Brevet FR2119075A1 — publié le 19720804

La présente invention concerne un sonar du type dans lequel des signaux correspondant à des échos reçus par un transducteur sont mis en mémoire puis lus dans la mémoire de manière à fournir une représentation ou une reproduction d'un autre type des échos 5 reçus, en fonction d'un signal de référence fourni à l'appareil. On a proposé des sonars du type décrit pour la détection des poissons, les échos présentés étant renvoyés par les poissons, le signal de référence étant dans ce cas le signal correspondant à l'écho renvoyé par le fond dé la mer. L'appareil comprend une 10 mémoire à tambour magnétique mise en oeuvre de façon à mettre en mémoire une représentation totale de la suite des échos reçus, puis pour lire cette représentation après la réception de l'écho reçu du fond de la mer. le tambour magnétique de la mémoire tourne à une vitesse constante et il est nécessaire, pour obtenir la 15 représentation voulue par rapport au fond, de synchroniser la base de temps de la représentation au procédé de lecture* et en particulier de déclencher le commencement de la base de temps à partir de la lecture par le tambour du signal correspondant à l'écho du fond, le dispositif de présentation affichée est un tube à rayons 20 cathodiques et il est facile avec lui d'obtenir la précision nécessaire au déclenchement de la base de temps. Il se pose cependant des difficultés, dans les appareils connus, lorsqu'on veut obtenir une présentation permanente, car cela implique l'utilisation d'un enregistreur à papier, et les enregistreurs classiques 25 ne permettent pas la synchronisation de l'enregistrement de "la base de temps et d'un signal appliqué extérieurement. Dans le cas des enregistreurs classiques à papier, un style d'inscription sur le papier est entraîné de façon continue suivant un trajet fermé de manière à se déplacer de façon répétée 30 sur le papier à vitesse constante. Il n'existe pas de dispositif de commande du déphasage du cycle du style permettant la synchronisation précise à un signal externe de référence, comme cela est nécessaire pour une présentation par rapport au fond tel que cité, dans les types connus d'appareils. On peut résoudre ce pro-35 blême en utilisant un type particulier d'enregistreur dans lequel le déplacement du style est intermittent et non continu, mais un tel enregistreur est nettement différent des types classiques et BAD ORfGfMAL/ 1 71 46475 2 2119075 présente des inconvénients importants de construction car il est nécessaire d'assurer le déplacement discontinu du style. les sonars connus présentent cependant un autre inconvénient, surtout lorsqu'on veut obtenir une présentation limitée à une ré-5 gion particulière de la mer ou examiner en détail une telle région. Avec les types connus d'appareils comprenant un tambour magnétique pour mettre en mémoire les signaux d'écho, l'échelle de la présentation de la région intéressante dépend de la vitesse de rotation du tambour magnétique et de la base de temps de la présen-10 tation. En conséquence, surtout lorsqu'on utilise un enregistreur à papier, il n'est en général pas possible d'obtenir une variation notable de l'échelle de la présentation obtenue. l'invention concerne un appareil du type décrit qu'on peut utiliser pour supprimer les inconvénients des types antérieurs de 15 sonar. Plus précisément, l'invention concerne un sonar du type cité qui met en oeuvre un enregistreur à papier comprenant un style à déplacement continu, et capable de donner une présentation par rapport au fond ou à un signal de référence. De plus, elle concerne un sonar destiné à fournir une représentation étalée dont 20 l'échelle est facile à modifier. Plus précisément, l'invention concerne un sonar du typë décrit caractérisé en ce que la mémoire comprend de nombreux emplacements de mise en mémoire qui conservent des représentations d'échantillons séparés fournis successivement par le transducteur, 25 la lecture des représentations échantillonnées aux emplacements de mise en mémoire étant synchronisée au signal de référence. ]?ar exemple, la mémoire peut comprendre un réseau de condensateurs destiné à conserver des tensions représentant de façon analogique les échantillons séparés des signaux. Dans une variante, 30 les représentations mises en mémoire peuvent être des représentations numériques des échantillons, et dans ce cas, la mémoire peut par exemple comprendre un ou plusieurs registres à décalage à plusieurs étages destinés à mettre-en mémoire les représentations numériques fournies par l'échantillonnage. Dans ce dernier cas, 35 on peut utiliser un convertisseur analogique-numérique pour transformer chaque échantillon en mot à plusieurs chiffres, et des chiffres différents de chaque-mot peuvent alors"être mis "en mémoire BAD ORIGINAL 71 46475 3 2119075 dans différents registres à décalage, lorsque d'autre part il n'existe qu'un seul registre à décalage, celui-ci peut recevoir un. train d'impulsions ayant un rapport présence/absence modulé ou variant d'une autre façon en fonction des échantillons. 5 lorsqu'on veut une dilatation d'échelle, les échantillons sont lus à une vitesse inférieure à celle d'écriture dans la mémoire. Un dispositif peut facilement faire varier la vitesse de lecture, de manière a faire varier la dilatation. la présentation ou une autre reproduction des échos reçus 10 peut être assurée par un tube à rayons cathodiques, mais, dans un mode de réalisation avantageux de l'invention, elle est fournie par un enregistreur classique à papier. Dans ce dernier cas, le signal de référence peut être une impulsion de déclenchement fournie par l'enregistreur, par exemple en fonction de la posi-15 tion du style enregistreur sur son trajet continu, l'impulsion déclenchant la lecture des échantillons mis en mémoire l'écriture des échantillons dans la mémoire, en ce qui concerne la transmission d'impulsions acoustiques, peut être terminée à la réception de l'écho correspondant au fond de la mer. Dans 20 une variante, l'opération d'écriture peut être interrompue après un délai prédéterminé de transmission. le terme "acoustique" utilisé dans le présent mémoire délimite nullement l'application de l'invention aux fréquences audibles. 