Brevet FR2508653A1 — publié le 19821231

DISPOSITIF DE SYNCHRONISATION DESTINE NOTAMMENT A UNE UNITE DE VISUALISATION D'UN RADAR A IMPULSIONS La présente invention concerne un dispositif de synchro- nisation destiné notamment à une unité de visualisation d'un radar à.impulsions, dispositif comportant une borne de sortie pour four- nir un signal dit de démarrage à un instant bien déterminé avant un signal dit d'activation qui est appliqué à une première de ses bornes et dont l'apparition dépend d'un signal initial appliqué à une deuxième des bornes d'entrée antérieurement au signal de démar- rage, ces différents signaux survenant durant des laps de temps successifs. Un tel dispositif ne trouve des applications que dans le cas o Les fluctuations de la durée de l'intervalle de temps compris entre l'apparition du signal initial et celle du signal d'activation sont lentes par rapport aux temps qui séparent les laps de temps successifs. On rencontre ce cas dans les radars du type comportant un modulateur dont l'entrée reçoit le signal initial et à la sor- tie duquel appara Tt le signal d'activation pour un magnétron des- tiné à fournir dans l'espace-des impulsions de très haute fré- quence et comportant, pour visualiser les échos desdites impulsions, une unité de visualisation formée d'un tube cathodique à balayage magnétique et munie d'une entrée pour signal de démarrage Le dis- positif doit fournir l'impulsion de démarrage à l'unité de visua- lisation, de sorte que le balayage soit commencé un peu avant qu'une impulsion à très haute fréquence ne soit émise Ainsi, à l'émission de l'impulsion, les transitoires du balayage ont dis- paru et le balayage est bien Linéaire; on obtient, a Lors, une image visualisée dépourvue de distorsions Cet instant de démarrage doit être indépendant du temps de réponse du modulateur, c'est-à- dire du temps qui sépare le signal initial du signal d'activation. En effet, ce temps de réponse dépend surtout du vieillissement du modulateur et aussi de la température Ces paramètres varient bien plus lentement que les laps de temps dont il a été question ci- dessus. Pour s'affranchir de ces fluctuations, un dispositif du genre mentionné dans le préambule est remarquable en ce qu'il est constitué par un asservissement formé d'un circuit de retard varia- ble muni d'une commande de retard, pour fournir le signal de démar- rage en retardant le signal initial, d'un comparateur pour agir sur ladite commande en comparant à une grandeur de consigne Le signal de sortie d'un circuit-mémoire et d'un circuit de mesure de temps pour fournir au circuit-mémoire la mesure du temps qui s'écoule entre le signal de démarrage et le signal d'activation. La description suivante faite en regard des dessins annexés, le tout donné à titre d'exemple non limitatif, fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée. La figure 1 représente le schéma d'un dispositif conforme à l'invention. La figure 2 représente la répartition dans le temps du signal initial, d'activation et de démarrage. La figure 3 montre le mode de réalisation préféré de l'invention. La figure 4 est un diagramme temps destiné à l'explica- tion du fonctionnement du dispositif de l'invention. La figure 5 représente le schéma d'un radar comportant un dispositif de l'invention. La figure 6 montre l'allure du courant de balayage pour l'unité de visualisation contenue dans le radar de la figure 5. Le dispositif de l'invention représenté à la figure 1 porte la référence 1; à sa première borne d'entrée 2, on applique un signal dit d'activation qui est représenté à La figure 2 sous La forme d'une impu Lsion IO; à la deuxième borne d'entrée 3, on applique un signal dit initial représenté à La figure 2 sous La forme d'une impulsion Il A La borne de sortie 5 du dispositif apparat Le signal dit de démarrage représenté sous La forme d'une impulsion 12 à La figure 2 La figure 2 représente ainsi une sé- quence d'impu Lsion Sq qui se reproduit plus ou moins périodique- ment On a fait figurer en pointil Lé la