil de traitement situé à distance, par une ligne bifilaire par laquelle, d'une part,

l'énergie de courant continu nécessaire au fonctionne-

ment du convertisseur de mesure est transmise de l'appa-

reil de traitement au convertisseur de mesure et,

d'autre part, le signal de la valeur de mesure repré-

sentant la grandeur de mesure est transmis, du conver-

tisseur de mesure à l'appareil de traitement, par le moyen que le courant continu qui passe par la ligne bifilaire est modifié, en fonction de la grandeur de mesure, entre deux valeurs limites, tandis que chaque poste participant à la transmission de l'information

contient un émetteur de signal pour envoyer, par l'.inter-

médiaire de la ligne bifilaire, un signal de communica-

tion qui est de nature à être distingué du signal de la valeur de mesure, ainsi qu'un récepteur de signal pour recevoir les signaux de communication provenant des

autres postes participants.

La présente invention concerne également un

dispositif pour la mise en oeuvre du procédé.

Il existe de nombreux dispositifs de mesure dans lesquels le convertisseur de mesure et l'appareil de traitement sont séparés spatialement l'un de l'autre et ne sont reliés l'un à l'autre que par une ligne bifilaire par laquelle sont transmis, d'une part, de l'appareil de traitement au convertisseur de mesure, le courant continu d'alimentation nécessaire au fonc- tionnement du convertisseur de mesure et, d'autre part, du convertisseur de mesure à l'appareil de traitement, le signal de valeur de mesure. Dans de tels dispositifs de mesure, un standard international largement répandu s'est imposé, selon lequel le signal de valeur de mesure est un signal en courant continu variable entre 4 et 20 mA. Dans de tels dispositifs de mesure, le convertisseur de mesure influence l'intensité totale du courant qui passe dans la ligne bifilaire et qui contient également le courant continu d'alimentation de façon telle que cette intensité représente le

signal de valeur de mesure.

Grâce à l'emploi de microprocesseurs, on peut aujourd'hui réaliser des dispositifs de mesure qui sont d'un rendement sensiblement supérieur à celui des appareils analogiques traditionnels. Le progrès en microélectronique (densités d'intégration accrues, plus petits supports des circuits intégrés, technologie CMOS pour les circuits à haute intégration) , permettent

de loger des micro-ordinateurs complets dans un détec-

teur. Il en résulte la nécessité de transmettre en outre des informations numériques, sous forme de signaux de communication, entre le convertisseur de mesure et l'appareil de traitement. Par ailleurs on n'admet pas de liaisons en plus de la ligne bifilaire entre le

convertisseur de mesure et l'appareil de traitement.

Les signaux de communication numériques doivent donc être transmis par la ligne bifilaire, en plus du signal de valeur de mesure. La transmission des signaux de communication numériques sur la ligne bifilaire doit, même dans les conditions industrielles, être à l'épreuve des parasites et ne pas perturber le signal de valeur de mesure transmis lui aussi sur la ligne bifilaire. Cette dernière doit pouvoir avoir une longueur importante (jusqu'à 1 km), sans qu'il soit

nécessaire d'avoir un câble spécial.

La transmission des signaux de communication numériques sur la ligne bifilaire permet également l'emploi d'appareils de communication que l'on peut

raccorder à la ligne bifilaire à titre de postes parti-

cipants supplémentaires qui peuvent envoyer et recevoir des signaux de communication par l'intermédiaire de la

ligne bifilaire, de sorte que les appareils de communi-

cation peuvent également échanger des informations

binaires avec le convertisseur de mesure, avec l'appa-

reil de traitement et même, éventuellement, entre eux.

Il est de ce fait possible d'entreprendre, depuis un poste quelconque; des travaux de tarage, de réglage, de

contrôle ou d'entretien.

Le but de l'invention est de proposer un procédé qui permette, dans un dispositif de mesure du type indiqué, la transmission, à l'épreuve des parasites,

d'informations codées binaires entre un nombre quelcon-

que de postes participants raccordés à la ligne bifilaire, sans que la transmission du signal de valeur de mesure sur la même ligne bifilaire en soit affectée et sans que la ligne bifilaire doive être constituée d'un

câble spécial même si sa longueur est importante.

A partir d'un procédé du type indiqué au début, selon l'invention, on atteint ce but dès lors que dans les signaux de communication, chaque bit de l'une des valeurs binaires est représenté par un groupe d'un nombre prédéterminé de périodes successives d'un signal périodique, et chaque bit de l'autre valeur binaire, par l'absence du signal périodique; et que,

dans le récepteur de signal de chaque poste partici-

pant, pour reconnaître les valeurs binaires transmi-

ses, les étapes de procédé suivantes sont mises en oeuvre: a) dans une zone de comptage située entre deux états de comptage limite et plus petite que le nombre des périodes dans chaque groupe, les périodes reçues

sont comptées dans l'un des seis de comptage jus-

qu'à atteindre le premier état de comptage limite et les périodes manquantes sont comptées dans l'autre sens de comptage jusqu'à atteindre le second état de comptage limite; b) après que l'on a atteint le premier état limite de comptage, l'une des valeurs binaires reste affichée comme valeur reçue, jusqu'à ce que l'on atteigne le second état de comptage limite; c) après que l'on a atteint le second état de comptage limite, l'autre valeur binaire reste affichée comme valeur reçue jusqu'à que l'on atteigne le

premier état de comptage limite.

Le procédé conforme à l'invention a pour effet que, côté réception, on peut reconnaître la valeur binaire correcte même si, dans un groupe de

périodes donnant la valeur binaire mentionnée en pre-

mier lieu, plusieurs périodes sont absentes ou indétec-

tables en raison de parasites, et même si, dans un intervalle de temps représentant l'autre valeur binaire par absence du signal périodique, apparaissent des signaux parasites qui sont détectés comme périodes du

signal périodique.

