Brevet FR2519449A1 — publié le 19830708

Dispositif de traitement du signal d'un détecteur à effet Doppler. La présente invention a pour objet un dispositif de traitement du signal d'un détecteur à effet Doppler, comprenant une tête hyperfréquence de production d'un signal doppler, un amplificateur auquel est appliqué le signal doppler, un filtre passe-bas connecté en sortie de l'amplificateur, un circuit de mise en forme connecté en sortie du filtre passe-bas et un circuit de déclenchement d'un organe d'alarme ou de commande auquel est appliqué le signal issu du circuit de mise en forme. Les détecteurs à effet Doppler sont utilisés pour de nombreuses applications telles que par exemple la détection d'intrusion ou l'ouverture de portes. Toutefois, ces détecteurs restent généralement assez sensibles aux parasites électriques ainsi qu'à des mouvements fortuits d'objets. La présente invention vise précisément à remédier à ces inconvénients et à réaliser un détecteur à effet Doppler dont la fiabilité et l'efficacité sont améliorées. L'invention a en particulier pour but d'éviter le déclenchement de fausses alarmes grâce à un traitement particulier du signal doppler issu de la tête hyperfréquence, après remise en forme de ce signal. Ces buts sont atteints grâce à un dispositif de traitement du type mentionné en tête de la description, dans lequel conformément à l'invention, le circuit de déclenchement comprend un registre à décalage à N étages dont l'entrée de données reçoit en permanence un signal logique à l'état "1", dont l'entrée d'horloge reçoit le signal doppler mis en forme et calibré issu du circuit de mise en forme, dont la premiere sortie est reliée à un premier circuit de temporisation d'une durée prédéterminée Dl et dont la Nième sortie est reliée à des moyens de déclenchement dudit organe d'alarme ou de commande et la sortie du premier circuit de temporisation est reliée à l'entrée de remise à zéro du registre à décalage. Selon une caractéristique particulière, le premier circuit de temporisation présente une entrée de relance à laquelle sont appliquées les impulsions du signal doppler mis en forme et calibré. Selon une autre caractéristique avantageuse, la Nième sortie du registre à décalage est également reliée à un second circuit de temporisation d'une durée prédéterminée D2 inférieure à la durée de temporisation D1 du premier circuit de temporisation et la sortie du second circuit de temporisation est reliée à l'entrée de remise à zéro du registre à décalage. Le second circuit de temporisation présente également une entrée de relance à laquelle sont appliquées les impulsions du signal doppler mis en forme et calibré. La durée D1 du premier circuit de temporisation est avantageusement comprise entre environ dix et vingt secondes, et de préférence égale à quinze secondes. La durée D2 du second circuit de temporisation est de préférence comprise entre trois et cinq secondes. Le nombre N d'étages du registre à décalage peut être égal à huit. Les premier et second circuits de temporisation peuvent présenter des éléments communs, et notamment un moyen commun de relance de temporisation. Le dispositif de traitement peut encore comprendre un circuit comparateur d'établissement d'un zéro fictif connecté à la sortie de la tête hyperfréquence de production d'un signal doppler, et dont la sortie est reliée auxdits moyens de déclenchement de l'organe d'alarme ou de commande tel qu'un relais. Ce dernier circuit permet de prendre en compte une panne survenant dans le dispositif et provoque dans ce cas la fermeture du relais. Ceci constitue une sécurité du système par la signalisation non seulement d'un évènement auquel est sensible le détecteur à effet Doppler, mais également d'un défaut de fonctionnement du détecteur lui-meme. D'une manière générale, on notera que la présence dans l'étage du circuit de déclenchement du relais, d'un registre à décalage assurant le comptage d'un nombre prédéterminé N de périodes avant déclenchement permet de ne réaliser un déclenchement que sur un mouvement effectif, ce qui évite