Brevet FR2422144A1 — publié le 19791102

La présente invention se rapporte d'une facvon-générale aux gyroscopes à laser, et concerne plus particulièrement un gyroscope à laser qui permet d'obtenir des signaux de sortie dtune haute précision et d'une haute résolution. L'un des problèmes principaux qui doit être résolu pour réaliser un gyroscope à laser qui convient est celui du verrouillage de mode. Dans un dispositif non compensé, dans lequel aucune disposition n'est prise pour résoudre ce problème, pour de faibles vitesses angulaires de rotation, la différence de fréquence produite entre des paires d'ondes qui circulent dans la cavité du gyroscope est inférieure à ce quelle serait en l'absence du phénomène de verrouillage de mode. En fait, la différence de fréquence réelle à la sortie ne s'approche que de façon asymptotique de la relation linéaire souhaitée entre la différence de fréquence de sortie et la vitesse de rotation au fur et à mesure que cette vitesse réelle augmente. De nombreuses structures de gyroscopes à laser ont été proposées pour éliminer ou réduire substantiellement ce problème de verrouillage de mode. Parmi les dispositifs les plus satisfaisants il faut noter ceux décrits et illustrés dans les brevets des Etats Unis d'Amérique nO 3 741 657 et 3 854 819. Dans ces dispositifs, des faisceaux de quatre fréquences séparées se propagent le long d'un trajet fermé défini par quatre miroirs. Deux faisceaux circulent dans le sens des aiguilles d'une montre et deux en sens inverse. Parmi l'un des deux faisceaux qui circulent dans le sens des aiguilles d'une montre, l'un est de polarisation circulaire à gau- che et l'autre de polarisation circulaire à droite, et il en est de même pour les deux faisceaux qui circulent en sens inverse. Dans un mode de réalisation, les deux faisceaux de polarisation circulaire à droite ont une fréquence plus élevée que celle des faisceaux de polarisation circulaire à gauche. Un rotateur de Faraday produit la différence ou la séparation de fréquence entre les faisceaux qui tournent dans le sens des aiguilles d'une montre et dans le sens inverse tandis qu'un rotateur à cristal assure la séparation de fréquence entre les faisceaux de polarisation à droite et à gauche. La figure 2 montre les positions relatives des fréquences des faisceaux de quatre fréquences différentes. Dans le but d'éviter le problème de verrouillage de mode, le rotateur de Faraday assure une séparation suffisante de fréquence entre les faisceaux de fréquence f1 et f2 ainsi qu'entre les faisceaux de fréquence f3 et f4 pour une vitesse de rotation nulle et pour toutes les vitesses de rotation prévues, de manière qu'aucun verrouillage de mode ne puisse se produire et que le dispositif soit amené à l'extérieur de la région non linéaire dans laquelle ce verrouillage se produit. Au repos, la différence de fréquence entre les faisceaux de fréquence f1 et f2 est la même qu'entre les faisceaux de fréquence f3 et f4. Quand le gyroscope à laser tourne dans un premier sens, les fréquences des faisceaux ff et f2 se rapprochent tandis que celles des faisceaux f3 et f4 s'écartent de la même quantité. Dans le cas d'une rotation dans le sens opposé, les fréquences des faisceaux fl et f2 s'écartent tandis que celles des faisceaux f3 et f4 se rapprochent de la meme quantité. Pour produire un signal de sortie dont la fréquence est proportionnelle à la vitesse de rotation deux premiers signaux de sortie de différence de fréquence #f@ = f2 - f@ et 2 = f4 ~ f3 sont formés. Un signal final de sortie bf = Af2 bf est également formé. Pour obtenir une indication sur la valeur totale de rotation, deux compteurs sont prévus dont l'un progresse à la commande du signal hft et l'autre à la commande du signal # f2. La sortie de l'un des compteurs est soustraite numériquement de celle de l'autre afin d'obtenir un signal numérique indiquant l'angle total de rotation du dispositif. Bien que ce dispositif s'avère satisfaisant dans de nombreuses applications, il existe d'autres applications dans lesquelles il est apparu souhaitable d'obtenir un signal de sortie indiquant l'angle ou la vitesse de rotation avec une précision plus élevée que celle obtenue en quantifiant les signaux #f1 et # #f2 à une impulsion par cycle. L'invention a donc pour objet de réaliser un gyroscope à laser produisant un signal de sortie d'une haute précision. Un autre objet de l'invention est de réaliser un dispositif de ce genre dans lequel la quantification du signal de sortie se fait à une fréquence beaucoup plus élevée que celle que peut produire la quantification directe des signaux normaux de sortie. Ces résultats ainsi que d'autres, peuvent être obtenus grâce à la combinaison d'un dispositif qui établit un trajet en boucle fermée qui entretient la propagation d'ondes électromagnétiques de plusieurs fréquences et d'une boucle à verrouillage de phase couplée à une sortie du trajet, cette sortie transmettant un signal lié à la fréquence de 1 'une au moins des ondes qui se propagent le long de la boucle fermée. De préférence, la fréquence du signal de sortie est égale à la différence de fréquence entre deux au moins des ondes électromagnétiques. Le dispositif qui établit le trajet en boucle fermée peut comporter au moins trois réflecteurs et un milieu à gain laser. Des premier et second éléments à dispersion de fréquence sont également