FR2646262A1 - Discriminateur de pieces de monnaie - Google Patents

Abstract

Un discriminateur de pièces de monnaie fait une distinction entre une pièce d'origine et une pièce de contrefaçon, sur la base d'une composante réelle et d'une composante imaginaire d'une impédance de la pièce de monnaie produite par un circuit en pont L1 , L2 , Rr, Rc pour courant alternatif de haute fréquence et décide de la valeur de la pièce lorsque celle-ci est d'origine. Un circuit d'équilibrage automatique 14, 15 ayant une constante de temps suffisamment longue sert à détecter les variations de la composante réelle et de la composante imaginaire de l'impédance dues à l'insertion de la pièce de monnaie. Que la pièce soit d'origine ou soit contrefaite fait l'objet d'une discrimination sur la base des valeurs de pointe des deux variations et lorsque la pièce est d'origine, une décision est prise quant à sa valeur.

Description

La présente invention concerne un discriminateur de pièces de monnaie qui

s'applique aux appareils automatiques de péage, aux machines de vente automatique, aux échangeurs de monnaie, etc. Il existe actuellement deux types de discriminateurs de pièces de monnaie: dans le premier, on utilise un procédé permettant de détecter seulement une forme, par exemple le diamètre, l'épaisseur, etc., alors que le second fait appel à un procédé de détection des caractéristiques électriques (perméabilité,

résistivité etc.) du matériau en plus de la forme.

La figure 4 des dessins est un schéma sous forme de blocs d'un circuit d'un discriminateur classique de pièces de monnaie qu'on décrit dans la

demande de brevet japonais n 63-52967.

Dans ce circuit, on utilise la détection de la variation d'une impédance produite par des pertes par courants de Foucault dans une pièce de monnaie lorsque celle-ci se rapproche d'une bobine excitée par un signal de haute fréquence de manière à faire la distinction entre une certaine pièce et une pièce de contre-façon. La variation de l'impédance est fonction de la forme (diamètre, épaisseur, etc.)- de la pièce ainsi que du matériau (perméabilité, résistivité, etc.)

la constituant.

En figure 4, une bobine de détection Ll, une bobine de référence L2 et des résistances d'équilibrage Rr et Rc constituent un circuit en pont. La référence Co représente un condensateur. Un oscillateur 1 fournit une tension de haute fréquence au circuit en pont. On ajuste le circuit en pont de façon que sa tension de sortie (à la jonction entre les bobines L1 et L2) soit nulle en réglant les résistances d'équilibrage Rr et Rc lorsqu'il n'y a aucune pièce de monnaie dans le champ magnétique de la bobine de détection L1. Dans cette situation, lorsqu'on insère une pièce de monnaie dans la bobine de détection L1, il se produit une variation de l'impédance en fonction de la forme et du matériau de la pièce et la

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tension de sortie du circuit en pont change proportionnellement à la variation de l'impédance. Un amplificateur accordé 2 sélectionne et amplifie une composante de fréquence de la tension de sortie fournie par le circuit en pont et élimine toute autre composante de bruit pour amplifier la sortie du circuit en pont; Un filtre passe-bas - 3 coupe une composante de haute fréquence fournie au circuit en pont et détecte la variation d'une tension de basse fréquence due à la

pièce de monnaie opposée à la bobine de détection 2.

Comme la valeur de la tension est fonction du type de pièce de monnaie, il est décidé du type de pièce sur la base d'une valeur de décision établie dans un circuit

de seuil 4.

D'autre part, un déphaseur est alimenté avec la tension de l'oscillateur 1 constituant une source d'alimentation pour le circuit en pont comme tension de référence d'entrée et produit une tension en phase et une tension retardée de 7/2 qui sont fournies à des détecteurs de phase 6 et 7, respectivement. Les détecteur de phase 6 et 7 reçoivent également une tension de sortie Ez produite par l'amplificateur accordé 2 et la décompose en une composante en phase (composante réelle d'une impédance) et une composante

retardée de I/2 (composante imaginaire d'une impédance).