25 D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressor- tiront mieux de la description qui va suivre, d'un sonar selon l'invention utilisé sur un navire de haute mer, donnée en référence aux dessins annexés sur lesquels ï la figure 1 est un diagramme synoptique du sonar de l'inven- 30 tion ; la figure 2 représente des formes d'ondes applicables au sonar de la figure 1 î les figures 3 à 5 sont des diagrammes synoptiques d' ensembles de mise en mémoire de signaux,qu'on peut utiliser comme variantes, 35 dans le sonar de la figure 1 ; et la figure 6 est un diagramme synoptique d'une variante du sonar de la figure 1. 71 46475 4 2119075 Sur la figure 1, la transmission et la réception d'énergie acoustique par le sonar sont réalisées dans cet exemple par un transducteur 11 unique monté sur la quille du navire et dirigé vers le "bas* Le transducteur 11 reçoit de l'énergie de façon ré-5 currente depuis un générateur 12 d'impulsions de transmission qui émet une succession d'impulsions d'énergie acoustique vers le bas, vers le fond de la mer. Un signal correspondant aux échos reçus dans les intervalles entre les impulsions transmises est'fourni par le transducteur * 11 à un ensemble 14 de mise en 10 mémoire par l'intermédiaire d'un préamplificateur 13. L'ensemble 14 comprend de nombreux emplacements distincts de mise en mémoire et il fonctionne au cours de chaque intervalle entre les impulsions transmises de manière à échantillonner la forme d'onde du signal fourni par le préamplificateur 13 et à mettre en mé-15 moire des représentations des échantillons successifs aux différents emplacements. Le fonctionnement de l'ensemble 14 est délimité de cette manière à un court intervalle précédant immédiatement la réception de l'écho depuis le fond de la mer. La réception de cèt écho interrompt l'opération d'échantillonnage, si 20 bien que l'ensemble 14 retient alors les représentations des signaux uniquement du flanc antérieur de l'écho du fond de la mer et les échos qui le précèdent et qui sont reçus depuis une courte distance au-dessus du fond de la mer. Ces signaux sont lus dans l'ensemble 14 et appliqués par un amplificateur 15 à un enregis-25 treur 16 sur papier qui fonctionne de façon appropriée. L'enregistreur 16 qui est de type classique, enregistre les échos sur un papier mobile 17 portant les inscriptions marquées par un style 18 porté par une courroie 19 sans fin. La courroie 19 est entraînée de façon continue de manière que le style 18 30 décrive un trajet fermé en travers du papier 17» de façon cyclique et à vitesse constante. Les signaux lus dans l'ensemble 14 et amplifiés par l'amplificateur 15 sont appliqués au style 18 lorsqu'il se déplace sur le papier 17 au cours du cycle. Le papier 17 porte donc des inscriptions en fonction des représenta-35 tions des échos mis' en mémoire par l'ensemble 14 en fonction de la courte plage choisie au-dessus du fond de la mer, un jeu nouveau, de représentations étant mis en mémoire et alors enregis 71 46475 5 2119075 tré sur le papier 17 de cette manière en fonction de chaque impulsion émise par le transducteur 11. Le fonctionnement du générateur 12 qui provoque l'émission par le transducteur 11, est déclenché par l'enregistreur 16, avec 5 un déphasage prédéterminé à chaque cycle du style. Le résultat des déplacements successifs du style 18 sur l'enregistreur 16 est l'établissement sur le papier 17 qui avance d'un enregistrement cumulé de la région qui se trouve juste au-dessus du fond de la mer. L'enregistrement sur le papier 17 de chaque écho provenant 10 du fond de la mer, ainsi que l'émission des impulsions successives par le transducteur 11, est directement synchronisé à.la base de temps établie par le déplacement cyclique du style 18 ; en conséquence, le fond de la mer apparaît dans cet enregistrement cumulé comme une suite rectiligne de marques le long du papier 17. 15 On va maintenant décrire les détails du sonar de l'invention et de la manière de fonctionner de l'ensemble 14 synchronisé à la fois à la réception de l'écho du fond de la mer et au cycle de déplacement du style de l'enregistreur 16. Les formes d'onde des signaux dans les diverses parties de l'appareil sont indiquées 20 sur la figure 1 et dans sa description uniquement par les nombres (i) à (x) qui se réfèrent aux formes d'onde de référence analogue de la figure 2. Dans la suite du présent mémoire des formes d'onde (i) à (x) seront appelées I à X. 25 Les échos reçus depuis le fond de la mer, les poissons et d'autres objets qui se trouvent dans l'eau sont faibles, et le signal fourni par le transducteur 11 doit être amplifié de façon considérable dans le préamplificateur 13, avant la mise en mémoire. La forme d'onde (i) du préamplificateur 13 comprend une impulsion respectivement 30 ÏP d'émission et des signaux PS, SE et SR correspondant/aux ecnos réfléchis par les poissons, aux échos du fond de la mer et un écho secondaire éventuel correspondant à l'écho du fond de la mer. Avec le gain élevé qui est nécessaire, le préamplificateur 13 peut être saturé par l'impulsion TP émise, et éventuellement aussi par 35 le signal SE correspondant au fond de la mer lui-même. Une porte 20 choisit les signaux fournis par le préamplifi-et cateur 13,/qui dépassent un seuil prédéterminé. Les signaux choisis, BAD ORIÇJMAL 71 46475 6 2119075 et plus précisément les signaux TP et SE de la forme d'onde (i), parviennent de la porte 20 au générateur 21 d'impulsions qu'ils déclenchent et qui crée. alors la forme d'onde (ii) avec des impulsions DT et DS légèrement retardées par rapport aux signaux 5 correspondants ÏP et SE. La forme d'onde (ii) du générateur 21 parvient à une porte 22 commandée de manière à supprimer les impulsions DT successives, mais à laisser passer les impulsions DS de manière à déclencher un circuit monostable 23» Pour cela, la porte 22 reçoit la forme d'onde (iii) d'un générateur d'impul-10 sions 24 déclenché par le générateur 12 et émettant une impulsion SP commençant à l'émission de l'impulsion sonore. L'impulsion SP, dont la durée est suffisante pour encadrer l'impulsion DT et tous les signaux (non représentés) correspondant aux échos à courte distance qui peuvent passer dans la porte 20, parvient à la 15 porte 22 de manière à empêcher le passage de l'impulsion DT et de tous les signaux associés correspondant à des échos à courte distance, vers le circuit 23. Le circuit monostable 23 fournit une onde ayant la forme d'onde (iv), et il est déclenché par l'impulsion DS de manière 20 à créer une impulsion SQ dont la durée est seulement légèrement inférieure à l'intervalle compris entre l'émission d'impulsions sonores successives. Une fois déclenché, le circuit 23 reste insensible à toute impulsion ultérieure fournie par la porte 22 pendant la durée de l'impulsion SQ, et il he devient sensible à 25 nouveau que pendant un court intervalle avant la réception prévue de l'écho suivant correspondant au fond de la mer, et la création conséquente de l'impulsion suivante DS. La forme d'onde (iv) fournie par le circuit'23 parvient à un circuit 25 de différentiation. Les impulsions fournies par le 30 circuit 25 à partir des flancs antérieur et postérieur de l'impulsion SQ sont respectivement supprimées et inversées par un circuit 26 d'.