Europâisches Patentamt European Patent Office ® Numéro de publication: Office européen des brevets DEMANDE © © DE BREVET Numéro de dépôt: 84402029.7 0 1 3 8 AO n^c- 7 0 6 EUROPEEN ® Int. Cl.4: H 03 K 1 9 / 0 0 7 © Demandeur: JEUMONT-SCHNEIDERSoci6te anonyme dite :, 31 -32, Quai de Dion Bouton, F-9281 1 Puteaux Cedex (FR) ^ ® , ^ ,,, * > Jacques, . „„ rue Henri Inventeur: Guillaumin, 19-21, Barbusse, F-93260 Les Lilas (FR) (g) Date de dépôt: 09.10.84 ® Priorite: 13.10.83 FR8316331 @ Date de publication de la demande: 24.04.85 Bulletin 85/17 ® Etats contractants designes : BE CH DE FR GB IT LI LU NL @ Mandataire: Lejet, Christian, Societe JEUMONT-SCHNEIDER 31 -32, Quai de Dion Bouton, F-9281 1 Puteaux Cedex (FR) Circuit logique à seuil et à sécurité intrinsèque. © L'invention concerne un circuit logique à seuil et à sécurité intrinsèque tel que de toute modification des caractéristiques de l'un de ses composants résulte une augmentation relative de la valeur du seuil. Il comprend un comparateur (7) à l'une des entrées duquel est appliquée une tension continue de référence (VR) tandis que l'autre entrée est connectée au point de jonction d'une première et d'une deuxième résistance (1, 2). Une première tension continue (V1) de valeur relative CM basse est appliquée à l'autre extrémité de la première résis< tance (1), et une deuxième tension continue (V2) de valeur relative élevée est appliquée à l'autre extrémité de la deuxième résistance (2) par l'intermédiaire d'une troisième (O résistance (3). o Selon l'invention, on applique au point de jonction (A) des deuxième et troisième résistances (2, 3) une troisième tension continue (V3) de valeur relative intermédiaire par 0 0 l'intermédiaire d'une quatrième résistance (4) en série avec un commutateur (6) de hachage. Application à la signalisation ferroviaire. CL III ACTORUM AG V2 B' V3 Vl La invention présente concerne un circuit logique moins une entrée et intrinsèque, possédant cune ou modification panne un signal de sortie De tels circuits au sortie une des c a r a c t é r i s t i q u e s à sécurité et et tel du circuit que d ' a u résulter ne peut si le seuil n'est pas a t t e i n t . sécurité de utilisés sont détecteurs tion ferroviaire dans voie ferrée, qui leur tels circuits ce à seuil des de de impose dans en particulier à des satisfaire véhicule d'un passage la s i g n a l i s a sur sécurité de normes une sévères. On connaît de brevet français sortie, alimenté 2 510 845, est entre une tension combinaison comportant en médiaire en sortie de et sécurité. aucune située le entre du transistor la base un signal de sortie la sécurité un à but une logique du même des tel augmentation autre ce l'invention à celui qui existait Un le ce des circuit inter- Vcc ne permet pas sécurité. de Dans transistor par la r é s i s t a n c e seuil, et donc inconvénients et de valeur et à présenter du même réalisée base la et collecteur le à la du résistance la de continuer contraire En c o u r s ne p r é s e n t e r peut entre et l ' é m e t t e u r la et commun. qu'elle à la polarisation diminue qui est la base entre sous-ensemble tension peut telle est qui masse, coupure fuites une la ce circuit à la et le altère du dispositif. de circuit dispositif à s'opposer ci-dessus, à combine un une d'alimentation l'amplitude une fuite a tendance mentionnée Un cas, si cas, entrées nulle non en é m e t t e u r conditions, transistor, du panne un deuxième se dont sortie en la sortie même ce monté premier un conducteur de de détecter Dans Vcc dans exemple, à deux à diodes, pompe certaines Par un circuit continue un transistor dans fonctionnement, décrit une sécurité. de logiques but de circuit circuits est seuil à ces défaillance toute que du d'obvier donc et à dans état un circuit ce de doit réaliser conduire sécurité supérieur modulaire, à partir avant l ' i n c i d e n t . l'invention logique logiques est de base réalisant de réaliser de correspondant d'autres façon à un circuit fonctions logique "OUI". logiques classiques. Selon la présente sèque comprend au de point première de la On applique médiaire d'une Le hachage. monté tension continue ; de valeur continue résistance de est comparateur résistance, est du type une valeur ayant fois inverser Pour mettre une première Ce