La figure 5 représente la décomposition de la tension de sortie Ez dans sa composante en phase et sa composante retardée de 2/2. Supposons que la tension de sortie Ez soit produite par l'amplificateur accordé 2 lorsqu'une pièce de monnaie est opposée à la bobine de détection Lj; le détecteur en phase 6 produit une composante en phase Ex de la tension Ez et le détecteur 7 de phase retardée de ir/2 produit sa composante Ey retardée de r/2. Les composantes Ex et Ey correspondent à la composante réelle et à la composante imaginaire de

l'impédance de la bobine de détection, respectivement.

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Comme les composantes Ex et Ey contiennent une composante de fréquence élevée, les composantes Ex et'Ey sont appliquées à des filtres passe-bas 8 et 9, respectivement, de la même manière que la tension de sortie Ez de l'amplificateur accordé 2 de façon à détecter ses composantes de basse fréquence (variation lorsque la bobine de monnaie traverse la bobine de détection L1) et sont décomposées en une composante réelle X et une composante imaginaire Y à des fins de

mesure, respectivement.

Les composantes réelle et imaginaire sont fournies à un calculateur 10 de différence de phase qui procède au calcul d'une fonction triangulaire tg1 (X/Y) à partir d'un rapport entre elles de manière à obtenir une phase e. La phase e calculée varie avec le changement de la forme et du matériau de la pièce de monnaie. La phase O fait l'objet d'une classification par un circuit de seuil 11 et est appliquée à un circuit logique 12 qui calcule le produit logique de la sortie du circuit de seuil 11 et de la valeur de l'impédance qui est la sortie produite par le circuit de seuil 4

pour faire la distinction d'un type de pièce de monnaie.

Dans un discriminateur classique de pièces de monnaie, bien que la variation de l'impédance initiale de la bobine de détection Li et de la bobine de référence L2 soit ajustée par les résistances d'équilibrage Rr et Rc du circuit en pont de façon que la tension de sortie de ce circuit soit rendue égale à zéro, des tensions de dérive AZ, AX et AY se produisent dans la sortie Z du filtre passe-bas 3, dans la sortie X de détection en phase du filtre passe-bas 8 et dans la

sortie Y de détection retardée de I/2 du filtre passe-

bas 9, respectivement, lorsque les valeurs des impédances de la bobine de détection Ll, de la bobine de référence L2 et des résistances d'équilibrage Rr et Rc sont décalées et que l'équilibre du circuit en pont s'écroule, et les tensions de dérive affectent les

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sorties Z, X et Y dues à la pièce comme erreur pour

provoquer une décision erronée.

En outre, les tensions variables Z, X et Y dues à la pièce sont proportionnelles à la sortie de l'oscillateur 1 qui est la tension fournie au circuit en pont, et par conséquent, il y a le problème qu'une décision erronée soit provoquée de la même manière que lorsque la sortie de l'oscillateur 1 varie à cause de la température. La présente invention a pour objet un discriminateur de pièces de monnaie capable de résoudre les problèmes exposés ci-dessus de la technique antérieure. De manière à atteindre l'objet précédent le discriminateur de pièces de monnaie selon la présente invention comportant un circuit en pont ayant une bobine de détection, une bobine de référence et un circuit d'équilibrage, un oscillateur pour fournir une tension de haute fréquence au circuit en pont, un amplificateur accordé pour amplifier la tension de sortie du circuit en pont, un déphaseur pour produire une tension en phase et une tension retardée de r/2 par rapport à la tension d'oscillation de l'oscillateur, et un détecteur de phase pour détecter une composante en phase et une composante retardée de x/2 au sein d'une tension de sortie de l'amplificateur accordé sur la base de la tension en phase et de la tension retardée de X/2 produites par le déphaseur pour faire ainsi la discrimination d'une pièce de monnaie sur la base d'une variation de tension dans la composante en phase et la composante retardée de Ir/2, comprend des premier et second circuits d'équilibrage automatique, chacun comportant un amplificateur différentiel et un intégrateur, les amplificateurs différentiels pour les premier et second circuits d'équilibrage automatique ayant une borne d'entrée à laquelle les tensions de sortie de la composante en phase et de la composante retardée de z/2 sont fournies respectivement, et l'autre borne d'entrée à laquelle est

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fournie la tension de sortie de l'intégrateur, un signal de sortie de l'amplificateur différentiel étant appliqué à l'intégrateur, un circuit pour compenser automatiquement une lente variation lorsque la sortie de la bobine de détection. est l'objet d'une dérive due à la température, et un redresseur pour transformer la tension de l'oscillateur fournie au circuit en pont en tension à courant continu, d'o il résulte que les tensions variables dans la composante de tension en phase et la composante de tension retardée de K/2 produites par le circuit en pont par l'intermédiaire du circuit d'équilibrage automatique et la tension de sortie redressée appliquée au circuit en pont sont calculées pour faire la discrimination d'une pièce de

monnaie et d'une pièce de contrefaçon.