la prise en compte des impulsions non répétitives dues à des parasites électriques ou par exemple à de simples chutes d'objets devant le détecteur. La présence du premier circuit de temporisation qui provoque une remise à zéro du registre à décalage après une durée prédéterminée D1 permet d'éviter l'accumulation dans le temps d'impulsions isolées. Enfin, la présence d'un second circuit de temporisation entrant en action lorsqu'une impulsion est arrivée au dernier étage du registre à décalage, et présentant une durée de temporisation D2 inférieure à celle (D1) du premier circuit de temporisation permet de garantir un temps suffisant de maintien du relais en alarme tout en suivant d'assez près la disparition du mouvement ayant provoqué le déclenchement d'une alarme. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui fait suite d'un mode particulier de réalisation de l'invention, donné à titre d'exemple, en référence au dessin annexé, sur lequel - la figure I est un schéma-bloc montrant de façon particulière l'étage de traitement du signal doppler remis en forme pour la commande d'un relais d'alarme ou de commande, - la figure 2 représente le schéma détaillé d'une première partie d'un détecteur doppler qui comprend la tête de détection proprement dite, un circuit d'alimentation en tension et un circuit comparateur, - la figure 3 représente le schéma détaillé d'une seconde partie d'un détecteur doppler qui comprend un étage amplificateur de signal doppler, un filtre passe-bas et un circuit de mise en forme; et - la figure 4 représente le schéma détaillé d'une troisième partie d'un détecteur doppler qui comprend l'étage de traitement du signal doppler remis en forme et les éléments de commande d'un relais. Si l'on se reporte à la figure 2, on voit un ensemble 20 d'alimentation du dispositif en tension continue stabilisée. Cet ensemble 20 comprend de façon classique une diode de-protection 21, un condensateur de filtrage 22, un circuit intégré régulateur de tension 24, des résistances 25, 26 de prise d'échantillonnage, et des condensateurs 23, 27. Le circuit 20 relié à une source d'alimentation en courant continu, telle qu'une batterie d'accumulateurs, assure l'alimentation de l'en- semble des circuits du dispositif détecteur ainsi que de la bobine de relais 72 (Fig 4) qui, lorsque ce relais 72 est déclenché par le transistor 74 mis à l'état de saturation par le dispositif détecteur, commande la fermeture du contact 71 et par là-même le déclenchement d'un relais d'alarme ou de commande, non représenté. L'étage 10 de la figure 2 correspond à une tête hyperfréquence de détection qui est connectée entre des bornes positive 14 et négative 15 d'alimentation en tension et présente une sortie 16 d'émission d'un signal doppler au niveau de la diode-de détection 13 qui coopère avec l'émetteur hyperfréquence 12 et son condensateur associé 11. Le signal doppler issu de la borne de sortie 16 de la tete hyperfréquence est appliqué d'une part à un circuit comparateur 30 qui sera décrit plus loin et, d'autre part, à un amplificateur 40 (fig. 3). L'amplificateur 40 présente une structure tout à fait classique avec deux transistors 43 et 47 associés à des résistances de polarisation 45, 46, 48 et de contre réaction 44 et à des condensateurs de liaison 42, 49. Le signal d'entrée de l'amplificateur 40 est prélevé sur la borne de sortie 16 de la tete hyperfréquence 10 par l'intermédiaire d'un potentiomètre 41. Le réglage du gain de cet amplificateur permet de régler la portée du détecteur. Le signal issu de l'amplificateur 40 est transmis à un étage 50 formant filtre passe-bas qui pré- sente une fréquence de coupure par exemple de l'ordre de 70 Hz. Ce filtre passe-bas 50, qui présente lui aussi une configuration classique, est bâti autour d'un amplificateur opérationnel 56 dont l'entrée non inverseuse est reliée au condensateur de liaison 49 par deux résistances montées en série 51 et 54 et l'entrée inverseuse est reliée d'une part au pôle positif de l'alimentation par la résistance 58 et, d'autre part, à la masse par la résistance 