circuit rature en oeuvre soient ce circuit le sens décrit sécurité de logiques résistances intermédiaire par l ' i n t e r - constitué transistor un par la troisième tension est nulle. un signal avec à l'entrée ce t r a n s i s t o r tension On peut toute- transistor un alternatif, à manière de cinquième on pnp. dispose transformer ce tension c o n t i n u e . de compensation un dispositif de et en série résistances ci-dessus connectées diodes passant réalisant d'une la deuxième circuit de auquel est appli- De p r é f é r e n c e négative, de commutateur un avec utilisant pluralité une logique extrémité troisième en de p r é f é r e n c e , des troisième et q u a t r i è m e Le tension résistance. et que la troisième à appliquée deuxième l'intermédiaire étant une troisième polarisations en la première dans étant que le collecteur, par tension à diodes pompe inclut série résistances, à l'autre d'une du c o m p a r a t e u r . tandis diverses comprenant qu'elles la sortie positive les signal a l t e r n a t i f continue la première npn, connectée appliquée préférence tandis tension constitue est est relié au point de jonction de la première et l'émetteur deuxième la entrée une relative en appliquée à la base duquel on applique commune, la deuxième résistances qué et deuxième des jonction quatrième en base étant est basse l'intermédiaire par de point relative intrin- duquel deuxième d'une résistance élevée relative que l'autre et valeur première résistance au une troisième la de valeur deuxième de de et à sécurité entrées des tandis première continue extrémité continue d'une jonction tension l'autre de r é f é r e n c e à seuil logique à l'une un c o m p a r a t e u r continue tension une le circuit invention, entre de en t e m p é manière telle le point de j o n c t i o n et la deuxième r é s i s t a n c e . permet de notamment les réaliser d'autres fonctions circuits "ET" logiques et "OU". Un circuit lotant le logique commutateur l'autre étant Un en "ET" circuit branchant pour deux du circuit alternatifs signaux logique "OUI" par est un réalisé en pi- alternatif, signal appliqué à la pompe à diodes p r é c i t é e . logique "OU" plusieurs pompe à diodes du circuit pour pompes plusieurs signaux à en diodes logique "OUI". alternatifs parallèle avec est la obtenu première Un circuit en branchant à diodes "ET" logique plusieurs du circuit plusieurs pour à diodes pompes "OUI" logique et alternatifs signaux en série en avec est obtenu la première pompe en augmentant conséquence la valeur du seuil du c i r c u i t . Pour l'un sistor des quelconque de est montés la réunion dont taires, la sortie teurs relié préférence deux transistors par circuits tandis et de la description la Figure celle-ci qui suit selon l'invention d'un signaux dans apparaissant constitué des é m e t - respectivement appliquées d'autres buts, clairement plus de réalisation mode avantages à la de l'invention, lecture descrip- de dessins sont a n n e x é e s . lb le d'un électronique la figure et courant et celle et comprise apparaîtront schéma le est l'entrée sont du t r a n - et de types c o m p l é m e n - commun collecteurs mieux tion à laquelle trois planches La de amplificateur constitue en collecteur tensions c o n t i n u e s . sera de caractéristiques bases qu'à leurs invention présente un en collecteur des les deuxième et troisième La à le décrits, logiques est circuit un d i a g r a m m e de temps à expliciter servant circuit, logique de base de c e r t a i n s son fonctionne- logique représenté ment. La 2 est Figure Figure où la schéma le monté transistor un base en circuit du électronique a été commune substitué au comparateur. La 3 Figure auquel est schéma le est adjointe une du électronique sur à diodes pompe circuit l'entrée logique précédent du circuit à laquelle est appliqué un signal a l t e r n a t i f . La Figure 4 est perfectionné La figure le schéma par un dispositif 5 est le schéma deux signaux a l t e r n a t i f s La figure 6 est le La figure figure 7 montre 2 avec en c o u r a n t . d'autres de compensation électronique logique selon la figure 2 en t e m p é r a t u r e . d'un circuit logique "OU" pour d'un circuit logique "ET" pour circuit logique représenté selon l ' i n v e n t i o n . schéma deux signaux