FR2500944A1 - Dispositif de transmission sans contact d'une valeur numerique - Google Patents
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Abstract
DISPOSITIF DE TRANSMISSION SANS CONTACT D'UNE VALEUR NUMERIQUE, ET NOTAMMENT D'UNE VALEUR MESUREE SUR UN OBJET MOBILE A UN OBJET FIXE PAR RAPPORT A CE DERNIER. POUR LA TRANSMISSION SEQUENTIELLE EN CODE NUMERIQUE, AU RYTHME DES PHASES D'EMISSION, DE LA VALEUR NUMERIQUE CONSTITUEE PAR UNE SEQUENCE DE BITS SUR LE SUPPORT D'INFORMATION, DES MOYENS 16 DE REGENERATION DES IMPULSIONS D'HORLOGE SONT RELIES AU CIRCUIT OSCILLANT DE COUPLAGE 9; DES MOYENS 14 DE COMMANDE SEQUENTIELLE DE TRANSMISSION, RELIES A UNE MEMOIRE 15 DE VALEUR NUMERIQUE, SONT COMMANDES PAR LES IMPULSIONS D'HORLOGE REGENEREES; L'INTERRUPTEUR 12 COURT-CIRCUITANT LE CIRCUIT OSCILLANT DE COUPLAGE EST ACTIONNE PAR LES MOYENS DE COMMANDE DE TRANSMISSION SEQUENTIELLE; ET L'ETAGE RECEPTEUR 3 EST REALISE AVEC UN DEMODULATEUR 4 DE REGENERATION DE LA SEQUENCE DE BITS. APPLICATION A LA SURVEILLANCE DE LA PRESSION D'UNE ROUE D'UN VEHICULE.
Description
La présente invention concerne un dispositif de transmission sans contact
d'une valeur numérique, et notamment d'une valeur
mesurée sur un objet mobile, à un objet fixe par rapport à ce der-
nier, comportant un étage émetteur qui délivre un signal en fréquence et un étage récepteur, comprenant un démodulateur, lesdits étages étant connectables à un circuit oscillant d'émission-réception au moins, ainsi qu'un support d'information disposé sur l'objet mobile
avec un circuit oscillant de couplage et un interrupteur court-
circuitant ce dernier, et appliquant un signal en fréquence à l'étage
récepteur quand l'interrupteur est ouvert, et des moyens qui connec-
tent alternativement l'étage émetteur et l'étage récepteur, et activent des moyens Lisérés entre lesdits étages pour amortir le
circuit oscillant d'émission-réception.
Dans un tel dispositif selon l'art antérieur, le circuit oscillant de couplage fait partie d'un répondeur comportant en outre un interrupteur qui, dans le cas de la surveillance de la pression d'une roue de véhicule, s'ouvre ou se ferme selon cette pression et amortit relativement peu le circuit oscillant de couplage ou le court-circuite pratiquement. La partie du dispositif logée dans le chàssis du véhicule peut ainsi déterminer si la pression d'air est tombée au-dessous d'une valeur prédéterminée. Pour ce faire, l'étage émetteur est d'abord connecté de façon à émettre, par le circuit oscillant d'émission-réception, un signal en fréquence, qui est reçu par le circuit oscillant de couplage quand il se trouve à proximité du circuit oscillant d'émission-réception. L'énergie du signal en fréquence, couplée magnétiquement à une bobine du circuit oscillant de couplage, fait osciller ce dernier à sa fréquence propre quand l'interrupteur est ouvert. Aucune oscillation n'apparaît dans le circuit oscillant de couplage quand l'interrupteur est fermé. Le circuit oscillant d'émission-réception peut alors être amorti par un
montage de commande, de façon à faire décroître très rapidement l'o-
scillation dont il est encore le siège après la coupure de l'étage
émetteur. Le montage de commande connecte ensuite le circuit oscil-
lant d'émission-réception à l'étage émetteur. Dans le cas o l'in-
terrupteur du répondeur est ouvert, et par suite une oscillation décroissante apparaît dans le circuit oscillant de couplage, ce signal en fréquence est reçu, pendant la phase de réceotion, par le circuit oscillant d'émission-réception quand ce dernier se trouve à proximité du circuit oscillant de couplage; lorsque l'interrupteur est fermé pendant cette phase de réception, le circuit oscillant d'émission- réception ne reçoit aucun signal. Pour la traduction du signal en
fréquence reçu, l'étage récepteur peut comporter une compteur élec-
tronique, dont l'entrée de comptage reçoit pendant un intervalle de temps prédéterminé des impulsions de comptage, produites à partir du signal en fréquence reçu. Le contenu du compteur indique ainsi que l'interrupteur du répondeur est ouvert quand une valeur prédéterminée est atteinte pendant l'intervalle de temps, tandis que dans le cas
contraire, quand l'interrupteur du répondeur est fermé, aucune impul-
sion n'atteint le compteur et une pression trop faible est indiquée
par un étage afficheur.
