Brevet FR2545210A1 — publié le 19841102

DISP OSITIF D'ELABORATION DE SIGN AUX PRESENTANT ENTRE EUX UNE RELATION DETERMINEE ET EVOLUANT EN FON CTION DE DONNEES IN CIDENTES La présente invention se rapporte à un dispositif d'élaboration de signaux pressentant entre eux une relation déterminée et évaluant en fonction de données incidentes2 en particulier d'élaboration de signaux angulaires pour synchro-transm etteurs. Les équipements de bord électriques des aéronefs comprennent en particulier des indicateurs T A C A N. Certains de ces équipements et indicateurs sont en service depuis plus de vingt ans, et on été amené à les rénover. En général, les réovations d'appareils de ce genre doivent être effectués sans modification des cellules qui les reçoivent, et en particulier des connecteurs et câbles de raccordement aux autres équipement.Certains composants de ces équipements, tels que les synchro transmetteurs ne sont plus fabriqués actuellement, et il est préférable de fabriquer à leur place des circuits électroniques de conversion que doivent être compatiBLes avec les éléments situés en amont aussi bien qu'avec ceux situés en avåL Dans le cas des indicateurs T A C A N, les éléments situés en amont (décodeur A RIN C) fournissent leure informations de sortie sur un bus en code binaire. Les éléments situés en aval sont des téléafficheurs, généralement à aiguille pour le gisement, et à roues codées (tambours à chiffres) pour la distance. Pour la génération des informations de gisement sous forme synchro-transm etteur, il existe plusieurs solutions, en particulier des modules hybrides simples à utiliser mais onéreux, et des circuits à mémoires de transcodage et amplificateurs opérationnels, satisfaisants sous tous points de vue. Par contre, pourra génération des informations de distance, qui doivent généralement être affichées par trois roues codées, on ne peut utiliser les circuits précités par suite de prix de revient prohibitif et de difficuités d'ordre technologique. On pourrait utiliser à cet effet pour chacune des deux tensions Ux et Uy à produire un décodeur numérique BCD/décimal suivi d'un réseau diviseur à résistances fournisant des tensions ayant cinq valeurs absolues difTérentes, suivi d'un mùltipiîeur analogique. Une tille solution serait économique, mais ne permettrait pas de faire tourner de façon pro- gressive la roue des unités. De même, lorsque ron doit générer deux ou plusieurs signaux présentant entre eux une relation déterminée, et évoluant en fonction de données incidentes, on ne dispose pas de circuits simples et économiques et ayant une bonne résolution. La présente invention a pour objet un dispositif permettant d'éla- borer à partir d'un signal à forme d'onde de référence deux ou plusieurs signaux présentant entre eux une relation déterminée, fJxe ou variable en fonction de lois déterminées, ces signaux évciuant en fonction de données incidentes, ce dispositif étant simple et peu onéreux à réaliser, et présentant une très bonne résolution des signaux élaborés La présente invention a plus particulièrement pour objet un dispo- sitif permettant d'élaborer à partir de données présentées sous forme binaire, des tensons de commande de synohro-transmetteurs. Le dispositif d'élaboration conforme à l'invention comporte au mains un compteur fonctionnant en mode de décomptage et recevant sur ses entrées de chargement les données incidentes converties sous forme appropriée, ce compteur étant suivi d'au moins deux décodeurs différents décodant chacun au moins une valeur, la sortie de chacun de ces décodeurs étant reliée à l'entrée de com mande de blocage d'un échantillonneur-bloqueur dont la sortie est reliée à une première entrée d'un circuit opérateur mathématique et dont la seconde entrée reçoit le signal à forme d'onde de référence qui est également envoyé à tous les échantillonneurs-bloqueurs, tous lesdits compteurs recevant un signal d'horloge dont la période est un sous-multiple de celle du signal à forme d'onde de révérence, et leur module étant égal au rapport de la période du signal à forme d'onde de référence à la période du signal d'horloge. Dans le