a l t e r n a t i f s du circuit électronique électronique selon l ' i n v e n t i o n . une interface circuits, cette possible du interface réalisant une a m p l i f i c a t i o n En r é f é r e n c e tion du circuit relative selon logique basse choisie est à la figure maintenant choisie est la tension celle de l'invention, (VI), négative (V2) et positive de continue valeur intermédiaire de valeur celle un mode de r é a l i s a - la qui représente valeur élevée relative choisie est nulle (V3). Le d'autre part relié 6 est commutateur l'intermédiaire par V2. Le c o m m u t a t e u r de créneau en 6 reste forme un signal créneau de le commuter transmis continu. Il en est 3 est donc 7 doit être continue doit reliée que une au point mité E de l'autre 3 et 4 un signal et c r é e en f o r m e le la valeurs de jonction résistance Le c o m p a r a t e u r de manière alors 4 est le et couen signal faire pour évidem- bien coupée, sécurité la appliqué au créneau et déterminée l'une qu'à V R tandis la appliquée résistance la 7 comporte de que B de deux résistances 1 est délivre intrinsèque comparateur d'une tension entre comprise 7 puisse assurer sa f o n c t i o n . référence de signal 7. utile amplitude de aucun suffisante 2 est bien forme et 7 qui VA chute amplitude signal une disposé extrémité tension en croît si la résistance de même présente signal présenter tension VA au c o m p a r a t e u r que d'un 7 est comparateur appliquée ces deux r é s i s t a n c e s comparateur une deux bornes pour que le c o m p a r a t e u r Un au plus circuit parce la somme et 4 à la t e n s i o n 7. Si la résistance ce que notamment requise 3 et tension coupée,, la présente ne comparateur constate résistances (V3) e t KV2, K étant fonction .des la ouvert, ment aucun signal n'est transmis On masse dans V2 et n'est la résistance Si pée. à la deux le courant extrêmes créneau de en sortie des directement 3 et 4 et inférieur à 1. commutateur forme part A de ces deux résistances de tensions des résistances Si le hache de jonction au point d'une une sortie de son entrées soit entrée est autre extré- 1 et 2. A l'autre tension reliée 2 est ses VI négative au S qui constitue point tandis A précité. la sortie du c i r c u i t logique. Ce signal B par la en forme résistance transmise au un signal créneau point de 2. créneau La B par de est tension la tensions alors négative résistance extrêmes des tensions VI, V2 et des résistances transmis 1. VI du appliquée Il apparaît U et 1,2,3, et 4. V, U et point au donc A au point au V étant point E est point B fonction- A la appliquée au manière On lb figure la sur tensions créneau l'on voit que si la tension droite de la voit le c o m m u t a t e u r 6 ne c o m m u t e Sur 2, les figures éléments mêmes 3, à la figure tion tel représenté d'un transistor que d'un moyen de la A et et en sortie. que si la B, tension négative,la référence de tension de si la de référence B permettre la de c e t t e forme de VR. De m ê m e , VE est tension point centrale VS n ' a f f e c t e sortie tension au VR pour la partie dans de que négative, trop plus. les désignent la avec les mêmes f o n c t i o n s . 2 qui r e p r é s e n t e figure références mêmes les 7, que sur la figure En r é f é r e n c e et diagramme, la tension 6 et 5, 4, ce comme VB coupe on figure, de tension du temps du d i s p o s i t i f . la tension la que points suffisamment pas 6 de c o m m u t e r commutateur au aux gauche suffisamment pas où partie E n'est en n'approche à fonction en à expliciter le f o n c t i o n n e m e n t appliquée figure E les point constate au représentées sont le la, 7 monté en transistor représenté base le circuit a été comparateur schématiquement, l'invenà l'aide réalisé le c o m m u t a t e u r et commune, selon logique 6 réalisé exemple par piloté par une h o r l o g e . base-émetteur La tension rence VR appliquée à une entrée Le B est point est prélevé relié S sur au point V2 par l ' i n t e r m é d i a i r e On constate résulte de une signal le En effet, sortie du de Il entraîne une l'absence de créneaux dans ce signal. La figure est point par 3 représente adjointe El un diminution qui une est condensateur à entrée 10 en diodes. signal relié de sortie à la t e n s i o n Un avec intrin- une a b s e n c e même, mais de diode effet collecteur base sortie et à la figure alternatif La pompe un avec fuite une représenté une sécurité B entrainant signal signal à la et é m e t t e u r Enfin logique du circuit. série de du l'amplitude le circuit pompe une de la. ses collecteur au point base-émetteur. fuite entre en est en cas 7 contribue fuite moindre, Le de r é f é - 5. de la tension circuit. 