59. Un condensateur 55 relie l'entrée non inverseuse de l'amplificateur opérationnel 56 à la sortie de ce dernier. Par tailleurs, un condensateur 52 est connecté entre la masse et le point commun aux résistances 51 et 54.Une résistance 53 est elle-même connectée entre ce point commun et la sortie de l'amplificateur opérationnel. Le signal issu du filtre passe-bas 50 est appliqué par l'intermédiaire d'un condensateur de liaison 57 à l'entrée d'un circuit 60 de mise en forme du signal doppler amplifié et filtré. Le circuit de mise en forme 60 est destiné à délivrer des impulsions calibrées à sa sortie. Le circuit 60 est constitué par un amplificateur à contreréaction positive qui transforme le signal reçu en signal logique. Le signal issu du filtre 50 est appliqué d'une part sur l'entrée inverseuse d'un amplificateur opérationnel 61 et, d'autre part, par l'intermédiaire de résistances 62, 64 et 66 montées en série à l'entrée non inverseuse de l'amplificateur opérationnel 61. Le point commun des résistances 62 et 64 est lui-même relié à la masse par une résistance 63 tandis que le point commun aux résistances 64 et 66 est lui-même relié au pôle positif de l'alimentation par une résistance 65. Une résistance'67 de contre-réaction relie la sortie de l'amplificateur opérationnel 61 à l'entrée non inverseuse de celui-ci. Le signal de sortie de l'amplificateur opérationnel 61, qui constitue un signal logique calibré remis en forme est appliqué à l'étage suivant 100 de déclenchement de relais par l'intermédiaire d'une porte inverseuse 68. Le circuit 100 du traitement du signal devant servir au déclenchement du relais d'alarme sera maintenant décrit en détail en référence à la figure 1 qui est une représentation de principe et à la figure 4 qui représente en détail un exemple de réalisation du circuit de la figure 1. Comme on peut le voir sur la figure 1, le signal doppler remis en forme issu de l'étage 60 est traité de manière à ne provoquer la fermeture d'un relais d'alarme que dans certaines conditions qui visent à éliminer les risques de fausses alarmes. Le signal doppler remis en forme est appliqué sur l'entrée d'horloge 112 d'un registre à décalage 110 à N étages. Le nombre N peut être par exemple égal à huit. Un signal logique correspondant à l'état "1" est en outre appliqué en permanence à l'entrée de données 111 du registre à décalage 110. Un état logique "1" présent à l'entrée du registre à décalage doit arriver sur la Nième sortie, c'est-à-dire la sortie nO 8 en cas de registre à huit étages, pour pouvoir servir à la commande d'un relais d'alarme qui est déclenché par la ligne de connexion reliée à la Nième sortie 114 du registre 110. Ceci implique qu'il faut au minimum l'application de N périodes de signal doppler remis en forme sur l'entrée 112 pour qu'une alarme puisse être déclenchée.Ceci permet de ne réaliser un déclenchement que sur un mouvement effectif et d'éviter que des impulsions non répétitives dues à des parasites électriques, a des vibrations intempestives ou à des chutes d'objets devant le détecteur soient prises en compte. Des impulsions isolées pourraient toutefois être accumulées dans le temps et provoquer également un déclenchement intempestif d'une alarme. Aussi, la première sortie 113 du registre à décalage 110 est reliée à l'entrée 122 d'un circuit de temporisation 120 qui provoque le démarrage d'une temporisation d'une durée D1 suffisante, par exemple, 15 secondes, destinée à éviter la prise en compte d'impulsions isolées qui seraient accumulées. La sortie 124 du circuit de temporisation 120 est reliée à l'entrée 115 de remise à zéro du registre 110 de sorte que le registre 110 est effacé à la fin de la durée de temporisation D1 du circuit de temporisation 120.La temporisation de durée D1 est relancée par chaque période de signal doppler grâce à une entrée 121 du circuit de temporisation 120 qui reçoit directement le signal doppler remis en forme. Par suite, si la cadence des impulsions à l'entrée 112 du registre 110 (et donc également à l'entrée 121 de relance du circuit de temporisation 