cas où les données incidentes se presentent sous forme codée salon un premier code tel que le code binaire pur, et où les valeurs des n signaux à élaborer doivent entre présentées sous forme décimale, le dispositif d'élaboration conforme à l'invention comporte, en aval d'un circuit de conversion de données du premier code en code binaire codé décimal, pour chaque décade des n signaux à élaborer, celle des unités étant de préférence associée à une décade de dixièmes d'unités et le cas échéant de centièmes d'unités, un compteur programmable à moduio décimal suivi d'au moins un circuit de décodage, chaque circuit de décodage étant suivi d'un échantillonneur-bloqueur, d'un opérateur mathématique et le cas échéant d'un amplificateur. Dans le cas où les données incidentes se présentent sous une forme codée siLon un premier code, et pour lequel les valeurs de n signaux à élaborer doivent etre présentées sous forme analogique, le dispositif de l'invention comporte un circuit de conversion du premier code en code binaire pur, dont les sorties sont reliées aux entrées de chargement du compteur qui est de modulo 2P, p étant un nombre entier, les sorties d'états de comptage de ce compteur étant reliées à n ensembles d'au m oins un décodeur chacun. La présente invention sera mieux comprise à la lecture de la description déteiile'e d'un mode de réalisation pris comme exemple non limitatif et illustré par le dessin annexé dont la figure unique est un bloc- diagramme de ce mode de réalisation. Le mode de réalisation décrit ci-dessous se rapporte à des indicateurs T A C A N d'aéronef, m ais il est bien entendu que l'invention s'applique à tous les cas où l'on doit élaborer à partir de données incidentes deux ou plusieurs signaux présentant entre eux une relation déterminée, et évoluant en fonction de ces données. La réalisation des dispositifs permettant de mettre en oeuvre tous ces cas sera évidente pour l'homme de l'art à la lecture de la description faite dessous du mode de réalisation préféré de l'invention, de l'explication de son fonctionnement, et des variantes suggérées. Le dispositif 1 d'élaboration de signaux de com mande de synchro-transm etteurs (non représentés) est destiné à être branché sur un bus numérique 2 normalisé A RIN C sur lequel apparaissent sous forme binaire pure des informations, par exemple la distance de l'aéronef à une balise au sdL Le dispositif 1 comporte six bornes de sortie respectivement référencées XU, YU, XD, YD et XC, YC sur lesquelles apparaissent les tensions X et Y, définies ci-dessous, de comm ande des synchro-transm etteurs actionnant respective m ent les roues codées, mécaniquement indépendantes ente alias (non représentées non plus), des unités, dizaines et centaines d'un indicateur de distance, gradué en milles nautiques. Il est toutefois bien entendu que l'invention n'est pas limitée à de tels types d'indicateurs de distance, et peut s'appliquer par exemple à des indicateurs comportant un nombre diiférent de roues codées, ou bien comportant un dispositif d'affichage à aiguilles se déplaçant devant un cadran gradué. Un circuit 3 de conversion binaire naturel/binaire codé décimal est relié au bus 2. Ce circuit 3 peut soit etre constitué de circuits intégras spécifiques, soit être réalisé de façon connue en soi à l'aide de réseaux logiques programmables. Le circuit 3 comporte quatre séries de sorties, référencées 4 à 7 et carespondant respectivement aux dixièmes, unités, dizaines et centaines de milles nautiques, chacune codée en B C D parallèle. Les sorties 4 et 5 du circuit 3 sont reliées par l'intermédiaire de registres 8 et 9 respectivement aux entrées de données de compteurs 10 et 11, tandis que ses sorties 6 et 7 sont reliées via des registres 12, 13 aux entrées de données de deux compteurs 14, 15 respectivement. Les entrées de signal d'horloge des registres 8, 9, 12 et 13 sont reliées à une borne 16 sur laquelle on envoie un signal d'horloge dont la fréquence est la fréquence d'apparition des mots binaires de distance sur le bus 2.Les entrées CI de validation des compteurs 14 et 15 sont reliées à la sortie C O de débordement d'un