7. de ce transistor, transistor de toute de la figure transistor le collecteur que augmentation en du de la résistance aisément sèque du circuit. du c o m p a r a t e u r à l'émetteur à la tension 7 correspond du transistor est à diodes 12 dont par suite 2 auquel appliqué est la au constituée cathode est à la masse. reliée cathode que la De manière tension sateur diode 13 la diode tant 13 qu'elle se Cette tension circuit parce la tension du le est valeur d'abord 11 à t r a v e r s suffisante pas bout au à diodes charge au appliqué de pour quelques En effet, incident tout VI. sécurité survenant du dans vers la m a s s e . soit soit par par une horloge constituant logique jusqu'à constante à la E contribue point El en sensiblement négative piloté circuit atteint au point pompe se n'est une 13. Le c o n d e n - La 10 d'entrée tension cette être 6 peut alternatif, signal qui négative. la pompe à diodes ramène Le c o m m u t a t e u r ce appliquée est qu'elle dernier en relié condensateur ce alternatif à une continue le 12. au point E devient de plus en plus n é g a t i v e signal stabilise dans de charge (V3). masse diode alternatif de la diode condensateur se décharge bloquée, reste période Le connue. la que E à la la E est point manière de de signal Le de l'anode point diode 12 puis E. point 11 et le manière au à l'anode ce comprenant connectée 13 reliée soit transforme pompe relie De ce fait, chaque ce la par une branche diode une dernière appliquée 11 de la périodes. avec du condensateur tampon à travers série cette V négative fonctionne que de 12 est shuntée diode en connue, de jonction à Il condensateur un la Cette alors un a u t r e circuit un logique "ET" pour deux signaux a l t e r n a t i f s . En référence à la de la tension tel entre V2 dans Or la est constate ce que du ques varient en fonction dispositif la une de pompe des résistances tension compensation fonction en au c i r c u i t est adjoint et la tension d'alimentation respectivement de des pertes à diodes est utilisée, et de t e m p é r a t u r e . diminue, Cette augmentent. de seuil du circuit dépend tension diodes même le d'alimentation respectivement augmente, et dont si varia- de la t e n s i o n dans diodes les les c a r a c t é r i s t i - de la t e m p é r a t u r e . en série et 3 et 4 et base-émetteur à conserver cherche du circuit rapport compensation connectées on de tension transistor moins tion seuil diminuent, si au diodes car due au fait que la tension est base-émetteur Le de conditions V2 ou la t e m p é r a t u r e tion nécessaire tension certaines on de dispositif à la figure 2. dispositif rapport un V2 et de la t e m p é r a t u r e d'alimentation logique r e p r é s e n t é Un 4, figure de dans sécurité le sens la résistance diminue, la proposé passant ici consiste en entre le point de j o n c - 2. Si la t e m p é r a t u r e tension au point trois augmente E augmente en des trois la tension une pompe diodes, la au de seuil du circuit absolue valeur tension si trois la diodes l'effet des tension de seuil du circuit Ce sitif si car tension à la référence alternatifs la La première et des figure deux et 13, condensateurs 20 et à pompe du au du c i r c u i t deux pour sur l'entrée à 10 et le 23, Il constituée étant diodes figure du c i r c u i t . condensateurs des signaux à la représenté 22 et diodes des "CU" pompe de au point B. logique constituée du dispo- de seuil la tension en parallèle deuxième 11 et la la chute soit diodes, logique circuit à diodes la des et circuit est sous Finalement à la sécurité n'est transmis du et condensateur 11 aux deux pompes à d i o d e s . est commun quée diminue un à diodes 12 entrée 5, pompes pompe diodes Chaque diodes à partir obtenu est en branchant des de ces utilisée est diminue. également niveau au soit aucun signal a l t e r n a t i f augmente, En bornes aux E diminue au point pas. contribue