écrêtage et d'inversion. La forme d'onde résultante (v) et l'impulsion V/T correspondant au flâne postérieur de l'impulsion SQ parviennent à un circuit bistable 27, si bien que l'impulsion WT 35 déclenche le circuit 27 de son état"0"ou faible à son état"l" ou élevé. Le circuit 27 est ramené à son état"o"par une impulsion WE de la forme d'onde (vi) d'uné porte 28. Celle-ci est sensible aux BAD ORIGINAL 71 46475 7 2119075 signaux de forme d'onde- (i), en particulier aux signaux TP, SE et SE, qui dépassent des seuils prédéterminés de pente, de manière à fournir des impulsions correspondantes WP, ¥E et WR j en général, les flancs antérieurs des signaux tels que les signaux 5 I® réfléchis par les poissons, ne sont pas aussi inclinés que ceux des signaux. TP, SS et SR et c'est en fonction de la pente qu'est réalisée la sélection de ces derniers signaux. A cette fin, la porte 28 comporte un circuit du type décrit à propos des figures 3 et 4 du brevet britannique ÎT° 878 111, et qui comprend 10 un circuit qui différencie les signaux après la limitation de leur amplitude, et un circuit de sélection d'amplitude recevant ces signaux du circuit de différentiation seulement lorsqu'ils dépassent une amplitude prédéterminée de seuil. Le circuit 27 applique une impulsion WC de forme, d'onde 15 (vii) à l'ensemble 14, tant qu'il reste à son état 1, c'est-à-dire pendant le court intervalle compris entre l'impulsion WT fournie par le circuit 26 et l'impulsion suivante ME de remise à zéro. L'ensemble 14 répond à cette impulsion WC en mettant en mémoire des représentations d'échantillons successifs de la forme 20 d'onde (i) du préamplificateur 13* L'échantillonnage et la mise en mémoire se poursuivent pendant toute la durée de l'impulsion WC d'écriture, de manière à recouvrir les signaux d'écho, par exemple les signaux FE, provenant d'une petite plage vers le fond de la mer, et se terminent avec la mise en mémoire d'un 25 échantillon correspondant au flanc antérieur du signal SE. La lecture des représentations mises en mémoire dans l'ensemble 14 est commandée par l'enregistreur 16, et elle se poursuit en conséquence en synchronisme avec le déclenchement du générateur 12. A cet égard, l'enregistreur 16 comprend un jeu 30 de contact 29 destiné à se fermer de façon transitoire en un point fixe du cycle du style. La fermeture des contacts 29 déclenche un générateur 30 à impulsions de retard qui fournit dans sa forme d'onde (viii) une courte impulsion RP retardée d'un intervalle réglable par rapport à la fermeture des contacts 29. 35 L'impulsion RP est elle-même utilisée pour le déclenchement d'un circuit monostable 33 qui crée une impulsion RC dans sa forme d'onde (ix) appliquée à l'ensemble 14. Lorsqu'il reçoit l'impulsion RC, celui-ci lit les représentations mises en mémoire aux 71 46475 8 2119075 divers emplacements, l'impulsion RC de lecture est de durée réglable et, comme on l'a représenté, celle-ci peut être nettement supérieure à celle de l'impulsion WC, si bien que la vitesse de lecture des représentations mises en mémoire est nettement ihfé-5 rieure à la vitesse de mise en mémoire. Grâce à cette faible vitesse de lecture, la suite de signaux (FE et SE) échantillonnés et mis en mémoire par l'ensemble 14 au cours de l'impulsion WC, est reconstituée au cours de l'impulsion RC sous une forme temporelle dilatée, comprenant les signaux Ee et Se correspondant 10 aux échos des poissons et du fond de la mer respectivement, dans la forme d'onde (x) de l'ensemble 14. Ces signaux parviennent au style 18 et sont ainsi enregistrés avec une dilatation correspon-. dante de l'échelle des temps sur le papier 17. la position particulière sur le papier 17 pour laquelle est enregistrée la suite, 15 dépend du calage de l'impulsion RC dans le cycle du style ; elle peut varier simplement lors du réglage du retard introduit dans la création de l'impulsion RP par le génératBur 30» Il est possible que l'impulsion RP soit directement créée par un jeu de contacts ou par un autre dispositif de commutation 20 qui peut être en position réglée par rapport à la courroie 19, de manière à être fermé transitoirement lorsque le style 18 atteint la position nécessaire le long du papier 17. Il est possible d'obtenir une souplesse accrue en utilisant un montage comprenant un déclenchement en position fixe et un retard variable, 25 grâce à l'utilisation du jeu de contacts 29 et du générateur 30 à retard réglable de l'appareil de la figure 1. A cet égard aussi, il est possible que les contacts 29 soient les mêmes que ceux utilisés dans Itenregistreur 16 pour déclencher le générateur 12. lorsque 1'enregistreur comprend un circuit réglable de commande 30 d'émission et de calage, il est cependant normalement nécessaire de coupler le circuit de commande de retard du générateur 30 à celui-ci de manière que le calage de l'impulsion RC soit indépendant du réglage du calage de l'émission. Bien qu'un dispositif simple comprenne un transducteur com-35 mun 11 destiné à l'émission et à la réception soit représenté sur la figure 1, il est possible d'utiliser à la place des transducteurs séparés. De plus, lorsque l'appareil doit éventuellement être utilisé comme un instrument classique sans mémoire, et/ou 71 46475 9 2119075 selon une variante, il peut être commode de disposer un préampli- i c ficateur autre que /préamplificateur 13, uniquement pour alimenter l'ensemble 14. On va maintenant