disposés dans le trajet.La boucle à verrouillage de phase comporte de préférence un dispositif qui modifie la différence des fréquences entre deux au moins des ondes électromagnétiques. L'un des éléments à dispersion de fréquence est de préférence un rotateur de Faraday. Le dispositif qui modifie la fréquence peut être un enroulement qui produit un champ magnétique dans le rotateur de Faraday en réponse à un signal de sortie de la boucle à verrouillage de phase. Au cours de la description qui va suivre le terme "signal"désigne une information transmise sur un ou plusieurs conducteurs. L'invention peut aussi s'appliquer à la combinaison d'un dispositif qui établit un trajet en boucle fermée entretenant la propagation d'ondes électromagnétiques de deux fréquences, d'un dispositif qui produit un premier signal dont la fréquence est égale à la différence des fréquences entre les ondes électromagnétiques de deux fréquences, d'un dispositif qui produit un second signal d'une fréquence fixe prédéterminée, d'un dispositif qui produit un troisième signal dont l'amplitude est proportionnelle à la différence de phase entre les premier et second signaux, et d'un dispositif qui modifie la différence de fréquence entre les deux ondes électromagnétiques en fonction d'un paramètre du troisième signal. Dans un mode de réalisation, le dispositif qui modifie la fréquence maintient la différence de fréquence entre les deux faisceaux de sortie à une valeur constante, dans une plage prédd- terminée de vitesses de rotation. Le dispositif qui produit le troisième signal comporte de préférence un détecteur de phase dont les entrées reçoivent les premier et second signaux, et un filtre passe-bas. En outre, le dispositif peut être prévu pour amplifier le troisième signal, le dispositif modifiant la fréquence étant relié à la sortie de ce dispositif d'amplification. Avant ou après le dispositif d'amplification, un dispositif peut être prévu pour additionner le troisième signal, amplifié ou non, avec un signal ou une tension fixe.Un dispositif peut aussi être prévu pour modifier répétitivement , c'sot à dire inverser le sens de circulation du courant dans le dispositif qui modifie la fréquence. L'invention peut aussi s'appliquer à la combinaison d'un dispositif qui établit un trajet en boucle fermee entretenant la propagation d'ondes électromagnétiques de deux fréquences, d'un détecteur qui produit un premier signal dont la fréquence est égale à la différence des fréquences entre les deux fréquences précitées, d'un dispositif qui amplifie le premier signal, d'un détecteur de phase qui reçoit le premier signal à une première entrée, d'un dispositif qui produit un second signal de fréquence fixe qui est appliqué à une seconde entrée du détecteur de phase, d'un filtre passe-bas connecté à la sortie du détecteur de phase, d'un dispositif d'amplification de la sortie du filtre passe-bas qui peut être incorporé sous formed hne seule unité dans le filtre passe-bas, d'un enroulement couplé à la sortie du dispositif d'amplification du signal de sortie du filtre passe-bas, l'enroulement étant positionné de manière à modifier la différence de fréquence en fonction de l'amplitude et du champ produits par cet enroulement. Un dispositif peut aussi être prévu pour changer ou inverser cycliquement le sens du courant qui circule dans l'enroulement.Le dispositif gui change cycliquement le sens du courant dans l'enroulement comporte un dispositif de cor station relié à la sortie du dispositif d'amplification du signal de sortie du filtre passe-bas et un dispositif qui commande cycliquement le dispositif de co utation. Un dispositif peut également être prévu pour produire un signal num4- rique de sortie par conversion d'un signal analogique en un signal numérique, l'entrée de ce dispositif de conversion étant reliée à la sortie du filtre passe-bas, amplifiée ou non. Le signal de sortie du filtre passe-bas peut Entre additionnée avec une tension fixe, avant ou après son amplification.La cavité contient un rotateur de Faraday, l'enroulement étant positionné de manière que le champ qu'il produit pénètre dans le corps de ce rotateur. En variante, 1'élément peut tre positionné autour du milieu à gain laser de la cavité. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparat- tront au cours de la description qui va suivre. Aux dessins annexés, donnés uniquement à titre d'exemples nullement limitatifs la figure t est une représentation schématique d'un gyroscope à laser selon l'invention, la figure 2 est un diagramme illustrant la distribution des fréquences et les caractéristiques du milieu à gain laser du gyroscope selon l'invention, les figures 3 à 6 et 9 sont des schémas simplifiés de différents modes de réalisaton de l'invention, et les figures 7 et 8 forment ensemble un schéma détaillé du mode de réalisation de la figure 4. La figure 1 est donc une représentation schématique d'un gyroscope à laser auquel l'invention peut s'appliquer. Une cavité laser 110 de forme générale rec angulaire est définie par des miroirs 1215. Un milieu 10 à gain laser est disposé le long dtune branche de la cavité 110, dans le trajet des ondes électromagnétiques qui se propagent. Le milieu 10 à gain laser peut être constitué par une chambre fermée contenant des gaz, par exemple un mélange d'isotopes d'hélium et de néon. Comme cela est bien