première et la dernière impulsions de la séquence suivante et de la séquence précédente respectivement. Le dispositif de L'invention a pour but de fournir l'impulsion I 2 avant l'impulsion 10 et d'une manière telle que l'intervalle de temps TC qui sépare ces impulsions est parfaitement déterminé; cela quelles que soient les variations de temps sépa- rant les impulsions I 1 et IO Toutefois, il faut mentionner que ceci n'est possible que dans la mesure o ces variations de temps fluctuent lentement par rapport à La cadence d'apparition des sé- quences d'impulsions. Conformément à L'invention, Le dispositif de la figure 1 est remarquable en ce qu'il est constitué par un asservissement formé d'un circuit de retard variable 10 muni d'une commande de- retard 11 pour fournir le signal de démarrage ( 12) en retardant Le signal initial (If), d'un comparateur 12 pour agir sur Le retard variable du circuit 10 en comparant à une grandeur de consigne VC le signal de sortie d'un circuit-mémoire 14 et d'un circuit de mesure de temps 16 pour fournir au circuit-mémoire la mesure du temps qui s'écoule entre le signal de démarrage et Le signal d'ac- tivation. La grandeur de consigne VC fixe bien évidemment la durée TC. Le fonctionnement du circuit de L'invention s'explique immédiatement de La façon suivante L'asservissement va agir pour que La tension aux entrées du comparateur 12 soit La plus faible possible Pour cela, le retard T apporté par le circuit 10 est modifié dans une mesure telle que Le temps qui sépare les signaux I 2 et IO ne diffère que de très peu de La valeur souhaitée TC déterminée par La grandeur VC. La figure 3 montre Le mode de réa Lisation préféré d'un dispositif conforme à L'invention Sur cette figure, Les éLéments communs avec ceux des figures précédentes portent Les mêmes réfé- rences A La borne d'entrée 2, on applique Le signal d'activation qui se présente, pour ce dispositif de La figure 3, sous Le forme d'une impulsion négative notée IO et représentée à La Ligne b de La figure 4 Le signal app Liqué à La borne 3 a aussi La forme d'une impulsion négative notée Il et e L Le est représentée à La Ligne a de La figure 4 Ces bornes d'entrées 2 et 3 sont connec- tées respectivement aux entrées S et R d'une bascu Le 30 de type RS A La sortie Q de cette bascu Le 30, on a un signal E dont L'a L- Lure est montrée à La Ligne c de La figure 4 Le circuit de retard variable 10 dont L'entrée est connectée à la sortie Q de la bas- cule 30 est constitué par un monostab Le de type conventionnel 31; La résistance qui fixe la durée de L'impulsion de ce monostable est constituée à partir du trajet source-drain d'un transistor à effet de champ 32 dont La grille constitue La commande 11 du cir- cuit de retard 10 Ainsi, en fonction de La grandeur du signal app Liqué à cette gri Lle, la résistance présentée par ce trajet varie Le signal M (Ligne d figure 4) à La sortie du monostab Le se retrouve à La borne de sortie 5 après avoir traversé un forma- teur d'impulsions 33 dont Les caractéristiques dépendent de L'uti- Lisation souhaitée Dans cet exemple, ce formateur est constitué par un monostab Le fournissant L'impu Lsion I 2 montrée à la Ligne e de la figure 4. Le circuit de mesure de temps 16 se compose d'un inté- grateur 34 et d'une bascu Le 35 du type JK à La sortie de laquelle apparaît un signal B représenté à la Ligne f de La figure 4 A partir de ce signa L, on élabore, au moyen d'un formateur d'im- pu Lsions 36, une courte impulsion destinée au circuit-mémoire 14, afin que celui-ci enregistre le signal de sortie de L'intégrateur 34 Le signal R fourni par ce formateur 36 est montré à la Ligne h de La figure 4 L'intégrateur est formé de façon conventionnelle par un amplificateur opérationnel 40 dont L'entrée et La sortie sont interconnectées par un condensateur 42 Le signal de sortie S montré à La ligne g de La figure 4 est app Liqué au circuit- mémoire 14 pour y être enregistré Lorsque t'impu Lsion fournie par Le formateur 36 apparaît L'entrée de L'amp Lificateur 40 est