compteur 17, dont les entrées de données sont au niveau logique "O". L'entrée de validation du compteur 10 est reliée à la sortie de débordement CO du compteur 11. Tous les compteurs numé- riques 10, 11, 14, 15 et 17 fonctionnent en mode décomptage et sont de modtilo 10.Les entrées de signal d'horloge de ces cinq compteurs sont toutes reliées à la sortie d'un oscillateur 18 à com mande par tension de fréquence nominale 40 kHz dont l'entrée de commande est reliée à une borne 19 recevant, d'un dispositif non représenté, m signal à forme d'onde de référence. Dans le cas présent, le signal arrivant sur la borne 19 est la tension sinusoïdale du secteur d'alimentation de calcul à 400 Hz de l'aéronef. Selon une variante de l'invention, au lieu d'utiliser la tension secteur à 400 Hz, on utilise un oscillateur stable et de bonne qualité, fonctionnant à la fréquence de 40 kHz, dont la sortie est directement reliée aux entrées de signal d'horloge des cinq compteurs précités, et à rentrée d'un diviseur de fréquence par 100 suivi d'un flltre approprié dont la sortie est reliée à la borne 19, l'oscillateur 18 étant alors supprimé. Les sorties d'états de comptage des compteurs 10 et 11 sont reliées à la fois à un premier circuit décodeur 20 et à un second circuit décodeur 21. Les sorties d'états de comptage du compteur 14 sont reliées ainsi que celles du compteur 17 à la fois à un troisième circuit décodeur 22 et à un quartième circuit décodeur 23.Les sorties d'états de comptage du compteur 15 sont reliées ainsi que celles du compteur 17 à la fois à un cinquième circuit décodeur 24 et à un sixième circuit décodeur 25. Les sorties des circuits décodeurs 20 à 25 sont respectivement reliées à l'entrée de commande blocage d'échantillonneurs-bloqueurs référencés 26 a 31 dont les entrées sont toutes reliées à la borne 19. Les sorties des échantillonneurs-bloqueurs 26 à 31 sont reliées chacune à une première entrée d'un multiplieur analogique, ces multiplieurs étant respectivement référencés 32 à 37.Les sorties des multiplieurs 32 à 37 sont respectivement reliées via des amplificateurs de puissance appropriés, référencés 38 à 43, à des bornes de sortie référencées XU, YD, XD, YC, XC, qui sont elles-mêmes reliées, de façon non représentée, aux enroulements Y et X de synchro-transmetteurs actionnant séparément les roues codées des unités (indices U), des centaines (indices D), et des centaines (indices C), d'affichage de distance (on rappelle que les enveloppes des tensions dans ces enroulements Y et X sont respectivement déphasées de #/3 et 2#/3 par rapport à celle de la tension dans l'enroulem ent Z relié à la masse). On va maintenant expliquer le fonctionnement du dispositif 1 décrit ci-dessus. Le but du dispositif 1 est de fournir à chacun des synchro- transmetteurs actionnant les roues codées de l'indicateur de distance les mêmes tensons de commande qu'ils recevaient auparavant de synchro- transmetteurs émetteurs qui ont été remplacés par des circuits électro- niques. Ces circuits électroniques fournissent, entre autres, des infor- mations de distance sous forme binaire naturelle, disponibles sur le bus 2. Par conséquent, le dispositif 1 doit synthétiser, à partir des informations de distance sous forme binaire, des tensions de commande pour les synchro-transmetteurs. Selon la norme A RIN C 407, et Si l?on considère un circuit à montage en étoile des enroulements d'un synchro-transmetteur, les tensions aux bornes des enrouiements statoriques X, Y, Z de ce synchro-transmetteur sont de la forme: soit, si on considère le montage équivalent en triangle, l'enroulement Z étant relié à la masse:: équations dans lesquelles U est l'amplitude maximale de la tension des enroulements statoriques du synchro-transmetteur (11,8 volts efficaces selon la norme A RIN C 407), w est la pulsation de la tension d'excitation de son rotor (2# x 400 pour une frvsquence de 400 Hz), et a est le décalage angulaire du rotor par rapport à une position quelconque de ce rotor prise comme référence (par exemple la position pour laquelle la roue codée qu'il entraîne indique le chiffre "0"). Les tensions synthétisées