FR2667206A1

FR2667206A1 - Emetteur-recepteur asservi passif implantable.

Info

Publication number: FR2667206A1
Application number: FR9109911A
Authority: FR
Inventors: Donald J Urbas; Ellwood David
Original assignee: Bio Medic Data Systems Inc
Current assignee: Bio Medic Data Systems Inc
Priority date: 1990-08-03
Filing date: 1991-08-02
Publication date: 1992-03-27
Also published as: ITRM910588A0; IT1258003B; NL195069C; NZ239190A; JP2747986B2; US5422636A; JPH07294637A; JPH07294636A; CA2048385C; AU5501394A; AU650891B2; JPH04232886A; GB9116622D0; JP2747985B2; AU666062B2; CH682782A5; US5481262A; FR2667206B1; AU8154691A; ITRM910588A1

Abstract

L'invention concerne un émetteur-récepteur asservi passif. Elle se rapporte à un émetteur-récepteur ayant une antenne (4) qui reçoit un signal d'entrée à une fréquence relativement faible. Un circuit (6) modulateur et générateur de fréquence crée une fréquence plus élevée. Un séquenceur (7) de données assure la création d'un courant de données comprenant un préambule, une donnée caractéristique et des données d'identification qui sont codées avant émission par une antenne (11). Application aux émetteurs-récepteurs implantables utilisés pour le contrôle des animaux.

Description

La présente invention concerne un émetteur-récepteur asservi passif, et en

particulier un tel émetteur-récepteur qui peut être programmé après la fin de la fabrication et qui est utilisé pour le contrôle d'une caractéristique d'un hôte dans lequel il est incorporé, et notamment destiné à

l'identification d'un animal et de ses caractéristiques.

On connaît déjà dans la technique des systèmes à

émetteur-récepteur asservi et lecteur Ces systèmes com-

portent un circuit d'interrogation qui émet des signaux et reçoit des signaux d'un émetteur-récepteur passif Un

exemple d'une telle utilisation est celle d'un émetteur-

récepteur implanté dans un animal Le système connu d'après le brevet des Etats-Unis d'Amérique no 4 730 188 comporte une antenne qui émet un signal à 400 k Hz qui est reçu par l'émetteur-récepteur implanté dans l'animal et qui renvoie un signal divisé à 40 k Hz et 50 k Hz Ce signal est codé par une combinaison de parties à 40 k Hz et de parties à 50 k Hz dans le signal émis afin qu'il corresponde à un numéro d'identification programmé antérieurement et conservé dans une pastille de circuit logée dans l'émetteur-récepteur asservi passif Le numéro d'identification est programmé

auparavant, lors de la fabrication Le numéro d'identifica-

tion permet l'identification de l'animal dans lequel est implanté l'émetteur-récepteur asservi Le lecteur transmet alors ce numéro codé d'identification à un microordinateur

qui peut le traiter.

Les émetteurs-récepteurs asservis de la technique antérieure n'ont pas donné satisfaction à cause de la faible quantité d'informations qui peuvent être émises si

bien que les numéros d'identification préalablement pro-

grammés contenus ont été limités Ainsi, dans une applica-

tion envisagée d'une telle identification des animaux, l'utilisateur doit utiliser le numéro d'identification préalablement programmé pour l'identification de l'animal correspondant Cependant, les numéros d'identification sont

habituellement utilisés sous forme tronquée pour la présen-

tation des données concernant les animaux Ceci nécessite que l'utilisateur compare l'information qu'il possède,

relative à l'animal, au numéro d'identification préalable-

ment affecté à l'émetteur-récepteur, si bien qu'il faut un temps et des efforts accrus En outre, ce dispositif connu ne permet pas l'émission automatique d'une information d'état du système, par exemple relative à la pression musculaire ou à la température de l'animal, et la quantité

d'informations émises est très faible.

Comme les émetteurs-récepteurs asservis divisent le signal reçu, un signal doit être émis à haute fréquence vers l'émetteur-récepteur de manière que le signal divisé possède une fréquence suffisamment élevée pour transmettre des informations L'utilisation de ces fréquences élevées est l'objet d'une réglementation si bien que la quantité d'énergie qui peut être transmise à l'émetteur-récepteur et en conséquence la distance de lecture sont limitées En outre, comme l'antenne d'émission de l'émetteur-récepteur travaille à 40 k Hz, elle est soumise aux interférences du bruit de fond des écrans de contrôle de télévision ou des

tubes à rayons cathodiques des ordinateurs qui sont norma-

lement présents puisqu'ils sont utilisés avec des micropro-

cesseurs qui sont eux-mêmes utilisés pendant la lecture.

Ces appareils de contrôle utilisent aussi un signal à haute fréquence de 40 k Hz et 50 k Hz Comme ces appareils de contrôle ont une puissance relativement élevée par rapport à celle qui est transmise à l'antenne, ils perturbent le fonctionnement du circuit d'interrogation lorsque celui-ci est utilisé à proximité d'ordinateurs et d'autres moniteurs divers. En conséquence, un émetteur-récepteur asservi passif qui détecte simultanément les conditions du milieu et

transmet cette information avec l'information d'identifica-

tion programmable par l'utilisateur, d'une manière qui est peu sensible aux interférences par le bruit de fond, est

réalisé selon l'invention.

L'invention concerne de façon générale un émetteur-

récepteur asservi passif qui identifie et, simultanément, détecte et émet une condition qui doit être détectée, par

exemple une température interne ou analogue d'un objet.