Des réalisations et des extensions avanta-

geuses -du procédé, ainsi qu'un dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé, se caractérisent comme suit: - la zone de comptage est égale à la moitié du nombre de périodes dans chaque groupe; - le signal de communication est formé de trains d'oscillations sinusoidales résultant de l'exploration sélective d'une oscillation sinusoïdale; - chaque récepteur de signaux contient un compteur par valeur croissante / par valeur décrois- sante dont l'entrée de comptage reçoit des impulsions d'horloge produites par une horloge synchronisée par le signal de communication reçu; et contient également- un circuit logique de commande qui, dans la zone de comptage située entre les deux états de comptage limite,opère le comptage des impulsions d'horloge, en cas de réception du signal périodique, dans l'un des sens de comptage et, en cas de non- réception du signal périodique, dans l'autre sens de comptage, et empêche le comptage des impulsions d'horloge au-delà des états de comptage limites; - un circuit de commande du sens de comptage place, à l'entrée de commande du-sens de comptage du compteur par valeur croissante / par valeur décroissante, pour chaque période de réception du signal périodique, un signal de commande qui détermine un sens de comptage et, pour chaque période de non-réception du signal périodique, un signal de commande qui détermine l'autre sens de comptage; et la logique de commande place, à l'entrée de validation du compteur par valeur croissante / par valeur décroissante, en cas de réception du signal

périodique, un signal de validation et, en cas de non-

réception du signal périodique, un signal d'invalida-

tion, si le compteur par valeur croissante / par valeur décroissante se trouve dans.un état de comptage limite; et, en cas de réception du signal périodique, un signal d'invalidation et, en cas de non-réception du signal périodique, un signal de validation, si le compteur par valeur croissante / par valeur décroissante se trouve dans l'autre état limite de comptage; - au mcins les sorties de l'étage de comptage, caractéristiques pour les états limites de comptage, du compteur par valeur croissante / par valeur décroissante sont reliées aux entrées du circuit logique de commande; - un circuit de commande du sens de comptage contient un conformateur de signal qui produit une

impulsion rectangulaire pour chaque période de récep-

tion du signal périodique; - entre la sortie du conformateur de signal et l'entrée de commande du sens de comptage du compteur par valeur croissante / par valeur décroissante est inséré un circuit à grilles temporelles qui n'autorise la transmission des impulsions rectangulaires produites par le conformateur de signal que dans une grille temporelle prédéterminée; - en aval du compteur par valeur croissante /

par valeur décroissante est monté un circuit de main-

tien qui est commandé, par les sorties de l'étage de comptage caractéristiques pour les états limites de comptage, de façon telle que, lorsque l'on atteint l'un des états limites de comptage, il passe dans l'un des états et, lorsque l'on atteint l'autre état limite de comptage, il passe dans l'autre état, tandis qu'il se maintient dans l'état dans lequel il est respectivement passé en dernier lieu lorsque l'on est dans les autres états de comptage; et la sortie du circuit de maintien forme la sortie du récepteur de signaux; - le circuit de maintien est formé par une bascule D qui reçoit à l'entrée de signal d'horloge les impulsions d'horloge, et à l'entrée D un signal caractérisant le fait que l'on a atteint l'un des

états limites de comptage, et qui est conçue à auto-

maintien grâce à une liaison entre la sortie directe et l'entrée D; et à l'entrée de retour à l'état 0 de la bascule D, la logique de commande place une impulsion de retour à l'état 0 lorsqu'elle détermine que l'on a atteint l'autre état limite de comptage;

- l'émetteur de signaux contient un oscilla-

teur qui produit le signal périodique et dont le signal de sortie est exploré par un interrupteur piloté au moyen d'un signal de commande binaire représentant les informations codées en binaire;

- le signal périodique résultant de l'explo-

ration par l'interrupteur atteint la ligne bifilaire par l'intermédiaire d'un amplificateur d'attaque qui

limite le niveau du signal à une valeur prédéterminée.

D'autres caractéristiques et avantages de

l'invention apparaissent de la description suivante

d'un exemple de réalisation, en référence-aux dessins annexés, auxquels: La figure 1 est le schéma de principe d'un dispositif de mesure dans lequel l'invention peut s'appliquer. La figure 2 représente plus en détail le diagramme des trois interfaces du dispositif de mesure

de la figure 1.

La figure 3 représente le schéma-bloc de l'un des émetteurs de signal des interfaces de la

figure 2.

La figure 4 représente le schéma-bloc de l'un des récepteurs de signal des interfaces de la,

figure 2.

La figure 5 représente les diagrammes de

l'allure, en fonction du temps, des signaux qui appa-

raissent aux points de circuit désignés par les mêmes lettres, dans l'émetteur de signal de la figure 3 et

dans le récepteur de signal de la figure 4.

