Brevet FR2446037A1 — publié le 19800801

La présente invention concerne un procédé utilisable dans une radiosonde, pour le transfert vers une station de surface, par un émetteur radio-électrique, de signaux qui sont mesurés à l'aide de capteurs capacitifs. Un procédé de l'art antérieur qui est utilisé dans les radiosondes consiste à employer des capteurs capacitifs qui sont connectés un par un au circuit oscillant d'un oscillateur, et la fréquence de l'oscillateur dépend alors de la quantité qui est mesurée, c'est à dire de la température, de la pression, ou de l'humidité relative. Un autre procédé connu consiste àmodulerparla fréquence de l'oscillateur, ou une fréquence obtenue à partir d'elle, la fréquence de l'émetteur radio-électrique de la sonde, qui fonctionne sur 403 ou 1680 MHz. L'invention a pour but d'offrir un émetteur économique, non réutilisable, fournissant une puissance d'émission de l'ordre de 1 W dans les gammes de fréquence disponibles, de façon à assurer une bonne liaison entre la radiosonde et la station de surface, même sur une distance de 300 km. L'invention a également pour but d'offrir un procédé qui permette d'utiliser des capteurs existants et controlés ayant des capacités relativement faibles, la plupart du temps inférieures à 10 pF. Pour incorporer l'information dans le signal émis, le procédé qui demande le plus petit nombre de composants électroniques et de réglages est celui qui consiste à moduler l'onde porteuse. Du fait que ce procédé s'est avéré plus simple et plus avantageux que celui consistant par exemple à ajouter une fréquence appropriée à la fréquence de base de l'oscillateur, à l'aide d'un mélangeur de puissance, ce procédé donnant une fréquence de sortie de 403 MHz, l'invention a pour but d'offrir un procédé qui perfectionne encore davantage le système de modulation de la porteuse. Du fait des capacités relativement faibles des capteurs, ainsi que de la précision de mesure élevée qui est imposée, il est hors de question d'utiliser des oscillateurs de mesure fonctionnant directement sur la fréquence de modulation, et ceci pour les raisons suivantes. Premièrement, les résistances élevées (1 à 2 M ne remplissent pas les conditions de fiabilité et de stabilité imposées, en ce qui concerne par exemple la température, l'humidité et le vieillissement. Secondement, un tel mode de fonctionnement nécessiterait des bobines ayant une stabilité très élevée et des capacités parasites très faibles, et il est hors de question d'employer de telles bobines dans l'application considérée.Il est tout aussi défavorable de connecter directement le condensateur du capteur au circuit oscillant d'un oscillateur fonctionnant par exemple à 400 MHz, du fait de l'encombrement des condensateurs de capteurs, et des inductances élevées des fils associés aux commutateurs de sélection. Pour atteindre les buts indiqués cidessus, l'invention offre un procédé qui est caractérisé par l'accomplissement des étapes suivantes, dans l'ordre indiqué a) On crée un signal capacitif qui dépend de la quantité à mesurer; b) On commande avec le signal capacitif un oscillateur dont la fréquence de sortie est de l'ordre de 1 à 10 MHz, pour faire en sorte que cette fréquence de sortie dépende du signal capacitifs; c) On divise la fréquence de sortie de l'oscillateur par un facteur D, qui est de l'ordre de 26 à 28, et de préférence de 27 (D = 2); et d) On module en fréquence l'émetteur haute fréquence de la radiosonde avec la fréquence fMl- fMo/D qui résulte du calcul de l'étape (c). Conformément à l'invention, on fait fonctionner de préférence l'oscillateur de mesure dans la gamme de fréquence de 5,9 à 6,5 MHz, et on produit une fréquence de modulation appropriée en divisant la fréquence de l'oscillateur jusqu'à une valeur suffisamment faible, tout en maintenant la fréquence à une valeur suffisamment élevée pour obtenir la précision de mesure nécessaire. Conformément à l'invention, le facteur de division qui convient le mieux est 2 128. l'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre de modes de réalisation, donnés à titre nullement limitatifs. La description se réfère aux dessins annexés sur lesquels La figure 1 est un schéma synoptique correspondant au procédé de l'invention ; et La figure 2 est une représentation plus détaillée de la structure des sous-ensembles A, B et C de la figure 