L'émetteur-récepteur asservi comprend une antenne récep-

trice destinée à la réception du signal de l'organe d'in-

terrogation L'émetteur-récepteur asservi est piloté par le signal du circuit d'interrogation Un circuit capteur placé dans l'émetteurrécepteur asservi mesure la condition à

détecter d'un animal dans lequel est implanté l'émetteur-

récepteur asservi Un circuit séquenceur de données reçoit le signal d'interrogation et valide la transmission, par le circuit capteur, d'un signal représentatif de la condition

à détecter Le séquenceur de données provoque la transmis-

sion du signal représentatif de la condition par une

antenne d'émission logée dans l'émetteur-récepteur asservi.

Dans un mode de réalisation de l'invention, l'émet-

teur-récepteur asservi comprend aussi un circuit program-

mable de mémoire qui peut être programmé par un code d'identification choisi par l'utilisateur par utilisation d'un signal reçu par l'émetteurrécepteur asservi Le séquenceur de données permet à la fois la transmission de la température par le circuit capteur et la transmission du

code d'identification par la mémoire programmable, succes-

sivement Un modulateur et générateur de fréquence est destiné à recevoir le signal représentatif de la condition à détecter et le code d'identification et à moduler les données qui doivent être transmises sur un signal de porteuse de sortie en fonction du signal d'entrée La fréquence du signal de sortie est indépendante de la fréquence du signal d'entrée qui peut être inférieure à

10 k Hz.

La présente invention a donc pour objet la réalisa-

tion d'un émetteur-récepteur asservi passif perfectionné.

Elle concerne aussi la réalisation d'un émetteur-

récepteur asservi passif qui assure simultanément la détection et l'émission de la température interne d'un

objet ou d'un animal dans lequel il a été implanté.

Elle concerne aussi un émetteur-récepteur asservi passif programmable.

Elle concerne aussi un émetteur-récepteur asservi qui transmet un signal dont la fréquence est indépendante de la fréquence du signal reçu. Elle concerne aussi un émetteur-récepteur asservi dans lequel le signal transmis par l'émetteur-récepteur asservi a une fréquence supérieure à celle du signal reçu. Elle concerne aussi un émetteur-récepteur asservi

passif qui et excité par des signaux d'interrogation ayant une fréquence inférieure à 10 k Hz.

D'autres caractéristiques et avantages de l'inven-

tion seront mieux compris à la lecture de la description

qui va suivre d'exemples de réalisation, faite en référence aux dessins annexés sur lesquels: la figure 1 est un diagramme synoptique d'un circuit d'interrogation construit selon l'invention;

la figure 2 est un diagramme synoptique d'un émet-

teur-récepteur asservi passif réalisé selon l'invention; les figures 3 A et 3 B représentent ensemble un modulateur et générateur de fréquence de la figure 2,, réalisé selon l'invention;

la figure 4 est un schéma d'un circuit d'un séquen-

ceur de données réalisé selon l'invention; la figure 5 est un schéma du circuit d'une mémoire programmable une seule fois réalisée selon l'invention; la figure 6 est une vue en élévation latérale d'un émetteur-récepteur asservi réalisé selon l'invention;

la figure 7 est une vue en plan d'un émetteur-

récepteur asservi réalisé selon l'invention; la figure 8 est une coupe suivant la ligne VIII-VIII de la figure 7; et la figure 9 est une coupe suivant la ligne IX-IX de

la-figure 7.

On se réfère maintenant aux figures 1 et 2 qui représentent des diagrammes synoptiques d'un circuit

d'excitation et de réception 100 ("circuit d'interro-

gation") et d'un émetteur-récepteur asservi passif implan-

table 200 ("émetteur-récepteur asservi") Le circuit 100

d'interrogation transmet un signal d'excitation à l'émet-

teur-récepteur asservi 200 Le signal d'excitation est reçu

par l'émetteur-récepteur asservi 200 et alimente celui-ci.

Après excitation, l'émetteur-récepteur asservi 200 transmet un signal de données Ce signal de données comprend une partie de préambule, des données de température et un code d'identification Le signal de données est un signal modulé en phase à une fréquence porteuse de 455 k Hz L'émission forme un courant continu de données cycliques contenant les

informations de température et d'identification de l'émet-

teur-récepteur asservi L'information est reçue par le circuit 100 d'interrogation et elle est démodulée, soumise à une conversion et transmise à un ordinateur hôte pour son traitement.

Comme décrit plus en détail dans la suite, l'émet-

teur-récepteur asservi 200 comporte une mémoire 9 qui n'est

programmable qu'une seule fois Le circuit 100 de program-

mation qui est couplé à un ordinateur hôte reçoit un code

d'identification qui doit être programmé dans l'émetteur-

récepteur asservi 200 Le circuit 100 module l'amplitude du

signal d'excitation afin qu'il communique avec l'émetteur-

récepteur asservi 200 Lorsque l'émetteur-récepteur asservi est en mode de programmation, la mémoire 9 peut être

programmée par le circuit 100.

Dans un mode de réalisation, le circuit 100 d'inter-

rogation communique avec l'émetteur-récepteur asservi 200 par couplage inductif connu dans la technique d'après le brevet des Etats-Unis d'Amérique N O 4 730 188 Le signal d'interrogation a une fréquence inférieure à 10 k Hz et elle est plus précisément de 7 109 Hz Le courant de données renvoyées par l'émetteur-récepteur asservi est transmis par un signal de porteuse de fréquence plus élevée égale à

455 k Hz.

On décrit maintenant l'invention plus en détail On

décrit d'abord l'installation dans laquelle l'émetteur-

récepteur asservi 200 a déjà été programmé et un code d'identification choisi par l'utilisateur a été conservé dans la mémoire 9 Le circuit 100 d'interrogation comprend un générateur 10 de fréquence qui transmet un signal à 7 109 Hz Un amplificateur 2 de puissance reçoit le signal

de sortie et provoque la circulation du signal dans l'en-

roulement primaire d'une antenne d'émission 3 qui crée un champ d'excitation à une fréquence de 7 109 Hz à partir du

circuit d'excitation 100.