décrire en référence à la figure 3, un 5 ensemble de mémoire destiné à constituer l'ensemble 14 et comprenant des condensateurs séparés de mise en mémoire. Sur la figure 3, la forme d'onde (i) du préamplificateur 13 parvient par un redresseur 40 à un circuit 41 d'alimentation en courant. Celui-ci est relié par une porte 42 à un rail commun 10 d'un réseau de condensateurs 43, et, lorsque la porte 42 est ouverte, il fournit du courant suivant la fcraie d* onde (i) de manière à charger les condensateurs 43 séparsiuent. La porte 42 est commandée par la forme d'onde (vii) du circuit 27, de manière à être ouverte en laissant passer le courant de charge vers les 15 condensateurs 43 pendant la durée de l'impulsion ¥0 seulement. La forme d'onde (vii) est alors utilisée pour commander un oscillateur 44 à déclenchement périodique qui fournit un train d'impulsions pendant la durée de l'impulsion WC à un sélecteur séquentiel 45 par l'intermédiaire d'une porte OU 46. Le sélecteur 45 20 établit la connexion avec un condensateur 43 à un moment donné, de manière à fermer un circuit de charge partant du circuit 41 et passant par la porte 42. Des impulsions étagées successives appliquées au sélecteur 45 par la porte 46 provoquent son décalage pour le choix des condensateurs 43 du réseau tour à tour., de ma- ceux-ci 25 nière à soumettre / successivement à la charge par le circuit 41. Comme chaque condensateur 43 est choisi de cette manière, la tension à ses bornes varie dans l'intervalle entre les impulsions étagées depuis la valeur précédente jusqu'à une nouvelle valeur représentative de l'amplitude de la forme d'onde (i) à ce moment. 30 Cette représentation en tension est conservée par le condensateur 43 lorsque l'impulsion suivante fournie par la porte OU 46 fait avancer le sélecteur 45 de manière qu'il choisisse le condensateur 43 suivant. Ainsi, à la fin du train d'impulsions fournies par l'oscillateur 44, les condensateurs 43 conservent des tensions 35 représentatives des échantillons successifs de la forme d'onde (i) prélevée au cours de l'impulsion WC et recouvrant une plage partielle du fond de la mer. BAD ORIGINAL 71 46475 10 2119075 Il y a "beaucoup plus d'impulsions dans le train créé par l'oscillateur 44 que de condensateurs 43 dans le réseau, nais le sélecteur 45 agit cycliquement de manière à choisir le premier condensateur 43 du réseau juste après le choix du dernier. 5 Dans ces cas, chaque condensateur 4'5 est normalement soumis à plusieurs variations de charge au cours de la période de l'impulsion \'IG, si bien que les représentations conservées finalement concernent seulement les échos reçus au cours d'une période fixe depuis la fin de l'impulsion WC. Le dépassement intentionnel de 10 la capacité de mémoire de l'ensemble 14 assure qu'à la fin de l'impulsion '",TC, tous les condensateurs 43 ont en mémoire des représentations provenant du sondage, Cela permet de plus les variations du rcinutage de la réception de l'écho du fond de la mer, d'un sondage à l'autre ou du fait des variations du contour du 15 fond de la mer et des mouvements verticaux du navire. La porte 42 se ferme à la fin de l'impulsion WC et déconnecte ainsi le réseau de condensateurs 43 du circuit 41 de charge. L'émission d'impulsions par 1'oscillâteur 44 cesse à ce moment, si bien que le sélecteur 45 reste fixe, la connexion étant établie 20 avec le condensateur 43 ayant en mémoire une représentation du dernier échantillon prélevé, c'est-à-dire le flanc antérieur du -signal SE correspondant à l'écho du fond de la mer produit juste avant le flanc postérieur de l'impulsion WC.Il n'y a pas de dissipation des représentations mises en mémoire par le réseau à ce 25 moment, ni même dans le condensateur 43 qui reste connecté par le sélecteur 45, car la fermeture de la porte 42 isole efficacement le rail commun du réseau. L'ensemble 14 reste au repos jusqu'à l'émission de l'impulsion RC de forme d'onde (ix) par le circuit 33, qui commande la lecture des condensateurs 43 par une porte 30 47. La forme d'onde (ix) du signal appliqué à la porte 47 pour l'ouvrir uniquement au cours de l'impulsion RC, parvient aussi à un oscillateur 48 à déclenchement périodique de manière que celui-ci fournisse un train d'impulsions au sélecteur 45 parl'in-35 termédiaire de la porte OU 46 pendant le déroulement de l'impulsion RC. Ces impulsions provoquent la progression du sélecteur 45 d'un condensateur 43 au suivant dans le réseau, de manière à assurer la lecture par la porte 47 des représentations mises en mémoire par ÉAD ORIGINAL 71 46475 ii 2119075 les divers condensateurs 43 séparés. la première impulsion du train provoque la progression du sélecteur 45 à partir du condensateur 43 ayant en mémoire la représentation du fond de la mer, si bien que la première représentation lue par la porte 47 concerne l'echan-5 tillon d'écho mis en mémoire provenant de l'emplacement le plus éloigné du fond de la mer. Il y a le même nombre d'impulsions dans le train créé par l'oscillateur 48 que de condensateurs 43 dans le réseau. Chaque condensateur 43 est en conséquence ^.choisi une fois seulement et dans la succession correspondant à la mise en mémoi-10 re des représentations conservées, si bien que la lecture des représentations a lieu suivant la même succession et se termine avec la représentation de l'écho du fond de la mer. Les représentations lues par la porte 47, dans le réseau de condensateurs 43, parviennent à un circuit 49 sensible aux ten-15 sions et qui a une résistance d'entrée suffisamment élevée pour éviter la décharge notable des condensateurs 43, lorsque la connexion est établie avec eux tour à tour par le sélecteur 45. Les signaux correspondant aux représentations échantillonnées parviennent par le circuit 49 au style 18 de l'enregistreur par l'in-20 termédiaire d'un filtre 50 passe-bas. Celui-ci réduit dans la forme d'onde (x) les effets des discontinuités dus à la sélection pas à pas du sélecteur 45 qui produiraient autrement la formation de stries dans l'enregistrement sur le papier 17. La sélection pas à pas assurée par le sélecteur 45 est iden-25 tique à celle réalisée par les dispositifs unisélecteurs bien connus, mais du fait de la vitesse du fonctionnement et de la précision temporelle nécessaires selon l'invention, on préfère utiliser un