Brevet FR2081615A1 — publié le 19711210

La présente invention concerne un appareillage émetteur-récepteur qui délivre une indication lorsqu'un objet réfléchit vers le récepteur un rayonnement issu de l'émetteur et modulé en amplitude à une fréquence prédéterminée,ledit récepteur comportant 5 à cet effet un organe détecteur de forme telle qu'il engendre des premiers signaux électriques à partir des signaux de rayonnement arrivant au récepteur à la fréquence prédéterminée. Il s'agit principalement ici du rayonnement optique de longueur d'onde inférieure à 10 m,mais on peut également appliquer l'invention 10 avec un rayonnement électromagnétique de plus grande longueur d'onde, ou à un autre rayonnement. Le rayonnement délivré par l'émetteur est modulé en amplitude, afin que le récepteur puisse plus facilement assurer la discrimination entre le signal de rayonnemerfc réfléchi par l'objet et le rayonnement incident sans intérêt 15 (extérieur). Dans de tels équipements connus, l'organe détecteur doit être raccordé à un amplificateur, lui-même connecté à un filtre passe-bande,qui laisse passer les signaux électriques de fréquence modulée. Le filtre est suivi d'un circuit de niveau,destiné à 20 éliminer les signaux parasites provoqués par les bruits parvenant au récepteur ou y prenant naissance. Cependant,on a constaté qu'avec ce couplage il est obligatoire de travailler avec des tolérances de fréquence très étroites pour le rayonnement délivré par l'émetteur. C'est ainsi que, si la modulation du rayonnement est 25 par exemple assurée par un disque perforé associé à une source lumineuse et entraîné par un moteur ,celui-ci doit être équipé d'un régulateur de vitesse perfectionné pour maintenir un nombre de tours constant du moteur indépendamment des influences extérieures (conditions ambiantes). Le filtre passe-bande du couplage ^0 proposé ci-dessus est en outre très volumineux et relativement lourd, ce qui exclut son utilisation dans tous les cas où un faible poids est une condition impérative. Un autre inconvénient du * filtre passe-bande est que l'ensemble émetteur-récepteur en soi dépend d'un accord soigneux sur la modulation de fréquence en cau-35 se . En outre, le couplage proposé dépend du fait que l'amplitude du rayonnement réfléchi soit supérieure à la valeur de seuil réglée dans le circuit de niveau,même si des variations éventuelles dans le milieu perturbateur autoriseraient un niveau de signal plus bas. 71 06812 2 2081615 La présente invention se propose de remédier à ees inconvénients. Le dispositif selon l'invention est caractérisé en ce que, l'émetteur comporte un organe palpeur d'exploration du rayonnement émis modulé en amplitude,ledit organe délivrant desdeuxiè-$ mes signaux électriques ou impulsions représentant dans l'émetteur le rayonnement précité, en ce que l'organe détecteur est raccordé à un amplificateur qui est organisé pour convertir les premiers signaux et les signaux parasites reçus par l'organe détecteur en impulsions envoyées à un comparateur de signaux,qui est 10 connecté directement ou par 1'intermédiaire d'un eonformateur d'impulsions à l'amplificateur et à l'instrument palpeur,ledit eonformateur engendrant en fonction des deuxièmes signaux ou impulsions précités des impulsions représentatives pour le rayonnement modulé en amplitude livré par l'émetteur et le rayonnement déli-15 vré par l'émetteur ayant une intensité qui permet à l'amplitude des premiers signaux d lêfcÉff en majorité supérieure à celle des signaux parasites, de telle manière que les premiers signaux commandent l'amplificateur lors,de l'apparition simultanée de premiers signaux et de signaux parasites, et que le comparateur de 20 signaux est monté pour explorer la polarité momentanée des impulsions reçues et pour fournir un signal utilisable pour l'indication recherchée, lorsqu'il y a concordance ou différence entre les polarités des impulsions comparées. Cette constitution de l'appareillage selon l'invention, ne 25 dépend pas des variations de sensibilité du détecteur et de l'amplificateur. Le traitement logique des signaux offre également l'avantage pratique de permettre largement l'utilisation d'une électronique intégrée et d'obtenir ainsi les gains recherchés quant à l'encombrement et au poid(|. 