Brevet FR2213504A1 — publié le 19740802

La présente invention concerne des ensembles de visualisation d'information, en particulier dans lesquels une information issue de plus d'une source est visualisée sur un tube à rayon cathodique. les ensembles indicateurs d'informations de ce genre sont utilisés dans des cas où il est désirable de combiner une certaine forme d'image avec des caractères ou symboles engendrés séparément. D'image peut, par exemple, être une indication de radar, une image de télévision ou des graphiques engendrés par ordinateur. La combinaison d'une indication de radar avec des caractères ou des symboles est fréquemment utilisée dans des cas de contrôle de la circulation aérienne ou maritime. Dans un tel cas l'indication de radar est "dessinée" en temps réel et les caractères et symboles doivent être décrits pendant le temps mort du radar. Ceci pose des problèmes quand le radar fonctionne à la distance maximale puisqu' une très grande proportion du temps du cycle est pris à "dessiner" l'indication, et peu de temps est laissé pour l'addition de caractères et symboles. Le cas est plus facile quand le radar fonctionne à de plus courtes distances puisqu'unie petite proportion du temps de cycle est prise par le balayage de l'indication. L'invention a pour objet de décrire un ensemble indicateur d'information du genre dans lequel une information issue d'un certain nombre de sources est visualisée sur un tube à rayons cathodiques, dans lequel le temps d'indication disponible est divisé entre les sources conformément aux exigences de chaque source. Suivant l'invention, un ensemble de visualisation d'information comprend des moyens pour mémoriser- l'information issue d'au moins une source en temps réel et pour restituer avec un certain retard à une vitesse prédéterminée I1 information mémorisée, des moyens de visualisation pour reproduire l'information qui leur est appliquée à partir de chaque source, des moyens pour commander les moyens de mémorisation et les moyens de visualisation, et des moyens de commutation pour commander l'application d'une information à partir des différentes sources aux moyens de visualisation. On va maintenant décrire une réalisation de l'invention en référence aux dessins annexés, donnée à titre d'exemple non limitatif. Ceux-ci concernent un ensemble indicateur de radar avec une information additionnelle-fournie par un générateur de caractères. Sur les dessins La figure 1 est un schéma synoptique de l'ensemble indicateur d'informations. les figures 2 et 3 sont des schémas synoptiques des moyens de mémorisation, des moyens de commande et des moyens de commutation. les figures 4 à 7 sont des graphes en fonction du temps représentant le fonctionnement de l'ensemble montré aux figures 2 et 3. En référence à la figure 1, on trouve sous forme schématique la représentation d'un émetteur et d'un récepteur de radar 10 avec ses antennes. La sortie video (V) du récepteur 10 est appliquée aux moyens de mémorisation Il qui se présentent sous la forme d'un registre à décalage. Des impulsions de synchronisation de l'émetteur (T S) sont appliquées aux moyens de commande 12 qui commandent le fonctionnement du registre 11. La sortie du registre 11 est appliquée par l'intermédiaire de moyens de commutation 13, à l'indicateur 14. Ce dernier reçoit également des signaux, par l'intermédiaire de moyens de commutation 13, d'un générateur 15 de base de temps qui fournit des signaux de base de temps appropriés au format dans lequel l'information est visualisée. le fonctionnement du générateur de base de temps est commandé par les impulsions de synchronisation de l'émetteur (T S), les signaux de gisement (B G) de l'antenne du radar et par les moyens de commande 12. Une unité d'interface 16 reçoit des entrées d'un ordinateur 17, représentant différentes fonctions prédéterminées qui concernent le fonctionnement de-l'ensemble, et cette unité applique des signaux appropriés aux moyens de commande 12 et au générateur de base de temps 15. Sn outre l'interface 16 applique des signaux à 1' ordinateur 17 qui, à son tour, commande un générateur de caractères 18 dont la sortie est appliquée à l'indicateur 14 par l'intermédiaire des moyens de commutation 13. l'ordinateur 17 et le générateur de caractères peuvent entre communs à un certain nombre d'indicateurs bien que le reste des éléments soit unique pour l'indicateur considéré. La figure 2 représente schématiquement une logique de commande 21 qui fait partie des moyens de commande de la figure 1. La logique de commande présente un grand nombre d'entrées dont des combinaisons particulières produisent les différentes sorties utilisées pour commander le fonctionnement du registre à décalage, du générateur de base de temps, et de l'indicateur. l'objet des différentes entrées et sorties sera décrit ci-après. la figure 3 représente le reste des moyens de commande, aussi