Brevet FR2578701A1 — publié le 19860912

DISPOSITIF DE DETECTION D'UN TRAIN D'IMPULSIONS DANS DU BRUIT ET APPLICATION A UN SYSTEME DME La présente invention a pour objet un dispositif assurant la détection, au milieu de bruit, de chacune des impulsions d'un train d'impulsions. Dans certaines applications, comme les systèmes d'aide à la navigation aérienne du type DME (initiale de l'expression anglo- saxonne Distance Measuring Equipement, c'est-à-dire équipement de mesure de distance), il est nécessaire de détecter des trains d'impulsions, le train pouvant ne comporter que deux impulsions comme dans le cas du DME, et, plus précisément, d'identifier les impulsions afin d'en détecter l'espacement, qui est porteur d'infor- mation. Différents dispositifs sont connus à cet effet, notamment dans le cadre des systèmes DME o cette détection est particulièrement critique. On rappelle en effet que, dans un système DME, les impulsions sont émises par paires et qu'on cherche à déterminer, à la réception, leur espacement qui est porteur d'information, l'instant d'arrivée de chacune des impulsions étant déterminé sur son front de montée, à mi-hauteur. Un dispositif connu pour réaliser cette détection est repré- senté figure 1. Sur cette figure, une paire d'impulsions E, consti- tuant le signal d'entrée, est appliquée d'une part à un détecteur de crête D, qui permet de définir la demi-hauteur de l'impulsion, c'est- à-dire Vc/2 o Vc est la valeur de crête, et d'autre part à une ligne à retard Ro0; les signaux issus des éléments D et Ro, notés respec- tivement Vc /2 et ERI sont appliqués à un comparateur Co; la ligne à retard Ro a pour fonction de retarder d'une durée To les impulsions d'entrée E de telle sorte qu'elles arrivent au comparateur CO en même temps que (ou après) la valeur Vc/2 détectée. Le signal d'entrée E est représenté figure 2a,- en fonction du temps: les deux impulsions ont sensiblement la même valeur crête Vc et leur espacement T est compté comme l'intervalle de temps séparant le front de montée de chacune des impulsions, à mi-hauteur (Vc/2). La figure 2b représente, toujours en fonction du temps, le signal ER qui est identique au signal E mais retardé par rapport à celui-ci d'une durée To0. Quand la première impulsion retardée (ER) arrive au comparateur C, celui-ci compare son front de montée à Vc/2 et fournit un signal (une impulsion rectangulaire) à l'instant o ce front atteint la valeur V/2; le signal fourni par le comparateur C, noté S, est représenté en fonction du temps sur la figure 2c et la partie du signal S correspondant à la première impulsion du signal ER est repérée 1. Quand la deuxième impulsion formant le signal retardé ER atteint à son tour le comparateur C, celui-ci opère de même et fournit une deuxième impulsion rectangulaire notée 2 sur la figure 2c. Entre les fronts de montée des impulsions 1 et 2 du signal de sortie S, on retrouve bien l'espacement T qui séparerait les deux impulsions d'entrée E. Il apparaît que le fonctionnement d'un tel dispositif nécessite que l'amplitude du signal d'entrée E entre deux impulsions descende au dessous de la valeur VC/2; en effet, dans le cas contraire, le comparateur C est dans l'impossibilité d'identifier la deuxième impulsion. Toutefois, cette condition sur l'amplitude du signal E peut ne pas être remplie lorsque du bruit se superpose au train d'impul- sions. Par exemple, lorsqu'un système DME fonctionne dans un environnement présentant des obstacles réfléchissant les ondes radioélectriques, ces obstacles renvoient avec un certain retard des impulsions DME qui se superposent alors aux signaux de propagation directe et forment un signal d'entrée composite, dont l'amplitude peut être supérieure à Vc/2 entre les deux impulsions. De ce fait, le rendement et la précision de l'ensemble du système DME diminue: le nombre des mesures valides se trouve réduit, jusqu'à devenir nul dans certain cas. La présente invention a pour objet un dispositif de détection