Dans un mode de réalisation ayant la préférence, on prévoit un circuit de maintien de pointe destiné à maintenir les valeurs de pointe des tensions de la composante en phase et de la composante retardée de i/2 du circuit en pont, obtenues par l'intermédiaire du circuit d'équilibrage automatique et un circuit de détection de pointe afin de détecter le passage des pointes des deux tensions de sortie, d'o il résulte - l'obtention des-variations, dues à la pièce de monnaie, des tensions de la composante en phase et de la composante retardée de ir/2 produites par le circuit en pont, sur la base des valeurs de pointe de la composante en phase et de la composante retardée de r/2 et de la tension de sortie obtenue en redressant la tension fournie au circuit en pont, de manière à faire une discrimination pour savoir si la pièce de monnaie est d'origine ou est contrefaite et décider de la valeur de

la pièce.

Dans un autre mode-de réalisation ayant la préférence, on prévoit un circuit de commutation à répartition dans le temps alimenté avec les valeurs de pointe des sorties de deux circuits d'équilibrage automatique pour la composante en phase et la composante

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retardée de z/2 et la tension de sortie du redresseur, un convertisseur analogique/numérique pour convertir la tension de sortie du circuit de commutation à répartition dans le temps en 'tension numérique, successivement, et un micro-ordinateur déclenché par un signal OU des circuits de détection de pointe pour prélever la tension numérique du convertisseur A/N, d'o il résulte que le micro-ordinateur fait la distinction entre la pièce d'origine et une pièce contrefaite et

décide de la valeur de la pièce.

Avec la configuration précédente de la présente invention, même si la sortie du circuit en pont dérive par suite d'un changement de la température et d'une erreur de tension, l'erreur de tension est automatiquement compensée pour être annulée, et par conséquent, il n'y a pas d'erreur dans la tension variable-due à la pièce de monnaie. En outre, même si la tension appliquée au circuit en pont varie, la variation de la tension due à la pièce de monnaie peut être corrigée sur la base du rapport de variation et, par conséquent, on peut éviter une décision erronée due à la variation de la sortie par la pièce de monnaie à cause de la variation de la tension appliquée au circuit en - pont provoquée par la dérive de la tension de sortie de

ce circuit.

La présente invention sera bien comprise

lors de la description suivante faite en liaison avec

les dessins ci-joints dans lesquels: La figure 1 est un schéma de circuits sous forme de blocs selon un mode de réalisation de la présente invention; La figure 2 est un schéma d'un circuit d'équilibrage automatique, représentant en détail une partie de la figure 1; La figure 3 est un diagramme logique de discrimination;

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La figure 4 est un schéma de circuits sous forme de blocs d'un discriminateur classique de pièces de monnaie; et La figure 5 est un diagramme de décomposition vectorielle. En figure 1, on a représenté un mode de réalisation de la présente invention. Dans cette figure, le circuit en pont constitué de la bobine de détection L1, de la bobine de référence L2 et des résistances d'équilibrage Rr et Rc et l'oscillateur 1 qui produit la tension appliquée au circuit en pont 1 sont les mêmes qu'en figure 4. Le circuit entouré par la ligne en tirets 13' est le même que celui entouré par la ligne en

tirets 13 en figure 4, et par conséquent, sa description

et son fonctionnement seront omis. Cependant, le filtre passe-bas 3 du circuit est éliminé dans le bloc 13' de la figure 1 à titre de simplification. La raison en est que, comme la variation Ez de l'impédance représentée en figure 5 répond à la relation Ez = -Ex2+Ey2 pour la composante réelle Ex. (résistance) et la composante imaginaire Ey (réactance), on mesure les composantes Ex et Ey pour obtenir les coordonnées polaires; on peut trouver la composante Ez et, par conséquent, on peut

omettre le filtre passe-bas 3.