Ce dispositif présente l'inconvénient de permettre la transmis-
sion sans contact de deux valeurs discrètes seulement, d'une grandeur mesurée, selon que l'interrupteur shuntant le circuit oscillant de
couplage est ouvert ou fermé.
L'invention vise par suite à développer le dispositif précité
de façon à permettre la transmission sans contact d'une valeur numé-
rique à plusieurs chiffres en code binaire, permettant d'espérer une
sécurité de transmission élevée.
Selon une caractéristique essentielle de l'invention 1) pour la transmission séquentielle en code numérique, au rythme des phases d'émission, de la valeur numérique constituée par une séquence de bits sur le support de l'information, a) des moyens de régénération des impulsions d'horloge sont reliés au circuit oscillant de couplage; b) des moyens de commande séquentiels de transmission, reliés à une mémoire de valeur numérique, sont commandés par les impulsions d'horloge régénérées; c) l'interrupteur court-circuitant le circuit oscillant de
couplage est actionné par les moyens de commande de trans-
mission séquentielle; et
2) l'étage récepteur est réalisé avec un démodulateur de régénéra-
tion de la séquence de bits.
Ce dispositif permet avantageusement de transmettre avec préci-
sion et avec une grande sécurité une valeur numérique se présentant sous forme d'une séquence de bits statique, telle qu'une valeur mesurée,
du support d'information disposé sur un objet mobile à une unité cen-
trale fixe. La transmission de chaque bit s'effectue pendant une
durée de cycle, comprenant la phase d'émission, la phase d'amortis-
sement et la phase de réception de l'unité centrale. Dans l'étage récepteur de l'unité centrale, un démodulateur régénère la séquence
de bits ainsi transmise.
L'ensemble du dispositif est relativement peu coûteux, malgré la sécurité de transmission élevée, quand une distance minimale est
assurée entre le circuit oscillant de couplage et le circuit oscil-
lant d'émission-réception.
Il en est essentiellement ainsi quand, selon une autre caracté-
ristique de l'invention, une mémoire (condensateur) est reliée par un redresseur au circuit oscillant de couplage pour délivrer la tension d'alimentation de modules du support d'information. Ce dernier peut alors fonctionner sans source d'énergie propre et constitue ainsi un support d'information passif. Les fonctions du support d'information passif, bien que relativement complexes, peuvent être assumées par un
ou plusieurs modules électroniques.
Selon une autre caractéristique de l'invention, l'interrupteur courtcircuitant le circuit oscillant de couplage est un interrupteur commandé électroniquement et pouvant être actionné par une faible
énergie en fonction de la séquence de bits à transmettre.