On se réfère aussi maintenant plus précisément à la

figure 2 pour la description de la configuration interne de

l'émetteur-récepteur asservi 100 Une antenne de réception montée à l'intérieur de l'émetteur-récepteur asservi 200

reçoit le signal d'excitation du circuit 100 d'interroga-

tion et transmet un signal à 7 109 Hz à un circuit redres-

seur et régulateur 5 Ce circuit 5 reçoit le signal en courant alternatif de l'antenne de réception et le redresse La tension non régulée est alors régulée à 3 V pour l'alimentation du circuit numérique contenu dans l'émetteur-récepteur asservi 200 Dans un exemple de réalisation, le circuit redresseur et régulateur 5 comporte des diodes de Schottky pour la réduction de la chute de tension Le circuit 5 limite la tension afin qu'il protège les circuits électroniques numériques Le signal redressé est alors transmis par un circuit modulateur et générateur de fréquence 6 et parvient à un séquenceur 7 de données et à un circuit 10 générateur de préambule et codeur suivant

le code Manchester.

Le séquenceur 7 de données reçoit à ses entrées les signaux à 7 109 Hz, des données de température provenant d'un convertisseur températurefréquence 8 et les données programmées d'identification provenant de la mémoire 9, et il commande le fonctionnement séquentiel du courant cyclique émis de données qui contient le préambule, les données d'identification et les données de température Une

mémoire programmable 9 conserve les données d'identifica-

tion Lorsque le circuit séquenceur 7 de données reçoit le signal d'entrée à 7 109 Hz, il transmet d'abord un signal de validation de préambule qui provoque la transmission5 d'un préambule de données par le circuit 10 générateur de préambule et codeur Manchester Il transmet alors les données d'identification conservées dans la mémoire 9 Le séquenceur 7 a accès successivement à l'adresse à lire dans la mémoire 9 par l'intermédiaire du bus 202 d'adresse si10 bien que la mémoire 9 transmet les données au séquenceur 7 qui les gère et transmet les données d'identification au moment convenable au circuit 10 générateur de préambule et

codeur Manchester.

On se réfère maintenant à la figure 4 qui représente un schéma du séquenceur 7 de données Ce séquenceur 7 comporte un compteur 700 qui reçoit le signal à 7 109 Hz, qui le divise par seize et qui émet un signal à 444 Hz La mémoire programmable une seule fois 9 transmet un signal d'inhibition de programme indiquant si la mémoire a été programmée par l'utilisation par introduction de données d'identification Le signal d'inhibition de programmation a une valeur O si la mémoire a déjà été programmée et une valeur 1 si elle n'a pas été programmée Une première porte NON-ET 704 reçoit le signal à 7 109 Hz transmis par le circuit 6 modulateur et générateur de fréquence à une première entrée et le signal inversé d'inhibition de programmation à une seconde entrée Une seconde porte NON-ET 706 reçoit le signal d'horloge à 444 Hz et le signal d'inhibition de programmation à ses entrées Les signaux de sortie des deux portes NON-ET 704, 706 sont transmis à une troisième porte NON-ET 708 qui transmet chacun des signaux et forme un signal d'horloge ayant une valeur de 444 Hz ou

7 109 Hz en sortie.

Un compteur binaire 710 reçoit le signal de sortie de la porte NON-ET 708 et utilise ce signal comme signal interne d'horloge Le compteur binaire 710 transmet un signal d'horloge de données à sa sortie Ql à 3 555 Hz lorsqu'il reçoit un signal à 7 109 Hz Le compteur binaire 710 a aussi accès successivement aux adresses de la mémoire 9 par l'intermédiaire du bus d'adresses, à cette fréquence d'horloge. Pendant la lecture des données dans la mémoire 9, l'accès à chaque mémoire provoque la transmission des données d'identification par la mémoire 9 Ces données parviennent alors à une horloge 718 qui reçoit, à son entrée d'horloge, le signal d'horloge de données à 3 555 Hz du compteur binaire 710 Cette disposition est destinée à synchroniser les données transmises par la mémoire 9 à la

séquence d'émission représentée par l'horloge de données.

Une porte NON-ET 714 et une porte NON-ET 716 sont destinées à assurer la transmission des parties de données de préambule, d'identification et de température du courant de données transmis cycliquement La porte NON- ET 714 reçoit le signal de la sortie Q 8 à une entrée et le signal de la sortie Q 9 à son autre entrée et il transmet le signal de validation de préambule La porte NON-ET 716 reçoit le signal inversé de la sortie Q 8 et le signal de la sortie Q 9 et transmet un signal de validation de température de manière que les deux portes NON-ET ne permettent pas la transmission simultanée des données respectives En outre, une porte NONET 720 utilise le signal de validation de préambule pour la transmission des données de température produites par le convertisseur température-fréquence 8 si bien que, lorsque le signal de validation de préambule a un

faible niveau, la forme d'onde de température est arrêtée.

Pendant l'opération de lecture, le signal d'inhibi-

tion de programmation a une faible valeur si bien que le signal inversé a une valeur élevée Comme une première entrée de la porte NON-ET 706 est à un niveau O (valeur d'inhibition de programmation), cette porte transmet de façon continue un signal de niveau élevé en sortie Comme les signaux d'entrée de la porte NON-ET 704 sont un signal constamment élevé et le signal ayant une forme d'onde oscillante du signal reçu à 7 109 Hz, le signal de sortie

de la porte NON-ET 708 est un signal d'horloge à 7 109 Hz.