On procèdera maintenant à la description du

traitement du signal à la suite de la composante en phase X (borne D) et de la composante Y retardée de r/2 (borne E) de la sortie du circuit en pont de la

technique antérieure.

En figure 1, les références 14 et 15 représentent des circuits d'équilibrage automatique qui compensent la dérive de la sortie du circuit en pont. En réalité, chacun des circuits 14 et 15 comprend un amplificateur différentiel 16 et un circuit d'intégration 17 comme représenté en figure 2. En figure 2, une résistance Ri et un condensateur Ci déterminent une constante de temps. La constante de temps d'intégration est déterminée par la relation T = Ri.Ci

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et la constante de temps est élevée dans la mesure o elle suit la dérive à lente variation due à la température ou analogue, mais suit difficilement la variation instantanée produite lorsque la pièce de monnaie traverse la bobine de détection 1. En conséquence, comme représenté en figure 2, lorsque la réaction est formée par l'intermédiaire de l'amplificateur différentiel 16, la dérive dans le circuit en pont est annulée par le circuit d'intégration 17 de sorte que la sortie F (ou G) est automatiquement ajustée à zéro et seule la variation instantanée due au passage de la pièce de monnaie est détectée. Les références 18 et 20 représentent des circuits de maintien de pointe constitués d'un circuit hybride d'un circuit de maintien de pointe et d'un détecteur de pointe, qui maintient une valeur de pointe de la variation instantanée produite lorsque la pièce de monnaie traverse la bobine de détection L1 et détecte le temps de passage de la pointe. (Un signal-pulsé est produit après le passage). La référence 20 représente un circuit OU auquel sont fournis des signaux de passage de pointe qui proviennent des circuits 18 et 19. Un signal DET-P sortant du circuit OU 20 est un signal de déclenchement fourni à un circuit opérationnel connecté au circuit OU et le circuit opérationnel produit un signal d'ordre d'échantillonnage (ECHAN) pour les tensions de sortie X-SORT et Y- SORT des circuits 18 et 19 en réponse au signal de sortie DET-P du circuit OU, 20. La référence 21 représente un multiplexeur qui commute les tensions d'entrée SORT-X et SORT-Y provenant des circuits de maintien de pointe à haute vitesse pour appliquer les tensions commutées à un convertisseur A/N 22 qui mesure les tensions provenant du multiplexeur

comme données numériques, successivement.

La référence 23 représente un micro-

ordinateur et la référence 24 une interface d'entrée/sortie (désignée ciaprès par E/S) pour le micro-ordinateur 23. L'interface E/S produit le signal 9g 2646262 ECHAN pour le multiplexeur 21 en réponse à l'ordre DET-P

afin de recevoir la donnée convertie A/N.

La référence 25 représente un redresseur qui convertit la tension de sortie de l'oscillateur 1 fournie au circuit en pont en une tension à courant continu. Le redresseur 25 surveille la dérive de la tension fournie au circuit en pont et une sortie du redresseur 25 est fournie par l'intermédiaire du multiplexeur 21 au convertisseur A/N 22 par la commutation à répartition dans le temps au moment de

l'échantillonnage des tensions variables SORT-X et SORT-

Y dues à la pièce de monnaie.

Avec la configuration précédente de la présente invention, même si le circuit en pont comportant la bobine de détection est l'objet d'une dérive sous l'effet du changement de la température en l'absence de passage de la pièce de monnaie et produit une tension erronée, la tension varie lentement et par conséquent les sorties des circuits d'équilibrage automatique 14 et 15 sont toujours contrôlées pour être automatiquement nulles, de sorte que la variation de tension n'est pas ajoutée aux tensions de sortie X et Y lors du passage de la pièce de monnaie et par conséquent

on peut empêcher une décision erronée.

La logique ou opération de la discrimination de la pièce de monnaie est représentée en figure 3. Les niveaux de jugement pour chaque pièce de monnaie sont stockés dans la mémoire du micro-ordinateur 23. Par exemple, les composantes réelles X1 - X2 et les composantes imaginaires Y1 - Y2 sont stockées comme niveau de jugement pour une pièce de monnaie C1 et de la même manière les composantes réelles X3 - X4 et les composantes imaginaires Y3 - Y4 sont stockées comme niveau de jugement pour la pièce de monnaie C2. Ainsi, la tension de sortie lors du passage de la pièce de monnaie est comparée au niveau de jugement de sorte que

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des signaux de jugement Cl, C2.... Cn sont produits aux

bornes E/S.