bien que les moyens de mémorisation, les doyens de commutation et l'indicateur. les moyens de mémorisation représentés sur la figure 3 reçoivent les signaux video analogiques V du récepteur du radar 10 (figure 1) à mesure qu'ils se produisent, c'est-à-dire en temps réel. Les signaux sont appliqués à un convertisseur analogiquedigital 31 en même temps que des signaux d'échelle de distance R S et des signaux d'horloge A D C venant de la logique de commande. Ia sortie du convertisseur est appliquée à un démultiplexeur 32 qui fonctionne pour placer les mots successifs des signaux video convertis dans l'un de quatre registres à décalage 33 à 36 successifs. les sorties des quatre registres à décalage sont connectées à un multiplexeur 37. les deux multiplexeurs et lesregistres sont commandés par un générateur d'horloge 38. Celui-ci reçoit des signaux de décalage d'horloge S H C de la logique de commande 21 et fournit une sortie d'horloge à quatre phases qui est appliquée au démultiplexeur 32 et au multiplexeur 37. Un générateur de décalage d'horloge 39, alimenté par les sorties d'horloge à quatre phases, fournit les quatre signaux d'horloge de décalage a, b, c et d pour les quatre registres à décalage 33 à 36 respectivement. Un signal d'effacement d'entrée B K I peut être appliqué au démultiplexeur 32 à partir de la logique de commande 21 ; tandis qu'un signal d'effacement de sortie B X O peut être appliqué au multiplexeur 37. Un signal "de réarmement du générateur d'horloge de décalage" R S C peut être appliqué au générateur d'horloge à quatre phases 38. La sortie du multiplexeur 37 est appliquée à un convertisseur digital-analogique 40, qui reçoit un signal d'horloge D A C de la logique de commande. le signal video résultant du convertisseur passe du convertisseur 40, par l'intermédiaire des moyens de commutation, à l'indicateur à tube à rayons cathodiques. les moyens de commutation comprennent comme éléments de base trois portes OU 41, 42 et 43. La porte 41 a deux entrées dont l'une est la sortie du convertisseur digital-analogique 40. La sortie de cette porte commande l'axe Z ou de modulation de brillance de l'indicateur. l'autre entrée de la porte 41 est le signal d'axe Z issu du générateur de caractères 18 qui est commandé par des signaux C M issus de l'ordinateur. les deux autres portes commandent le balayage du tube à rayons cathodiques. le générateur de base de temps 15 produit les signaux de balayage en X et Y ou les signaux pour produire un balayage polaire, comme on le désire. le générateur de-caractères 18 produit également des signaux X et Y pour engendrer des caractères. les moyens de commutation sont normalement plus compliqués, de manière qu'il ne soit pas possible d'appliquer à l'indicateur des signaux provenant de plus d'une source simultanément. le changement de mode de balayage du générateur de base de temps 15, pour se conformer au format de visualisation exigé, est commandé par la logique de commande 21 au moyen de signaux "prêt" (R D) et "approche" (C G) et des signaux de réponse "départ" (S E) provenant en retour du générateur de base de temps. Ceci sera décrit plus en détail ci-après. les autres signaux d'entrée appliqués à la logique de commande sont engendrés par les autres unités représentées à la figure 3. Un oscillateur 44 produit les signaux de cadencement de base qui solft appliqués à un diviseur d'impulsion d'horloge 45 sous la forme d'un compteur produisant en sortie des sousmultiples de la fréquence d'horloge de base. Une entrée "réarmement de diviseur d'horloge" (R a D) peut être appliquée au diviseur. les différentes sorties sont appliquées à un sélecteur de fréquence d'horloge 46 qui fournit l'entrée "commande de décalage d'horloge (C s a) pour la logique de commande. le sélecteur de fréquence d'horloge reçoit des signaux indiquant deux conditions préréglées à savoir l'échelle de distance du radar R 5 et la fréquence d'horloge de sortie choisie O a F de l'interface 16. le sélecteur de fréquence d'horloge reçoit également le signal de sélection entrée/sortie I O 3 de la logique de commande 21. Deux des fréquences du diviseur d'horloge sont appliquées à la logique de commande 21. Ces fréquences sont un signal haute fréquence C K 1 et un signal à basse fréquence C K 2. Un compteur de distance 47 reçoit le signal d'horloge basse fréquence C K 2 de la logique de commande 21, en même temps qu'une entrée de réarmement R R C. les sorties du compteur de distance sont appliquées à un circuit d'équivalence 48 où elles sont comparées avec des signaux S S R indiquant la distance à laquelle un balayage de visualisation doit démarrer. Ces signaux sont préréglés et sont produits par l'interface 16. La sortie du circuit d'équivalence est une entrée "démarrage de balayage" (S T S) appliquée à la logique de commande 21. La sortie du compteur est également appliquée à un décodeur 49 qui applique un signal "distance maximale" (# ) à la logique de commande 21 quand cette condition est atteinte. La sortie S S R de l'interface 16 est également appliquée à un décodeur 50 qui fournit un signal A Z pour la logique de commande quand la distance de balayage de départ est zéro. La dernière partie des moyens de commande de la figure 3 est un compteur de balayage 51 auquel est appliqué l'un des signaux d'horloge issu du générateur de décalage d'horloge 39, par exemple le signal b. La sortie du compteur est appliquée à un décodeur 52 qui reçoit le signal O C E de l'interface 16 indiquant la fréquence d'horloge de sortie et le signal du sélecteur d'entrée/sortie I O S. La sortie résultante du décodeur est un signal arrêt de balayage" (S P S) appliqué à la logique de commande 21. Le compteur de balayage 51 revoit un signal de réarmement R S W de la logique de commande. le principe de base du fonctionnement de l'ensemble décrit ci-dessus est le suivant Le signal video incident est mémorisé dans les registres à décalage en temps réel, sans égard pour le temps pris par le balayage du radar. La vitesse à laquelle le signal video est échantillonné dans le convertisseur analogue - digital 31 dépend du réglage de distance du radar. Pendant ce temps l'indicateur 14 peut recevoir sur ses entrées les signaux issus d'autres sources, telles que le générateur de caractères 18. le radar fonctionne à une fréquence de répétition connue, et, une fois par cycle, l'information mémorisée est lue à une vitesse maximale et appliquée à l'indicatelr, les autres entrées d'information étant inhibées à ce moment.La vitesse à laquelle l'information est extraite du registre peut, par exemple, être celle à laquelle un équipement habituel de radar serait balayé sur le réglage correspondant à la distance minimale. Puisque l'indicateur est susceptible de changer de mode de balayage d'un balayage polaire à quelque autre forme de balayage, les signaux "prêt", "départ" et "approche" sont fournis. La brève description ci-dessus est très simplifiée et le fonctionnement va être maintenant décrit en détail. Plusieurs cas différents seront décrits. le premier cas, le plus simple, est celui dans lequel le radar est réglé sur une distance inférieure à la distance maximale et où le balayage démarre à la distance 0. La figure 4 montre les formes d'ondes qui se présentent pendant le fonctionnement de l'ensemble dans ce cas. Au départ, les signaux de réarmement R R C, R C D, R S a et R J sW sont appliqués au compteur de distance 47, au diviseur d'horloge 45, au générateur d'horloge à quatre phases 38 et au compteur de balayage 51 respectivement, avant que la synchronisation de l'émetteur n'arrive. l'arrivée suivante de l'impulsion de synchronisation E S provoque la disparition des signaux li R C et R C D, vidant le compteur de distance et le diviseur d'horloge en prévision du fonctionnement. Le décodeur 50 fournit le signal A Z, qui fait appliquer par la logique de commande 21 des impulsions d'horloge A B C au convertisseur analogique-digital 31.Le signal d'échelle de distance R S appliqué au sélecteur de fréquence d'horloge 46 fait appliquer des impulsions d'horloge de décalage de commande S C S de la fréquence requise à la logique de commande. Celles-ci à leur tour déterminent la fréquence des impulsions d'horloge A D C appliquées au convertisseur. les signaux R S C, R S W et D K I sont enlevés du générateur d'horloge 38, du compteur de balayage 51 et du démultiplexeur 32 respectivement après un battement d'horloge pour permettre à la mémoire et au compteur de balayage de fonctionner. les signaux video incidents sont donc échantillonnés et rangés dans les registres à décalage 33 à 36. le signal D K O appliqué au multiplexeur 37 empoche l'extraction de l'information mémorisée. Le compteur de balayage 51 compte l'une des sorties du générateur de décalage d'horloge de façon à déterminer quand le balayage doit s'arrêter. le registre stocke l'information incidente, et par suite le signal I O S appliqué au décodeur 52 indique la situation d'entrée. Le décodeur produit donc un signal "arrêt du balayage" S P s quand la distance préréglée est atteinte. Ceci fait engendrer par la logique de commande 21 les signaux R R C, R S W, R S C et B K I. les trois premiers de ceux-ci réarment le compteur de distance 47, le compteur de balayage 51 et le générateur d'horloge 38 respectivement, tandis que le signal B K I empoche les entrées ultérieures sur le démultiplexeur 32 et les registres 33 à 36. le signal I O S change à ce moment pour indiquer au décodeur de balayage 52 que le balayage suivant concerne la sortie d'information des registres , et pour changer le signal "commande de décalage d'horloge" C S C à la valeur établie par le signal O C F. La logique de commande 21 produit également le signal "prêt" R D qui indique au générateur de base de temps 15 qu'une information video est disponible