Brevet FR2466912A1 — publié le 19810410

L'invention concerne un procédé et un dispositif pour le traitement de signaux à large bande dont la dynamique est importante, en particulier des signaux déchu dans la détection par ultrasons des défauts dûs à des fentes, où les signaux de détection analogiques émis par un détecteur sont tout d'abord renforcés dans un amplificateur linéaire préalable. Dans l'exploitation automatique par calcul des signaux ultrasoniques de détection das l'examen nondestructif des matériaux, il est courant de mettre en oeuvre des amplificateurs logarithmiques, avec lesquels on peut traiter la totalité de la dynamique des signaux de détection reçus supérieurs à 60 dB, pendant quavec un renforcement linéaire on peut traiter seulement une zone 'amplitude de 20 dB. Suivant les procédés connus, on amplifie les signaux ultrasoniques logarithmiquement après une amplification analogique préalable, les redresse, les transforme en signaux numériques et ensuite les évalue numériquement. Ces procédés présentent toutefois différents inconvénients, en ce qui concerne en particulier la largeur de bande et la linéarité. On se sert de plus en plus de têtes ultrasoniques dont les fréquences propres sont supérieures à 10 MHz. De ce fait, le système de traitement qui suit doit présenter une largeur de bande nettement plus grande, afin que le signal émis par le détecteur à ultra-sons puisse être traité sans distorsion. La largeur de bande du système de traitement est déterminée par la largeur de bande de l'amplificateur loga rythmique. Il ne peut toutefois être obtenu que très difficilement une largeur de bande supérieure à 10 MHz avec lesanplificateurs logarithmiques que l'on peut se procurer actuellement. Il en résulte que la définition des défauts est déficiente et que la reproductibilité des défauts l'est aussi. La linéarité du système de traitement est déterminée principalement par la linéarité du redresseur, dont la qualité est ainsi essentiellemerdt rouir la q:lantification du défaut. Etant donné l'importance de la dynamique que l'on demande au redresseur après l'amplification logarithmique il n'est toutefois pas possible de maintenir absolument linéaire la ligne caractéristique de ce redresseur. L'invention a en conséquence pour objet de trouver un procédé et un dispositif pour le traitement des signaux à large bande, dont la dynamique est importante, en particulier pour le traitement des signaux d'écho des détecteurs ultrasoniques des défauts causés par des fentes, qui permette de traiter sans distorsion les signaux à large bande détectés, le signal analogique émis par un détecteur-étant d'abord amplifié dans un amplificateur linéaire préalable. A cet effet, l'invention propose que le signal de détection soit mis sous la forme numérique logarithmique directement, immédiatement lors de l'amplification préalable. Cette façon de faire a lxavantage de permettre la suppression de l'amplificateur logarithmique analogique et du redresseur. L'invention sera mieux comprise en regard de la description ci-après et des dessins annexés, représentant un exemple de réalisation de l'invention, dessins dans lesquels : - la figure 1 illustre schématiquement le déroulement du procédé suivant l'invention, - la figure 2 montre schématiquement sous forme de schémaubloc une disposition avantageuse suivant laquelle le procédé peut être de préférence réalisé. Suivant la figure 1, le signal à large bande 1 émis par un détecteur est envoyé, après une amplification préalable 2 de type connu, à un bloc fonctionnel 3 qui réunit en lui même, dtune façon très avantageuse, l'amplification d'entrée, la prise du logarithme, la transformation en numérique, et le redressement. Ensuite se produit l'échelonnement des différents degrés de quantification du convertisseur analogiquenumérique ADC, suivant une ligne caractéristique logarithmique, et ce, symétriquement pour les signaux positifs et négatifs. Le signal 4 de sortie, transformé en signal numérique, contient alors, directement en décibels dB, l'amplitude du signal d'entrée 1 et sa polarité.Il peut ensuite entre exploite directement dans le calculateur 5 et être rendu visible, après un convertisseur numérique analogique DAO, sur un calculateur 7 ou un enregistreur. On a ainsi le grand avantage d'obtenir dans le système de traitement une largeur de bande de 20 MHz et plus, car cette largeur ne dépend plus que da ampiificario linéaire préalable et de l'amplification d'entrée de l'ADC 3. En raison de la suppression, suivant ltinvention, du redresseur, les défauts de linéarité du redresseur disparaissent. La polarité du signal est indiquée par le bit dont la valeur est la plus élevée du signal de sortie 4 numérique de ltADC, pendant que le degré de l'amplitude est indiqué par le reste des bits. Si ce bit indicateur de signe ne subit pas de traitement supplé- mentaire, la fonction de redressement est pratiquement remplie. Il est ainsi possible suivant l'invention d'évaluer la dynami- que importante des signaux détectés sans perte de qualités Le procédé de l'invention sera réalisé de préférence au moyen du dispositif avantageux représenté par le schéma-bloc de la figure 2. L'ADC 3 est composé de différents modules 8 dont chacun contient par exemple 8 comparateurs. L'échelonnement des entrées de référence des 8 comparateurs est logarithmique. On assemble chaque fois 5 modules 8, donc 40 comparateurs, pour convertir chaque fois un tiers de la totalité de l'étendue dynamique. Le troisième tiers, donc la troisième étendue appro ximative, est formée de 6 modules. L'étendue sur laquelle fonctionne un module isolé est déterminée par le réglage des sources 9 de courant de référence. Pour assurer un réglage le plus uniforme possible des trois étendues approximatives, chaque étendue approximative possède son propre amplificateur d'entrée 10. L'ADC fonctionne en parallèle, c'est-àdire que pour chaque modification de 0,5 dB de la tension dentrée analogique (correspondant à un bit), un comparateur est disponible, EXEMPLE On ajuste ur convertisseur analogique- numérique à un taux de conversion de 150 MHz et une dynamique de 60dE, avec une définition de 0,5 dBo Il se présente alors, à la sortie numérique, le nombre 60 pour un signal d'entrée analogique de 5 volts. Avec un signal d'entrée analogique de 2,5 volts, il s'applique à la sortie, numériquement, le nombre 54. Ce montant, 60 ou 54 est codé en 7 bits correspondants à la définition, le 3ème bit caractérise la polarité. C'est-à-dire qu'une entrée de "moins 5 volts" produit également le nombre 60, mais seulement avec un état logique différent du bit indicateur de signe. On est assuré avec ce dispositif de pouvoir réaliser, à partir des différents comparateurs, échelonnés logarithmiquement, des modules 8, une ligne caractéristique logarithmique dont la dynamique est quelconque. REVENDICATIONS 1.- Procédé pour le traitement de signaux à large bande de dynamique importante, en particulier pour le traitement des signaux d'écho de la détection ultrasonique des défauts dûs à des fentes où le signal détecté, analogique, émis par un détecteur est d'abord amplifié dans un amplificateur linéaire, caractérisé en ce que le signal de détection est transformé en signal numérique logarithmique, directement à la suite de l'amplification préalable 2.- Dispositif pour l'exécution'.du procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'amplifica- teur logarithmique, le redresseur et le convertisseur analogiquenumérique sont réunis en un ensemble fonctionnel qui n'est plus séparable. 3.- Dispositif suivant l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que la ligne caractéristique logarithmique d'une dynamique quelconque est composée des lignes caractéristiques logarithmiques des différents modules (8) toujours identiques.