Selon une autre caractéristique de l'invention, les moyens de commande de transmission séquentielle sont constitués par un compteur alimenté par les impulsions d'horloge régénérées et dont les sorties de comptage sont reliées aux entrées d'adresse d'un sélecteur de donnée; les entrées de donnée du sélecteur sont couplées chacune à un interrupteur pour chaque bit de la valeur numérique; et une sortie
du sélecteur de donnée est reliée à une entrée de commande de l'in-
terrupteur commandé. Le compteur, commandant un sélecteur de donnée
qui sélecte successivement des bits de la valeur numérique à trans-
mettre puis les transmet pour commande de l'interrupteur commandé, permet un fonctionnement fiable du dispositif quand il est'.commandé
par des impulsions d'horloge, régénérées à partir du signal en fré-
quence reçu. Le compteur et le sélecteur de donnée sont avantageusement
alimentés dans le support d'information passif par une tension pro-
duite à partir du signal en fréquence.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront
mieux compris à l'aide de la description détaillée ci-dessous; d'exem-
ples de réalisation et des dessins annexés sur lesquels
la figure 1 représente le schéma synoptique de l'ensemble du dispo-
sitif de transmission sans contact de valeurs numériques en code binaire; - la figure* 2 représente les chronogrammes de fonctions essentielles de ce dispositif;
la figure 3 représente une réalisation particulière du support d'in-
formation passif; et
la figure 4 représente des séquences d'information et de signal cons-
tituées selon figure 3.
Sur la figure 1, l'unité centrale comprend un montage de commande 1, qui délivre les signaux de commande à un étage émetteur 2, un étage récepteur 3 comportant un amplificateur-démodulateur et un
circuit traducteur 5, et un étage d'amortissement 6.
L'étage émetteur 2, l'étage d'amortissement 6 et l'amplificateur-
démodulateur sont reliés à un circuit oscillant 7,'éin;;ion-r6cepticm 7 réalisé sous forme d'un circuit oscillant parallèle avec une bobine
8 et un condensateur 9.
L'unité centrale est disposée sur un objet fixe, alors que le support d'information passif décrit ci-après peut ôtre disposé sur
un objet mobile par rapport au précédent.
Le support de l'information comprend un circuit oscillant de
couplage 9, également réalisé sous forme d'un circuit oscillant uparal-
lèle avec une bobine 10 et un condensateur 11. Un interrupteur 12 commandé électroniquement permet de court-circuit le circuit oscillant
de couplage.
Une entrée de commande 13 de l'interrupteur commandé électroni-
quement est alimentée par la sortie de moyens 14 de commande de la transmission. Ces moyens sont reliés par des lignes en parallèle a une mémoire d'information 15. La valeur numérique a transmettre est
stockée dans cette dernière sous forme d'une séquence de bits sta-
tique. Les moyens de commande de la transmission sont alimentés par des moyens de régénération des impulsions d'horloge 16, reliés au
circuit oscillant de couplage 9.
Des moyens 17 de production de la tension d'alimentation sont également reliés au circuit oscillant de couplage 9. A partir du signal en fréquence injecté par le circuit oscillant de couplage, ils
délivrent une tension continue aux moyens de régénération des impul-
sions d'horloge et a la commande de transmission.
Le fonctionnement du dispositif selon figure 1 est décrit ci-
dessous a l'aide de la figure 2. Les signaux délivrés par le montage de commande 1 - courbe a - conduisent l'étage émetteur a délivrer,
pendant une phase d'émission, une oscillation haute fréquence, appelée sal-
ve d'émission (courbe b), au circuit oscillant d'émission-réception 7. La salve d'émission excite une oscillation propre d'abord croissante du circuit oscillant de couplage 9, correspondant a la courbe c, car les bobines 8 et 10 sont couplées magnétiquement quand le support
d'information se trouve à proximité de l'unité centrale.
Pendant la phase d'amortissement faisant suite a la phase
d'émission, le circuit oscillant d'émission-réception 7 est court-
circuité par l'étage d'amortissement, tandis que la tension dans le circuit oscillant de couplage peut continuer à osciller selon la
courbe c quand l'interrupteur 12 commandé électroniquement est ouvert.