pour la visualisation.Pour cette raison, le générateur de base de temps 15 change son mode de balayage pour celui qui est nécessaire au format de visualisation polaire imminent du radar. - Quand le générateur de base de temps a exécuté ce changement, il renvoie le signal départ S T à la logique de commande 21. La base de temps est maintenant commandée par le signal T S en provenance du radar 10. le signal S T provoque la disparition du signal de réarmement R S W en même temps que du signal D K O appliqué au multiplexeur 37.Des signaux de décalage d'horloge D A C sont appliqués au convertisseur digital-analogique 40, et le signal "approche" C G déclenche le générateur de base de temps 15 de manière à extraire l'information de visualisation video des registres. le compteur de balayage recompte le temps de balayage, le décodeur 52 étant réglé à la fréquence de sortie d'horloge préréglée par le signal 0 C F pour un balayage de sortie à grande vitesse. l'information video mémorisée est ensuite extraite du registre et reproduite sur l'indicateur de la manière habituelle. A là fin du temps de balayage, le décodeur 52 produit un signal arrêt de balayage" S P S. Celui-ci fait réapparattre le signal T K 0, bloquant les sorties ultérieures du registre, et fait changer également le signal I O S pour indiquer la fin du balayage de sortie, le changement du signal I O S restaure la fréquence de commande du décalage d'horloge à sa valeur originelle. les signaux C G et R D appliqués au générateur de base de temps 15 disparaissent, permettant à ce dernier de revenir au mode de balayage nécessaire pour le format de visualisation de caractères. les signaux de réarmement R S C, R S W et R C D sont appliqués respectivement au générateur d'horloge 38, au compteur de balayage 51 et au diviseur horloge 45 en attente de la prochaine impulsion de synchronisation de l'émetteur TS. Un autre cas possible a lieu quand le signal AZ du décodeur 50 n'est pas présent, ce qui indique que le balayage d'entrée ne doit pas partir à la distance O parce que l'indication est décentrée. Ceci est représenté figure 5. Dans ce cas, l'arrivée de l'impulsion de synchronisatinn de l'émetteur T S fait disparaitre les signaux de réarmement R R C et R C D seulement. le compteur de distance compte jusqu a la distance de balayage de départ préréglée déterminée par le signal S S R issu de l'interface 16. L'unité d'équivalence 48 produit le signal "départ du balayage" S T S quand la distance prédéterminée est atteinte. Au battement d'horloge suivant, la logique de commande applique des impulsions d'horloge A 3 C au convertisseur 31 et efface les signaux de réarmement R S C et R S W, en enlève le signal B K I du démultiplexeur 32. le reste du fonctionnement est conforme à la description précédente si l'ensemble ne fonctionne pas à la distance maximale. Si l'ensemble fonctionne à la distance maximale, alors le compteur de distance compte jusqu'à cette distance avant que le compteur de balayage produise le signal arrêt de balayage" S P S. La figure 6 représente ce cas. le décodeur de distance maximale 49 produit le signal "distance maximale" i# R qui est appliqué à la logique de commande. Celle-ci produit le signal R R C pour réarmer le compteur de distance 47, le signal B K I pour bloquer les entrées ultérieures au démultiplexeur 32, et le signal "prêt" R D sur le générateur de base de temps. le signal I O S n'est pas enlevé à ce stade. La fréquence de décalage d'horloge du signal S H C est augmentée à sa valeur maximale pour décaler les mots video à leur position correcte prête au balayage de sortie. le compteur de balayage 51 continue à compter jusqu'à sa valeur maximale puis le décodeur 52 produit le signal "arrêt de balayage" S P S. Celui-ci produit les signaux de réarmement R S C et R S W pour réarmer le générateur d'horloge 38 et le générateur de balayage 51, et change le signal I O F pour indiquer une séquence de sortie à venir et pour porter le signal de décalage de commande C S C à sa plus haute fréquence. La séquence décrite ci-dessus suit alors, commençant par un signal départ S T issu de l'indicataur 14 vers la logique de commande. Le dernier cas à décrire est celui dans lequel le signal "départ" S T issu de l'indicateur 14 atteint la logique de commande avant le signal "arrêt du balayage" S P S venant du décodeur de compteur de balayage 52. La figure 7 représente la séquence des évènements, en supposant remplies les conditions déjà décrites de la distance de départ non nulle et de la distance maximale. Le signal "prêt" R D émis par la logique de commande vers le générateur de base de temps a pour résultat que le signal "départ" S T est renvoyé. Puisque le signal arrêt de balayage" S P S n'a pas été reçu par la logique de commande, ce signal S T n'a aucun effet. Quand le signal S P S arrive, le générateur d'horloge 38 et le compteur de balayage 51 sont réarmés