Le compteur binaire 710 utilise ce signal pour la création d'un signal d'horloge de données à 3 555 Hz et d'une

fréquence de lecture de 3 555 Hz.

Dans un exemple de réalisation, si le signal de la sortie Q 9 a un faible niveau, les données de préambule sont transmises et les données d'identification de programme sont transmises ensuite Lorsque la valeur du signal de la sortie Q 9 passe à un niveau élevé, le signal de validation

de préambule prend un niveau élevé et permet la transmis-

sion des données de température par l'intermédiaire de la porte NON-ET 720 Pendant le temps o la sortie Q 9 transmet un signal de niveau élevé, la mémoire programmable EPROM de

la mémoire 9 est encore traitée séquentiellement Cepen-

dant, les données d'identification ne sont pas transmises par le circuit 10 générateur de préambule et codeur Manchester. Une thermistance 19 sous forme d'un élément monobloc miniature a une résistance qui varie avec la température et forme donc la partie d'obtention des données de température

du signal de sortie La résistance est transmise au conver-

tisseur température-fréquence 8 qui transforme la valeur de la résistance en une fréquence qui parvient au circuit séquenceur 7 Dans un mode de réalisation, le convertisseur 8 est un oscillateur RC qui est commandé par la résistance de la thermistance 19 La fréquence de l'oscillateur augmente avec la température L'oscillateur a une fréquence approximativement égale à 160 k Hz à 36 'C Le séquenceur 7 transmet cette fréquence et il émet un signal au circuit 10 générateur de préambule et codeur Manchester au moment convenable de manière que ce circuit 10 puisse transmettre un courant de données de manière cyclique, comprenant les

données de préambule, d'identification et de température-

fréquence. Le circuit 10 générateur de préambule et codeur Manchester reçoit le signal à 7 109 Hz et répond aux signaux de validation de préambule, de validation de température, de sortie de données et d'horloge de données

produits par le séquenceur 7 Lorsque le signal de valida-

tion de préambule produit par le séquenceur 7 à un niveau

élevé, il code les données transmises par le séquenceur 7.

L'horloge à 7 109 Hz est sélectionnée comme horloge pour le codage Manchester et le signal de transmission de données a toujours un niveau élevé si bien que le signal de sortie est au double de la fréquence normale de l'horloge de données Ceci constitue un moyen simple pour la détection du début de la séquence cyclique de données Dans une première étape, l'horloge Manchester est mélangée aux données d'identification pour la formation d'un signal de données de préambule et d'identification à codage Manchester Dans une étape suivante, lorsque le signal de validation de température est élevé, le circuit 10 remplace les données d'identification du codage Manchester par des données de température, terminant un cycle de transmission de données Ces données sont transmises à 3 555 bauds au circuit 6 modulateur et générateur de fréquence Par exemple, les données de préambule, d'identification et de température sont produites dans cet ordre Cependant, comme la totalité du signal de sortie est continue et cyclique, les données de température peuvent être transmises les premières. Le circuit 6 modulateur et générateur de fréquence reçoit les données qui doivent être transmises provenant du circuit 10 générateur de préambule et codeur Manchester ainsi que le signal d'horloge qui est reçu à 7 109 Hz Le circuit 6 modulateur et générateur de fréquence multiplie le signal d'horloge reçu par 64 et donne une fréquence porteuse d'émission à 455 k Hz de manière qu'un signal de porteuse à 455 k Hz soit émis avec les données Ce signal de porteuse subit un déphasage de 1800 lorsque les données transmises changent d'état afin que le signal émis soit un

signal modulé en phase.

On se réfère maintenant aux figures 3 A et 3 B qui représentent le circuit 6 modulateur et générateur de il fréquence Le circuit de la figure 3 A a un fonctionnement numérique sur le signal reçu à 7 109 Hz et transmet un signal d'entrée à une partie analogique du circuit repré- senté sur la figure 3 b Le circuit modulateur et générateur5 de fréquence multiplie la fréquence du signal d'horloge reçu ( 7 109 Hz) afin qu'il forme un signal de porteuse à 455 k Hz par comparaison du signal interne d'horloge commandé numériquement à la période d'un cycle du signal reçu d'horloge.10 Un oscillateur analogique est réalisé avec un condensateur 649 qui est chargé par une combinaison des

tensions de source 630, 634, 638, 642 et 646 ayant respec-

tivement des valeurs i, 2 i, 4 i, 8 i et 64 i Le courant parvient au condensateur 649 qui se charge Le condensateur 649 est couplé à des circuits inverseurs 648, 650 montés en série Le signal de sortie du circuit inverseur 650 est transmis à un transistor à effet de champ MOSFET 652 pour la décharge du condensateur 649 La charge et la décharge

continues forment un oscillateur à une certaine fréquence.

La fréquence d'oscillation dépend des sources de courant ainsi que de la charge conservée dans le condensateur 649 en fonction de l'intensité du courant, puis déchargée par le transistor 652 qui provoque des oscillations dans le circuit créant des impulsions à 910 k Hz environ Dans un exemple, le condensateur 649 a une valeur de 10 p F. Le signal à 910 k Hz est transmis à un circuit de division par 256 qui comprend une porte NON-ET 610 et deux compteurs binaires 608, 612 Le signal à 910 k Hz est transmis au compteur binaire 608 ainsi qu'à une entrée de la porte NON-ET 610 La seconde entrée de la porte 610 est le signal divisé de sortie U 3 du compteur binaire 608 Le signal de sortie de la porte 610 parvient à l'entrée d'horloge du compteur binaire 612 afin que la sortie Q 3

soit un signal ayant une fréquence d'environ 3 554,68 Hz.