La figure 1 représente un dispositif de mesure comportant un convertisseur de mesure 10 qui est relié, par une ligne bifilaire 11, à un appareil de

traitement 12 qui est disposé à distance de ce conver-

tisseur. Le convertisseur de mesure 10 contient un détecteur 13 pour la saisie d'une grandeur physique à mesurer (par exemple température, pression, humidité, niveau de remplissage) et un transducteur de mesure électronique 14 qui est relié au détecteur 13 et qui

émet un signal électrique représentant la valeur instan-

tanée de la grandeur de mesure. Le convertisseur de mesure 10 ne contient pas de source d'énergie propre mais reçoit l'énergie de courant continu nécessaire pour son fonctionnement, par l'intermédiaire de la ligne bifilaire 11, d'une source de tension 15 contenue dans l'appareil de traitement 12. Un signal de valeur de mesure, représentant la valeur instantanée de la grandeur de mesure, est transmis, par l'intermédiaire de la même ligne bifilaire, du convertisseur de mesure à l'appareil de traitement 12. Le convertisseur de

mesure 10 est relié à la ligne bifilaire 11 par l'inter-

médiaire d'une interface de convertisseur de mesure 16 qui d'une part assure l'alimentation en énergie du

convertisseur de mesure 10 à partir de la ligne bifi-

laire 11 et d'autre part convertit le signal de sortie du transducteur de mesure 14 en un signal de valeur de mesure approprié à la transmission sur la ligne bifilaire 11. Selon une technique habituelle, le signal de valeur de mesure est l'intensité de courant continu IM qui passe sur la ligne bifilaire 11 et qui se compose de l'intensité du courant continu d'alimentation IO du convertisseur de mesure et d'une intensité correctrice IK. L'intensité correctrice IK est également prélevée à la source de tension 15 et elle est réglée, par le convertisseur de mesure 10, en tenant compte de la grandeur effective de l'intensité de courant continu d'alimentation IO, de façon telle que l'intensité totale IM, entre les valeurs 4 et 20 mA, représente

la valeur de mesure à transmettre. Enfin le convertis-

seur'de mesure 10 contient un circuit électronique de

communication 17 qui est également relié, par l'inter-

médiaire de l'interface du convertisseur de mesure 16, à la ligne bifilaire 11. Le transducteur de mesure 14 et le circuit électronique de communication 17 peuvent

être formés par un micro-ordinateur.

La liaison entre l'appareil de traitement 12 et la ligne bifilaire 11 est assurée par une interface

de traitement 18 qui d'une part réalise la transmis-

sion de l'énergie de courant continu, requise par le convertisseur de mesure 10, entre la source de tension et la ligne bifilaire 11 et qui d'autre part, dérive

de l'intensité totale IM qui passe sur la ligne bifi-

laire 11 un signal approprié pour l'affichage de la

valeur de mesure ou pour la suite du traitement.

L'appareil de traitement 12 contient en outre un cir-

cuit électronique de communication 19 qui est relié à

la ligne bifilaire 11 par l'intermédiaire de l'inter-

face de traitement 18. Le circuit électronique de communication 19 peut être formé par un micro-ordinateur

contenu dans l'appareil de traitement.

La figurel représente en outre un appareil de communication 20 qui est relié à la ligne bifilaire 11 en parallèle avec le convertisseur de mesure 10 et qui est conçu,de façon à pouvoir assurer avec le

convertisseur de mesure 10 ou avec l'appareil de traite-

ment 12 un échange d'informations sans que cela affecte le fonctionnement normal du dispositif de mesure. L'appareil de communication 26 est un appareil analogue à une calculatrice de poche avec un clavier 21 et un affichage numérique 22 ainsi qu'avec le circuit électronique de communication nécessaire qui peut être formé par un micro-ordinateur. La liaison avec la ligne

bifilaire 11 se fait par l'intermédiaire d'une inter-

face de communication 23 et d'une ligne bifilaire de raccordement 24 que l'on peut raccorder, à la demande,

à la ligne bifilaire 11 au moyen de bornes de raccor-

dement 25, 26. Dans l'exemple de réalisation décrit, on suppose que l'appareil de communication 20 est équipé

de sa propre source d'énergie (par exemple une pile).

Mais il serait également possible de prélever à la source de tension 15 qui se trouve dans l'appareil de

traitement 12, par l'intermédiaire de la ligne bifi-

laire 11, le courant continu nécessaire pour alimenter

l'appareil de communication.

La figure 2 représente, en détail, les diagrammes des trois interfaces 16, 18 et 23 de la

figure 1.

L'interface. du convertisseur de mesure 16

comporte un régulateur de tension 27 qui, indépendam-

ment des variations de tension apparaissant sur la ligne bifilaire 11, maintient une tension de service constante pour le transducteur de mesure 14 et pour les autres circuits du convertisseur de mesure 10. Pour produire une intensité de mesure IM représentant la valeur de mesure, l'interface du convertisseur de mesure 16 contient une dérivation 28 qui comporte un générateur d'intensité constante modulable 29. Sur la

dérivation 28 passe un courant continu qui est égale-

ment prélevé à la source de tension 15 et se superpose, sur la ligne bifilaire 11, au courant d'alimentation IO. Le générateur d'intensité constante 29 est modulé par un signal de sortie, variable en permanence, du convertisseur de mesure 14, de façon telle que le

courant continu qui passe dans la dérivation 28 consti-

tue l'intensité correctrice IK qui, avec l'intensité du courant continu d'alimentation Iot forme l'intensité

de mesure I variable entre 4 et 20 mA.

En outre l'interface du convertisseur de mesure 16 contient un émetteur de signal 30 et un récepteur de signal 31 qui sont raccordés en parallèle à la ligne bifilaire 11. Une entrée de commande de

l'émetteur de signal 30 est reliée à une sortie du cir-

cuit électronique de communication 17. La sortie du

récepteur de signal.31 est reliée à une entrée du cir-

cuit électronique de communication 17.

Dans l'interface de traitement 18 est insérée, dans l'un des conducteurs de la ligne bifilaire 11, une résistance 32 par laquelle passe l'intensité de mesure IM = IO + IK. On peut donc prélever aux bornes de la résistance 32 une tension qui est proportionnelle

à l'intensité de mesure IM et qui contient l'informa-

tion concernant la valeur de mesure. Cette tension peut servir à l'affichage de la valeur de mesure ou être utilisée de la façon désirée pour le traitement de l'information concernant la valeur de mesure. En outre, l'interface de traitement contient un émetteur de signal 33 et un récepteur de signal 34 qui sont reliés en parallèle à la ligne bifilaire 11. Une entrée de commande de l'émetteur de signal 33 est reliée à une sortie du circuit électronique de communication 19. La sortie du récepteur de signal 34 est reliée à une

entrée du circuit électronique de communication 19.