procédé entièrement électronique. Il existe plusieurs procédés connus de réalisation d'un sélecteur ou distributeur séquen-30 tiel électronique. Celui-ci peut comprendre un simple compteur binaire du type à transmission des reports fonctionnant de façon synchrone ou asynchrone, avec des portes logiques associées aux sorties de diverses combinaisons d'étages successifs du compteur de manière à commander des dispositifs de' commutation associés 35 aux condensateurs séparés 43, successivement. On peut utiliser selon une variante un registre à décalage ayant vin accès en parallèle, les impulsions fournies par la porte OU 46 étant appliquées 71 46475 12 2119075 de manière à décaler une impulsion unique d'un étage du registre au suivant, et à produire ainsi la succession nécessaire des connexions entre les étages ; le nombre d'étages du registre n'est pas nécessairement supérieur au nombre de condensateurs 5 43 du réseau si le registre est relié de manière à fonctionner de façon cyclique, sa sortie étant reliée à son entrée de manière à former une boucle autour de laquelle peut être décalée l'impulsion de façon cyclique, en fonction des impulsions fournies par l'intermédiaire de la porte 46." 10 la surface du papier 17, qui est occupée par l'enregistre ment provenant de l'ensemble 14, dépend de la vitesse du style 18 et de la fréquence de récurrence d'impulsion de l'oscillateur 48. la plage allant jusqu'au fond de la mer, couverte par l'enregistrement, dépend de la vitesse d'échantillonnage au cours de 15 l'écriture et en conséquence de la fréquence de récurrence de l'oscillateur 44. les fréquences des deux oscillateurs 44 et 48 sont de préférence variables, de manière à permettre à l'opérateur de modifier à la fois la plage partielle et l'échelle d'enregistrement. lorsqu'il s'agit d'un instrument à plusieurs plages, 20 il peut être souhaitable de coupler la commande de fréquence de l'oscillateur 48 à la commande de plage de l'enregistreur de manière que la surface de l'enregistrement dilatée temporellement du fond de la mer reste constante et indépendante du réglage de la commande de plage de l'enregistreur. 25 Comme on l'a vu précédemment, le nombre d'impuision^fournies par l'oscillateur 48 au cours de l'impulsion RC est égal au nombre de condensateurs 43, si bien qu'il existe une lecture pour chacun une seule fois pendant cette période. Cependant, il n'est pas essentiel que le nombre d'impulsions soit limité de cette manière. 30 Si un plus grand nombre d'impulsions parvient, le sélecteur 45 continue sa sélection et répète la lecture des représentations mises en mémoire. Ceci est un avantage dans le cas où on utilise une présentation par tube à rayons cathodiques et non par enregistreur à papier, car la lecture répétée peut alors avoir pour rôle 35 de maintenir une brillance pratiquement constante de la succession mise en mémoire des échos représentés sur le tube. Dans ce dernier cas, il est probablement désirable de rendre la fréquence de récur 71 46475 13 2119075 rence de l'oscillateur 48 égale ou supérieure à celle de l'oscillateur 44, de manière à obtenir un grand nombre de lectures répétées qui accroissent la qualité de la présentation» lorsqu'on doit utiliser une présentation d'analyse A non redressée, on 5 peut appliquer le signal ayant la forme d'onde (x) de manière à moduler l'amplitude d'une oscillation d'une porteuse fournie au tube à rayons cathodiques. le rôle des deux portes 42 et 47 dans le dispositif de la figure 3 peut être rempli selon une variante par un simple commu-10 tateur relié au rail commun du réseau de condensateurs 43 et ayant une position intermédiaire dans laquelle le réseau est totalement isolé des circuits 41 et 49. Cependant, il peut être possible de supprimer ce rôle si on accepte/le condensateur 43 qui reste relié par l'intermédiaire du sélecteur 45 au cours de l'intervalle 15 de repos entre les impulsions WC et RC, donne une représentation fausse à la lecture. De plus» les rôles des deux oscillateurs 44 et 48 peuvent être assurés par un oscillateur unique à déclenchement périodique commandé à l'une ou l'autre des deux fréquences, suivant que le déclenchement est dû. au circuit 27 ou au circuit 20 33. Selon une autre variante, à cet égard, on peut utiliser un oscillateur fonctionnant de manière continue avec des circuits associés de déclenchement et de division de fréquence. Dans le cas de l'ensemble de la figure 3, les échantillons de signaux sont directement mis en mémoire sous forme de tensions 25 analogiques, mais il est aussi possible de les mettre en mémoire sous forme numérique. Bien qu'il existe de nombreux types de dispositifs numériques de mise en mémoire qu'on puisse utiliser à cet égard, on constate que le registre à décalage convient particulièrement bien. Des registres à décalage de capacité et de ca-30 ractéristiques convenables sont disponibles à un faible prix, grâce à la combinaison des techniques d'intégration à grande échelle (l.S.I.) et de réalisation de semi-conducteurs à couche d'oxyde métallique (M.O.S.), et on va maintenant décrire en se référant à la figure 4 une disposition comprenant des registres à décalage 35 de ce type et convenant à la réalisation de l'ensemble 14 de la figure 1. les éléments du dispositif de la figure 4 qui correspondent aux éléments du dispositif de la figure 3 portent les mêmes bad ORIGNAL 71 46475 14 2119075 références que les éléments correspondants de cette figure 3. Sur la figure 4, le signal de forme d'onde (i) redressé par le redresseur 40 passe dans ce cas au cours de l'impulsion WC par la porte 42 vers un convertisseur analogique-numérique 5 51 qui fournit un codage de mot "binaire de l'amplitude instantanée du signal. Le mot binaire dans ce cas comprend quatre chiffres signalés en parallèle sur quatre fils 52 du convertisseur 51» et ils parviennent aux registres'à décalage 53 à plusieurs étages, la porte OU 46 est associée à l'entrée d'impul-10 sion de décalage de chaque registre 53 et ainsi des impulsions successives créées par l'oscillateur 44 au cours de l'impulsion WC provoquent l'introduction des quatre chiffres, puis le décalage d'un étage au suivant dans les quatre registres 53. Chaque impulsion provoque un codage nouveau à quatre chiffres de l'am-15 plitude instantanée de la forme d'onde (i) destiné à être introduit dans les registres 53» et ceci se poursuit jusqu'à la fin de l'impulsion WC qui interrompt l'alimentation des impulsions de décalage du fait de la réception de l'écho correspondant au foncée la mer. Les registres 53 conservent alors de multiples 20 mots binaires représentatifs des échantillons successifs du signal de forme d'onde (i). Le nombre de mots binaires conservés dépend essentiellement du nombre d'étages dans chaque registre 53 (en général au moins 25) et normalement les mots binaires conservés concernent seulement des échos, notamment le flanc 25 antérieur de' l'écho du fond de la mer, reçu pendant une courte période à la fin de l'impulsion WC ; les mots dérivés précédemment sont décalés dans "les registres 53 du fait de l'introduction et du décalage des mots ultérieurs. Les sorties des registres 53 auxquels apparaissent les chif-30 fres de déplacement sont reliées par des fils séparés 54 à un convertisseur numérique-analogique 55. Celui-ci est sensible aux quatre chiffres présents en parallèle sur les fils 54 et fournit un signal dont l'amplitude dépend du mot binaire ainsi représenté. Ce signal parvient à la porte 47. 35 La porte 47 est ouverte uniquement par l'impulsion RC. Ainsi» les signaux fournis par le convertisseur 55 et provenant de la sortie des registres 53 n.e passent pas sous la forme d'onde (x) bad original t j 71 46475 15 2119075 vers le style 18 par 1' intermédiaire du filtre 50 tant que l'opération de lecture et d'enregistrement n'est pas sur le point de commencer. L'oscillateur 48 commence alors à fournir des impulsions par la porte OU 46 de manière à décaler les mots nrî.q en 5 mémoire dans les registres 53 en les faisant passer successivement dans le convertisseur 55 et en fournissant la lecture voulue pour l'enregistreur 16 par l'intermédiaire de l'amplificateur 15. S'il faut une lecture répétée dans l'ensemble 14 avec le dispositif de la figure 4» par exemple dans le cas d'une présen-10 tation avec un tube à rayons cathodiques, on peut l'obtenir en établissant un trajet de réaction autour de chaque registre 53 au cours de l'impulsion RC, si bien que chaque mot qui sort est réintroduit. Le nombre de chiffres fourni par le convertisseur 51 dans 15 le codage du signal, d'écho et en conséquence le nombre de registres 53 nécessaires détermine la précision de la reconstruction de l'amplitude de chaque signal par le convertisseur 55. Dans certaines applications de pêche, cependant, les amplitudes particulières des échos des poissons ont peu d'intérêt, l'important 20 étant qu'elles dépassent un seuil prédéterminé. Dans ce dernier cas, il n'est nécessaire d'utiliser qu'un seul registre à décalage et les convertisseurs 51 et 55 ne sont pas nécessaires, car il suffit simplement que seuls les signaux dépassant le seuil choisi soient introduits, par exemple sous forme du chiffre 1, dans le 25 registre sous la commande des impulsions de décalage. Bien que dans le dispositif décrit en référence à la figure 4, les convertisseurs 51 et 55 ne soient pas nécessaires pour un fonctionnement précis, ils constituent néanmoins des dispositifs relativement complexes et, dans le cas où il est nécessaire d'uti-30 liser un grand nombre de chiffres dans le codage de chaque signal pour obtenir une bonne fidélité de- la présentation dans une large plage dynamique, le procédé peut se révéler non rentable. Une variante du procédé de l'utilisation d'un registre à décalage comme dispositif de mise en mémoire, avec une commande presque 35 continue du paramètre d'amplitude et l'élimination de convertisseurs complexes, fait l'objet de la description qui suit en référence à la figure 5. Comme dans le cas du dispositif de la figure 71 46475 16 2119075 4t les composants qui correspondent au point de vue du fonctionnement aux éléments du dispositif de la figure 3 portent les mêmes références que ceux-ci. Sur la figure 5> le signal de forme d'onde (i) redressé par 5 le redresseur 40, parvient par la porte 42 au cours de l'impulsion WC de manière à. moduler la fréquence d'un oscillateur 60. la modulation peut avoir un sens quelconque, mais on suppose dans cette description que l'accroissement de l'amplitude de la forme d'onde redressée accroît la fréquence de sortie. Dans ce cas, le 10 dispositif est tel que la fréquence de l'oscillateur 60 est la même que celle de l'oscillateur 44 lorsque l'amplitude de la forme d'onde (i) se trouve à la valeur correspondant à la saturation ou à la densité maximale d'inscription assurée par le style 18 (ou, dans le cas d'une présentation à tube à rayons cathodiques, une 15 déviation maximale de la trace). De plus, la durée de l'oscillation produite à la valeur de seuil ou amplitude minimale de la forme d'onde (i) est égale à l'équivalent temporel de la résolution nécessaire dans la plage. l'oscillation modulée en fréquence fournie par l'oscillateur 20 60 parvient à un circuit 61 de différentiation, et les impulsions dans l'un des deux sens déclenchent un circuit monostable 62 (on peut constater qu'il est nécessaire de donner une forme régulière à la forme d'onde du signal de l'oscillateur 60 avant application au circuit 61). le circuit 62 est couplé à un registre 25 à décalage 63 unique qui signale l'état 1 à son entrée lorsque le circuit 62 est dans son état déclenché quasi-stable, et l'état 0 lorsqu'il est dans son état non déclenché stable, le circuit 62, une fois déclenché par une impulsion du circuit 61, reste à son état quasi-stable pendant une période presque égale à la période 30 de récurrence des impulsions fournies par l'oscillateur 44 et, par la porte 46, à l'entrée d'impulsions de décalage du-registre 63 ; cette disposition assure que, malgré le manque de synchronisation entre les oscillateurs 44 et 60, chaque état 1 signalé par le circuit 62 est en fait introduit dans le registre 63. 35 le circuit 62 a une durée de rétablissement qui est très courte, si bien qu'on peut le déclencher de façon répétée presque à la fréquence maximale de l'oscillateur 60 commandé en tension, 71 46475 17 2119075 c'est-à-dire presque à la fréquence des impulsions de décalage fournies par l1oscillateur 44. A la fréquence maximale de l'oscillateur 60 en conséquence, le circuit 62 reste dans son état quasi-stable presque sans interruption. Inversement, à la fréquen-5 ce minimale, le circuit 62 reste dans son état stable pendant la plupart du temps. Ainsi, la sortie du circuit 62 comprend un train d'impulsions ayant un rapport présence/absence qui est modulé sur presque 100 fo à l'amplitude maximale et à presque 0 % à l'amplitude minimale des signaux à mettre en mémoire. 