Simultanément, le signal reçu à 7 109 Hz parvient au circuit 6 modulateur et générateur de fréquence et est inversé dans un circuit inverseur 602 Le signal inversé parvient à une bascule 604 à son entrée d'horloge La bascule 604 est une bascule de division par 2 si bien que son signal de sortie Q a une fréquence d'environ 3 554,5 Hz Ce signal est asynchrone par rapport au signal à 3 554,68 Hz du circuit de division par 256 Une porte NON-OU 618 reçoit les deux signaux, de même que la porte NON-ET 616 Une comparaison est réalisée entre les deux

signaux pour déterminer quel est le premier, et des ajuste-

ments sont réalisés.

Pour qu'un basculement alternatif entre les signaux qui arrivent en premier à la porte NON-ET 616 ne se produise pas, un circuit à retard est incorporé Celui-ci comprend la bascule 606 transmettant un signal d'entrée à la bascule 620 La bascule 606 reçoit le signal à 910 k Hz à l'entrée d'horloge et transmet un signal de sortie Q à la bascule 620, à l'entrée D de la bascule 620 La bascule 620 provoque la progression de ce signal par les impulsions d'horloge à 910 k Hz, provenant de l'horloge d'oscillation formée autour du condenseur 649 Ceci retarde le signal de sortie de la bascule 620 d'au moins un cycle du signal

pulsé à 910 k Hz.

Deux portes NON-ET 624, 626 sont utilisées La sortie Q de la bascule 604 représentant le signal reçu divisé ayant la fréquence de 3 554,5 Hz, est reliée aux deux portes NON-ET 624, 626 de même que le signal retardé Q de la bascule 620 Cependant, la porte NON-ET 624 reçoit le signal inversé de sortie du circuit de division par 256 (signal à 3 554, 68 Hz) alors que la porte NON-ET 626 reçoit le signal réel lui-même Les signaux de sortie des portes 624, 626 sont transmis à un compteur- décompteur 628 Les sorties QA-QD du compteur-décompteur 628 commandent l'intensité du courant provenant de chaque source de

courant par les interrupteurs 632, 636, 640 et 644 respec-

tivement, vers les condensateurs 649.

Les signaux relatifs de sortie des portes NON-ET 624, 626 déterminent si l'intensité du courant transmis au condensateur 649 doit être accrue ou réduite si bien que la fréquence des impulsions produites est affectée Il s'agit d'une fonction retardée si bien que, indépendamment de

celui des deux signaux divisés de réception et de l'oscil-

lateur qui passe à un niveau élevé le premier, il est retardé avant que les portes 624, 626 puissent déterminer

si le nombre du compteur 628 doit progresser ou régresser.

Si la sortie Q de la bascule 644 transmet en premier un signal de niveau élevé, celui-ci est retardé par les bascules 606, 620 Si le signal de la sortie Q 3 du compteur binaire 612 est simultanément à un faible niveau, le signal d'entrée de la porte NON-ET 624 a un niveau élevé alors que le signal d'entrée de la porte NON-ET 626 a un faible niveau Un signal de sortie de la porte NON-ET 624 provoque l'apparition d'une impulsion de comptage dans le compteur 628. Le comptage des bascules 608, 612 est commandé par la bascule 614 qui reçoit le signal de sortie Q de la bascule 604 à son entrée d'effacement La bascule 614 commande elle-même le rétablissement des bascules 608, 612 et commande donc la transmission du signal du circuit de division par 256 En outre, l'entrée d'horloge de la

bascule 614 reçoit le signal de sortie de la porte ET 616.

Si le signal de la sortie Q 3 est égal à 1, le signal de la sortie Q de la bascule 614 passe à un niveau élevé si bien que le signal de la sortie Q 3 de la bascule 612 passe à un faible niveau et relance l'ensemble du processus Le comptage ne peut se produire que lorsque la sortie Q de la

bascule 604 est à un faible niveau.

Si les portes NON-ET 624, 626 déterminent que des

impulsions ne sont pas transmises à 910 k Hz, des correc-

tions sont effectuées par le compteur-décompteur 628 Des

commutateurs 632, 636, 640, 644 sont sous forme de commuta-

teurs analogiques qui permettent la transmission du courant des sources respectives du courant 630, 634, 638, 642 au condensateur 649 qui est chargé à une plus grande vitesse si bien que la fréquence des impulsions est accrue Lorsque la fréquence doit être accrue, le nombre de commutateurs 632, 636 et analogues qui est fermé pour que le courant circule dans le condensateur 649 augmente successivement

jusqu'à ce que la fréquence des impulsions soit suffisante.

Une bascule 654 de division par 2 reçoit l'impulsion à 910 k Hz sous forme d'un signal d'horloge et transmet à sa sortie Q un signal à 455 k Hz Ce signal est la fréquence

porteuse des données qui sont transmises par l'émetteur-

récepteur asservi 200 Une porte OU exclusif 656 reçoit le signal à 455 k Hz et les données à transmettre comprenant

les données de préambule, d'identification et de tempéra-

ture, à une seconde entrée La porte OU exclusif décale la phase du signal de porteuse de 1800 en fonction des données de manière qu'un signal desortie modulé en phase soit formé par cette porte 656 Ce signal modulé en phase est alors transmis au circuit 100 d'interrogation dans lequel

il est traité.