par le circuit 1 seront de la forme e indiquée dans les équations Il cidessu5. A cet effet, les informations binaires de distance du bus 2 sont converties par le dispositif 3 sous forme binaire codée décimale. Pour faire tourner pratiquement progressive ment la roue des unités, on élabore les informations d'unités de distance avec une résolution d'un dixième d'unité (ainsi, même Si l'aéronef en question se déplace à faible vitesse, le pilote peut facilement et rapidement voir si la distance à une balise fixe augmente ou diminue) Dès qu'une information de distance arrive sur le bus 2, elle est convertie par le dispositif 3, et aussitôt après la fin de la transmission de cette information un signal d'horloge parvient sur la borne 16, transférant ainsi la valeur binaire codée an décimal (disponible surles sorties 4 à 7) de cette information aux entrées des compteurs 10, 11, 14 et 15.Les compteurs 10 et 11 d'une part, les compteurs 14 et 15 avec le compteur 17 d'autre part décomptant à partir de la valeur de cette information cent périodes du signal d'horloge à 40 kHz pendant une période du signal à 400 Hz appliqué sur la borne 19 qui parvient aux entrées des échantil- lonneurs 26 à 31, et aux entrées des multiplieurs 32 à 37. Ainsi, pendant une période du signal à 400 Hz, les compteurs 10 et 11 ainsi que 14 avec 17 et 15 avec 17 produisent cent états de comptage différents.Si les informations présentes sur les sorties 4 à 7 du dispositif 3 sont nulles, c'est-à-dire Si l'information de distance est mille, les compteurs 10, 11, 14, 15 et 17 décomptent, à partir du moment où ils sont chargés par les registres 8, 9, 12, 13, depuis les états (an notation décimale) "00" (c'est-à- dire "100"), "99", "98"... jusqu'à "01", "00", et recom mencent: "99", "98", etc... Les valeurs de décodage des décodeurs 20 à 25 sont réglées pour assurer le décalage précité de 600 entre les enveloppes des tensions de commande des enroulements X et Y d'un même synchro-transmetteur. Ainsi, pour une période du signal de référence à 400 Hz, qui correspond à un tour complet du rotor d'un synchro-transmetteur, on a vu que l'on peut obtenir cent états de comptage différents des compteurs, l'un de ces états commandant, après décodage, l'échantillonneur-bloqueur correspondant. Ceci revient à dire qu'un incrément entre deux états de comptage successifs correspond à une rotation de 3,6 du rotor d'un synchrotransmetteur. Pour obtenir l'enveloppe de la tension de commande d'un erroillemant Y, déphasée de #/@ - 600 par rapport à la tension de référence (la masse), il faut compter dix-sept incréments de 3,6 =61,2 (valeur la plus proche de 600), et pour obtenir l'enveloppe de la tension de commande d'un enroulement X, déphasée de 120 , il faut compter 33 incréments de 3,6 = 118,8 (valeur la plus proche de 1200). Puisque les compteurs fonctionnent en mode de décomptage, les décodeurs tels que 20 et 21 seront respectivement réglés suries valeurs 83 (100-17) et 67 (100- 33).Bien entendu Si on voulait obtenir une meilleure approximation de ces valeurs de 60 et 120 , il suffirait de modifier le circuit 3 pour qu'il puisse commandez un compteur supplémentaire de centièmes d'unite, disposé en cascade avec le compteur 10 ; les incréments seraient alors de 0,360, et si i1on voulait encore améliorer la résolution, on tiendrait compte des millièmes d'unité.Dès que les états de décomptage des compteurs correspondants arrivent à ces valeurs, les décodeurs teis que 20 et 21 font émettre par les échantillonneurs, tels que 26 et 27 respecti- vement, des valeurs d'échantillons proportionnelles à sin #/3 et sin 2#/3 respectivement qui sont multipliées dans les multiplieurs tels que 32, 33 par la tension de référence qui est de la forme: U sin wt. Les synchrotransmetteurs positionnent alors toutes les roues codées de façon à leur faire indiquer la valeur zéro. Si l'information de distance n'est pas ne, une valeur non nulle est disponible surie bus 2, et b dispositif 3 la convertit en une valeur binaire codée décimale ccrrespondante qui est chargée dans les compteurs 8, 9, 12, 13 sur un front actif du signal d'horloge appliqué sur