30 On a décrit ci-après un appareillage ayant les caracté ristiques essentielles de l'invention, en se référant à la figure annexée qui en représente schématiquement l'organisation de principe. A l'intérieur d'un premier cadre en pointillés l,on voit 35 l'émetteur d'un ensemble émetteur-récepteur,tandis que le récepteur correspondant est indiqué à l'intérieur du second cadre en pointillés 2. L'ensemble émetteur-récepteur fonctionne avec un rayonnement optique fourni par une source Itunineuse 3;le rayonnement issu de la source lumineuse est modulé au moyen d'un disque 71 06812 3 2081615 perforé 4 entraîné par un moteur 5,dont le nombre de tours est défini par tin régulateur 6, qui fixe donc la fréquence du rayonnement délivré par l'émetteur. Après sa modulation le rayonnement traverse une optique contenue dans l'émetteur et représentée au 5 dessin par une lentille J, d'où il peut émettre dans la direction que doit surveiller l'appareillage. Le rayonnement délivré par l'émetteur est indiqué par les lignes 8 et 9. Si Tin objet non représenté se trouve dans la direction d'émission,le rayonnement émis 8,9 est dans certaines conditions 10 réfléchi en totalité ou en partie par l'objet sur le récepteur 2; et le rayon réfléchi (10 et 11) tombe ainsi dans l'optique du récepteur symbolisée par une lentille 12 et un diaphragme 13,qui permettent à $ne image bien définie de la surface réfléchissante de l'objet de frapper un organe détecteur de type connu 14,qui 15 fait partie du récepteur et convertit le rayonnement incident en des premiers signaux élee^|^ques^correspondants. L'organe détecteur/ih& est raccordé à un amplificateur 15, qui amplifie les premiers signaux arrivant du détecteur 14 et les convertit en outre en impulsions se prêtant au traitement 20 ultérieur. Dans l'exemple, l'élément d'amplification est un amplificateur saturé à bande large, qui amplifie de manière telle les signaux d'amplitude souvent variable qu'il reçoit, qu'après amplification lesdits signaux prennent sensiblement la forme d'impulsions rectangulaires d'amplitude constante. Gomme l'amplificateur 25 est à bande large, on peut admettre une variation de la fréquence lors de la modulation d'amplitude du rayonnement, ce qui signifie que le moteur 5 entraînant le disque perforé 4 n'a pas besoin d'être équipé d'un régulateur de vitesse 6 de fonctionnement aussi précis que jusqu'à présent . 30 Au voisinage de l'émetteur 1 est disposé en outre un or gane palpeur 16,qui est dans l'exemple constitué par un autre détecteur destiné à explorer le rayonnement émis 8, 9 modulé en amplitude ; cet organe palpeur fournit des deuxièmes signaux ou impulsions électriques représentant le rayonnement précité au voi-35 sinage de l'émetteur. L'organe 16 est lui-même raccordé à un conformâtes d'impulsions 17 à deux sorties A et B.Le conformateur d'impulsions est aménagé à la manière connue pour fournir à la sortie A, en fonction des deuxièmes signaux électriques, des impulsions représentatives du rayonnement modulé en amplitude livré 71 06812 4 2081615 par l'émetteur, c'est-à-dire de préférence des impulsions en phase avec les impulsions lumineuses de l'émetteur, tandis que, à la sortie B, il fournit des pointes d'impulsions relativement courtes, de fréquence double de celle du rayonnement optique. La posi-5 tion relative des deux trains d'impulsions est alors telle qu'une courte impulsion est reçue à la sortie B pour une impulsion de longueur moitié à la sortie A, lorsque celle-ci délivre des impulsions en phase avec les impulsions lumineuses de 1'émetteur,.Le dit amplificateur saturé 15 et la sortie A du formeur d'impul-10 sions 17 sont connectés à un ensemble comparateur 18 constitué ici par une unité logique dans laquelle les impulsions déclenchées par le détecteur 14 sont comparées à celles déclenchées par l'organe palpeur. L'unité logique est disposée de manière à explorer la polarité momentanée des impulsions et à fournir un "zéro" logi-5 que si les signaux sont en phase et un "un" logique si ces signaux sont en opposition de phase, c'est-à-dire : y = "ab + ab (1) Ceci signifie que l'unité 18 ne délivre aucun signal lorsqu'un objet réfléchit le rayonnement vers le récepteur,car 0 les impulsions déclenchées par le détecteur 14 et l'organe palpeur 16 sont alors en phase. Une condition:préalable à cet effet est que l'amplitude du rayonnement réfléchi dépasse celle du bruit existant, de manière que les signaux produits par le rayonnement réfléchi déterminent la commande de l'amplificateur saturé 15. 25 L'équation (l) ci-dessus signifie également que l'unité 18 délivre un signal quand il n'y a pas de réflexion,mais où il se présente dans le détecteur 14 uniquement des signaux de bruit ou des signaux provoqués par d'autres parasites. Les impulsions parvenant de l'amplificateur 15 à l'unité logique 18 se présen-0 tent alors avec line polarité quelconque, et l'unité 18 émet donc des signaux sans interruption. L'ensemble émetteur-récepteur peut fournir de ce fait l'indication d'un objet se trouvant dans la direction de l'émission ,par exemple au moyen d'une première calculatrice 19,qui 5 est branchée à la sortie B du conformateur d'impulsions et donne un signal de sortie lorsque des impulsions,de fréquence double de celle du rayonnement et dont le nombre peut être facilement fixé d'avance , l'oit fait avancer graduellement;cette première calculatrice est aussi réalisée de manière à être mise au zéro par 0 un signal délivré par l'unité logique 18. La calculatrice peut 71 06812 5 2081615 avancer pas-à-pas aussi