connu, le gain apporté aux différentes ondes électromagnétiques est fonction de leur fréquence. Comme le montre la figure 2, la courbe de gain 11 pour le milieu choisi est en forme de cloche.Une structure 16 de dispersion de polarisation est disposée le long de la branche de la cavité 110 opposée à celle du milieu 10. Deux éléments séparés de dispersion de polarisation sont prévus dans la structure de dispersion 16. Un rotateur à cristal 17 apporte un retard, ou ce qui est équivalent un déphasage, aux ondes de polarisation circulaires, différent dans un sens de polarisation circulaire et dans l'autre. Autrement dit, les retards ou les déphasages sont différents pour les ondes de polarisation circulaire à droite et pour celles de polarisation circulaire à gauche. En outre, le retard est réciproque, c'est à dire que le retard appliqu à une onde particulière ne dépend que de son sens de polarisation et non de son sens de propagation dans le cristal. Un rotateur de Faraday 18 est positionné contre le rotateur à cristal 17 dans la structure 16 de dispersion de polarisation. Le rotateur de Faraday 18 est réalisé en utilisant un noyau central cristallin ou non cristallin auquel un aimant permanent extérieur non représenté, applique un champ magnétique constant. Le quartz fondu est la matière préférée. Le rotateur de Faraday 18 applique un retard ou un déphasage qui diffère suivant que les ondes se propagent dans un sens ou dans l'autre. Le délai appliqué aux ondes est indépendant du sens de polarisation. Un second champ magnétique est produit dans le noyau du rotateur de Faraday 18 par une bobine de polarisation 114. Le champ magnétique produit par la bobine de polarisation 114 peut être dans un sens ou dans autre, suivant le sens du courant dans cette bobine.La bobine de polarisation 114 fait partie d'un circuit 5 de boucle à verrouillage de phase, comme cela sera décrit par la suite. La figure 2 montre que l'appareil de la figure 1 produit des ondes de quatre fréquences distinctes f11 f2, f3 et f4. Les ondes des fréquences f1 et f4 se propagent dans le sens des aiguilles d'une montre tandis que les ondes des fréquences f2 et f3 se propagent en sens inverse. Les ondes de fréquence f1 et f2 sont de polarisation circulaire à gauche tandis que les ondes des fréquences f3 et f4 sont de polarisation circulaire à droite.Il ressort de la description faite ci-dessus que la séparation entre les faisce aux de polarisation circulaire à gauche et à droite est faite par le rotateur à cristal 17 tandis que la séparation entre les faisceaux qui se propagent dans le sens des aiguilles d'une montre et en sens inverse est faite par le rotateur de Faraday 18. truand le dispositif de la figure a tourne autour de son axe sensible, dans un premier sens de rotation, les fréquences des ondes f3 et f4 se rapprochent l'une de autre tandis que les fréquences des ondes f1 et f2 s'écartent de la meAme quantité. Dans le sens inverse de rotation, les fréquences des ondes f1 et f2 se rapprochent tandis que les fréquences des ondes f3 et f4 s'écartent de la même quantité. Pour produire un signal de sortie indiquant la vitesse de rotation du gyroscope ou en variante, l'angle total de rotation depuis un instant prédéterminé, deux signaux différents but f2- f1 et #f2 = f4 - f3 sont formés. Au repos, #f1 = #f2. Un second signal de différence #f = #f2 ~ Afl est formé pour obtenir un signal de sortie indiquant la vitesse de rotation à un instant particulier. L'intégrale du signal #f est calculée pour obtenir l'angle total de rotation depuis un instant prédéterminé. L'intégrale peut être produite par un circuit analogique mais il est préférable pour une plus grande position, que l'intégration soit faite numériquement. Les signaux #f1 et #f2 de différence de fréquence snnt produits par une structure de sortie 112. Le miroir 14 est réalisé de manière à produire une transmission partielle de manière qu'une petite partie de chacune des quatre ondes qui circulent dans la cavité du gyroscope 110 traverse ce miroir vers la structure de sortie 112. Les ondes qui se propagent dans le sens des aiguilles d'une montre traversent le miroir t4 suivant le trajet 30 tandis que les ondes qui se propagent en sens inverse traversent suivant le trajet 31. Les faisceaux ainsi extraits traversent des plaques 32 en quart d'onde dont l'épaisseur est choisie selon des principes bien connus de manière que les ondes de polarisation circulaire soient converties en ondes de polarisation linéaire, celles qui correspondent aux ondes de polarisation circulaire à droite étant perpendiculaires à celles qui correspondent aux ondes de polarisation circulaire à gauche. Les ondes de polarisation linéaire sont séparées en faisceaux d'amplitudes égales par des miroirs 33 et 34 à réflexion partielle. Les quatre faisceaux passent par des analyseurs de polarisation 35 afin de produire les quatre faisceaux 41, 42, 43 et 44 qui contiennent chacun une seule onde de fréquence ft, f2, f3, f4, car les analyseurs de polarisation ne laissent passer que des ondes de polarisation linéaire d'un seul angle. Les ondes de fréquences fl et f2 sont réfléchies par le miroir 47 à réflexion partielle vers le détecteur à diode 48 tandis que les ondes des fréquences f3 et f4 sont réfléchies par le miroir 45 à réflexion partielle vers la détecteur à diode 46. Les détecteurs à diodes 46 et 48 