la borne 16. Les compteurs décomptent alors à partir de ces valeurs chargées jusqu'à zéro (ou 100) puis continuent de décompter en passant par les valeurs 99, 98, ...etc. Lorsqu'ils arrivent aux valeurs 83 puis 67, les décodeurs tels que 20 et 21 font émettre parles échantillonneurs tels que 26 et 27 les valeurs des échantillons du signal de référence à 400 Hz tel qu'il se présente à ces instants, ces valeurs étant proportionnelles à sin (a + et sin (a + l'angle a étant fonction de Ladite information de distance.Ces valeurs d'échantillons mùltiplient le signal de référence à 400 Hz, et on obtient sur les sorties Y et X pour chacun des synchro-transmetteurs d'unités, dizaines et centaines des tensions de la forme: Les roues codées d'unités, de dizaines, et de centaines de milles nautiques de l'indication de distance du TA C A N indiquent alors la distance instantanée (à l'instant où le TACAN de l'aéronef a reçu un signal approprié d'une balise au sol) de l'aéronef à la balise avec laquelle il est en com munication. L'invention n'est pas limitée à l'application à des appareils TACON, et peut etre mise an oeuvre dans tout dispositif devant élaborer deux ou plusieurs signaux présentant entre eux une relation déterminée et évoluant an fonction de données incidentes. Ces données incidentes sont tout d'abord converties en valeurs pouvant être chargées dans des compteurs fonctionnant en mode de décomptage. Bien entendu, la période de comptage (pour pouvoir tenir compte d'une valeur maximale à charger dans les compteurs) des compteurs doit être inférieure au laps de temps séparant l'arrivée de deux données consécutives. Le modulo des compteurs doit être égal au rapport entre la fréquence des signaux d'horloge envoyés aux compteurs et la fréquence du signal à forme d'onde deréférence (appliqué surla bonne 19). On utilise un dispositif de décodage pour chacun des signaux à produire. Ce dispositif de décodage peut décoder une ou ou plusieurs valeurs diifé- rentes, et la(les) valeur(s) de décodage peut (peuvent) être fixe(s) ou être commandée(s) par un signal extérieur. Ce dispositif de décodage peut être constitué d'une mémoire morte (une valeur fixe de décodage) ou de plusieurs (sélection d'une valeur fixe parmi plusieurs, en fonction des critères extérieurs), ou bien de mémoires vives (valeur de décodage évolutive). Le signal à forme d'onde de référence n'est pas forcément une sinusoïde, mais peut aussi être un signal particulier tel qu'un signal exponentiel, gaussien, etc... Les dispositifs opérateurs 32 à 37 ne sont pas forcément des multiplieurs, mais peuvent ete, dans d'autres appli- cations, des opérateurs mathématiques tels que des additionneurs, des accumulateurs, des diviseurs, etc... Dans le cas où les signaux à élaborer sont des signaux analogiques tels que ceux com mandant un synchro-transm etteur d'affichage de cap, de relèvement ou de gisement, les signaux incidents, s'ils sont en code binaire pur, n'ont pas besoin d'être convertis, et le dispositif 3 est inutile. L'ensemble de compteurs 10, 11, 14, 15, 17 est remplacé par un compteur unique de modii[o 2P, par exemple p = 12 ou 13. Ce compteur est relié à deux décodeurs décodant les mêmes valeurs que précédemment, chacun d'eux étant relié à l'entrée de commande de blocage d'un échantillonneur- bloqueur. Le circuit 18 a une fréquence de 1,6384 MHz si p = 12 ou 3,2768 M Hz si p = 13, dans le cas où la tension de référence du secteur est à 400 Hz. REVENDICATIONS 1. Dispositif d'élaboration, à partir d'un signal à forme d'onde de référence (19), d'au moins deux signaux (XU, YU à XC, YC) présentant entre eux une relation déterminée et évoluant en fonction de données incidentes (2), caractérisé parle fait qu'il comporte au moins un compteur (10, 11, 14, 15) fonctionnant en mode de décomptage et recevant sur ses entrées de chargement (4 à 7) les données incidentes converties sous forme appropriée, ce compteur étant suivi d'au moins deux décodeurs différents (20 à 25) décodant chacun au moins une valeur, la sortie de chacun de ces décodeurs étant reliée à rentrée de commande de blocage d'un échantillonneur-bloqueur (26 à 31) dont la sortie est reliée à une première entrée d'un circuit opérateur mathématique dont la seconde entrée reçoit le Signal à forme d'onde de référence (19) qui est également envoyé à tous les échantillonneurs-bloqueurs, tous lesdits compteurs recevant un signal d'horloge dont la période est un sous-muitiple de celle du signal à forme d'onde de référence, et leur mode étant égal au rapport de la période du signal à forme d'onde deréférence à la période du signal d'horloge. 