Enfin l'interface de communication 23 contient un émetteur de signal 35 et un récepteur de signal 36 qui sont reliés en parallèle à la ligne

bifilaire 11 par l'intermédiaire de la ligne de raccor-

dement 24. Une entrée de commande de l'émetteur de

signal 35 est reliée à une sortie du circuit électroni-

que de communication 37 de l'appareil de communication.

La sortie du récepteur de signal 36 est reliée à une

entrée du circuit électronique de communication 37.

Les émetteurs de signaux 30, 33 et 35 des différentes interfaces sont conçus de façon absolument identique. On ne décrira donc en détail que l'un des émetteurs de signal dont le schéma-bloc est représenté

sur la figure 3. Cette description est valable pour

tous les émetteurs de signal.

L'émetteur de signal représenté sur la figure 3 contient un oscillateur à quartz 40 dont la sortie peut être reliée, par l'intermédiaire d'un

interrupteur 41, à l'.entrée d'un amplificateur d'atta-

que à tension alternative 42. L'interrupteur 41 est

représenté symboliquement sous forme d'un contact méca-

nique. En réalité il s'agit d'un interrupteur électro-

nique rapide, par exemple d'un transistor à effet de champ. L'interrupteur 41 est piloté par un signal de

commande binaire que le circuit électronique de commu-

nication correspondant place à l'entrée de commande 43

de l'émetteur de signal.

Le diagramme A de la figure 5 représente l'allure, dans le temps, d'un signal de commande que le circuit électronique de communication place à l'entrée de commande 43 et qui est codé en binaire en fonction de l'information à transmettre. Chaque bit de la valeur binaire 1 est représenté par une impulsion de durée T et d'amplitude constante I, chaque bit de la valeur binaire 0 est représenté par une pause d'impulsion de

même durée T dans la trame des impulsions. Les impul-

sions ou les pauses d'impulsion pour au moins deux bits successifs de la même valeur binaire se raccordent les unes aux autres de manière continue. L'interrupteur 41 est fermé lors d'une impulsion d'amplitude I, tandis qu'il est ouvert dans chaque pause d'impulsion. Par conséquent l'interrupteur 41 explore par impulsions

l'oscillation produite par l'oscillateur 40.

Le diagramme B de la figure 5 représente l'allure, dans le temps, du signal de communication qui est envoyé de cette façon par l'émetteur de signal sur la ligne bifilaire 11. Chaque bit de la valeur binaire 1 est représenté par un train d'oscillations de la durée T, chaque bit de la valeur binaire 0 est représenté par l'absence d'oscillations sur la ligne bifilaire pendant la même durée T.

La durée T est constante et nettement supé-

rieure à la période d'oscillation de l'oscillateur 40.

Par conséquent chaque train d'oscillations, qui repré-

sente un bit de la valeur binaire 1, contient un nombre de périodes constant prédéterminé. Chaque bit de la valeur binaire 0 est représenté par l'absence du même

nombre constant de périodes.

De préférence, l'ordre de grandeur de la fré-

quence de l'oscillation produite par l'oscillateur 40

est de 40 kHz. Dans le cas de cette fréquence, la plu-

part des câbles présentent une composante inductive assez élevée pour que la ligne soit pratiquement exempte

de pertes. En même temps une telle fréquence est suffi-

samment faible pour que les pertes capacitives ou pertes

par effet de peau soient largement éliminées.

Dans l'exemple de réalisation décrit, on admet donc que la fréquence de l'oscillation produite par l'oscillateur 40 est de 40 kHz. Admettons en outre que la durée d'un bit atteigne T = 0,4 ms. Au cours de

chaque durée T, l'oscillateur 40 produit donc 16 pério-

des d'oscillation. L'amplificateur d'attaque 42 limite au maximum à 100 mV le niveau des trains d'oscillations qu'il fournit à sa sortie. C'est sous cette forme que le signal de communication exploré se superpose à la tension continue fournie par la source de tension 15 sur la ligne bifilaire 11. De préférence, la ligne de transmission se termine à chaque interface par une résistance qui est sensiblement supérieure à l'impédance caractéristique. De ce fait la tension du signal reçue est, à la sortie, au moins à peu près de même valeur qu'à l'entrée malgré certaines pertes en ligne,

même pour une longueur de câble de 1 km.

La figure 4 représente le schéma-bloc de

l'un des récepteurs de signal 31, 34, 36 des interfa-

ces. Tous les récepteurs de signal sont conçus de la

même façon.

Le récepteur de signal contient comme étage d'entrée un amplificateur de tension alternative 50 qui amplifie sélectivement le signal de communication transmis sur la ligne bifilaire 11. A la sortie de l'amplificateur de tension alternative 50 se raccorde un conformateur de signal 51 qui convertit les trains d'oscillations sinusoidales du signal de communication

en suites d'impulsions rectangulaires de même fré-

quence. Le conformateur de signal 51 est par exemple une bascule de Schmitt. A la sortie du conformateur de

signal 51 apparaît donc, pour chaque train d'oscilla-

tions complet de durée T, un groupe de 16 impulsions

rectangulaires de fréquence 40 kHz. Ces impulsions rec-

tangulaires sont placées, par l'intermédiaire d'un circuit à grille temporelle 52, à l'entrée de commande du sens de comptage U/D (Up/Down = Haut/Bas) d'un compteur par valeur croissante / par valeur décroissante 53. Le circuit à grille temporelle 52, qui est par

exemple formé par une bascule monostable non réenclen-

chable, ne réagit aux impulsions qu'à l'intérieur d'une grille temporelle déterminée et assure de ce fait une

sécurité supplémentaire à l'égard des parasites.