sont polarisés en opposition par des sources de tension 49 et 50 afin d'obtenir les caractéristiques de fonctionnement voulues bien connues dans cette technique.Les détecteurs à diodes 46 et 48 produisent un signal de sortie dont la fréquence est égale à la différence de fréquence entre les deux ondes entrée incidentes sur chaque diode. Les signaux de sortie apparaissent aux bornes des résistances 51 et 52. Les signaux de sortie de fréquence plus éle- vée, dont la fréquence est égale à la somme des fréquences des ondes incidentes sont éliminés par les capacités parasites aux bornes de chaque diode et ne font pas partie du signal de sortie. En fonctionnement, il est souhaitable que les ondes des quatre fréquences soient centrées symétriquement autour de la crotte de la courbe de gain. À cet effet, un transducteur piézo-électrique 68 positionne mécaniquement le miroir 12 pour régler la longueur totale du trajet dans la cavité gyroscopique tlQ, de manière à centrer les quatre fréquences. Dans le but d'obtenir un signal de commande du transducteur piézo-électrique 68, des signaux sont formés dont l'amplitude est proportionnelle aux amplitudes totales des signaux Aft et of2 et la différence est établie entre les deux signaux d'amplitude.Bien entendu, l'amplitude du signal de différence de sortie est nulle quand les ondes des quatre fréquences sont correctement centrées sur la courbe de gain. Le signal de différence de sortie est d'une polarite quand les quatre ondes sont excentrées dans un sens, et la polarité opposée quand les ondes sont excentrées dans l'autre sens. Les signaux d'amplitude moyenne sont formés par le circuit comprenant les diodes 61 et 62, les résistances 63, 64 et 65 et le condensateur 66. Le signal de différence de sortie est formé par l'amplificateur différentiel 67 dont la sortie est connectée aux conducteurs d'entrée du transducteur piézo-électrique 68. Selon l'invention, un circuit 5 à boucle à verrouillage de phase reçoit les signaux de différence de fréquence d'entrée et, à partir de ces signaux1 il produit un signal de sortie hautement précis représentant la vitesse de rotation du gyroscope, ou son angle total de rotation ou les deux. De plus, dans le mode de réalisation de la figure 1, le circuit 5 de boucle à verrouillage de phase produit un signal appliqué à la bobine de polarisation 114 du rotateur de Faraday afin de commander la différence de fréquence dans l'une au moins des paires d'ondes. Dans certains modes de réalisation1 la bobine du rotateur de Faraday peut entre supprimée. Le fonctionnement du circuit 5 de boucle à verrouillage de phase sera contenant décrit en regard du schéma simplifié de la figure 3. Le signal de différence de fréquence bft provenant de la structure de tartie 112 est appliqué à une entrée du détecteur de phase 116. L'autre entrée du détecteur de phase 116 est con bectée à la sortie d'une horloge de référence 118. Le signal de sortie du détecteur de phase 116 représente le déphasage entre le signal d'horloge de référence et le signal #f1, et ce signal est appliqué à l'amplificateur 120 par un filtre passe-bas 119. Ce dernier peut être suivi par un amplificateur 120 ou inoorpor avec lui dans un circuit de réaction. Le signal de sortie de l'amplificateur 120 est appliqué à la bobine de polarisation 114 du rotateur de Faraday après avoir été amplifié par l'amplificateur 115 d'attaque de bobine. Le signal appliqué à la bobine de polarisation 114 par la sortie de l'amplificateur 115 produit un champ magnétique dans le noyau du rotatéur de Faraday 18 de la figure 1 de manière que les variations de fréquence de deux des quatre ondes se propageant dans la cavité 110 sous l'effet de la rotation du gyroscope soient opposées et s'annulent dans une large plage de vitesse de rotation. Ainsi, quand le dispositif tourne, l'un des signaux de différence de fréquence ne change pas. Mais la vitesse de rotation est indiquée avec précision par l'amplitude du signal de sortie de l'amplificateur 120. Le dispositif de la figure 3 comporte de nombreux avantages sur la technique antérieure. Tout d'abord, il n'existe aucune erreur de quantification dans le signal de sortie de vitesse, car la vitesse de rotation est indiquée par une tension analogique ex trêmement précise et non par la fréquence d'un signal qui est bien entendu sujette à une erreur de quantificationi Si une sortie numérique est souhaitée, le signal de sortie de l'amplificateur 120 peut être converti par un convertisseur analogique-numérique avec toute précision voulue. Ensuite, avec l'appareil de la figure 3, il n'existe pas d'erreur résiduelle due à l'effet de verrouillage car aucune variation de fréquence ne se produit dans la cavité 110 pour les signaux à partir desquels le signal de sortie est produit. Le schéma simplifié de la figure 4 représente un autre mode de réalisation de l'invention. Le dispositif de la figure 4 fonctionne de la même manière que celui de la figure 3, mais avec l'adjonction d'une seconde boucle à verrouillage de phase. Le signal de sortief2 provenant de la structure de sortie 112 est appliqué à une entrée d'un second détecteur de phase 133. Un filtre passe-bas 124 et un amplificateur 137 sont connectés à la sortie du détecteur de phase 133 de la même manière que dans le dispositif de la figure 3. La sortie de l'amplificateur 137 est reliée à un oscillateur