Les pièces de monnaie qui ne satisfont pas les niveaux de jugement peuvent être refoulées comme pièce de contrefaçon. - Comme on l'a décrit ci-dessus, selon. la présente invention-, étant donné que la dérive du circuit en pont comportant la bobine de détection est toujours amenée à zéro par le circuit d'équilibrage automatique, la sortie due à la pièce de monnaie ne contient pas d'erreur et par conséquent le jugement concernant la pièce est obtenu sans erreur, même si la dérive se produit. En outre, même s'il y a dérive de la tension fournie au circuit en pont, étant donné que la variation de tension est mesurée chaque fois qu'il y a détection de la pièce de monnaie, et que la tension de sortie pour la pièce de monnaie est corrigée, un jugement exact peut être fait sans que la variation de la tension appliquée

au circuit en pont ait une influence.

Par conséquent, le circuit classique soulève le problème que la précision du jugement est détériorée à la suite d'un changement de la température, mais dans la présente invention, même s'il y a variation de la température, on peut maintenir une précision stable du jugement. D'autre part, lorsqu'il y a dérive de la tension appliquée au circuit en pont à cause de la température, les tensions de sortie X et Y dues à la pièce de monnaie changent en X' et Y' proportionnellement à la variation de la tension fournie au circuit en pont, alors que, étant donné que la tension fournie au circuit en pont est mesurée lors de chaque détection d'une pièce de monnaie, il y a calcul du rapport entre la valeur mesurée V' et une valeur initiale V stockée antérieurement dans la mémoire, c'est-àdire V'/V, et les sorties X' et Y' pour la pièce de monnaie sont corrigées sur la base du rapport de sorte que des sorties exactes X et Y pour la pièce de monnaie peuvent toujours être obtenues même s'il y a

variation de la tension appliquée au circuit en pont.

Les opérations décrites ci-dessus peuvent être

effectuées facilement par le micro-ordinateur.

La présente invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation qui viennent d'être décrits, elle est au contraire susceptible de modifications et de

variantes qui apparaîtront à l'homme de l'art.

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Claims (4)

REVENDICATIONS -

1 - Discriminateur de pièce de monnaie, comprenant un circuit en pont ayant une bobine de détection (L1), une bobine de référence (L2) et un circuit d'équilibrage (Rr, Rc), un oscillateur (1) pour fournir une tension de haute fréquence au circuit en pont, un amplificateur accordé (2) pour amplifier la tension de sortie du circuit en pont, un déphaseur (5) pour produire une tension en phase et une tension retardée de i/2 par rapport à la tension d'oscillation de l'oscillateur, et un détecteur de phase (6, 7) pour détecter une composante en phase et une composante retardée de z/2 de la tension de sortie de l'amplificateur accordé sur la base. de la tension en phase et de la tension retardée de z/2 produites par le déphaseur de manière à faire la discrimination d'une pièce de monnaie sur la base d'une variation de tension dans la composante en phase et dans la composante retardée de r/2, caractérisé en ce qu'il comprend des premier et second circuits d'équilibrage automatique (14, 15) , chacun incorporant un amplificateur différentiel (16) et un intégrateur (17), les amplificateurs différentiels pour les premier et second circuits d'équilibrage automatique ayant une borne d'entrée à laquelle les tensions de sortie de la composante en phase et de la composante retardée de 7r/2 sont appliquées respectivement, et l'autre borne d'entrée à laquelle la tension de sortie de l'intégrateur est fournie, un signal de sortie de l'amplificateur différentiel étant fourni à l'intégrateur, un circuit pour compenser automatiquement la variation lente lorsqu'il y a dérive de la sortie de la bobine de détection à cause de la température, et un redresseur (25) pour convertir ia tension de l'oscillateur appliquée au circuit en pont en une tension à courant continu, d'o il résulte qiue les tensions variables dans la composante de tension en

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phase et la composante de tension retardée de r/2 produites par le circuit en pont par l'intermédiaire du circuit d'équilibrage automatique et la tension de sortie redressée fournie au -circuit en pont sont calculées pour faire la discrimination d'un type de pièce de monnaie et d'une pièce de monnaie de contrefaçon.