qui permet d'éviter cet inconvénient du fait qu'il ne nécessite pas la diminution de l'amplitude, entre deux impulsions, en dessous de la valeur Vc/2. Selon l'invention, la première impulsion est détectée - -c comme précédemment mais la seconde impulsion (ainsi que. les éventuelles impulsions suivantes du train) est détectée par auto- croisement, c'est-à-dire qu'on détecte le croisement du signal avec lui-même, convenablement retardé. Plus précisément, le dispositif selon l'invention comporte, classiquement - des moyens de détection de la crête Vc de la première impulsion du train reçu; - des premiers moyens analogiques conférant parallèlement un premier retard au signal reçu; - un comparateur du niveau de la première impulsion reçue au niveau V /2 c et, en outre: - des deuxièmes moyens analogiques assurant parallèlement un deuxième retard au signal reçu, différent du premier; - un deuxième comparateur, comparant le signal délivré par la deuxième ligne à retard au signal délivré par la première ligne à retard et à la valeur V /2; c - un circuit logique (du type ET), fournissant un signial de sortie lorsqu' il y a coïncidence des signaux de sortie des deux comparateurs. D'autres objet, particularités et résultats de l'invention ressor- tiront de la description suivante, donnée à titre d'exemple non limitatif et illustrée par les dessins annexes, qui représentent: - la figure 1, déjà décrite, un dispositif de détection selon l'art antérieur; - les figures 2, a, b et c, déjà décrites, des diagrammes relatifs à la figure précédente; - la figure 3, le schéma d'un mode de réalisation du dispositif de détection selon l'invention; - la figure 4, a à e, des diagrammes relatifs à -la figure précédente; - la figure 5, un exemple de réalisation pratique du dispositif selon l'invention. Sur ces différentes figures, les mêmes références se rappor- tent aux mêmes éléments. La figure 3 est donc un schéma synoptique d'un mode de réalisation du dispositif selon l'invention. Il sera décrit en liaison avec les diagrammes a à e de la figure 4, qui représentent la variation dans le temps de signaux pris en différents points du dispositif de la figure 3. Le dispositif de détection reçoit donc un signal d'entrée E, qui est appliqué en parallèle à un détecteur de crête D, à un premier circuit de retard analogique R et à un second circuit de retard analogique RI. Afin de simplifier l'exposé, le signal E est supposé formé de deux impulsions seulement, dont l'espacement T est prédéfini. Toutefois, pour mieux illustrer le fonctionnement du dispositif selon l'invention, le signal E, représenté en trait pointillé sur le diagram- me a de la figure 4, est supposé très perturbé et, ce, suffisamment pour que sa valeur entre les deux impulsions soit supérieure à sa demi-valeur de crête Vc/2. Sont également représentés sur le diagramme 4a: - le signal A issu du détecteur de crête D et qui est un signal constant égal à Vc/2 après un certain temps de montée. - le signal B issu du circuit de retard Ro, qui est donc de même forme que le signal d'entrée E mais retardé d'une durée To; il est représenté en trait continu; - le signal C issu du circuit de retard R1, qui est identique également au signal E mais retardé d'une durée T1, différente de To, avec T1 la figure 4. Selon l'invention, le dispositif comporte un second compa- rateur, noté Ci, qui reçoit le signal C (signal d'entrée retardé de T1) à comparer à la fois avec le signal B et avec le signal A (Vc/2). Le c signal issu du comparateur C1 est noté 3 et il est représenté sur le diagramme c de la figure 4. Il apparaît qu'il s'établit à un niveau haut à un instant t1 o le signal retardé C devient égal à Vc/2 et, ce, jusqu'à ce que le signal C voit son amplitude décroître, ce qui lui permet de croiser le signal B qui est, on le rappelle, le même signal mais retardé de To. Ce croisement est réalisé à un instant noté t4. Si le signal retardé C ne redevient pas inférieur à Vc/2, c'est-à-dire