commandé par tension 138 de haute précision. La fréquence du signal de sortie produit par l'oscillateur 138 est déterminée par l'vmplitude du signal de sortie de l'amplificateur 137. Un diviseur de fréquence t35 divise le signal de sortie de l'oscillateur command 138, produisant ainsi un signal de sortie de même fréquence que # fa quand l'appareil est au repos. Dans le mode de réalisation de la figure 4, la différence de fréquence # Qft est maintenue à une valeur constante, indépendamment de la vitesse de rotation de l'ensemble. Etant donné que le signal #f1 est constat, le signal 2 varie, pour une vitesse donnée de rotation, du double de ce qu'il ferait si le signal fl,f1 pouvait également varier. Ainsi, l'amplitude du signal Vs de sortie de l'amplificateur 137 est double de celle qui serait produite dans un dispositif non verrouillé en phase, et sans adjonction de bruit. Le schéma simplifié de la figure 5 représente un autre mode encore de réalisation de l'invention. Dans ce mode de réalisation, le circuit de boucle à verrouillage de phase se trouve entièrement à l'extérieur de la cavité 10 du gyroscope à laser. Les signaux #f1 et ssf2 sont amplifiés par des amplificateurs tampons 141 et 142 et sont appliqués aux deux entrées d'un mélangeur double équilibré 140. Le signal de sortie af = U2 - #f1 du mélangeur double équilibré 140 a une fréquence qui indique directement la vitesse de rotation de l'appareil.Mais, étant donne que la plage de fréquence du signal f est de l'ordre de 100 à 500 Hertz, dans le cas d'un gyroscope de cavité courante, une simple quantification de ce signal avec une impulsion de compteur par cycle introduit une erreur de quantification importante. Le présent mode de réalisation de l'invention élimine largement cette erreur. Le niveau continu du signal ho est établi par le circuit 143 de restitution de composante continue de manière qu'une fréquence nulle du signal #f correspondant à une vitesse talle de rotation du gyroscope produise une tension de sortie nulle. Le signal de composante continue restituée est appliqué à une entrée du détec- teur de phase 144 qui est I 'entrée du circuit de boucle à verrouillage de phase. La sortie du détecteur de phase 144 est reliée au filtre passe-bas 145 et à l'amplificateur 146.Comme dans les pré- cédents modes de réalisation, la sortie de l'amplificateur 146 est couplée à la seconde entrée du détecteur de phase 144 par l'intermédiaire dtun oscillateur l48 commandé par tension et d'un diviseur de fréquence 147. La boucle de verrouillage de phase produit deux signaux de sortie. Le signal Vs de l'amplificateur 146 est un signal analogique dont l'avplitude est directement proportionnelle à la vitesse de rotation de l'ensemble. Ce signal analogique est extrtmement pré- cis et ne contient aucune erreur de quantification. Le second signal V's est produit à la sortie de l'oscillateur 148 commandé par tension. La fréquence du signal V' est N fois celle du signal s hf. Ainsi, le signal ' peut titre converti en forme numérique avec une précision qui est N fois supérieure à celle du signal A f. Dans le présent circuit, N est de l'ordre de 233. Il apparatt ainsi facilement que l'invention permet de réduire largement lter- reur de quantification. La figure 6 est un schéma simplifié d'un autre mode encore de réalisation de l'invention. Ce mode de réalisation comporte deux circuits de boucle à verrouillage de phase produisant un signal de sortie V dont la fréquence est également N fois celle de f. s Mais, dans le mode de réalisation de la figure 6, il n'est pas nécessaire de produire réellement le signal pf. Un signal de sortie analogique V de haute précision est néanmoins produit, directement s proportionnel à la vitesse de rotation du dispositif. Le signal Af1 provenant de la structure de sortie 112 est appliqué à l'entrée du détecteur de phase 151 tandis que le signal # f2 est appliqué à l'entrée correspondante du détecteur de phase 157. Les sorties des détecteurs de phase 151 et 157 sont couplées par des filtres passe-bas 152 et 156 avec des amplificateurs 153 et 158 comme dans les précédents modes de réalisation Comme dans ces derniers, les sorties des amplificateurs 153 et 158 sont ramenées aux entrées des détecteurs de phase 151 et 157 par des oscillateurs 155 et 159 commandés par tension et des diviseurs de fréquence 154 et 160.Le signal de sortie analogique Vs de grande précision est produit en formant la différence entre les signaux de sortie des amplificateurs 153 et 158, dans l'amplificateur différentiel 162. En plus de donner une indication analogique extremement précise sur la vitesse de rotation, la polarité du signal V indique s le sens de cette rotation. Les sorties des oscillateurs 155 et 159 commandés par tension sont reliées aux deux entrées d'un mélangeur double équilibré 161. Le signal de sortie V's du mélangeur 161 a une fréquence qui, comme dans les précédents modes de réalisation, est directement proportionnelle à la vitesse de rotation du dispositif, terreur de quantification étant réduite dans un rapport N. La figure 7 est un schéma du circuit de boucle à verrouillage de phase qui reçoit le signalf1. Le signal afl de forme sinusot- dale est transmis par un condensateur 264 à un circuit 261 de formation d'impulsions qui convertit le signal sinusoïdal en forme pulsée, dans lequel une impulsion est produite pour