2 - Discriminateur selon la revendication1, caractérisé en ce qu'il comprend un circuit de maintien de pointe (18; 19) afin de maintenir des valeurs de pointe des tensions de la composante en phase et de la composante retardée de ir/2 du circuit en pont, obtenues par l'intermédiaire du circuit d'équilibrage automatique et d'un circuit (20) de détection de pointe afin de détecter le passage des pointes des deux tensions de sortie, d'o il résulte que les variations, dues à la pièce de monnaie, de la tension de la composante en phase et de la tension de la composante retardée de z/2 produites par le circuit en pont sont obtenues sur la base des valeurs de pointe de la composante en phase et de la composante retardée de I/2 et de la tension de - sortie obtenue en redressant la tension fournie au circuit en pont de manière à faire ainsi une discrimination entre une pièce de monnaie d'origine et une pièce de monnaie de contrefaçon et à décider de la

valeur de la pièce de monnaie.

3 - Discriminateur selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comprend un circuit de commutation à répartition dans le temps (21) alimenté avec les valeurs de pointe des sorties des deux circuits d'équilibrage automatique pour la composante en phase et la composante retardée de X/2 et la tension de sortie du redresseur, un convertisseur A/N (22) pour convertir la tension de sortie du circuit de commutation à répartition dans le temps en tension numérique, successivement, et un micro-ordinateur (23) déclenché par un signal OU des circuits de détection de pointe pour prélever la tension numérique provenant du

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convertisseur A/N, d'o il résulte que le micro-

ordinateur fait une discrimination entre une pièce de monnaie d'origine et une pièce de contrefaçon et décide

de la valeur de la pièce.

4 - Discriminateur de pièce de monnaie comprenant un circuit en pont ayant une bobine de détection (LI), une bobine de référence (L2) et un circuit d'équilibrage (Rr, Rc), un oscillateur (1) pour fournir une tension de haute fréquence au circuit en pont, un amplificateur accordé (2) pour amplifier la tension de sortie du circuit en pont, un déphaseur (5) pour produire une tension en phase et une tension retardée de 7r/2 par rapport à la tension d'oscillation de l'oscillateur, et un détecteur de phase (6, 7) pour détecter une composante en phase et une composante retardée de -/2 au sein de la tension de sortie de l'amplificateur accordé sur la base de la tension en phase et de la tension retardée de ir/2 produites par le déphaseur de manière à faire la discrimination d'une pièce de monnaie sur la base d'une variation de tension dans la composante en phase et la-composante retardée de K/2, caractérisé en ce qu'il comprend un circuit pour compenser automatiquement la variation lente produite lorsqu'il y a dérive de la bobine de détection sous l'effet de la température par un circuit d'équilibrage automatique comprenant un amplificateur différentiel (16) et un intégrateur (17) à partir des tensions de sortie de la composante en phase et de la composante retardée de x/2 de filtres passe-bas, un circuit (18, 19) pour maintenir une valeur de pointe d'une tension qui est modifiée instantanément lorsque la pièce de monnaie traverse la bobine de détection, un circuit de détection de pointe (20) pour détecter le passage d'une pointe, un redresseur (25) pour convertir la tension de l'oscillateur fournie au circuit en pont en tension à courant continu, un circuit de commutation à répartition dans le temps (21) pour commuter deux sorties de la composante en phase et de la composante retardée de z/2

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provenant du circuit d'équilibrage automatique et la tension provenant du redresseur à la manière d'une répartition dans le temps, un convertisseur A/N (22) pour convertir la tension de sortie du circuit de commutation à répartition dans le temps en tension numérique, successivement, et un micro-ordinateur (23) qui reçoit la tension de sortie du convertisseur A/N en réponse à un signal OU provenant du circuit de détection de pointe et exécute des calculs et une commande, d'o il résulte que les tensions variables, dues à la pièce de monnaie, des tensions de la composante en phase et de la composante retardée de z/2 produites par le circuit en pont et la tension de sortie obtenue en redressant la tension appliquée au circuit en pont sont calculées pour faire une discrimination entre une pièce de monnaie et

une pièce de contrefaçon.