survient A point au n'augmente incident un à diodes globalement, si la t e m p é r a t u r e la tension pompe tension Donc De même pas. et sous l ' e f f e t est utilisée, augmente. augmente, une de c o m p e n s a t i o n dispositif A ne diminue moins au à diodes point base-émetteur la tension diminue, en si au moins absolue valeur circuit diodes transforme E2) en (El, tives, comparées pond à celle en valeur choisie plus absolue. un par de ces tension ne La négative. grande La circuit alternatif signal tension une à la E correspond point le tension deux de seuil une VI, appli- tensions néga- du circuit corres- seule pompe qu'une comportant à appliqué à diodes. Il suffit qu'un du circuit pour référence alternatifs la en la tension que au point S, sortie En à figure/6, deux La première pompe et 11 deux de condensateurs à partir obtenu est soit appliqué au point à une B permette des qu'un entrées El, E2 signal a p p a r a i s s e du c i r c u i t . la branchant et alternatif signal circuit un du circuit pompes à diodes diodes est à diodes 12 et 13. logique logique en constituée La série de deuxième 20 et 21 et de deux diodes 22 et 23. "ET" pour représenté sur deux est deux signaux à la l'entrée figure du c i r c u i t . condensateurs constituée de 10 deux Chaque entrée circuit du appliquée un à diodes pompe au bon E2) (E 1, du fonctionnement augmentée 1 et 2. U faut qu'un circuit pour tension la que la soit tension au de B permette point des à chaque une tension VI, Pour seuil le rapport appliqué La tensions. deux à appliqué E. négative ces en modifiant alternatif signal de somme alternatif signal tension une dispositif, conséquence en tances en la E est point le transforme circuit du valeurs est résis- des entrée qu'un assurer E2 El, du apparaisse signal au point S, sortie du c i r c u i t . En référence est adjoint sitif à la un dispositif reliés être peuvent 7 d'un transistor réalise Le dispositif tué de deux transistors S qui leurs au collecteurs pour dispodécrits Or le commune, il logique. en base que ce circuit logique ici consti- du représenté est qui en collecteur à la sortie elles entre appliquée émetteurs du tension au le respectifs tandis dispositif, à là respectivement et de t y p e s est laquelle Leurs précédent. est commun reliées sont dispositif constitue reliés sont un tel 2 logique. logique D qui point chaîne monté respectives l'entrée figure précédemment une insuffisant montés bases du circuit provenant dans de courant 32, En effet logiques étant logique qui est 31, Leurs constitue reliés sont circuit d'amplification complémentaires. de courant. autres aux relié à un autre circuit puisse être signal uns à la représenté logique les circuits car en courant un gain point les tel circuit au d'amplification nécessaire souvent est 7, figure que d'alimentation V2 et à la m a s s e . Bien évident même ple, seuls que du circuit exemple par de manière en parallèle une duquel on la jonction tension de deux porte tension d'alimentation VE, l'Homme de la présente en disposant son émetteur constituant V2, le c o m m u t a t e u r un pont il l'Art dans de du circuit par le signal à effet entre de hachage la étant de sortie également un transistor relié le ajoutant en On peut étant est Par e x e m - un transistor auto-régulation. une décrits, invention. active, directement "NON" été aient fonctionnement commandé résistances par 1, une résistance à réaliser inclure applique de plage la résistance avec apportée du cadre pas la réalisation de modification modifier peut champs modes ne sortirait esprit en série de toute que on certains à la b a s e au point de et la masse alors disposé en série et l'une avec l'émetteur jamais à une à du sécurité porte "OUI" de l ' e n s e m b l e . des résistances transistor. du pont bien Toutefois, intrinsèque, pour a c c r o î t r e elle peut encore entre la tension qu'une porte favorablement le niveau d'alimentation "NON" être de sécurité ne soit combinée intrinsèque 1- Circuit modification une à seuil logique des à sécurité et relative augmentation de l'un de caractéristiques la de valeur (7) à l'une continue référence (VR) jonction d'une première et tension continue (VI) au de de point (1,2), une étant appliquée (1), et étant première à à appliquée tension par