2. Dispositif d'élaboration selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les signaux à élaborer présentent entre eux une relation déterminée fixe. 3. Dispositif d'élaboration selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les signaux à élaborer présentent entre eux une relation variable en fonction de lois déterminées. 4. Dispositif d'élaboration selon lune quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que les valeurs de décodage des décodeurs sont fixes. 5. Dispositif d'élaboration selon la revendication 4, caractérisé par le fait que les décodeurs comportent des mémoires mortes. 6. Dispositif d'élaboration selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que les valeurs de décodage des décodeurs sont com mandées par un signal extérieur. 7. Dispositif d'élaboration selon la revendication 6, caractérisé par le fait que les décodeurs comportent des mémoires vives. 8. Dispositif d'élaboration selon l'une quelconque des revendications précédentes, pour lequel les données incidentes se présentent sous une forme codée selon un premier code, et pour lequel les valeurs des n signaux à élaborer doivent être présentées sous forme analogique, caractérisé par le fait qu'il comporte un circuit de conversion du premier code en code binaire pur, dont les sorties sont reliées aux entrées de chargement du compteur qui est de modulo 2p, p étant un nombre entier, les sorties d'états de comptage de ce compteur étant reliées à n ensembles d'au moins un décodeur chacun. 9. Dispositif d'élaboration selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, pour lequel les données incidentes se présentent sous une forme codée selon un premier code, et pour lequel les valeurs des n signaux à élaborer doivent être présentées sous forme décimale, caractérisé par le fait qu'il comporte un circuit (3) de conversion de données du premier code en code binaire codé décimal, et pour chaque décade, celle des unités (5) étant de préférence associée à une décade de dixièmes d'unités (4), etle cas échéant, de centièmes d'unités, un compteur programmable à moduio décimal suivi d'au moins un circuit de décodage, chaque circuit de décodage étant suivi d'un échantillonneur-bloqueur, d'un opérateur mathé matique, etle cas échéant d'un amplificateur. 10. Dispositif d'élaboration selon la revendication 9, dans lequel les signaux à élaborer sont les signaux de commande pour des synchro- transmetteurs d'indicateurs de distance T A C A N d'aéronef, caractérisé par le fait que le signal à forme d'onde de référence est fourni à partir de la tension d'alimentation à 400 Hz du réseau de bord de l'aéronef, que le signal d'horloge des compteurs a une fréquence de 40 kHz et est synchro- nisé avec ladite tension d'alimentation à 400 Hz, que les compteurs sont de modulo 100, que les décodeurs décodent les valeurs 83 et 67 pour commander respectivement les enroulements Y et X des synchro- transmetteurs récepteurs actionnant chacun une roue codée d'indication de distance, respectivement des unités, dizaines, et centaines de milles nautiques, et que les opérateurs mathématiques sont des multiplieurs analogiques. 11. Dispositif d'élaboration selon la revendication 10, caractérisé par le fait que le signal d'horloge des compteurs est fourni par un oscillateur à à 40 kHz, cet oscillateur étant suivi d'un diviseur de fréquence par 100 et d'un filtre approprié à la sortie duquel est disponible la tension à form e d'onde de référence. 12. Dispositif d'élaboration selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé par le le fait que le signal à forme d'onde de référence est une fonction exponentielle ou gaussienne.