10 lorsque des impulsions successives sont fournies, par l'os cillateur 44» la suite de chiffres binaires signalés par le circuit 62 pénètre dans le registre 63. Ceci cesse lorsque l'impulsion WC cesse du fait de la réception de l'écho correspondant au fond de la mer, et reste alors en mémoire dans le registre 63 15 sous forme de représentation numérique de ces éclïos uniquement, y compris l'écho du fond de la mer, qui sont reçus pendant une courte période à la fin de l'impulsion WC. Ces représentations sont lues tour à tour dans le registre 63 au cours .de 15impulsion RC du fait de l'alimentation en impulsions de décalage provenant 20 de l'oscillateur 48 à ce moment. la forme d'onde fournie par le registre 63 comprend normalement une composante à fréquence élevée due à la commutation rapide entre les niveaux 0 et 1, et une composante à basse fréquence due à la variation de l'amplitude moyenne de la forme d'onde pen-25 dant le temps équivalant à la résolution dans la plage. Ainsi, lorsque le signal ayant la forme d'onde de sortie du registre 63 passe par le filtre 50 puis, par la porte 47 et l'amplificateur 15, à l'enregistreur 16, l'enveloppe de la forme d8onde (x) résultante correspond très bien à la dilatation temporelle de l'en-30 veloppe de la partie de la forme d'onde (i) que laisse passer la porte 42. S'il faut répéter la suite de chiffres mis en mémoire dans le registre 63, on dispose un trajet de réaction entre la sortie et l'entrée du registre 63 par l'intermédiaire d'un ou plusieurs 35 étages de déclenchement au cours de l'impulsion RC. Dans le dispositif de la figure 5» un seul registre à décalage, qui porte la référence 63» est nécessaire? mais ^.il doit bad original ' 18 71 46475 2119075 avoir un grand nombre d'étages et être capable de fonctionner à une fréquence de décalage supérieure à celle de chacun des registres 53 utilisé dans le dispositif de la figure 4. Il existe d'autres procédés de mise en mémoire de l'ampli-5 tude du signal dans le registre 63 sous forme d'une suite de chiffres 0 et 1, mais ceci implique l'utilisation de techniques de modulation à code d'impulsions qui sont plus compliquées que le procédé adopté pour le dispositif de la figure 5. Bien que- les procédés de mise en mémoire de signal décrits 10 en référence aux figures 3 à 5 soient particulièrement utiles pour la réalisation d'une présentation ou d'un enregistrement par rapport au fond de la mer, on peut aussi les appliquer au repérage de l'enregistrement ou de la présentation par rapport à tout autre signal de référence. Par exemple, si on choisit comme signal de 15 référence l'impulsion d'émission, on peut utiliser un générateur à impulsions retardées déclenché au moment de l'impulsion d'émission pour réaliser une présentation ou un enregistrement à dilatation d'échelle par rapport au signal d'émission, sur une plage partielle pour toute position dans la plage totale. Comme les 20 signaux à mettre en mémoire dans ce cas ont lieu après le signal de référence, la sortie du générateur peut commander le début de la période d'écriture (ou dans une variante l'interrompre). Un seul instrument peut fournir le cas échéant des présentations ou enregistrements à échelle dilatée à la fois par rapport au fond 25 de la mer et par rapport au signal d'émission. On peut obtenir deux ou plusieurs dilatations d'échelle sur le même papier d'enregistrement. Par exemple, on peut utiliser une partie du papier pour présenter l'enregistrement classique des échos et une partie pour.présenter une portion à échelle dila-30 tée de celui-ci. Ce type d'enregistrement est particulièrement avantageux pour les petits bâtiments de pêche côtière qui n'ont pas beaucoup de place dans la timonerie et ne peuvent comprendre un enregistreur séparé donnant une présentation par rapport au fond. 35 les dispositifs décrits peuvent tous comprendre les carac téristiques de l'écho sondeur enregistreur classique, par exemple la variation de plages et le calage d'émission, et on peut commu- bad original 1 71 45475 2119075 ter les caractéristiques de présentation par rapport au fond de la mer le cas échéant. Les seules caractéristiques supplémentaires nécessaires pour 1*enregistreur sont un dispositif de "déclenchement des circuits de lecture de l1ensemble 14 sous la commande du 5 style 18, et un dispositif destiné à alimenter l'étage de sortie qui commande le style 18 avec la forme d'onde fournie par l'ensemble 14 et non avec le signal de sortie de l'amplificateur normal. L'opérateur doit s'assurer que la plage de 1'enregistreur et dans une variante le calage de l'émission, sont réglés de manière 10 que la plage partielle à présenter dans la partie dilatée de l'enregistrement ne tombe pas pendant la période de lecture. Dans tous les dispositifs décrits jusqu'à présent, les signaux à présenter sont mis en mémoire de manière à pouvoir être lus au moment et à la vitesse demandés par le dispositif d'enre-15 gistrement ou de présentation. Cependant, une variation de la vitesse d'information implique une variation de la. largeur de bande nécessaire pour l'émission. Un exemple d'utilisation de cette propriété est la télémétrie. Ainsi, dans un télémètre acoustique destiné à fournir des sondages par écho à l'aide d'un trans-20 ducteur monté sur une corde de dos d'un chalut, la largeur de bande nécessaire pour la liaison acoustique peut être réduite par mise en mémoire des signaux d'écho et lecture à une faible vitesse dans l'émetteur de liaison acoustique. Ceci permet l'utilisation d'une grande plage de liaisons acoustiques ou une réduction 25 de la puissance émise. Les bâtiments de tirant d'eau importants, par exemple les navires pétroliers et les cargos ont souvent peu d'eau sous la quille lorsqu'ils naviguent dans des eaux côtières ou des canaux dragués. Dans ces cas là, il faut un enregistrement de sondage 30 ayant une échelle permettant de discerner facilement les faibles variations de la profondeur. Par exemple, il faut représenter une profondeur de 6 mètres à pleine échelle sur le papier d'enregistrement qui a 20 cm de large. Ceci.est difficile à obtenir avec les dispositifs classiques d'enregistrement, mais on peut-l'obte-35 nir facilement selon l'invention. On va maintenant décrire en se référant à la figure 6 un type simplifié du sonar de la figure 1 qu'on peut utiliser à cet effet. 