par les signaux R S C et R S W qui disparaissent après un battement d'horloge. En même temps que le signal S P 8 arrive, le signal I O S change pour indiquer un balayage de sortie et pour faire changer la fréquence de commande de décalage d'horloge, Après le battement d'horloge, le signal B K O disparate du démultiplexeur 37 et le signal "approche" C G est envoyé au générateur de base de temps 15. Comme précédemment, le balayage de sortie est arrêté par un autre signal S P S après le temps de balayage de sortie requis. les différents cas décrits ci-dessus peuvent avoir lieu dans n'importe quelle combinaison dépendant de la manière dont le radar est utilisé. En vue d'améliorer le rapport signal à bruit des signaux de réception du radar, il est possible d'intégrer ces signaux sur plusieurs cycles. Une petite quantité seulement de circuits supplémentaires est nécessaires dans ce but. l'ensemble décrit ci-dessus peut être utilisé pour permettre à un radar à courte portée à haute définition de fonctionner avec un indicateur à basse vitesse relativement peu coûteux. l'application de l'invention à un équipement de radar n'est que l'un des usages possibles. Comme on l'a déjà expliqué, on peut remplacer la source video du radar par d'autres sources d'information, et utiliser plus de deux sources. les moyens de mémorisation peuvent être utilisés pour mémoriser une information à partir de plus d'une source, et peuvent revêtir différentes formes. les détails des figures 2 et 3 peuvent être modifiés pour conformer aux exigences des sources d'information réellement utilisées. REVENDICATIONS 1. Ensemble de visualisation d'information, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens pour mémoriser l'information issue d'au moins une source en temps réel et pour restituer avec un certain retard à une vitesse prédéterminée l'information emmagasinée, des moyens de visualisation pour reproduire l'information qui leur est appliquée à partir de chaque source, des moyens pour commander les moyens de mémorisation et les moyens de visualisation, et des moyens de commutation pour commander l'application d'informations à partir des différentes sources aux moyens de visualisation. 2. Ensemble conforme à la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de mémorisation comprennent une mémoire à registre à décalage. 3. Ensemble conforme à la revendication 2, caractérisé en ce que la mémoire à registre à décalage comprend un certain nombre de registres à décalage disposés de telle facon qu'une information soit appliquée tour à tour à chacun d'eux. 4. Ensemble conforme à l'une quelconque des revendications 2 à 3, caractérisé en ce que la source précitée fournit un signal analogique, les moyens de commande comprenant un convertisseur analogique-digital pour convertir l'information sous forme digitale pour la ranger en mémoire. 5. Ensemble conforme à la revendication 4, caractérisé en ce que la source précitée est un appareil de radar sensible: à des signaux résultant de signaux émis à une cadence connue d'impulsions. 6. Ensemble conforme à la revendication 5, caractérisé en ce que le radar présente un certain nombre d'échelles de distance, les moyens de commande étant agencés pour permettre le rangement d'une information en mémoire pendant une période de temps fonction de l'échelle de distance en service. 7. Ensemble conforme à la revendication 6, caractérisé en ce que l'information mémorisée est extraite immédiatement après l'expiration de la période de temps précitée. 8. Ensemble conforme à la revendication 7, caractérisé en ce que les moyens de commande présentés commandent la vitesse à laquelle l'information mémorisée est extraite. 9. Ensemble conforme à 'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que les moyens de visualisation comprennent un tube à rayons cathodiques. 10. Ensemble conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu'une information à reproduire peut être appliquée directement à partir d'une seconde source pendant le temps où une information de la source précitée est appliquée aux moyens de mémorisation. 11. Ensemble conforme à la revendication 10, caractérisé en ce que la seconde source précitée est un générateur de caractères. 12. Ensemble conforme à lfune des revendications 10 ou 11, caractérisé en ce que l'information provenant de la première source précitée exige un format de visualisation différent de celui qu'exige l'information provenant de la seconde source précitée. 13. Ensemble conforme à la revendication 12, caractérisé en ce que les moyens de commande peuvent changer le format d'indication pour se conformer à l'information à reproduire. 14. Ensemble conforme à la revendication 13, caractérisé en ce qu'il comprend un générateur de base de temps commandé par les moyens de commande et pouvant fonctionner suivant le mode de balayage exigé pour engendrer le format de reproduction approprié.