1. Sur les figures 1, et 2, le sous-ensemble A désigne les capteurs capacitifs d'une radiosonde, et il apparaît également sur la figure 2 un commutateur F qui permet de transférer tour à tour chaque signal de mesure vers l'oscillateur, qui est indiqué par le sous-ensemble B. Sur la figure 2, les capacités Cp et Cpp représentent les quantités qui sont mesurées, et les capacités C1, C2 et Ci représentent les capacités de référence. Le commutateur tournant F qui fait partie du sous-ensemble des capteurs reçoit par exemple son énergie motrice d'un moteur à vent. Le signal capacitif CM, qui dépend des quantités mesurées, comme la température, la pression et l'humidité relative ambiantes, apparaît en sortie du sous-ensemble des capteurs A. Le niveau de capacité qui correspond au signal capacitif 0M est de l'ordre de 10 pF, et est souvent inférieur à cette valeur. La figure 2 présente un schéma plus détaillé du sousensemble oscillateur, et la fréquence f MO de l'oscillateur B varie dans la plage allant de 5,9 à 6,5 MHz, en fonction du signal capacitif CM. En ce qui concerne la structure détaillée de l'oscillateur B, la figure 2 montre que le transistor TR1 constitue le composant actif de cet oscillateur, et que le circuit résonnant qui détermine sa fréquence d'oscillation est constitué par la bobine L1 et par les capacités suivantes, branchées en parallèle sur cette bobine: capacite de capteur CM1, capacité C5 destinée au réglage fin de la fréquence, et capacité C9 qui est branchée en série avec la capacité d'entrée du diviseur de fréquence. Le condensateur C4 est un condensateur de réaction. Les résistances R1 et R2 fixent la polarisation de base du transistor TR1. Les résistances R5 et R6 fixent le niveau continu d'entrée du circuit intégré IC1 du diviseur C, afin que ce dernier fonctionne de façon très sûre, compte tenu de la variation de l'amplitude du signal de sortie de l'oscillateur. Les capacités C3, C6, C7, C8, C10 et C11 correspondent à des condensateurs de découplage et de liaison. Conformément à l'invention, le facteur de division D du diviseur de fréquence C est de l'ordre de 26 à 28 et est de 7 préférence de 2 = 128. Ainsi, la fréquence de sortie fMl du divi- seur de fréquence C, c'est-à-dire la fréquence de modulation de l'émetteur haute fréquence de la radiosonde,est inférieure à 100 kHz, et est approximativement de 50 kHz, dans le cas considéré. émetteur haute f-réquence D de la radiosonde, dont l'antenne, représentée schématiquement, est désignée par la référence E sur la figure 1, est modulé en fréquence avec la fréquence divisée fMl qui est obtenue conformément à l'invention. La fréquence de l'émetteur D est par exemple de 400,5 à 406 MHz, ou de 1660 à 1700 MHz. Ces fréquences sont celles que l'9n peut utiliser pour l'application considérée. I1 va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées au procédé et au dispositif décrits et représentés, sans sortir du cadre de l'invention. La présente invention est due à Monsieur KALLIO-KONNO Kari. REVENDICATIONS 1. Procédé utilisable dans une radiosonde pour transférer vers une station de surface, à l'aide d'un émetteur radioélectrique, des signaux qui sont mesurés à l'aide de capteurs capacitifs, caractérisé par les étapes suivantes, accomplies dans l'ordre indiqué: a) On crée un signal capacitif qui dépend de la quantité à mesurer b) On commande avec le signal capacitif un oscillateur dont la fréquence de sortie est de l'ordre de 1 à 10 MHz, pour faire en sorte que cette fréquence de sortie dépende du signal capacitif c) On divise la fréquence de sortie de l'oscillateur par un facteur D, qui est de l'ordre de 26 à 28, et de préférence de 27 (D = 27) ; et d) On module en fréquence l'émetteur haute fréquence de la radiosonde avec la fréquence fMl = fMO/D qui résulte du calcul de l'étape (c). 2. Procédé selon la revendication i, caractérisé en ce que la fréquence de sortie de l'oscillateur est comprise dans la gamme de 5,9 à 6,5 MHz. 3. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le niveau de capacité du signal capacitif est de tordre de 10 pF. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la fréquence de l'émetteur haute fréquence est de l'ordre de 400 à 1700 MHz. 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la fréquence de modulation fMl de l'émetteur haute fréquence est inférieure à environ 100 kHz.