L'allure du signal de tension dans le circuit oscillant de couplage varie selon qu'un "0" logique ou un "1" logique doit être transmis
a partir du support d'information, comme décrit ci-après. Par hypo-
thèse, un "1" logique est transmis sur la partie gauche de la courbe
c et un "0" logique sur la partie droite.
Dans chaque cas, les moyens 17 de production de la tension d'alimentation délivrent une tension continue selon la courbe d, à partir de la tension dans le circuit oscillant de couplage. Une impulsion d'horloge est en outre régénérée à partir de cette tension, au début de la tension croissante de la courbe c. Cette impulsion d'horloge régénérée n'est pas représentée sur la figure 2. Elle ali- mente les moyens 14 de commande de la transmission qui, à chaque
impulsion d'horloge, appellent un bit de la valeur numérique mémo-
risée en binaire sur le support d'information. Sur la partie gauche des courbes de la figure 2, un "1" logique est appelé, qui maintient au repos les moyens de commande de transmission - également appelés sélecteur de donnée -, de sorte que l'interrupteur 12 commandé électriquement demeure au repos: cf. courbes e (sortie du sélecteur
de. donnée) et f (signal de commande de l'interrupteur électronique).
Lorsque l'interrupteur 12 est ouvert, la tension aux bornes du circuit oscillant de couplage ne décroît que lentement, selon la partie gauche
de la courbe c, et peut induire dans le circuit oscillant d'émission-
réception désexcité, pendant la phase de réception - cf. courbe g -,
une tension qui commence par croître, puis décroît.
La tension induite dans le circuit oscillant d'émission-réception
est démodulée pendant la phase de réception par l'amplificateur-
démodulateur 4, puis délivre un signal de sortie correspondant à la
courbe h et transmis au circuit traducteur 5.
Lorsque les moyens 14 de commande de la transmission appellent un "0" logique constituant le bit suivant sur le support d'information, pendant une période ultérieure constituée par la phase d'émission, la phase d'amortissement et la phase de réception comme le montre la partie droite des courbes de la figure 2, le signal de sortie des moyens de commande de la transmission varie - courbe e - et délivre à l'interrupteur 12 commandé électroniquement un signal de commande selon courbe f, qui ferme l'interrupteur. La tension aux bornes du circuit oscillant de couplage décroît par suite très rapidement sur la courbe c après la phase d'émission ou d'amortissement, et ne peut
pratiquement induire aucune tension dans le circuit oscillant d'émis-
sion-réception 7 pendant la phase de réception suivante: cf. courbe g.
Un signal contenant un "0" logique apparaît ainsi à la sortie de l'am-
plificateur-démodulateur 4.
A la sortie de l'amplificateur-démodulateur, on obtient ainsi
dans des phases de réception successives une séquence de bits tempo-
relle correspondant rigoureusement à la séquence de bits stationnaire dans la mémoire 15.
Cette séquence de bits peut être traitée dans le circuit tra-
ducteur 5, et notamment comparée à la séquence de bits mémorisée d'une valeur numérique, afin de déterminer une concordance avec la
valeur numérique dans la mémoire 15. Il s'agit du principe de trans-
mission d'un "code électronique" sans contact, pour laquelle l'inven-
tion est avantageusement applicable, car le support d'information est réalisable sur une forme très compacte et n'exigeaucune source
d'énergie propre.
L'électronique du support d'information peut être réalisée à l'aide de composants discrets, sous forme hybride ou intégrée. La valeur numérique codée peut se trouver directement dans les moyens 14 de commande de la transmission quand ces derniers sont réalisés
sous forme de ROM.
Une forme de réalisation simple du support d'information consti-
tuant un code électronique est représentée à la figure 3, sur laquelle
les mêmes éléments portent les mêmes repères que sur la figure 1.