Les impulsions rectangulaires existant à la

sortie du conformateur de signal 51 sont en outre pla-

cées à l'entrée de synchronisation d'une horloge 54 qui produit comme signal d'horloge une suite continue d'impulsions rectangulaires à la fréquence des

impulsions du signal, c'est-à-dire de 40 kHz.

L'horloge est synchronisée au moyen des impulsions rec-

tanglaires placées à son entrée de synchronisation et

conserve cette synchronisation même dans les inter-

valles de temps au cours desquels aucune impulsion rec-

tangulaire n'est émise par le conformateur de signal 51.

Le signal d'horloge est placé à l'entrée de signal d'horloge CK (Clock = Horloge) du compteur par valeur

croissante / par valeur décroissante 53.

Pour la commande du compteur par valeur crois-

sante / par valeur décroissante 53 est en outre prévu un circuit logique de commande 55 dont l'une des sorties

est reliée à l'entrée de validation E (Enable = valida-

tion) du compteur par valeur croissante / par valeur décroissante 53. Une entrée du circuit logique de commande 55 est reliée à la sortie du circuit à grille temporelle 52. Trois autres entrées du circuit logique de commande 55 sont reliées aux sorties d'étage de comptage Q0' Q1i' Q2 du compteur par valeur croissante / par valeur décroissante 53. La sortie d'étage de comptage Q3 est reliée, par l'intermédiaire d'une porte OU 56 à l'entrée D d'une bascule D. La sortie Q de la bascule D 57 est reliée à la seconde entrée de la porte OU 56 ainsi qu'à une autre entrée du circuit logique de commande 55. L'entrée R (Reset = retour à l'état 0) de retour à l'état 0 de la bascule électronique D 57 est reliée à une seconde sortie du circuit logique de commande 55. Enfin l'entrée de signal d'horloge CK (Clock = Horloge) de la bascule électronique D 57 reçoit

le signal d'horloge provenant de la sortie de l'horloge 54.

On va expliquer le fonctionnement du récep-

teur de signal de la figure 4 à l'aide des diagrammes C à F de la figure 5. Ces diagrammes représentent

l'allure, en fonction du temps, des signaux qui apparais-

sent aux points de circuit, désignés par les mêmes

lettres,du schéma-bloc de la figure 4.

Le diagramme C de la figure 5 représente une portion du signal de communication transmis sur la

ligne bifilaire 11 et placé à l'entrée de l'amplifica-

teur de tension alternative 50, mais avec une échelle

des temps supérieure à celle du diagramme B. Ce dia-

gramme représente un train d'oscillations, représentant la valeur binaire 1, de durée T qui se trouve entre deux intervalles de temps correspondantà la valeur binaire 0 au cours desquels aucun train d'oscillations n'est transmis sur la ligne bifilaire 11. On suppose en outre

que, par suite de parasites, quelques périodes d'oscil-

lation manquent aux emplacements a et b du train d'oscillations, ou sont fortement amorties. On suppose

en outre que dans l'intervalle de temps, vide d'oscil-

lations,qui suit le train d'oscillations, il y a deux

impulsions parasites c et d.

Le diagramme D représente les impulsions

rectangulaires correspondantes à la sortie du conforma-

teur de signal 51. Pour chaque oscillation du train d'oscillations dont l'amplitude dépasse le seuil de réaction du conformateur de signal 51, une impulsion rectangulaire est produite. A l'emplacement a manquent deux impulsions rectangulaires et à l'emplacement b il manque une impulsion rectangulaire. Par contre, dans l'intervalle de temps vide d'oscillations qui suit, il

apparaît deux impulsions rectangulaires c et d produi-

tes par suite des impulsions parasites. Les impulsions rectangulaires du diagramme D sont appliquées, par l'intermédiaire du circuit à grille temporelle 52, à

l'entrée de commande du sens de comptage U/D du comp-

teur par valeur croissante / par valeur décroissante 53.

Pendant l'application de la tension d'impulsions, le compteur par valeur croissante / par valeur décroissante 53 compte par valeur croissante. En l'absence d'une tension d'impulsions, le compteur par valeur croissante / par valeur décroissante 53 passe en comptage par valeur décroissante. Par conséquent le conformateur de signal

51 et le circuit à grille temporelle 52 forment un cir-

cuit de commande du sens de comptage. Le diagramme E de la figure 5 représente le signal d'horloge à la sortie del'horloge 54. Ce signal

d'horloge est une suite continue d'impulsions rectangu-

laires qui, du fait de la synchronisation, coincident

dans le temps avec les impulsions rectangulaires du dia-

gramme D, dans la mesure o celles-ci existent. Comme ce

signal d'horloge est placé à l'entrée de signal d'hor-

loge CK du compteur par valeur croissante / par valeur décroissante 53, les impulsions d'horloge sont comptées dans ce compteur de la façon suivante:

- toutes les impulsions d'horloge qui coinci-

dent dans le temps avec les impulsions de signal de diagramme D sont comptées par valeur croissante dans le compteur par valeur croissante / par valeur décroissante 53, sous réserve que le comptage soit autorisé par le signal de commande placé par le circuit logique de commande 55 à l'entrée de validation E;

- toutes les impulsions d'horloge pour les-

quelles il n'y a pas d'impulsions de signal dans le diagramme D sont comptées par valeur décroisante dans

le compteur par valeur croissante / par valeur décrois-

sante 53, sous réserve que le comptage soit autorisé par le signal de commande placé par le circuit logique de commande 55 à l'entrée de validation E. Ce mode de fonctionnement revient à cçmpter, dans le compteur par valeur croissante / par valeur décroissante 53, par valeur croissante les impulsions de signal qui existent et par valeur décroissante les

impulsions de signal qui n'existent pas.