chaque cycle du signalf1. Le circuit 261 de formation d'impulsions n'est pas représenté dans le schéma de la figure 4 et il peut notre pas toujours nécessaire, selon la forme du signal Af1 produit par la structure de sortie du gyroscope.Le circuit 261 de formation d'impulsions comporte un détecteur à seuil 257 commandé en circuit basculeur de Schmidt de manière que les parasites présents dans le signal Afl ne provoquent aucun déclenchement intempestif. La sortie du circuit 26t de formation d'impulsions est couplée par l'inverseur 23t à une entrée du détecteur de phase 130. Ce dernier est réalisé sous la forme d'un détecteur de phase numéri- que 232 en circuit intégré. Ce détecteur de phase 232 en circuit intégré comporte deux sorties U@ et Dl. Si par exemple l'entre R est en avance de phase sur 'entrée V, la sortie U1 reste à une tension continue positive fixe tandis que la sortie Dt est pulsée avec des impulsions passant au niveau bas, d'une durée qui dépend du déphasage.Si l'entrée V est en avance sur l'entrée R, la sortie D1 reste à la tension positive fixe tandis que la sortie Ul est pulsée. L'horloge de référence 131 produit un signal pulsé de fréquence commandée appliqué à l'entrée R du détecteur de phase 130 par ltinverseur 230. Etant donné qu'il est généralement facile dtob- tenir des sources de fréquence stables et variables, à des fréquences de l'ordre de 50 NHz par exemple, et au-dessus, un oscillateur 205 i 70 MHz produit les impulsions initiales d'horloge pour l'horloge de référence 131. La sortie de l'oscillateur 205 est reliée aux entrées horloge de circuits basculeurs 210 et 212 à couplage d'émetteur. Ces deux circuits basculeurs remplissent une fonction de division par quatre.La sortie inversée et la sortie non inversée du circuit basculeur 212 sont reliées aux entrées de base d'un double transistor 215. Ce dernier est connecté en amplificateur différentiel et il est polarisé de manière à convertir les niveaux logiques de sortie du circuit basculeur 212 en niveaux acceptables pour un circuit logique à transistor-transistor. Le signal de sortie est prélevé aux bornes de la résistance de collecteur 218 et appliqué à l'entrée de l'inverseur 221. Ce dernier remplit la fonction de tampon pour les entrées d'horloge des compteurs 222 et 223 à quatre bits. Les compteurs 222 et 223 sont connectés en série, dans un circuit de décomptage. Des commutateurs 227 et 228 sont connectés aux entrées de préparation des compteurs, avec une polarisation apportée par des résistances 226. Une impulsion de mise au repos des deux compteurs 222 et 223 est produite à la sortie de la porte NON ET 224 chaque fois que le comptage zéro est atteint. Le signal de sortie du détecteur de phase 130 est prélevé à la sortie binaire de plus grand poids du compteur 223. Dans cette configuration, les compteurs 222 et 223 constituent un circuit de division de fréquence d'impulsions variable dont le facteur de division est déterminé par les commutateurs 227 et 228. En fonctionnement, les commutateurs 227 et 228 sont réglés pour produire une différence de phase nulle à la sortie du détecteur 130, quand le dispositif est au repos dans un champ d'inertie. Les sorties U9 et D1 du détecteur de phase 232 en circuit intégré sont connectées par des résistances 233 et 234 à l'entrée inverseuse et à l'entrée non inverseuse d'un amplificateur différentiel 24 en circuit intégré faisant partie de l'amplificateur 136. Des condensateurs 240, 243 et 244 assurent la compensation de fréquence de l'amplificateur 241. La fonction du filtre passebas 132 est remplie par deux circuits RC séparés, dont l'un comprenant la résistance 242 et le condensateur 235 est connecté entre l'entrée non inverseuse de ltamplificateur 241 et la masse. L'autre constitué par la résistance 238 et le condensateur 236 est connecté dans un circuit de réaction entre la sortie et l'entrée non inverseuse de l'amplificateur 241. La sortie de l'amplifica- teur 241 est connectée à l'entrée de l'amplificateur 139 d'attaque de bobine, par l'entrée non inverseuse de l'amplificateur 249. La bobine 114 de polarisation du rotateur de Faraday est connectée entre la sortie de l'amplificateur 249 et son entrée inverseuse. Des condensateurs 248, 250 et 251 assurent la compensation de fréquence de l'amplificateur 249. Le fonctionnement de la boucle à verrouillage de phase f2 sera maintenant expliqué en regard de la figure 8. Le signal Af2 est appliqué par un condensateur 304 au circuit 305 de formation d'impulsions. Ce dernier fonctionne comme le circuit correspondant de la figure 7. Le circuit et le fonctionnement du détecteur de phase 133 sont également semblables à ceux décrits en regard de la figure 7 de même que pour le filtre passe-bas 134 et l'amplificateur 137. La sortie du circuit d'amplificateur 322 est connectée par une résistance 333 à l'entrée de commande d'un circuit intégré 340 d'oscillateur commandé par tension faisant partie de l'oscillateur 138. L 'oscillateur 340 délivre un signal à 70 }!Hz pour une valeur nulle du signal d'entrée. De la manière bien connue, la sortie à haute fréquence de ltoscillateur commandé 340 varie en fonction de variations du signal d'entrée. La sortie de l1oscillateur 138 commandé par tension est reliée à l'entrée du diviseur de fréquence 135. Ce dernier fonctionne de la même manière que le circuit similaire de la figure 