Le circuit oscillant de couplage 9, comportant la bobine 10 et le condensateur 11, et l'interrupteur 12 à commande électronique, comprenant une entrée de commande 13 et branché en parallèle avec
le circuit 9, sont identiques sur les figures 1 et 3.
Une diode 18 de redressement du signal en fréquence est reliée au circuit oscillant de couplage, de façon à produire à partir dudit
signal une tension d'alimentation, qui est filtrée par un condensa-
teur 19'. Un second redresseur 19, relié à un élément résistance-
capacité 20, produit en outre une impulsion d'horloge à partir du signal en fréquence du circuit oscillant de couplage. Une ligne de tension continue est reliée à un compteur 21 et à un sélecteur de donnée 22 pour l'alimentation. Une ligne d'horloge est reliée à
une entrée d'horloge du compteur 21 et à un opérateur ET 23, qui con-
necte par ailleurs une sortie "OUT" du sélecteur de donnée à l'entrée
de commande 13 de l'interrupteur 12 commandé électroniquement.
Les sorties 24, 25, 26 par exempledu compteur 21 sont reliées aux entrées d'adresse 27, 28, 29 par exemple du sélecteur de donnée, qui est par ailleurs relié à un nombre d'interrupteurs 30, 31-33 égal au nombre de bits d'une séquence. Le nombre stationnaire mémorisé sur le supportd'information, c'est-à-dire la séquence de bits de ce nombre, est ainsi représenté par les interrupteurs ouverts ou fermés, dont chacun est affecté
à un bit.
Les interrupteurs ouverts-ou fermés déterminent une tension sur les entrées de donnée 34, 35, 36 du sélecteur. Selon i'état des entrées d'adresse 27, 28, 28, qui est déterminé par le compteur, la sortie "OUT" du sélecteur de donnée présente l'état d'une des entrées de donnée 34, 35, 36. Les entrées de donnée sont ainsi interrogées
successivement dans le sélecteur de donnée par des impulsions d'hor-
loge, pendant le comptage, puis transmises par l'opérateur ET 23
à l'entrée de commande 13 de l'interrupteur 12.
La-figure 4 représente les états logiques en divers points du support d'information selon figure 3 et du reste du dispositif selon
figure 1, ainsi que quelques variations caractéristiques de signal.
La ligne a de la figure 4 représente un nombre binaire à trans-
mettre, qui est déterminé par la position des interrupteurs 30-33 sur
les entrées de donnée 34-36 ou XO-X7.
Après chaque phase d'émission, une impulsion d'horloge est pro-
duite et totalisée par le compteur selon ligne b. Pendant le premier "0" par exemple du contenu du compteur à la ligne b, un "0" loqîomue apparait sur la sortie inverseuse "OUT" du sélecteur de donnée, car l'entrée correspondante de ce dernier est alimentée par un "1" logique. La tension aux bornes du circuit oscillant de couplage, représentée par la courbe enveloppe de la ligne d, peut par suite décroître progressivement pendant la phase de-réception, comme le montre plus précisément la partie gauche de la ligne c sur la figure
2. Par suite du signal en fréquence réinjecté dans le circuit oscil-
lant d'émission-réception, il en résulte à la sortie de l'amolifi-
cateur-démodulateur une impulsion de tension selon liane h de la
figure 2, qui se confond sur la ligne e de la figure 4 avec une impul-
sion de tension correspondante de la durée de cycle précédente. Cette impulsion de tension signale de nouveau un "1" logique à la sortie
de l'amplificateur-démodulateur. Pendant la durée de cycle suivante -
c'est-à-dire le temps séparant deux phases d'émission -, un "0" logique est appelé sur l'entrée de donnée du sélecteur de donnée 22
et fait apparaître un "1" logique à la sortie inverseuse de ce dernier.