reliée à La sortie de La bascu Le 30 par L'intermédiaire d'une résistance 44 Un circuit-interrupteur 46, constitué par exemple par Le trajet source-drain d'un transistor à effet de champ, interconnecte Les armatures du condensateur 42 Ce cir- cuit 46 est mis en position ouverte ou fermée par Le signal élaboré par Le monostable 10; ce signal est pour ce La appliqué à La gri L Le du transistor constituant ce circuit 46 L'entrée H de la bascule 35 est reliée à la sortie du monostab Le 10, tandis que L'entrée R de cette bascu Le 34 est reliée à la sortie O de La bascu Le 30. Le comparateur 12 est formé à partir d'un amplifica- teur opérationnel 50 monté en amp Lificateur différentiel Pour ce La, il est prévu une résistance 52 interconnectant l'entrée et La sortie de cet amp Lificateur 50 Une entrée de cet amp Lifi- cateur est connectée, par L'intermédiaire d'une résistance 54, à La sortie du circuit-mémoire 14 pour recevoir un signal V montré à La ligne i de La figure 4 et L'autre entrée reçoit, par l'intermédiaire d'une résistance 56, la tension de référence VC. Un fi Ltre intégrateur monté en sortie de cet amplificateur opé- rationne L est constitué par une résistance 58 connectée entre La sortie de l'amplificateur 50 et, par un condensateur 59, connecté en parallèle à la sortie du comparateur 12. Le circuit-mémoire est formé à partir d'un circuit échanti L Lonneur-maintien mieux connu en Littérature anglo- saxonne sous Le nom de circuit "sample and hold". Dans ce qui suit, l'explication du fonctionnement du dispositif de La figure 3 sera faite à L'aide de La figure 4. A L'instant ti (voir La ligne j de La figure 4) sur- vient L'impu Lsion Il Ceci impose que Le signal E passe de La valeur " O " à la valeur " 1 " Cette montée du signal E déclenche Le monostab Le 10 pour une durée w A L'instant t 2, survient La retombée du signal fourni par le monostable 10; ceci a trois conséquences: La première est que L'impu Lsion 12 est éLaborée par le formateur 32; La deuxième est que la bascule 35 change d'état et que son signal à sa sortie prend La valeur logique " 1 "; la troisième est que Le circuit-interrupteur 46 est mis en posi- tion ouverte et que le signal S commence à croître. A l'instant t 3 survient l'impulsion IO, la bascule 30 est mise à L'état " O ", Le signal E prend donc cette valeur Ceci entraîne que la bascule 34 est mise à zéro, Le signal B prend cette valeur Le front descendant du signal B provoque une impul- sion du signal R, élaborée par le formateur 36, pour que la va Leur du signal S soit emmagasinée dans Le circuit-mémoire 14 Cette tension peut différer d'une petite valeur c de la précédente (voir Ligne i de la figure 4), L'asservissement va oeuvrer pour que cette tension V tende vers VC. A la figure 5, on a représenté un radar comportant le dispositif 1 de l'invention, ce radar fonctionnant par impulsions. La référence 71 indique une antenne tournante pour émettre une onde OE et pour recevoir une onde OR réfléchie par Les différents obstacles que peut rencontrer l'onde O E Pour émettre cette onde OE, on utilise un magnétron 72 commandé par un modulateur 73 Le modulateur 73 est excité par Le signal I 1 fourni par un circuit non représenté. L'onde OR captée par l'antenne 71 est dirigée vers un récepteur 75 via un duplexeur 77 Ce récepteur fournit l'informa- tion de Luminance à une unité de visualisation 78, en réponse aux échos reçus; cette'unité 78 comporte'un tube cathodique 80 et une base de temps 85 qui a Limente des bobines de déviation 86, 87, pour obtenir une une présentation d'image en P Pl (en anglais: Plan Position Indicator) Le tube cathodique fournit en coordonnées polaires une indication de L'environnement balaye par l'antenne 71 L'angle de rotation a (angle d'azimut ou de gisement) de L'an- tenne est reporté sur L'écran du tube tandis que L'on doit assurer un balayage en dent de scie selon Le rayon-vecteur de La représen- tation en coordonnées polaires. A La figure 6, on représente, en fonction du temps t, L'a L Lure du courant IB qui