longtemps que l'objet reste en place,tandis qu'elle est mise au zéro sans interruption dès que l'objet disparaît . Pour éviter des erreurs dues à de faibles déphasages entre 5 les impulsions déclenchées par le détecteur 14 et celles déclenchées par l'organe 16 qui peuvent résulter de grandes distances et/ou de retards dans l'appareillage, le signal délivré par l'unité 18 peut être dirigé à travers une porte "et" 20, en même temps que les courtes impulsions de fréquence double de celle du 10 rayonnement venant de la sortie B du conformateur d'impulsions. Après le passage de la porte, des impulsions ne sont obtenues que si les signaux de l'émetteur et du récepteur sont de polarités inverses. Ceci signifie également que, dans la mesure où le détecteur 14 émet exclusivement des signaux de bruit, il existe une pro-babilité égale à 50$ pour qu'une impulsion soit reçue par la porte. A titre d'assurance supplémentaire du fait que l'indication provient réellement d'un objet placé en direction de 1'émission, ilest monté une deuxième calculatrice 21 entre la porte 20 20 et la première calculatrice 19. En réalisant cette deuxième calculatrice par exemple sous forme d'une calculatrice à trois positions, on peut admettre qu'un petit nombre d'impulsions de bruit se superposataux impulsions représentant leorayonnement réfléchi 10,11, sans que la première calculatrice soit mise au zéro par 25 ces quelques impulsions de bruit. On peut ainsi diminuer la puissance d'émission nécessaire. L'invention n'est pa s limitée à 1r.exeaple de réalisation décrit ci-dessus, mais elle peut subir diverses modifications C'est ainsi, par exemple, que le détecteur devient superflu si 31 l'on utilise, à la place d'une lampe et d'un disque perforé,une source lumineuse modulable directement, en particulier un tube à décharge,une diode à effluve ou autre analogue, car il est alors * possible d'obtenir le signal correspondant directement du modulateur qui agit sur la source lumineuse. 71 06812 6 2081615 -REVENDICATIONS- 1. Ensemble émetteur-récepteur délivrant une indication lorsqu'un objet réfléchit vers le récepteur (2) un rayonnement (8,9) délivré par l'émetteur (1) et modulé en amplitude à une fréquence prédéterminée, le récepteur comportant à cet effet un 5 organe détecteur (14) tel qu'il forme des premiers signaux électriques à partir des signaux de rayonnement (10,11) arrivant au récepteur à la fréquence prédéterminée, cet ensemble étant caractérisé en ce qu'à côté de l'émetteur (1) est disposé un organe palpeur (16) d'exploration du rayonnement émis modulé en amplitu-10 de (8, 9) ledit organe délivrant des deuxièmes signaux électriques ou impulsions représentant le rayonnement précité (8,9) au voisinage de l'émetteur, en ce que le détecteur (14) est raccordé à un amplificateur (15) qui est organisé pour convertir les premiers signaux et signaux parasites reçus par le détecteur (14) en im-lg pulsions envoyées à un comparateur de signaux (18) qui est connecté directement ou par l'intermédiaire d'un conformateur d/im- palpeur lb pulsions (17) à l'amplificateur (15) et à l'instrument ^equel conformateur engendre en fonction des deuxièmes signaux ou impulsions précités des impulsions représentatives pour le rayonnement 20 modulé en amplitude livré par 1'émetteur,le rayonnement délivré par l'émetteur ayant une intensité qui permet à l'amplitude des premiers signaux d'être en majorité supérieure à celle des signaux parasites, de telle manière que les premiers signaux commandent l'amplificateur (15) lors de l'apparition simultanée 25 de premiers signaux et de signaux parasites, et que le comparateur de signaux (18) est monté de manière à explorer la polarité momentanée des impulsions reçues et fournir un signal utilisable pour l'indication recherchée, lorsqu'il y a concordance ou différence dans les polarités des impulsions comparées. 30 2. Ensemble selon la revendication 1, caractérisé en ce que le conformateur d'impulsions (17) délivre également des impulsions pour faire avancer pas à pas une première calculatrice (19), qui est mise au zéro par un signal émis par le comparateur (18). 35 J>. Ensemble selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que l'amplificateur (15) est un amplificateur saturé à bande large . 71 06812 7 2081615 4. Ensemble selon l'une des revendications 2 et 3,caractérisé par une deuxième calculatrice (21),branchée entre le comparateur (18) et la première calculatrice (19). 5. Ensemble selon la revendication 4, caractérisé en ce 5 qu'une porte "En1" (20) est raccordée par ses entrées respectivement au comparateur (18) et au conformateur d'impulsions (17) et par sa sortie à la deuxième calculatrice (21), de manière à autoriser un certain décalage entre les impulsions engendrées par le rayonnement réfléchi (10,11) sur le détecteur (14) et les impul- 10 sions engendrées par le rayonnement de l'émetteur dans l'organe palpeur (16). à