120? est telle qu'il apparait plus d'une impulsion pendant la durée D1 de temporisation, l'état logique "1" de l'entrée du registre 110 progresse jusqu a atteindre la Nième sortie 114 qui permet le déclenchement de l'alarme. En revanche, si la cadence des impulsions à -I'entrée 112 du registre 110, et à l'entrée de relance 121 du circuit de temporisation 120 est telle qutil n'apparait au maximum qu'une impulsion pendant la durée de temporisation D1, le registre 110 est sans cesse effacé et l'état "1" ne progresse pas dans le registre 110. Le circuit de traitement 100 comprend un second circuit de temporisation 130, qui peut d'ailleurs en pratique comprendre des éléments communs avec le premier circuit de temporisation 120 et qui présente une durée de temporisation D2, par exemple de 3 secondes, qui est inférieure à la durée de temporisation D1 du premier circuit de temporisation 120. Le second circuit de tempprisation 130 entre en action lorsqu'un état logique "1" a atteint la Nième sortie 114 du registre 110. Ce second circuit de temporisation 130 se substitue alors au premier circuit de temporisation 120. Le second circuit de temporisation 130 permet de garantir un temps suffisant de maintien du relais en alarme tout en permet tant un arrêt de l'alarme en suivant d'assez près la disparition du mouvement. Dans le cas où la cadence des impulsions aux entrées 112 et 121 est telle qu'il apparait plus d'une impulsion pendant la durée D2, le relais se maintient en alarme permanente. La sortie 124 du second circuit de temporisation 130 est reliée à l'entrée 115 de remise à zéro du registre à décalage de la mê-me façon que pour le premier circuit de temporisation 120. Le circuit 100 de traitement de signal et les moyens 70 de déclenchement d'un relais d'alarme seront maintenant décrits en détail en référence à la figure 4. On voit sur la figure 4 un registre à décalage 110 à huit étages formé de deux registres à décalage 110A, 110B de quatre étages montés en série. Un signal logique "1" est appliqué à l'entrée de données 111 du premier registre à décalage 110A tandis que le signal doppler remis en forme issu de l'étage 60 est appliqué aux entrées d'horloge 112, 112' des registres 110A et 11013. La quatrieme sortie Qll du registre 110A est reliée à l'entrée de données D du registre 11013. La première sortie 113 du registre à décalage 110, constituée par la sortie Q1 du registre 110A est reliée au pôle positif de l'alimentation par l'intermédiaire d'une résistance 125 et d'un condensateur 129 qui constituent un premier circuit de temporisation 120 avec une constante de temps ti- D1 = RIC où R1 est la valeur de la résistance 125 et C la capacité du condensateur 129.Une diode 126 dont la cathode est reliée à l'entrée 122 du circuit 120 est en outre montée en parallèle sur la résistance 125. Le point commun de la résistance 125 et du condensateur 129 constitue la sortie 124 du circuit de temporisation 120 et se trouve relié aux entrées 115, 115' de remise à zéro des registres 110A, 11013 par l'intermédiaire de deux portes inverseuses 101, 102 placées en série. Le circuit de temporisation 120 comprend en outre des moyens de relance 127, 128 qui présentent une entrée de relance 121 qui reçoit le signal doppler remis en forme issu de l'étage 60.Le signal doppler remis en forme présent à l'en- trée de relance 121 est appliqué par l'intermédiaire d'une résistance 127 à la base d'un transistor 128 dont l'émetteur est à la masse et le collecteur est relié au point commun 124 de la résistance 125 et du condensateur 129. Lorsque le signal doppler mis en forme présente une impulsion, celle-ci sature le transistor 128 qui relance ainsi la temporisation de durée D1 = R1C. A titre d'exemple, on peut choisir pour R1 une valeur de 1,5 M et pour C une valeur de 10 rtF qui four- nissent une durée D1 de 15 secondes. La huitième sortie 114 du registre 110, constituée par la sortie Q11 du registre 1108 est reliée par l'intermédiaire d'une diode 103 à un point 106 qui est relié à la masse par l'intermédiaire d'une résistance 104. Le point 106 