L'interrupteur 12 commandé électroniquement est ainsi court-circuité
et la tension dans le circuit oscillant de couplage décroît immé-
diatement après la fin de la phase d'émission et l'amortissement du circuit oscillant d'émission-réception. Ce comportement est illustré schématiquement par la courbe d de la figure 4 et plus précisément par la partie droite de la ligne c de la figure 2. Le circuit oscillant de couplage ne transmet ainsi aucun signal en fréquence au circuit oscillant d'émission-réception. Cet état du circuit oscillant
d'émission-réception produit à la sortie de l'amplificateur-démodula-
teur 4 un niveau de signal plus faible, contenant un "0" logique
comme information: cf. ligne f.
Les phénomènes décrits ci-dessus se répètent pendant chaque
durée de cycle, jusqu'à ce que le nombre codé en binaire soit tota-
lement transmis du support d'information-à l'unité centrale. Une nouvelle transmission commençant ensuite, un bit spécial doit être
fixé dans le support d'information pour signaler la fin de la trans-
mission d'une valeur numérique.
Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art au principe et aux dispositifs qui viennent d'ètre décrits uniquement à titre d'exemples non limitatifs,
sans sortir du cadre de l'invention.
Claims (5)
1. Dispositif de transmission sans contact d'une valeur numérique, et notamment d'une valeur mesurée sur un objet mobile, à un objet fixe par rapport à ce dernier, comportant un étage émetteur qui délivre un signal en fréquence et-un étage récepteur comprenant un
démodulateur, lesdits étages étant connectable à un circuit oscil-
lant d'émission-réception au moins, ainsi qu'un support d'information disposé sur l'objet mobile avec un circuit oscillant de couplage et un interrupteur court-circuitant ce dernier, et appliquant un signal en fréquence à l'étage récepteur quand l'interrupteur est ouvert, et des moyens qui connectent alternativement l'étage émetteur et l'étage récepteur, et activent des moyens insérés entre lesdits étages pour amortir le circuit oscillant d'émission-réception, ledit dispositif étant caractérisé en ce que: 1) pour la transmission séquentielle en code numérique, au rythme des phases d'émission, dont la valeur numérique constituée par une séquence de bits sur le support d'information, a) des moyens (16) de régénération des impulsions d'horloge sont reliés au circuit oscillant de couplage (9); b) des moyens (14) de commande séquentielle de transmission,
reliés à une mémoire (15) de valeur numérique, sont com-
mandés par les impulsions d'horloge régénérées; c) l'interrupteur (12) court-circuitant le circuit oscillant de couplage est actionné par les moyens de commande de transmission séquentielle; et 2) l'étage récepteur (3) est réalisé avec un démodulateur (4) de
régénération de la séquence de bits.
2. Dispositif comportant un support d'information passif selon revendication 1, caractérisé en ce qu'un redresseur <18) relie une mémoire (condensateur 19' au circuit oscillant de couplage (9) pour la production d'une tension d'alimentation des modules du support d'information.
3. Dispositif selon revendication 1, caractérisé par l'emploi d'un interrupteur commandé électroniquement comme interrupteur (12)
court-circuitant le circuit oscillant de couplage (9).
4. Dispositif selon revendication 1 et 3, caractérisé en ce que les moyens de commande de transmission séquentielle sont constitués par un compteur (21) alimenté par les impulsions d'horloge régénérées et dont les sorties de comptage (24, 25, 26) sont reliées aux entrées d'adresse (27, 28, 29) d'un sélecteur de donnée (22); les entrées
de donnée (34, 35, 36) du sélecteur sont couplées chacune à un inter-
rupteur (30, 31, 33) pour chaque bit de la valeur numérique; et une
sortie (OUT) du sélecteur de donnée est reliée à une entrée de com-
mande (13) de l'interrupteur commandé.
5. Dispositif selon revendications 2 et 4, caractérisé en ce que
le redresseur (18) transmet la tension d'alimentation du circuit
oscillant de couplage (9) au compteur et au sélecteur de donnée (22).
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