La multiplication du signal d'horloge reçu par 64 permet l'obtention d'une fréquence porteuse d'émission à 455 k Hz La comparaison numérique de la période de 64 cycles de l'oscillateur interne commandé numériquement à la

période d'un cycle de l'horloge reçu permet la synchroni-

sation d'une source de fréquence très peu précise sur une source de fréquence très précise et l'obtention d'une fréquence porteuse précise à une fréquence très supérieure, sans imposition de limite aux valeurs des fréquences Comme

décrit précédemment, l'opération est réalisée par détermi-

nation du fait que le cycle d'horloge reçu est plus court ou plus long que les 64 cycles de l'oscillateur Si le cycle d'horloge reçu est plus court, la fréquence de l'oscillateur est trop faible et une impulsion de comptage est créée et est transmise au compteur qui règle les sources de courant alimentant le condensateur Si le cycle d'horloge reçu est trop long, la fréquence de l'oscillateur

est trop grande et une impulsion de décomptage est trans-

mise au compteur-décompteur.

-Les données modulées en phase sont transmises par le circuit régulateur et redresseur et une antenne d'émission 11 Un champ à 455 k Hz est produit et est reçu par

l'antenne 12 de réception du circuit 100 d'interrogation.

Le signal reçu est transmis à un circuit tampon 13 d'impédance qui forme un tampon pour l'impédance élevée de la bobine accordée de réception formant l'antenne 12 de réception si bien que l'impédance beaucoup plus faible du filtre de réception ne réduit pas l'intensité du signal reçu Le signal adapté en impédance est transmis à un circuit 14 de filtrage et d'amplification de réception Le circuit 14 de filtrage et d'amplification de réception retire les signaux indésirables et amplifie le signal reçu

avant traitement ultérieur.

Dans un exemple, le circuit de filtrage et d'ampli-

fication utilise un filtre passe-bande céramique multipo-

laire ayant une largeur de bande passante de + 15 k Hz et une atténuation de 60 d B dans la bande d'arrêt afin qu'il retire les signaux indésirables Le signal est alors amplifié avec un gain de 40 d B Le circuit est blindé et

l'alimentation est isolée afin que les influences électro-

magnétiques externes ne puissent pas perturber le signal reçu. Les signaux reçus et amplifiés parviennent alors à une boucle 15 à verrouillage de phase et à un mélangeur Le mélangeur reçoit le signal reçu avec un signal à 410 k Hz

afin qu'il crée un signal reçu de bande de base à 45 k Hz.

La boucle à verrouillage de phase crée une impulsion positive à chaque déphasage de 1800 du signal reçu Ces impulsions parviennent alors à un microcontrôleur 16 dans

lequel les données d'identification reçues sont reconsti-

tuées et la fréquence variant avec la température, faisant partie du courant des données de sortie provenant de l'émetteur-récepteur asservi 200, sont détectées et analysées. Le microcontrôleur 16 reconstitue la partie de données d'identification du signal reçu et l'information de température à partir des impulsions de fréquence à l'aide

du convertisseur température-fréquence 8 Le microcontrô-

leur 16 transmet des signaux de données et de protocole convenable qui peuvent comporter un signal de préparation à l'émission indiquant que les données sont sur le point d'être émises, les données émises étant alors transmises sous forme série à une interface RS 232 17 qui transforme les données de niveau numérique en niveau RS 232 Ces informations transformées sont alors transmises par un connecteur 18 à un ordinateur hôte dans lequel les données

doivent être traitées.

La réalisation d'un émetteur-récepteur asservi passif qui contient une thermistance monobloc et d'un convertisseur température-fréquence permet le contrôle de la température de l'animal dans lequel a été implanté l'émetteur-récepteur asservi La température est utilisée simplement à titre d'exemple D'autres caractéristiques d'état du système, par exemple une pression musculaire, des intensités lumineuses ou d'autres conditions de fluides peuvent être contrôlées et transmises de façon continue à un ordinateur hôte distant par utilisation d'un séquenceur de données tel que décrit précédemment En outre, la disposition d'un circuit multiplicateur de fréquence dans l'émetteur- récepteur asservi rend possible l'utilisation d'un signal d'interrogation à une fréquence inférieure à 10 k Hz qui est une fréquence qui n'est pas soumise à la réglementation, et il est donc possible d'augmenter la quantité d'énergie utilisée pour l'émission de ce signal si

bien que les distances de lecture entre le circuit interro-

gateur et l'émetteur-récepteur asservi qui sont couplés inductivement peuvent être accrues En outre, grâce à l'utilisation d'un circuit modulateur et générateur de

fréquence dans lequel une période interne réglée numérique-

ment est comparée à un cycle du signal d'horloge reçu et est traitée, une source de fréquence très imprécise, l'horloge de l'oscillateur créée intérieurement, peut être synchronisée sur une source de fréquence très précise constituée par le signal reçu, pour la formation d'une source à fréquence précise qui est bien supérieure et qui convient très bien à l'émission du courant de données

complexes de l'émetteur-récepteur asservi.

On considère maintenant la programmation et on se réfère plus précisément aux figures 4 et 5 pour la descrip- tion de la programmation de l'émetteur-récepteur asservi Une mémoire 9 programmable une seule fois est une

mémoire EPROM dont le signal de sortie est toujours validé.

Avant programmation, elle est en mode de programmation (le signal d'inhibition de programmation est élevé) comme indiqué sur la figure 4 Ceci provoque le fonctionnement du

séquenceur 7 de données avec une horloge interne de 444 Hz.