en ce et troisième de valeur au résistances de point (2,3) intermédiaire relative troisième une résistance (4) en série avec un c o m m u t a t e u r 2- Circuit constitué est comparateur mune à la base (V3), l'entrée ladite on applique duquel dudit deuxième (V3) continue d'une quatrième que ledit en base com- en (7) monté troisième ce tension constituée étant comparateur caractérisé (6) de h a c h a g e . transistor un par tension 1 caractérisé la r e v e n d i c a t i o n selon logique résistance desdites l'intermédiaire par élevée relative (3), (A) basse résistance deuxième résistance jonction résistances première ladite tension relative (V2) de valeur de un connectée est valeur ladite troisième d'une applique qu'on continue résulte une deuxième de toute comprenant entrée d'une de extrémité l'autre l'intermédiaire (2) extrémité et appliquée l'autre que de que composants seuil est duquel tandis l'autre deuxième une entrées ses du comparateur des tel intrinsèque continue l'émetteur par qui est relié au point de jonction des dites première et d e u x i è m e résistances est 3- lorsqu'est circuit (El), manière tension à transformer collecteur, continue constitue (5), appliqué première une le que un la sortie à diodes (10, alternatif ce signal (V2) par l ' i n t e r m é d i a i r e dudit à alternatif signal pompe auquel comparateur. 1 ou 2 c a r a c t é r i s é la revendication selon logique comporte de résistance cinquième Circuit deuxième ladite appliquée d'une tandis (1,2), 11, en ce une 12, entrée qu'il du 13) c o n n e c t é e en la première tension (VI) ayant alors une valeur n é g a t i v e . 4- Circuit logique selon térisé en ce qu'il de tension la pluralité le sens de l'une quelconque comporte d'alimentation diodes passant et un dispositif et connectées en série des revendications de de entre de compensation la température telle manière le point 1 à 3 caracen f o n c t i o n consistant qu'elles de jonction en une soient dans desdites troi- sième et résistances quatrième deuxième de ladite (3,4) et résistance (2). 5- Circuit second la selon logique alternatif signal Circuit selon logique sieurs parallèle ladite avec en de commutateur ce qu'un ledit hachage, alors une porte ET. la 3 caractérisé revendication à diodes pompes ledit pilote circuit logique c o n s t i t u a n t 6- 1 caractérisé revendication (10, 11, première 12, 13, le pompe, 23) 22, en plu- que connectées sont circuit ce en constituant logique alors une porte "OU" pour plusieurs signaux a l t e r n a t i f s . 7- Circuit selon logique sieurs à pompes ladite avec alors Circuit Circuit des tivement pompe (10, 11, 12, 13), ledit porte ET pour la plusieurs ce que plu- en série circuit logique alternatifs signaux la valeur du seuil du c i r c u i t . dudit 2 à 7 carac- des revendications quelconque relié (7) est transistor la constitué est à l'entrée constitue tandis de ce ledit que transistors 32) (31, types complémentaires dont l'entrée dudit amplificateur et celle leurs qu'à deuxième lesdites deux en de et commun sortie appliquées 8 caractérisé revendication courant bases émetteurs des connectées collecteur en réunion sont en de c o u r a n t . de amplificateur la 23) l'une selon logique montés 22, le collecteur en ce que d'un a m p l i f i c a t e u r 9- 21, une selon logique térisé (20, en conséquence en a u g m e n t a n t 8- 3 caractérisé diodes première constituant revendication la collecteurs et troisième sont tensions respeccontinues (V2, V3). 10- Circuit caractérisé (1), tance de sortie 11- Circuit transistor à effet de dudit c o m p a r a t e u r troisième disposé ladite en selon l'une quelconque inclut ladite première de jonction duquel on tensions série avec 9 ladite première résis- commandé par le signal avec champs à 2 revendications (7) en ce qu'il point bornes aux et en série logique au des quelconque dispose, appliquée relié l'une en ce qu'on un caractérisé est selon logique en outre tension de l'une V3), (VI), et dont commutateur desdites deuxième tension et l ' é m e t t e u r lesdites de résistances dudit t r a n s i s t o r . duquel l'émetteur constituant respectivement un précédentes à la base un transistor résistances deux applique (V2, des renvendications un pont deuxième: hachage dudit est pont étant entre