Brevet FR2197199A1 — publié le 19740322

L'invention concerne un système de recopie électronique d'angle, susceptible, à tout instant, soit de mettre en mémoire une information d'angle, soit de fournir une information d'écart d'angle. Ce système est notamment prévu pour l'équipement d'avions, de missiles ou d'engins spatiaux, et tout particulièrement pour ce qui concerne l'angle de cap. les systèmes connus de ce genre comportent, le plus souvent, un synchrorésolver pour fournir les informations sur le sinus et le cosinus de 2 1angle.Pour obtenir la valeur de l'angle à partir de ces informations, il est alors nécessaire d'utiliser des calculateurs analogiques de haute précision et, dolce fait, complexes et onéreux. le système de recopie suivant l'invention vise à éliminer tous ces inconvénients. Il traite uniquement les informations en sinus d'un synchrotransducteur ou d'un dispositif équivalent et élabore une tension continue proportionnelle à l'angle à 2k## près, A , b par- tir de laquelle il établit une tension Droportionnelle à un écart d'angle. le système évite ainsi les montages d'une grande précision. Succinctement, le système de recopie suivant l'invention reçoit trois signaux de même fréquence, modulés respectivement par le sinus de l'angle e, par le sinus de l'angle #### H et par le sinus de l'angle 6 + ### . Il choisit comme information de l'angle les parties croissantes de - + ###à + ## + de chacun de ces trois signaux, dont la pente est constante en signe et sensiblement constante en module, l'ensemble desdites parties de ces trois signaux recouvrant un domaine de 3600. Cette informstion d'angle, préalablement détectée et linéarisée est, soit, en période dite de synchronisation, mise en mémoire, soit en période, dite de surveillance, comparée, à l'inforiation précédemment mémorisée, lè résultat de cette comparaison représentant, en grandeur électrique avec signe, la variation d'angle. Un intérêt de ce système est de posséder, à tout instant, une information d'angle telle que le gradient des écarts d'angle soit constant sur 3600. Le principe de l'invention et une forme de réalisation seront décrits à titre d'exemple non limitatif, avec référence aux dessins annexés dans lesquels La figure t est un schéma-blocs d'un système de recopie selon l'invention les figures 2 et 7 sont des graphes explicatifs du fonctionnemen du système Les figures 3, 4, 5, 6 et 8 sont des schémas de principe des différents blocs constitutifs de la figure 1. Avec référence à la figure 1, les trois entrées 1, 3 et 5 du système de recopie reçoivent respectivement les trois signaux de sortie d'un synchrodétecteur non représenté. Ces trois signaux, de même fréquence sont modulés respective ment en fonction du sinus de l'angle , du sinus de l'angle 5 + ### et du sinus de l'angle + ### les trois entrées 1, 3 et 5 sont reliées respectivement aux trois entrées d'un bloc logique 7 et aux trois entrées d'un sélecteur 9 reliant, suivant une loi de commande, l'une des trois entrées 1, 3 et 5 respectivement à l' une des trois entrées 11, 13 et 15 d'un démodulateur 17. Le bloc logique 7 détermine le signal des entrées 1, 3 et 5, qui doit être utilisé et commande le sélecteur 9.La loi de commande du sélecteur 9 est telle que l'entrée t est utilisée lorsque l'entrée 3 est négative et l'entrée 5 est positive l'entrée 3 est utilisée lorsque l'entrée 1 est positive et l'entrée 5 est négative l'entrée 5 est utilisée lorsque l'entrée 1 est négative et l'entrée 3 est positive. Selon cette loi de commande, le démodulateur 17 ne reçoit que les parties successives 19 des signaux 21, 23 et 25 du synchrodé- tecteur, représentées figure 2. Chacune de ces parties successives, constituant un signal fonction de sinus bl oh 01 est compris dans l'intervalle (- + , + + ) et ayant une pente de signe constant, donne une information au plus égale à 600, l'ensemble de ces parties couvrant un domaine de 360 . Le démodulateur 17 transforme le signal précédent en un signal continu Us1 = B Sin Où B est une constante, où St est compris dans l'intervalle (- 4 , + ## ). Ce signal U51 3 provenant du démodulateur t7 est transmis à un générateur de fonction arc sinus 27 qui linéarise le signal U51 et qui donne à sa sortie un signal U52 proportionnel à l'angle ## en grandeur électrique.Ce signal U52 a une pente constante en module et en signe sur un domaine de 3600 pour e et peut Btre représenté par les équations Us2 = Arc sin Us1 us2 = C étant une constante et et1 étant uns compris dans l'intervalle 3 +3 Ce signal Us2 , proportionnel à l'angle, est transmis d'une part, à l'entrée 29 de l'amplificateur de recopie 31 et et,d'autre part un interrupteur 33 transmettant