Conformément au mode de fonctionnement connu d'une bascule D, la bascule D 57 prend, pour chaque

impulsion d'horloge placée à l'entrée de signal d'hor-

loge CK, l'état qui est déterminé par la valeur du signal placée à l'entrée D. Au début du comptage, la bascule électronique D se trouve à l'état 0 et reste dans cet état aussi longtemps que la sortie Q3 du compteur par valeur croissante / par valeur décroissante 53 fournit la valeur de signal 0. Dans cet état, le signal qui se trouve à la sortie Q de la bascule électronique D 57 se touve également à l'état 0. Lorsque par contre, au cours du comptage par valeur croissante, on atteint l'état de comptage 8, le signal qui apparaît à la sortie Q3 passe

à la valeur de signal-1. De ce fait la bascule électro-

* nique D passe à l'état 1 et à la sortie Q de la bascule électronique D apparait la valeur de signal 1. Cette valeur de signal 1 est appliquée, par l'intermédiaire de la porte OU 56,'à l'entrée D, de sorte que, pour toutes les impulsions

d'horloge suivantes, la bascule électronique D se main-

tient à l'état 1 même si la sortie Q3 passe à nouveau-

sur la valeur de signal 0. La bascule électronique D 57 n'est ramenée à l'état 0 que par une impulsion de retour à l'état 0 placée à l'entrée R de retour à l'état 0 par

le circuit logique de commande 55. La bascule électroni-

que D 57 forme donc dans ce cas un circuit de maintien; elle pourrait être remplacée par un autre circuit de

maintien de type connu en soi.

Le circuit logique de commande 55 commande de la façon suivante le fonctionnement du compteur par valeur croissante / par valeur décroissante 53 au moyen du signal de commande placé à l'entrée de'validation E: - dans la zone de comptage située entre les états de comptage 0 et 8, le circuit logique de commande valide le comptage par valeur croissante des impulsions

de signal existantes et le comptage par valeur décrois-

sante des impulsions de signal manquantes, indépendamment de la valeur du signal qui se trouve à la sortie Q de la bascule électronique D 57; lorsque, au cours d'un.comptage par valeur croissante, on atteint l'état de comptage 8, le circuit logique de commande 55 empêche la poursuite du comptage,

par valeur croissante, des impulsions de signal exis-

tantes, mais autorise le comptage, par valeur décrois-

sante, des impulsions de signal qui manquent. Dans ce but il reçoit les impulsions de sortie du circuit à grille temporelle 52 et, à chacune de ces impulsions,

place à l'entrée de validation E un signal d'invalida-

tion, et, dans le cas contraire, un signal de valida-

tion; - lorsque, lors du comptage par valeur décroissante, en atteint l'état de comptage 0, le circuit logique de commande 55 envoie à l'entrée R de retour à l'état 0 de la bascule D 57 une impulsion de retour à l'état 0 qui ramène à l'état 0 la bascule D 57. La sortie Q prend alors la valeur du signal 0. En outre le circuit logique de commande 55 empêche la poursuite du comptage, par valeur décroissante, des impulsions de signal manquantes, mais autorise le comptage, par

valeur croissante, des impulsions de signal existantes.

Dans ce but il place à l'entrée de validation E un signal de validation chaque fois qu'il y a une impulsion

à la sortie du circuit temporisateur à grille tempo-

relle 52, sinon il place un signal d'invalidation.

Le 'circuit logique de commande 55 reconnaît que l'on a atteint les états de comptage 8 et 0 dans l'un ou l'autre sens de comptage sur la base des signaux qu'il reçoit des sorties Q0, Q1 et Q2 des étages du

compteur par valeur croissante / par valeur décrois-

sante 53.

Le signal qui apparaît à la sortie Q de la bascule D 57 représente le signal de sortie du récepteur de signal. Le fonctionnement du récepteur de signal, tel qu'il a été exposé, se traduit par les effets suivants pour l'élaboration du signal de sortie: - le signal de sortie passe de' la valeur de signal 0 à la valeur de signal 1 lorsque, depuis le dernier passage à la valeur de signal 0, on a compté huit impulsions de signal existantes de plus que d'impulsions manquantes; - le signal de sortie passe de la valeur de signal 1 à la valeur de signal O lorsque, depuis le dernier passage à la valeur de signal 1, on a compté

huit impulsions de signal manquantes de plus que d'im-

pulsions existantes.

Dans les deux cas, les impulsions de signal, manquantes ou existantes, qui ne sont pas comptées pendant que l'état de comptage est O ou 8, ne sont pas

prises en considération.

Le diagramme F de la figure 5 représente le signal de sortie du récepteur de signal obtenu par ce fonctionnement pour le signal d'entrée représenté sur le diagramme C, si on suppose que, au début du train

d'oscillations, c'est-à-dire au début du groupe d'impul-

sions de signal du diagramme D, le compteur par valeur croissante / par valeur décroissante 53 avait l'état de comptage 0. Tout d'abord cinq impulsions d'horloge du diagramme E sont comptées par valeur croissante, puis les deux impulsions d'horloge qui coincident avec le vide a sont comptées par valeur décroissante. Les trois impulsions d'horloge suivantes sont à nouveau

comptées par valeur croissante, puis une impulsion d'hor-

loge qui coincide avec le vide b est comptée par valeur décroissante. Enfin, après comptage par valeur croissante, de trois autres impulsions d'horloge, on atteint l'état de comptage 8. A ce moment, le signal de sortie (diagramme F) prend la valeur de signal 1. Les impulsions d'horloge correspondant aux deux impulsions

de signal restantes ne sont pas comptées.