Avant la programmation, chaque adresse de la mémoire 9 a

une valeur égale à 1 Le signal d'inhibition de programma-

tion provoque le fonctionnement du séquenceur 7 avec une fréquence d'horloge interne de 444 Hz Cette fréquence d'horloge provoque le fonctionnement du compteur 710 à une plus faible vitesse de 444 Hz si bien que les données sont émises à une vitesse réduite Ainsi, lorsque le signal de porteuse est produit dans le circuit modulateur 6, la fréquence des données modulées par déplacement de phase est inférieure à celle qui est décrite précédemment lorsque le code d'identification déjà programmé est utilisé Ceci est dû à la plus faible fréquence d'horloge de transmission de données du séquenceur 7 Cette fréquence réduite est de 222 bauds et non de 3 555 bauds qui est utilisée pendant la

transmission normale des données.

En général, au cours de la programmation, le circuit d'interrogation reçoit cette fréquence différente de données et reconnaît le fait que la mémoire 9 n'a pas été programmée Il lit alors la partie d'identification du signal de données et compare son adresse à celle du numéro d'identification à programmer dans l'émetteur-récepteur asservi 100 Si les valeurs d'adresse ne correspondent pas, les valeurs sont changées jusqu'à ce que les données d'identification qui sont conservées dans la mémoire 9

correspondent à celles de l'ordinateur hôte.

Plus précisément, le circuit 100 d'interrogation, à peu près de la même manière que décrit précédemment à l'exception de la plus faible fréquence de données, pro- voque la progression de l'adresse de la mémoire en cours 5 d'accès à l'aide du compteur binaire 710 Initialement, les 128 bits de la mémoire EPROM sont à 1 Si la valeur 1 n'est pas convenable pour l'adresse lue, l'ordinateur hôte provoque la transmission, par le microcontrôleur 16, d'un

signal de commande de programmation qui alimente l'amplifi-

cateur 2 De cette manière, cet amplificateur 2 transmet un signal de tension élevée par l'antenne 3 d'émission vers l'antenne 4 de réception de l'émetteur-récepteur asservi Ce signal à haute tension devient un signal à 12 V

après traitement par le circuit redresseur-régulateur 5.

Cette tension de programmation est directement transmise par l'entrée PROG de la mémoire 9 afin que la valeur de l'adresse actuelle de la mémoire EPROM soit changée de 1 à 0 L'opération se répète pour chaque adresse de la mémoire EPROM Si la valeur de l'adresse est convenable à 1, elle est simplement lue et non modifiée et le compteur binaire avance à l'adresse suivante Lorsque chaque adresse est lue, la valeur de l'adresse est transmise par la sortie de données de la mémoire 9 et est traitée par le séquenceur 7

comme décrit précédemment.

En mode de programmation, le signal d'inhibition de programmation est à 1 Ainsi, les signaux d'entrée des portes NON-ET 706 et 704 sont commutés par rapport au mode précité de lecture Les signaux d'entrée de la porte 706 sont un 1 et le signal à 444 Hz, si bien que le signal de sortie de la porte 706 est une forme d'onde à une fréquence de 444 Hz En outre, les signaux d'entrée de la porte NON-ET 704 sont alors un O et une forme d'onde si bien que

le signal de sortie de la porte 704 est toujours à 1.

Ainsi, le signal d'horloge utilisé par le compteur 710 pendant le mode de programmation est de 444 Hz si bien que la fréquence d'horloge de données est de 222 Hz Le fonctionnement des portes de validation et des portes de

température est le même que décrit précédemment.

Lorsque la dernière adresse de la mémoire 9 est programmée, la valeur est changée de 1 à 0 Ceci provoque le changement de l'horloge interne du séquenceur 7 de la fréquence de 444 Hz à la fréquence de 7 109 Hz par le

signal d'inhibition de programmation qui est transmis.

Ainsi, pendant l'interrogation suivante réalisée par le circuit 100, celui-ci détermine qu'il ne doit programmer l'émetteur-récepteur asservi 200 qu'après cette fréquence

de données modulées actuellement reçues.

L'amplificateur de puissance 2, pour produire le signal de commande de programmation, comporte un transistor MOSFET de puissance à canal P provoquant l'application d'une tension de 24 V au circuit primaire d'excitation Un champ très puissant d'excitation est alors créé C'est ce champ élevé d'excitation qui provoque la programmation à O

du bit lu dans l'émetteur-récepteur asservi 200 A l'extré-

mité de réception, le circuit régulateur et redresseur 5 a une diode de Zener qui limite la tension de programmation à

la tension de 12 V décrite précédemment.

L'utilisation d'une mémoire programmable qui transmet un signal de programmation lorsque chaque adresse a été programmée et d'un séquenceur ayant une horloge interne qui fonctionne à une fréquence différente pendant

la programmation et pendant la lecture permet la réalisa-

tion d'une mémoire programmable qui permet au programmeur, utilisant un ensemble à émetteur-récepteur asservi et à circuit d'interrogation selon l'invention, de sélectionner ses propres codes non effaçables d'identification pour l'animal contrôlé après fabrication de l'émetteurrécepteur asservi En outre, grâce à l'utilisation du signal de plus faible fréquence, pendant la programmation par rapport à la réception, le rendement de programmation et de transmission

de l'information est accru.

On se réfère maintenant aux figures 6 à 9 qui représentent un émetteurrécepteur asservi 200 dans un mode de réalisation de l'invention L'émetteur-récepteur asservi a un substrat 25 Le circuit redresseur et régulateur 5 est monté sur le substrat 25 avec une thermistance 9 sous

forme monobloc Un circuit pastille 20 logeant les struc-

tures du circuit modulateur et générateur de fréquence 6, du séquenceur 7, du convertisseur température-fréquence 8, de la mémoire 9 et du circuit 10 générateur de préambule et

décodeur Manchester est aussi supporté sur le substrat 25.

Le circuit 5, la pastille 20 et la thermistance 19 sont reliés électriquement par des pistes de connexion 27

déposées sur le substrat 25.