ou non ledit signal Us2 à l'entrée 35 de l'amplificateur de recopie 31 et à la capacité de mise en mémoire 37.Selon cette disposition, en période de synchronisation, l'interrupteur 33 est fermé et l'information Us2 est envoyée simultanément sur les entrées 29 et 35 de l'amplificateur de recopie 31. Cette information U82 est mémorisée par la charge de la capacité de mise en mémoire 37. L'amplificateur de recopie 31 fournit en conséquence un signal U3 = O. En période de surveillance, l'interrupteur 33 est ouvert, la capacité de mise en mémoire 37 conserve la charge initiale U82 et un écart de l'angle se traduit à l'entrée 29 de l'amplificateur de recopie 31 par un signal U'e2. L'amplificateur de recopie 31 compare ainsi le signal initial U82 au signal U'52 et fournit en conséquence un signal U3 tel que U3 = U82 - U'52 = n En outre, l'interrupteur 33 agit également sur la logique 7.Il la bloque dans la situation où elle se trouvait au moment du passage en surveillance, de telle façon qu'il ne soit pas possible de sauter d'un signal à l'autre du synchrodétecteur, même si on se trouve aux environs de 600, 1800 et 3000. On décrira maintenant les différentes parties constitutives de ce système de recopie selon un mode préféré de l'invention. L'ensemble sélecteur démodulateur représenté figure 3 comprend trois entrées 39, 41 et 43 recevant respectivement les trois signaux d'un synchrodétecteur. Chacune de ces trois entrées est reliée au drain d'un transistor à effet de champ 45 par l'intermédiaire de deux résistances en série constituant un pont diviseur de tension. Les trois points médian 47, 49 et 51 de ces ponts diviseurs sont reliés respectivement au drain des trois transistors à effet de champ 53, 55 et 57 dont les sources sont reliées à la masse. les gâchettes de ces transistors à effet de champ 53, 55 et 57 sont commandées respectivement par les trois sorties 59, 61 et 63 du bloc logique. La gâchette du transistor à effet de champ 45 reçoit une tension sinusoldale de fréquence égale à celle du synchrodétecteur, et sa source est reliée à l'entrée négative de l'amplificateur opérationnel 65 monté en démodulateur à l'aide de la boucle de contre réaction constituée par la résistance 67 et la capacité @@ L'entrée positive de cet amplificateur opérationnel 65 est reliée à la masse par l'intermédiaire d'une résistance 71. Le bloc logique, par ses trois sorties 59, 61 et 63, fourni une tension à la gâchette des trois transistors à effet de champ 53, 55 et 57, de façon à n'avoir, suivant la loi de commande de e bloc logique et à chaque instant, qu'un seul des transistorsà effet de champ 53, 55 et 57, bloqué, les deux autres étant conducteurs.En conséquence, au même instant, un seul signal dc synchrodétecteur est utilisé, tandis que les deux autres sont @@ à la masse. La sortie de l'amplificateur opérationnel 65 délivre, à l'en- trée 73 du générateur arc sinus ,représenté figure 4, un signal proportionnel au sinus de l'angle. Ce générateur arc sinus à diodes, d'un type courant, comporte un réseau diodes-résistances 75 associé à la boucle de contre réaction de l'amplificateur opérationnel 77. Ce réseau de diodes et de résistances 75 est constitué de manière à obtenir par des cassures à 300, 450 et 550, une linéari- té jusqu'à + 650 avec un minimum d'éléments. On peut également, pour obtenir la fonction arc sinus, utiliser le développement limité de sin x soit sin x = x d'où l'on tire x = sin x + 3 Pour cette réalisation, le signal sin x est envoyé à une première entrée d'un sommateur, dont la sortie est bouclée sur la se conde entrée par un élément de calculateur > susceptible d'élever au cube le signal de sortie, tout en le divisant par six. Dans ces conditions, le signal de sortie du sommateur, consti tué par la somme sin x + x3 est par la somme sin x + , égal à s. la réalisation de ce montage est plus complexe, mais il fournit la valeur de x avec une grande précision. Ce générateur arc sinus fournit à l'entrée 79 de l'organe de recopie,reprdsenté figure 5,une tension proportionnelle à l'angle. Cette entrée 79 est reliée à l'entrée 81 de l'amplificateur opérationnel 83 monté en suiveur par l'intermédiaire d'une résistance 85. Cette entrée 79 est également reliée au point médian 87 d'un pont diviseur de tension constitué par les deux résistances 89 et 90 dont les points extrêmes sont reliés respectivement à la masse et à la sortie d'un amplificateur opérationnel 9t monté en intégrateur à l'aide de la capacité 93. Cet amplificateur opérationnel 91 reçoit ou non sur son entrée 95 la tension de sortie de l'amplificateur opérationnel 83, suivant que l'interrupteur 97 est ouvert en période de surveillance, ou fermé