est relié par l'intermédiaire d'un circuit inverseur 105 et d'une résistance 75 à la base d'un transistor de commande 74 dont l'émetteur est relié à la masse et le collecteur est relié à une extrémité d'une bobine 72 de relais dont l'autre extrémité est reliée à la source d'alimentation en tension continue. La diode 73 en parallèle sur la bobine 72 joue un rôle de protection. Lorsque'un signal logique "1" est appliqué au point 106, le transistor 74 se sature et le relais 72 est alors excité, ce qui ferme le contact 71 commandant le déclenchement d'un relais d'alarme, ou de commande d'organe, non représenté.Le relais 72 peut ainsi être excité dès qu'un signal correspondant à un "1" logique a été appliqué sur la dernière sortie 114 du registre 110. La dernière sortie 114 du registre 110 est également reliée à l'entrée 123 d'un second circuit 130 qui modifie la temporisation produite par le circuit 120. Le circuit 130 comprend une résistance 131 et une diode 132 montées en série entre le point 123 et la sortie 124 du premier circuit de temporisation 120, la diode 132 étant passante dans le sens allant du point de connexion 123 au point de connexion 124. La résistance 131 de valeur R2 modifie la constante de temps du circuit de temporisation 120 et forme avec ce dernier un nouveau circuit de temporisation de constante de temps D2 = t 2 - (R1 / R2).C. Si, par exemple, R2 vaut 470 k3L , la durée D2 de la temporisation vaut environ trois secondes si R1 et C présentent les valeurs précédemment citées.Cette constante de temps D2 est dans tous les cas inférieure à la constante de temps du circuit 120 seul puisque la résistance 131 est considérée comme étant mise en parallèle avec la résistance 125 en ce qui concerne la charge du condensateur 129. Par ailleurs, les moyens 127, 128 de relance de la temporisation continuent de fonctionner à chaque apparition d'une nouvelle impulsion sur l'entrée de relance 121, que le circuit de temporisation 120, 130 présente la première durée de temporisation D1 (lorsqu'un état "0" est présent sur la dernière sortie 114 du registre 110) ou la seconde durée de temporisation D2 (lorsqu'un état "1" est présent sur la dernière sortie 114 du registre 110). Le point 106 du circuit 100 est en outre relié à la sortie du circuit comparateur 30 de la figure 2. La sortie du circuit comparateur 30 représente norsalement un état logique qui correspond à un "0", mais passe à un état correspondant à un 1" en cas de défaillance de l'alimentation 20 du dispositif, ou encore de panne à l'émission ou de saturation du récepteur de la tête hyperfréquence 10. Dans ce cas, la sortie du détecteur en aval de la porte inverseuse 105 reliée au point 106 passe également dans un état de commande d'alarme qui excite la bobine 72 et déclenche ainsi le relais d'alarme. Le détecteur à effet Doppler se met ainsi automatiquement en état d'alarme en cas de défaillance de l'un de ses composants. Le circuit comparateur 30 comprend un pont diviseur formé des résistances 31a, 31b, 31c montées en série entre le pôle positif de l'alimentation en tension et la sortie 16 de la tête de détection 10. Le curseur du potentiomètre qui constitue la résistance 31b est relie aux entrées non inverseuses de deux amplificateurs opérationnels 34, 36 et, par l'interme- diaire d'un condensateur 38, à la masse. L'entrée inverseuse de l'amplificateur opérationnel 34 est reliée d'une part au pôle positif de l'alimentation par une résistance 32 et, d'autre part, par une résistance 33 à l'entrée inverseuse du second amplificateur opérationnel 36 qui est elle-même reliée à la masse par une résistance 39. Les sorties des amplificateurs opérationnels 34 et 36 sont reliées au point 106 du circuit 100 par des diodes 35 et 37 respectivement. Les diverses diodes 35,37,103,132 servent de portes d'aiguillage pour les différents signaux. Dans ce qui précède, on a supposé que la présence, au point de sortie du circuit de traitement 100, d'un signal correspondant à un état logique 1'1" servait au déclenchement d'un relais d'alarme ou de commande d'organe. Naturellement, le