Le comptage par valeur décroissante commence avec la première impulsion de signal manquante. Tout d'abord,quatre impulsions d'horloge sont comptées dans le sens décroissant, puis, pour l'impulsion parasite c,

une impulsion d'horloge est comptée dans lé sens crois-

sant. Les deux impulsions d'horloge suivantes sont à nouveau comptées par valeur décroissante, puis une impulsion d'horloge est comptée par valeur croissante pour l'impulsion parasite d. Enfin, après comptage, par

valeur décroissante, de quatre autres impulsions d'hor-

loge, on atteint l'état de comptage 0. A ce moment, le signal de sortie passe à la valeur de signal 0. Les impulsions d'horloge correspondant aux impulsions de signal manquantes qui suivent ne sont plus comptées, jusqu'à ce qu'à nouveau apparaisse une impulsion à la

sortie du circuit à grille temporelle.

Du fait de ce fonctionnement, les valeurs binaires transmises sont certes reconnues avec un léger retard, mais avec une grande fiabilité. Ceci permet la transmission, à l'épreuve des parasites, d'informations numériques sur une ligne bifilaire parcourue par un courant de mesure dans des conditions d'application industrielles, sans que le signal de mesure analogique

soit perturbé de façon intolérable. La ligne de trans-

mission peut avoir une longueur considérable sans qu'un câble spécial soit nécessaire. Un autre avantage du

mode de transmission décrit réside en ce que des colli-

sions sur bus sont possibles, c'est-à-dire qu'au moins deux participants peuvent émettre et etre détectés simultanément, ce qui permet, en situation d'alarme,

d'interrompre une transmission de données éventuelle-

ment en cours pour transmettre sur la ligne bifilaire

des informations plus importantes.

Le convertisseur de mesure 10 et l'appareil de traitement 12 forment deux postes participants qui sont reliés en permanence à la ligne bifilaire 11 et

peuvent échanger des informations, au moyen des disposi-

tifs de communication décrits, par l'intermédiaire de la ligne bifilaire qui conduit le signal de valeur de mesure. Par exemple l'appareil de traitement peut envoyer au convertisseur de mesure des instructions de commande pour piloter le fonctionnement du convertisseur de mesure et le convertisseur de mesure peut accuser réception d'une instruction de commande et transmettre

à l'appareil de traitement des informations supplémen-

taires demandées. En raccordant l'appareil de communi-

cation 20 à la ligne bifilaire, une personne de service peut surveiller l'échange d'informations entre le convertisseur de mesure et l'appareil de traitement et peut même échanger des informations avec ces deux postes participants. Ceci permet par exemple de procéder, depuis un poste quelconque, à des travaux de tarage, de réglage ou de vérification sans que le fonctionnement normal du dispositif de mesure en soit affecté. Le nombre des postes participants, qui peuvent ainsi être mis en liaison les uns avec les autres, n'est pas

limité. Il est possible, sans autre, de raccor-

der simultanément à la ligne bifilaire 11 plusieurs appareils de communication à la façon de l'appareil de communication 20. Tous les appareils de communication

peuvent alors échanger des informations avec le conver-

tisseur de mesure 10, l'appareil de traitement 12 et avec tout autre appareil de communication. Selon une technique connue en soi, on peut, au moyen de signaux d'adresse codés convenables, obtenir que chaque poste participant ne traite que les informations qui lui sont destinées. Naturellement de nombreuses variantes du procédé décrit et du dispositif pour sa mise en oeuvre sont possibles. En particulier les valeurs de comptage indiquées ne doivent être considérées que comme des exemples que l'on peut modifier à la demande. C'est ainsi qu'il n'est pas nécessaire de rendre la zone de comptage située entre les deux états de comptage limites égale à la moitié du nombre de périodes par longueur de bit. Il serait également possible de déjà produire dans l'émetteur de signaux, pour chaque bit de la valeur

binaire 1, au lieu d'un train d'oscillations sinusol-

dales, un groupe d'impulsions et de transmettre ce groupe d'impulsions en tant que signal de communication

par la ligne bifilaire.

Claims (12)

REVENDICATIONS

1. Procédé de transmission d'informations

codées en binaire dans un dispositif de mesure compor-

tant un convertisseur de mesure (10) qui est relié avec un appareil de traitement (12) situé à distance, par une

ligne bifilaire (11) par laquelle, d'une part, l'éner-

gie de courant continu nécessaire au fonctionnement du

convertisseur de mesure (10) est transmise de l'appa-

reil de traitement (12) au convertisseur de mesure (10) et, d'autre part, le signal de la valeur de mesure représentant la grandeur de mesure est transmis, du convertisseur de mesure (10) à l'appareil de traitement (12), par le moyen que le courant continu qui passe par la ligne bifilaire (11) est modifié, en fonction de la grandeur de mesure, entre deux valeurs limites, tandis

que chaque poste (10, 12, 20) participant à la trans-

mission de l'information contient un émetteur de signal (30, 33, 35) pour envoyer, par l'intermédiaire de la ligne bifilaire (11), un signal de communication qui est de nature à être distingué du signal de la valeur de mesure, ainsi qu'un récepteur de signaux (31, 34, 36) pour recevoir les signaux de communication provenant