en période de synchronisation. Le fonctionnement de ce système de recopie est tel que, en période de synchronisation, l'interrupteur 97 étant fermé,l'amplificateur 83 reçoit à la fois sur son entrée une tension provenant de l'entrée 79 et une deuxième tension,égale et de signesoppos à cette première tension, provenant de l'amplificateur opérationnel 91. La somme de ces deux tensions se traduit par une tension nulle en sortie de l'amplificateur opérationnel 83. Dans ces conditions, la tension aux bornes de la capacité 93 reste égale à la tension appliquée à l'entrée 79 du système de recopie. En période de surveillance, l'interrupteur 97 étant ouvert, le potentiel de la capacité 93 reste bloqué à la valeur qu'il avait au moment du passage en position de surveillance. En conséquence, l'amplificateur opérationnel 83 reçoit la difforence entre la tension appliquée à l'entrée 79 et la tension de la borne 95 de la capacité 93. la tension de sortie de l'amplificateur opérationnel 83 est proportionnelle à un écart d'angle. L'interrupteur 97 délivre ou non une tension de commande à la gâchette des transistors à effet de champ 109 des démodulateurs bascules tels que celui représenté figure 6. Le bloc logique comporte une première partie, recevant les trois signaux issus du synchrotransmetteur, constituée par trois ensembles démodulateubasculea Un de ces ensembles,représenté par la figure 6 > comprend une entrée 99 reliée par une résistance 101 au drain d'un transistor à effet de champ 103 dont la source est reliée à la masse et la gachette à une tension sinusoldale de référence,de fréquence égale à la fréquence du synchrodétecteur. Cette entrée 99 est reliée à l'entrée négative de l'amplificateur opérationnel 105 par l'intermédiaire de la même résistance 101 et d'une deuxième résistance 102. Cet amplificateur opérationnel 105 est monté en démodulateur avec une boucle de réaction constituée par la résistance 107 et non avec une boucle de contre réaction habituelle. Les deux bornes de cette résistance 107 sont également reliées au drain et à la source d'un transistor à effet de champ 109, dont le potentiel de gâchette est commandé par le commutateur de mise en synchronisation-mise en surveillance.De sorte que, en période de synchronisation, le transistor à effet de champ 109 est bloqué et le démodulateur fonctionne normalement et, en période de surveillancewle transistor à effet de champ 109 court-circuite la réaction, ce qui bloque le démodulateur dans son état, quel que soit le signal d'entrée. Ainsi, en période de synchronisation, la sortie de l'amplificateur opérationnel 105 délivre une tension positive ou négative, selon que le signal d'entrée est en opposition ou en phase avec le signal appliqué sur la gâchette du transistor à effet de champ 103. Le graphe de la figure 7 représente les tensions de sortie des trois démodulateurs bascules. Selon cette figure 7 les instants de commutation correspondent avec le changement de signe des courbes 21, 23 et 25 de la figure 2. les trois signaux E1, E2, E3, fournis par les trois ensembles démodulateurs basculez sont exploités par le circuit logique reprd- senté figure 8. Ce circuit logique à trois entrées 111, 113, 115, recevant les signaux E1, E2 et E3, résout les équations logiques S1 = E3. E2 82 B1. E S3 = E2. E1 S3 = E2 . E1 S 2 et 53 étant les trois signaux respectiis des sorties 117, 119, et 121 de ce circuit logique. Dans celui-ci - l'entrée 111 est reliée à une entrée de la porte "non et" à deux entrées 123, et à une entrée de la porte "non et" à deux en trées 125 par l'intermédiaire d'un inverseur 127 ; - l'entrée 113 est reliée à une entrée de la porte "non et" à deux entrées 125 et à une entrée de la porte "non et" à deux entrées 129 par l'intermédiaire d'un inverseur 131 ; - l'entrée 115 est reliée à une entrée de la porte "non et" 129 et à une entrée de la porte "non et" 123 par l'intermédiaire d'un inverseur 133. - les trois portes "non et 125, 123, 129, sont reliées respectivement aux trois sorties 117, 119 et 121 par l'intermédiaire des trois inverseurs 135, 137 et 139. REVENDICATIONS 1.