traverse Les bobines 86 et 87 prévues pour assurer un balayage Linéaire se Lon Le rayon-vecteur de La visua Lisation Entre Les instants TA o l'on démarre Le ba Layage et TB, Le courant IB n'est pas une fonction Linéaire du temps, il ne l'est qu'entre Les instants TB et 1 C. Si l'instant t A correspond à L'émission de L'impulsion radar, c'est-àdire L'impulsion I 0, on se rend compte que tous les échos proches reçus entre cet instant t A et t B vont apparaître "tassés" Pour éviter ce tassement, on utilise La partie Linéaire du balayage IL faut donc pour cela démarrer Le ba Layage en un temps antérieur à L'apparition de l'impulsion radar; ce temps antérieur doit être bien déterminé. Le dispositif de L'invention 1 permet, par l'impulsion I 2, de déclencher la base de temps 85 en un temps bien déterminé avant qu'apparaisse l'impulsion 10 Ainsi, le dispositif de L'in- vention permet de s'affranchir du temps de réponse du modulateur 73 En effet, ce temps dépend de paramètres Lentement variables tels que les variations de la tension d'alimentation et changement de température. REVENDICATIONS: 1 Dispositif de synchronisation destiné notamment à une unité de visualisation d'un radar à impulsions, dispositif compor- tant une borne de sortie pour fournir un signal dit de démarrage à un instant bien déterminé avant un signal dit d'activation qui est appliqué à une première de ses bornes et dont L'apparition dépend d'un signal initial appliqué à une deuxième des bornes d'entrée antérieurement au signal de démarrage, ces différents si- gnaux survenant durant des Laps de temps successifs, caractérisé en ce qu'i L est constitué par un asservissement formé d'un circuit de retard variable muni d'une commande de retard pour fournir le signal de démarrage en retardant le signal initia L, d'un compara- teur pour agir sur lesdites commandes en comparant à une grandeur de consigne Le signal de sortie d'un circuit-mémoire et d'un cir- cuit de mesure de temps pour fournir au circuit-mémoire La mesure du temps qui s'écoule entre Le signal de démarrage et le signal d'activation. 2 Dispositif de synchronisation selon la revendication 1, caractérisé en ce que Le circuit de retard variable est constitué par un monostable dont la résistance, destinée à fixer la durée de basculement, est formée à partir d'un trajet source-drain d'un transistor à effet de champ dont la gril Le constitue la commande de retard. 3 Dispositif de synchronisation selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le comparateur est formé à partir d'un amplificateur différentiel dont une entrée reçoit le signal de sortie du circuit-mémoire et dont une autre une tension de réfé- rence qui fixe ledit instant déterminé. 4 Dispositif de synchronisation selon l'une des reven- dications 1 à 3, caractérisé en ce que le circuit de mesure de temps est formé à partir d'un intégrateur connecté pour fournir une tension croissant continûment entre l'apparition du signal de démarrage et du signal d'activation et d'un circuit pour fournir une impulsion d'enregistrement destinée au circuit-mémoire pour l'enregistrement du signal de sortie de l'intégrateur. Dispositif de synchronisation se Lon L'une des revendi- cations 1 à 4, caractérisé en ce que Le circuit-mémoire est formé à partir d'un circuit échanti L Lonneur-maintien. 6 Radar du type comportant un modu Lateur dont L'entrée reçoit Le signal initial et à La sortie duque L appara Tt Le signal d'activation pour un magnétron destiné à fournir dans L'espace des impulsions de très haute fréquence et comportant pour visualiser Les échos desdites impulsions une unité de-visua Lisation formée d'un tube cathodique à ba Layage magnétique et munie d'une entrée pour signal de démarrage, caractérisé en ce qu'i L comporte un dis- positif se Lon L'une des revendications 1 à 5 dont La sortie est connectée à L'entrée pour signal de démarrage de Ladite unité de visua Lisation et dont Les première et deuxième entrées sont reliées respectivement à l'entrée et à La sortie dudit modu Lateur.