signal de sortie alarme disponible en sortie de la porte inverseuse 105 peut servir à commander tout autre sorte d > élément, par exemple, un moyen de visualisation tel qu'une diode électroluminescente. Par ailleurs, la discrimination entre les différentes alarmes susceptibles d'être déclenchées successivement, du fait de la présence des circuits de tem poriaation et notamment du circuit de temporisation 130 de durée D2 réduite,capable d'indiquer rapidement la fin d'un mouvement ayant provoqué une détection, permet une exploitation des résultats constitués par la durée de chaque alarme correspondant à une excitation du relais 72, ou d'un autre organe de visualisation connecté en sortie du circuit 100. Cette exploitation des résultats peut notamment être réalisée automatiquement par programme. REVENDICATIONS 1. Dispositif de traitement du signal d'un détecteur à effet Doppler, comprenant une tête hyperfréquence (10) de production d'un signal doppler, un amplificateur (40) auquel est appliqué le signal doppler, un filtre passe-bas (50) connecté en sortie de l'amplificateur (40), un circuit de mise en forme (60) connecté en sortie du filtre passe-bas (50) et un circuit (100) de déclenchement d'un organe d'alarme ou de commande auquel est appliqué le signal issu du circuit de mise en forme (60), c a r a c t é r i s é en ce que le circuit de déclenchement (100) comprend un registre à décalage (110) à N étages dont l'entrée de données (111) reçoit en permanence un signal logique à l'état "1", dont l'entrée d'horloge (1*12, 112') reçoit le signal doppler mis en forme et calibré issu du circuit de mise en forme (60), dont la première sortie (113) est reliée à un premier circuit de temporisation (120) d'une durée prédéterminée D1 et dont la N ième sortie (114) est reliée à des moyens (70) de déclenchement dudit organe d'alarme et en ce que la sortie (124)du premier: circuit de temporisation (120) est reliée à l'entrée de remise à zéro (115, 115') du registre à décalage (110). 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le premier circuit de temporisation (120) présente une entrée de relance (121) à laquelle sont appliquées les impulsions du signal doppler mis en forme et calibré. 3. Dispositif selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que la N ième sortie (114) du registre à décalage est également reliée à un second circuit de temporisation (130) d'une durée prédéterminée D2 inférieure à la durée de temporisation D1 du premier circuit de temporisation (120) et en ce que la sortie (124) du second circuit de temporisation (130) est reliée à l'entrée de remise à zéro (115, 115') du registre à décalage (110). 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que le second circuit de temporisa tion (130) présente une entrée de relance (121) à laquelle sont appliquées les impulsions du signal dop pler mis en forme et calibré. 5. Dispositif selon la revendication 1 et la revendication 3, caractérisé en ce que les premier et second circuits de temporisation (120, 130) présen tent des éléments communs (129). 6. Dispositif selon la revendication 2, la revendication 4 et la revendication 5, caractérisé eh ce que les premier et second circuits de temporisa tion (120, 1305 présentent un moyen commun de relance de temporisation (127, 128). 7. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la durée D1 du premier circuit de temporisation (120) est comprise entre environ dix et vingt secondes, et de préférence égale à quinze secon des 8.Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que la durée D2 du second circuit de temporisation (130) est comprise entre environ trois et cinq secondes. 9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que le nombre N d'étages du registre à décalage (110) est égal à huit. 10. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un circuit comparateur (30) d'établissement d'un zéro fictif connecté à la sortie de la tête hyperfréquence (10) de production d'un signal doppler, et dont la sortie est reliée auxdits moyens de déclenche ment de relais (70).