- Système de recopie d'angle utilisant trois signaux de même fréquence,modEfis respectivement par le sinus de l'angle8, par le sinus de I'anglee ,2fl et par le sinus de l'angle 0 + 3t caractérisé en ce qutil choisit comme information de l'angle la partie de ces trois signaux qui est comprise entre - 3 et + - qui est crois 3 3 sante et dont la pente constante en signe est sensiblement constante en module,l'ensemble de ces trois signaux couvrant un domaine de 3600,en ce qu'il alterne des périodes de synchronisation et des périodes de surveillance,en périodede.synchronisation il met en mémoire ladite information d'angle préalablement captée et linéarisée, et en période de surveillance il compare ladite information mémorisée en fin de période de synchronisation avec la valeur actuelle de ladite information d'angle,le résultat de cette comparaison représentant,en grandeur électrique avec signe,la variation de l'anglet 2.Système de recopie selon la revendication 1,caractérisé en oe qu'il comporte trois entrées recevant les trois informations d'un synchrodétecteur,reliées d'une part,respectivement aux trois entrées d'un bloc logique,et,d'autre part,aux trois entrées d'un sélecteur reliant,suivant une loi de commande,les trois entrées du système de recopia'8 l'une des trois entrées d'un démodulateur,en ce que le bloc logique détermine le signal des entrées du système de recopie qui doit être utilisé et commande le sélecteur,en ce que le signal provenant du démodulateur est linéarisé par un générateur de fonction arc sinus et ensuite transmis d'une part à une des deux entrées d'un amplificateur de recopie et d'autre part à un interrupteur transmettant ou non ce dit signal à la deuxième entrée dudit amplifilateur de recopie et à une capacité de mise en mémoire,cet interrupteur agissant sur le bloc logique de manière à pouvoir le bloquer dans la situation où il se trouvait au moment de l'ouverture dudit interrupteur. 3.- Système de recopie selon la revendication 2, caractérisé en ce que la loi de commande du sélecteur est telle,que,la première entrée du système de recopie est utilisée lorsque sa deuxième entrée est négative et sa troisième entrée est positive ; la deu xième entrée du système de recopie est utilisée lorsque sa première entrée est positive et sa troisième entrée est négative ; la troisième entrée du système de recopie est utilisée lorsque sa première entrée est négative et sa deuxième entrée est positive. 4.- Système de recopie selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'ensemble sélecteur démodulateur comprend trois entrées 39, 41 et 43 reliées chacune au drain du transistor à e~fc ade champ 45 par l'intermédiaire de deux résistances en série, l'ensem- ble constituant trois ponts diviseurs de tension dont les trois points médians 47, 49 et 51 sont reliés respectivement au drain les trois transistors à effet de champ 53, 55 et 57 dont les source sont reliées à la masse, et les gâchettes sont commandées respe - tivement par les trois sorties 59, 61 et 63 du bloc logique, en e que la gâchette du transistor à effet de champ 45 reçoit une es i sinusoIdale de fréquence égale à celle du synchrotransmetteur et sa source est reliée à l'entrée négative de l'amplificateur opéra- tionnel 65 monté en démodulateur à l'aide de la boucle de connure réaction constituée par la résistance 67 et la capacité 69, l'en- trée positive deoet amplificateur opérationnel 65 étant relié la masse par l'intermédiaire d'une résistance 71. 5.- Système de recopie selon la revendication 2, caractén1s en ce qu'il comprend un générateur de fonction arc sinus constitué par un amplificateur opérationnel 77 et, associé à sa boucle de contre réaction, un réseau de diodes et de résistances prévu po r des cassures à 300, 450 et 55 . 6.- Système de recopie selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comprend un générateur de fonction arc sinus utilisant le développement limité de sin x, obtenu par le bouclage sur un sommateur, d'un organe de calcul élevant le signal de sortie dudit sommateur au cube et le divisant par six. 7.- Système de recopie suivant la revendication 2, caractérisé en ce que son organe de recopie a son entrée 79 reliée a' l'entrée 81 de l'amplificateur opérationnel 83 monté en suiveur par l'in- termédiaire d'une résistance 85, cette entrée 79 étant également reliée au point médian 87 d'un pont diviseur de tension constitué par les deux résistances 89 et 90 dont les points extrêmes sont reliés respectivement à la masse et à la sortie d'un amplificateur opérationnel 91 monté cr intégrateur à l'aide de la capacité 93, cet amplificateur opéraiionnel 91 recevant ou non sur son entrée 95 la tension de sortie "e l'amplificateur opérationnel 83 suivant que l'interruIsstelv 97 est ouvert ou fermé. e.- Système de : tte suivant la revendication 2, caractérisé en ce que le bloc logique comprend une première partie constituée par un ensemble de trois démodulateurs bascules et d'un circuit logique efiectuant les équations logiques S1 = E3.E2 S2 = E1 .E3 S3 E2. E1 3 - 2 E1 danslesquelles S1, S2 et S3 sont les signaux respectifs des sorties de ce circuit logique et E1, E2 et E3 sont les signaux délivrés par les trois démodulateurs bascules aux trois entrées de ce circuit logique.