71 46475 20 2119075 Sur la figure 6, l'impulsion d'écriture destinée à commander en l'ensemble 14' de manière qu'il mette^ mémoire des représentations d'échantillons successifs d'une forme d'onde d'écho fournie par le transducteur 11' par l'intermédiaire du préamplificateur 13'> 5 est dans ce cas créée par un circuit monostable 23' de déclenchement. Celui-ci est 'déclenché par l'enregistreur 16' en même temps que le générateur 12'd'impulsions d'émission, et il revient à son état stable de repos après un temps correspondant à la plus grande plage à enregistrer. 10 Les échantillons mis en mémoire dans l'ensemble 14' sont lus et fournis à l'enregistreur 16' par l'intermédiaire de l'amplificateur 15', sous la commande d'une impulsion de lecture fournie par un circuit monostable 33' directement déclenché par des contacts 29' de l'enregistreur 16'. L'impulsion de lecture, qui 15 est commandée par la fermeture des contacts 29' lorsque le style de l'enregistreur 16' atteint le zéro de l'échelle au bord du papier, a une longue durée en comparaison de celle de l'impulsion d'écriture, et elle est pratiquement égale au temps nécessaire pour que le style décrive toute la largeur du papier. De cette 20 manière, on obtient une dilatation notable de l'échelle. La résolution d'échelle de la présentation dilatée assurée par l'enregistreur 16' est déterminée par le nombre d'échantillons mis en mémoire dans l'ensemble 14', et elle est en général supérieure à celle qui est nécessaire pour la détection des poissons. 25 Cependant, la représentation de l'amplitude de l'écho sous forme d'une échelle à valeurs intermédiaires est rarement importante pour la navigation, et l'ensemble 14' doit mettre en mémoire seulement la présence ou l'absence de signaux au-dessus d'un seuil prédéterminé. 30 Dans les grands bâtiments, les transducteurs sont fixés en deux ou plusieurs emplacements sur la quille du navire. Par exemple, un navire citerne de grande dimension peut comprendre des transducteurs placés à la poupe et à la proue, l'un d'entre eux étant mis en position d'enregistrement à l'aide d'un commutateur. 35 Dans une variante, on peut utiliser des enregistreurs séparés pour chaque transducteur, ou on peut superposer les échos de tous les emplacements de transducteurs sur le même enregistrement. BAD ORIGINAL 71 46475 2) 2119075 Si, dans ce dernier cas, des échos provenant de transducteurs séparés sont inscrits dans des ensembles séparés de mise en mémoire fonctionnant en parallèle, les échos des différents transducteurs peuvent être affichés sous forme de traces séparées sur le papier 5 simplement par lecture dans les divers ensembles de mise en mémoire, successivement, lors du passage du style sur le papier. Il est bien entendu que l'invention n'a été décrite et représentée qu'à titre d'exemple préférentiel et qu'on pourra apporter toute équivalence technique dans ses éléments constitutifs ^ sans pour autant sortir du cadre de l'invention, qui est défini dans les revendications annexées. BAD ORIGINAL /I 46475 22 2119075 HEVEITDICATIOÎTS 1• Sonar, du type selon lequel des signaux correspondant à des échos acoustiques reçus par un transducteur sont mis en mémoire puis lus dans la mémoire de manière à former une présen-5 taticeijou une reproduction d'un autre type; des échos reçus par rapport à un signal* de référence fourni au sonar, celui-ci étant caractérisé en ce que la mémoire comprend plusieurs emplacements de mise en mémoire de représentations d'échantillons séparés provenant successivement du signal fourni par le transducteur, et 10 en ce que la lecture des représentations d1échantillons aux emplacements de la mémoire successivement est synchronisée au signal de référence. 2. Sonar selon la revendication 1 , caractérisé en ce que la mémoire est formée d'un réseau de condensateurs qui mettent en 15 mémoire des tensions analogiques des échantillons séparés. 3. Sonar selon la revendication 1, caractérisé en ce que la mémoire comprend un ou plusieurs registres à décalage à plusieurs étages qui mettent en mémoire des représentations numériques des échantillons successifs. 20 4. Sonar selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'un convertisseur analogique-numérique transforme chaque échantillon chiifrss en un mot à plusieurs/, et en ce que les différents chiffres de chaque mot sont mis en mémoire dans différents registres à décalage. 25 5. Sonar selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'un registre à décalage reçoit un train d'impulsions ayant un rapport variable présence/absence, et en ce que ce rapport du train d'impulsions est modulé en fonction des échantillons à mettre en mémoire. 30 6. Sonar selon l'une quelconque des revendications 3 à 5, caractérisé en ce que les signaux fournis par un ou plusieurs registres à décalage parviennent à un enregistreur par l'intermédiaire d'un filtre passe-bas. 7. Sonar selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, 35 caractérisé en ce que 1* écriture des échantillons dans la mémoire pour chaque émission d'impulsions acoustiques est interrompue à la réception de l'écho correspondant à la réception par le fond de la mer. bad original copy 71 46475 23 2119075 8. Sonar selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que l'écriture des échantillon? dans la mémoire pour l'émission de chaque impulsion acoustique est interrompue au "bout d'un délai prédéterminé suivant l'émission. 5 9. Sonar selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que les échantillons mis en mémoire sont lus à une vitesse inférieure à la vitesse d'écriture. 10. Sonar selon l'une quelconque des revendications 1 à 9* caractérisé en ce que la présentation,ou la reproduction d'un 10 autre type,des échos reçus est assurée par un enregistreur à papier, et en ce que le signal de référence est une impulsion de déclenchement fournie par l'enregistreur et destinée à commander la lecture des échantillons dans la mémoire.