des autres postes participants, caractérisé en ce que,-

dans les signaux de communication, chaque bit de l'une des valeurs binaires est représenté par un groupe d'un nombre prédéterminé de périodes successives d'un signal périodique, et chaque bit de l'autre valeur binaire, par l'absence du signal périodique; et en ce que, dans le récepteur de signal de chaque poste participant, pour reconnaître les valeurs binaires transmises, les étapes de procédé suivantes sont mises en oeuvre: a) dans une zone de comptage située entre deux états de comptage limites et plus petite que le nombre des périodes dans chaque groupe, les périodes reçues sont comptées dans l'un des sens de comptage jusqu'à atteindre le premier état de comptage limite et les périodes manquantes sont comptées dans l'autre sens de comptage jusqu'à atteindre le second état de comptage limite; b) après que l'on a atteint le premier état de comptage limite, l'une des valeurs binaires reste affichée comme valeur reçue jusqu'à ce que l'on atteigne le second état de comptage limite; c) après que l'on a atteint le second état de comptage limite, l'autre valeur binaire reste affichée comme valeur reçue jusqu'à ce que l'on atteigne le premier

état de comptage limite.

2. Procédé selon la revendication 1, caracté-

risé en ce que la zone de comptage est égale à la.

moitié du nombre de périodes dans chaque groupe.

3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le signal de communication est formé de trains d'oscillations sinusoidales résultant

de l'exploration sélective d'une oscillation sinusoidale.

4. Dispositif pour la mise en oeuvre du pro-

cédé selon l'ue quelconque des revendications précéden-

tes, caractérisé en ce que chaque récepteur de signaux (31, 34, 36) contient un compteur par valeur croissante / par valeur décroissante (53) dont l'entrée de comptage (U/D) reçoit des impulsions d'horloge produites par une

horloge (54) synchronisée par le signal de communica-

tion reçu; et contient étalement un circuit logique de commande (55) qui, dans la zone de comptage située entre les états de comptage limites, opère le comptage des impulsions d'horloge, en cas de réception du signal périodique, dans l'un des sens des comptage et, en cas de non-réception du signal périodique, dans l'autre sens de comptage, et empêche le comptage des impulsions

d'horloge au-delà des états de comptage limites.

5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'un circuit de commande du sens de comptage place, à l'entrée (U/D) de commande du sens de comptage du compteur par valeur croissante / par

valeur décroissante (53), pour chaque période de récep-

tion du signal périodique, un signal de commande qui détermine un sens de comptage et, pour chaque période de non-réception du signal périodique, un signal de commande qui détermine l'autre sens de comptage; et en ce que la logique de commande place, à l'entrée de validation (E) du compteur par valeur croissante / par valeur décroissante (53), en cas de réception du signal

périodique, un signal de validation et, en cas de non-

réception du signal périodique, un signal d'invalida-

tion, si le compteur par valeur croissante / par valeur décroissante se trouve dans un état limite de comptage; et, en cas de réception du signal périodique, un signal d'invalidation et, en cas de non-réception du signal périodique, un signal de validation, si le compteur par valeur croissante / par valeur décroissante se trouve

dans l'autre état limite de comptage.

6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'au moins les sorties de l'étage de comptage, caractéristiques pour les états de comptage limites, du compteur par valeur croissante / par valeur décroissante (53) sont reliées à des entrées du circuit

logique de commande (55).

7. Dispositif selon la revendication 5 ou 6, caractérisé en ce que le circuit de commande du sens de comptage contient un conformateur de signal (51) qui produit une impulsion rectangulaire pour chaque période

de réception du signal périodique.

8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'entre la sortie du conformateur de signal (51) et l'entrée (U/D) de commande du sens de comptage du compteur par valeur croissante / par valeur décroissante (53) est inséré un circuit à grille temporelle (52) qui n'autorise la transmission des

impulsions rectangulaires produites par le conforma-

teur de signal que dans une grille temporelle prédé-

terminée.

9. Dispositif selon l'une quelconque des

revendications 4 à 8, caractérisé en ce qu'en aval du

compteur par valeur croissante / par valeur décrois-

sante (53) est monté un circuit de maintien (57) qui est commandé, par les sorties de l'étage de comptage caractéristiques pour les états de comptage limites, de façon telle que, lorsque l'on atteint l'un des états de comptage limites, il passe dans l'un des états et, lorsque l'on atteint l'autre état de comptage limite, il passe dans l'autre état, tandi-squ'il se maintient dans l'état dans lequel il est respectivement passé en dernier lieu lorsque l'on est dans les autres états de comptage; et en ce que la sortie du circuit

de maintien forme la sortie du récepteur de signaux.

10. Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce que le circuit de maintien est formé par une bascule D qui reçoit à l'entrée de signal d'horloge (CK) les impulsions d'horloge, et à l'entrée D un signal caractérisant le fait que l'on a atteint l'un des états limites de comptage, et qui est conçue à auto-maintien grâce à une liaison entre la sortie directe et l'entrée D; et en ce qu'à l'entrée (R) de retour à l'état 0 de la bascule D, la logique de

commande place une impulsion de retour à l'état 0 lors-

qu'elle détermine que l'on a atteint l'autre état de

limite de comptage.

11. Dispositif selon l'une quelconque des

revendications 4 à 10, caractérisé en ce que l'émetteur

de signaux (30, 33, 35) contient un oscillateur (40) qui produit le signal périodique et dont le signal de sortie est exploré par un interrupteur (41) piloté au moyen d'un signal de commande binaire représentant les

informations codées en binaire.

12. Dispositif selon la revendication 11, caractérisé en ce que le signal périodique exploré par l'interrupteur atteint la ligne bifilaire (11) par l'intermédiaire d'un amplificateur d'attaque (42) qui

limite le niveau du signal à une valeur prédéterminée.