Les antennes 4, 11 de réception et d'émission sont formées autour d'un barreau 21 de ferrite L'antenne d'émission 11 est formée par disposition d'un enroulement 31 autour du barreau 21 de ferrite L'antenne de réception 4 est formée par un enroulement 34 formé autour du barreau de ferrite 21 Les enroulements 31, 34 sont couplés au circuit 5 formant redresseur et régulateur par une plage 24

de liaison.

Dans l'exemple considéré, l'émetteur-récepteur asservi 200 est enrobé dans une capsule de verre 25 La capsule a une longueur comprise entre 12,7 et 19 mm et a un diamètre compris entre 2 et 2,5 mm La capsule de verre peut être revêtue d'une résine époxyde protectrice, peut

être remplacée entièrement par une résine époxyde protec-

trice ou peut être traitée afin qu'elle ne migre pas dans

les animaux.

Le circuit 100 d'interrogation peut être logé dans deux parties distinctes afin que l'utilisation soit commode L'amplificateur de puissance 2, le circuit tampon 13, l'antenne 3 d'émission et l'antenne 12 de réception peuvent être logées dans un ensemble formant une sonde, du type connu d'après le brevet des Etats-Unis d'Amérique

n 4 526 177 La structure restante du circuit 100 d'exci-

tation peut être logée dans un boîtier séparé Cette différence de structure réduit toute perturbation du microcontrôleur 16, du générateur 11 de fréquence ou de l'ordinateur hôte, sur l'antenne 3 d'émission ou l'antenne

12 de réception.

Grâce à la formation du circuit modulateur et générateur de fréquence, du circuit séquenceur de données, de la mémoire et du convertisseur température-fréquence ainsi que du circuit générateur de préambule et codeur Manchester sur une seule pastille, on peut obtenir des économies sur la taille et le coût La formation de l'ensemble de l'émetteur-récepteur asservi à une longueur inférieure à 19 mm et a un diamètre inférieur ou égal à

2,5 mm permet l'implantation de l'ensemble.

Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art aux émetteurs-récepteurs asservis passifs qui viennent d'être décrits uniquement à titre d'exemples non limitatifs sans sortir du cadre de l'invention.

Claims

REVENDICATIONS

1 Emetteur-récepteur asservi passif destiné à recevoir un signal d'entrée et à transmettre un signal de sortie en réponse, caractérisé en ce qu'il comprend une antenne ( 4) destinée à recevoir le signal d'entrée, un dispositif ( 6) modulateur et générateur de fréquence,

destiné à recevoir le signal d'entrée, à créer une fré-

quence destinée au signal de sortie et à transmettre le signal de sortie en réponse, le signal d'entrée ayant une première fréquence, le signal de sortie ayant une seconde fréquence qui est indépendante de la première fréquence, et

une antenne ( 11) destinée à l'émission du signal de sortie.

2 Emetteur-récepteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que la seconde fréquence est supérieure à

la première.

3 Emetteur-récepteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif ( 6) modulateur et

générateur de fréquence comprend un dispositif d'oscilla-

tion destiné à transmettre un signal de fréquence variable, un premier dispositif de division du signal d'entrée, un second dispositif de division du signal à fréquence variable, un comparateur destiné à comparer le signal divisé d'entrée et le signal divisé à fréquence variable et à donner un signal de comparaison en réponse, la fréquence variable du dispositif d'oscillation étant ajustée en

fonction du signal de comparaison.

4 Emetteur-récepteur asservi passif, caractérisé en ce qu'il comprend une antenne ( 4) destinée à recevoir le signal d'entrée, une antenne ( 11) destinée à émettre un signal de sortie, une mémoire programmable ( 9) destinée à conserver des données reçues par l'émetteur- récepteur asservi après la fin de la fabrication de celui-ci, le signal de sortie comprenant des données conservées dans la mémoire programmable ( 9), le signal de sortie étant créé à

la suite du signal d'entrée.

Emetteur-récepteur selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il transmet le signal de sortie à une première fréquence permettant la programmation de la

mémoire programmable ( 9) et à une seconde fréquence empê-

chant la programmation de la mémoire programmable ( 9).

6 Emetteur-récepteur selon la revendication 5, caractérisé en ce que la mémoire programmable ( 9) a

plusieurs adresses de mémoire et transmet un signal d'inhi-

bition une fois que chaque adresse a été atteinte pendant

la programmation.

7 Emetteur-récepteur selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif ( 7) destiné à séquencer les données, ce dispositif recevant le signal d'entrée et le signal d'inhibition et créant un signal divisé d'entrée ayant une fréquence nettement inférieure à

la fréquence du signal d'entrée et ayant accès successi-

vement à la mémoire programmable ( 9) à la fréquence du signal d'entrée lorsque le signal d'inhibition est présent et ayant accès séquentiellement à la mémoire à la fréquence divisée du signal d'entrée lorsque le signal d'inhibition

n'est pas présent.

8 Emetteur-récepteur selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'il est programmé d'après le signal d'entrée. 9 Emetteur-récepteur selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il est destiné à être implanté dans un hôte, et en ce qu'il comporte en outre un dispositif de contrôle des caractéristiques de l'hôte et de transmission de données caractéristiques, le signal de sortie comprenant

en outre les données caractéristiques.

Emetteur-récepteur asservi passif destiné à être implanté dans un hôte, caractérisé en ce qu'il comprend une antenne ( 4) destinée à recevoir un signal d'entrée, un dispositif de contrôle de caractéristiques de l'hôte et de transmission de données caractéristiques correspondantes, et une antenne ( 11) d'émission d'un signal de sortie, le

signal de sortie contenant les données caractéristiques.