7. La valeur de N est établie par des comniutateurs 360 et 361. N est prédéterminé par la relation f fvco/#f2, Af2 étant pris avec le dispositif au repos. Pour la valeur choisie de f = 70 !ffIz, vco comme fréquence de sortie de l'oscillateur commandé 138 pour une entrée nulle et une valeur de f = 300 kHz, N = 233. Bien que les circuits des figures 7 et 8 soient décrits cidessus conjointement avec le schéma simpliti4 de la figure 4, chacun de ces circuits peut fonctionner dans ceux des autres schémas, en y remplaçant les circuits équivalents. Le schéma simplifié de la figure 9 est celui d'un mode de réalisation qui comporte une cavité gyroscopique à laser à deux fréquences. La cavité 402 représentée sur la figure 9 est similaire à la cavité 110 de la figure 1 mais sans le rotateur à cristal 17. Bien entendu, d'autres configurations de cavité gyroscopique à laser à deux fréquences pourraient aussi convenir. Les deux faisceaux de sortie de la cavité 402 sont couplés optiquement à la structure de sortie 403 qui les fait battre ensemble afin de former un signal de sortie dont la fréquence est égale à la différence des fréquences des deux faisceaux. Ce signal de différence de fréquence est amplifié par l'amplificateur 404. Le signal amplifié est appliqué à une entrée du détecteur de phase 406. L'autre entrée du détecteur de phase 406 est reliée à la sortie d'une source horloge de référence 405. Cette source d'hor- loge de référence 405 produit un signal de sortie de fréquence et de phase constantes. Le détecteur de phase 406 produit donc un signal de sortie contenant un paramètre lié au déphasage entre le signal de différence de fréquence et le signal de la source de référence 405. Ce paramètre peut autre représente par exemple par une amplitude ou une durée d1impulsions sur un ou plusieurs conducteurs de sortie.Le signal de sortie du détecteur de phase 406 passe par un filtre passe-bas 407 qui délivre donc un signal de commande de sortie dont l'amplitude est proportionnelle au déphasage entre les deux signaux d'entrée du détecteur de phase 406. Ce signal de commande est additionne par l'additionneur de signaux 408 avec une tension de polarisation de décalage 409 d'amplitude fixe. L'amplitude du signal de décalage est déterminée de manière à produire la séparation voulue de fréquence entre les deux faisceaux au repos dan un champ d'inertie, dans la plage prévue des vitesses de rotation. Le signal additionné est amplifié par l'amplificateur 410 attaque de bobine. Le signal de sortie de l'amplificateur d'attaque 410 est appliqué à la bobine de polarisation 415 du rotateur de Faraday par l'intermédiaire d'un commutateur à permutation 414. Ce dernier est commuté cycliquement entre les deux positions représentées de manière à faire passer successivement dans un sens et dans l'autre le courant dans la bobine de polarisation 415. il s'agit là d'une technique bien connue de permutation appliquée dans les gyroscopes à laser à deux fréquences. Mais, dans ces dispositifs, aucune composante de réaction n'est présente dans le courant appliqué à la bobine de polarisation. Le commutateur de permutation 414, qui consiste de préférence en un commutateur électronique, par exemple à transistors à effet de champ, est commandé par un amplificateur 413 d'attaque de commutateur de permutation qui amplifie le signal rectangulaire symétrique à la sortie d'un oscillateur 412. Dans ce mode de réalisation, le signal de sortie du filtre passe-bas 407 peut entre utilisé directement comme un signal analogique de sortie indiquant la vitesse de rotation. Un convertisseur analogique-numérique 411 peut aussi être prévu pour convertir en forme numérique le signal de sortie V s Dans un autre mode encore de réalisation, l'effet Zeeman est utilisé pour maintenir une différence constante entre les fréquences. Dans ce mode de réalisation, la bobine de réaction est positionnée autour du milieu à gain laser. Le champ magnétique produit dans ce milieu par le courant qui circule dans la bobine détermine la différence de fréquence entre les différents faisceaux. Cette technique peut être utilisée dans des dispositifs avec permutation ou non, et aussi en combinaison avec une séparation séparée par un rotateur de Faraday. Bien entendu, de nombreuses modifications peuvent titre apportées aux modes de réalisation décrits et illustrés à titre d'exemples nullement limitatifs sans sortir du cadre de l'invention. ANNEXE Liste de Composants des circuits des figures 7 et 8 Résistances 211, 214, 216, 346 - 560 349, 353 2t3, 351 100 218, 352 - 330 226, 337, 359 - 1K 233, 234, 325, 326 - 5,6K 238, 242, 323, 329 - 150K 253, 262, 263, 307, 309 - 10K 256, 313 - 1,8K 259, 314 - 220K 260, 308 - 1,5M 338 - 4,7K 341 - 200 342 - 3,9K Condensateurs 219, 220, 333, 335, 470 pF 347, 356 240, 248, 320 - 1500 pF 235, 236, 324, 328 - 0,047 F 239, 243, 244, 246, - 0,1 F 247, 250, 251, 252, 254, 258, 304, 310, 312, 316, 317, 3t8, 319, 331 264, 343 - looo pF Bobines 114 35,4 spires fil 0,16mm = = 12,5mm 334 1 mH Transistors 215, 350 2N3810 Circuits Intégrés 210, 212, 357, 358 - Motorola MECL 10131 221, 225, 230, 231, Texas Instruments 332, 354, 362 SN 74H04 222, 223, 357, 358 Fairchild 93516DC 224, 363 - Texas Instruments SN 74H10 232, 330 - Motorola MC 4344 257, 305 National LM119 340 - Motorola K1085A-375 73-70 MHz VE NDI CATIONS 1 - Gyroscope à laser, caractérise en ce qu'il comporte un dispositif qui établit un trajet en boucle fermée pour entretenir la propagation d'ondes électromagnétiques de plusieurs fréquences et une boucle à verrouillage de phase couplée à une sortie au moins dudit trajet. 2 - Gyroscope selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit dispositif établissant un trajet en boucle fermée comporte au moins trois dispositifs réfléchissants et un milieu à gain laser. 3 - Gyroscope selon la revendication 2, caractérisé en ce que ledit dispositif établissant un trajet en boucle fermée comporte en outre des premier et second éléments de dispersion de fréquence disposés dans ledit trajet. 4 - Gyroscope à laser selon la revendication 3, caractérisé en ce que le signal de sortie dudit trajet consiste en un signal électrique dont la fréquence est égale à la différence des fréquence ces entre deux desdites ondes électromagnétiques. 5 - Gyroscope selon la revendication 3, caractérisé en ce que ladite boucle à verrouillage de phase comporte un dispositif destiné à modifier la différence de fréquence entre deux au moins des dites ondes électromagnétiques. 6 - Gyroscope à laser, caractérisé en ce qutil comporte un dispositif qui établit un trajet en boucle fermée pour entretenir la propagation d'ondes électromagnétiques de deux fréquences, un dispositif produisant un premier signal dont la fréquence est égale à la différence des fréquence entre lesdites ondes électromagnétiques de deux fréquences, un dispos self produisant un second signal dune fréquence fixe prédéterminée, un dispositif produisant un troisième signal dont l'amplitude est proportionnelle à la différence de phase entre lesdits premier et second signaux et un dispositif qui modifie la différence de fréquence entre lesdites ondes électromagnétiques de deux fréquences, en fonction dudit troisième signal. 7 - Gyroscope selon la revendication 6, caractérisé en ce que ledit dispositif qui modifie la fréquence maintient ladite différence de fréquence à une valeur constante dans une plage predeter- minée de vitesse de rotation dudit dispositif otablissant un trajet. 8 - Gyroscope selon la revendication 7, caractérisé en ce que ledit dispositif produisant ledit troisième signal comporte un détecteur de phase dont les entrées reçoivent lesdits premier et second signaux et un filtre passe-bas. 9 - Gyroscope selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'il comporte en outre un dispositif d'amplification dudit troisième signal, le dispositif de modification de fréquence étant relié à la sortie dudit dispositif d'amplification. 10 - Gyroscope selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'il comporte en outre un dispositif destiné à additionner ledit troisième signal avec une tension fixe. - - Gyroscope selon la revendication 9, caractérisé en ce qutil comporte en outre un dispositif destiné à changer répétitivement le sens du courant qui circule dans ledit dispositif de modification de fréquence. 12 - Gyroscope à laser, caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif qui établit un trajet en boucle fermée pour entretenir la propagation d'ondes électromagnétiques de deux fréquences, un détecteur qui produit un premier signal dont la fréquence est égale à la différence entre lesdites deux fréquences, un dispositif d'amplification dudit premier signal, un détecteur de phase dont une première entrée reçoit le premier signal amplifié, un dispositif qui produit un second signal de fréquence fixe qui est appliqué à une seconde entrée dudit détecteur de phase, un filtre passebas connecté à la sortie dudit détecteur de phase, un dispositif d'amplification du signal de sortie dudit filtre passe-bas et une bobine connectée à la sortie dudit dispositif d'amplification du signal de sortie dudit filtre passe-bas, ladite bobine étant positionnée de manière à modifier ladite différence de fréquence en fonction du champ poduit par cette bobine. 13 - Gyroscope selon la revendication 12, caractérisé en ce qu'il comporte en outre un dispositif destiné à changer cycliquement le sens du courant qui circule dans ladite bobine. 14 - Gyroscope selon la revendication 13, caractérisé en ce que ledit dispositif qui change cycliquement le sens du courant dans ladite bobine comporte un dispositif de commutation connecté à la sortie dudit dispositif d'amplification du signal de sortie dudit filtre passe-bas et un dispositif qui commande cycliquement ledit dispositif de commutation. 15 - Gyroscope selon la revendication 12, caractérisé en ce qu'il comporte en outre un dispositif de conversion d'un signal analogique en un signal numérique, la sortie dudit dispositif de conversion étant reliée à la sortie dudit filtre passe-bas. 16 - Gyroscope selon la revendication 12, caractérisé en ce qu'il comporte en outre un dispositif de sommation du signal ede sortie dudit filtre passe-bas avec une tension fixe. 17 - Gyroscope selon la revendication 12, caractérisé en ce que ladite cavité contient un élément de rotateur de Faraday, ladite bobine étant positionnée de manière que le champ qu'elle produit s'étende dans ledit élément de rotateur de Faraday. 18 - Gyroscope selon la revendication 13, caractérisé en ce que ladite cavité contient un milieu à gain laser, ladite bobine étant positionnée de manière que le champ qu'elle produit s'étende dans ledit milieu à gain laser.