s'il ne recroise pas le signal A, le signal 3 remonte au niveau haut à l'instant o l'amplitude du signal retardé C augmente à nouveau, instant noté t5 o les signaux B et C retardés se croisent, et ce jusqu'à un instant noté t7 o, l'amplitude du signal retardé C décroissant à nouveau, il croise encore une fois le signal B. Si l'amplitude du signal C redescend au dessous de la valeur Vc/2 (signal A), ce sont les croisements avec le signal A qui déclenchent les fronts de descente puis de montée du signal 3. De la sorte, en sortie du comparateur Cl, on obtient un signal J présentant deux crénaux, notés respectivement 3 et 4, dont l'espacement pris sur le front de montée correspond sensiblement à l'espacement T recherché. En effet, le front de montée du premier créneau (3) est obtenu par détection de la demi-valeur crête du signal (signal retardé C), puis les fronts de descente et de montée successifs sont obtenues par autocroisement du signal par lui-même (en pratique, des signaux retardés B et C). De la sorte, seul un changement de signe de la pente du signal E (montée/descente) est nécessaire pour produire les fronts du signal 3 à t4, t5 et t7, sans aucune condition sur l'amplitude du signal E après sa valeur crête. Toutefois, dans un système DME notamment, Pinstant de croisement du signal retardé B avec la demi-valeur de crête Vc/2 c est une référence de temps utilisée par ailleurs; le système comporte alors, en sortie, des moyens logiques L à coTncidence, du type porte ET par exemple, ayant pour effet d'aligner le front de montée du créneau 3 (signal 3) avec l'instant t3 comme représenté sur le diagramme e de la figure 4, qui représente le signal de sortie S du dispositif. Toutefois, afin de réaliser l'autocroisement décrit ci- dessus, on a conféré au signal C un retard Tl inférieur à Toi ce qui a pour effet que l'instant de départ (t) de la durée T est en avance sur l'instant t3. Dans la variante de réalisation représentée sur les figures 3 et 4, afin de compenser ce décalage, un circuit de retard R2 est rajouté à la sortie du comparateur Ci, le signal 3 étant alors retardé d'une durée T2 pour devenir le signal F représenté sur le diagramme d de la figure 4, avec Tr2 fronts de montée sont retardés de r2 et interviennent respec- tivement aux instants t2 et t6. Le retard Tr2 est choisi de façon à compenser autant que possible l'avance de l'instant t1 sur l'instant t3. On obtient ainsi pour le signal de sortie S deux impulsions rectangulaires (crénaux) dont les fronts de montée interviennent respectivement aux instants t3, donné par le signal G (référence de temps du système DME), et t6, donné par le signal F, avec t6 - t3 - T, T étant l'espacement recherché entre les impulsions; entre ces instants, le signal S suit l'évolution du signal F, lui-même obtenu à partir du signal 3 retardé. La figure 5 représente un exemple de réalisation pratique du dispositif de détection selon l'invention. Sur cette figure, le signal E est appliqué à un amplificateur opérationnel 6, rebouclé sur lui-même, dont la fonction est de découpler le fonctionnement du dispositif selon l'invention de la chaîne de circuits qui précède. Le signal E est donc appliqué en sortie de l'amplificateur 6, en parallèle, au détecteur de crête D et aux circuits retard Ro et R1 dont la constitution est détaillée ci- après. Les signaux de sortie, respectivement A, B, C, de ces trois blocs D, Ro et R1 sont appliqués aux comparateurs Co et C1, formés chacun d'un amplificateur différentiel. Une connexion est réalisée entre la sortie du détecteur D et l'entrée (-) du comparateur CI, afin d'assurer le déclenchement du comparateur C1 sur Vc/2 (signal A, temps t!); une diode 7 est placée sur cette connexion, anode côté détecteur et cathode côté comparateur, afin d'éviter que le signal B ne vienne perturber la valeur Vc/2 (A). Le signal 3 de sortie de comparateur C1 est retardé d'une durée t2 par le circuit R2, qui peut être réalisé par un monostable qui est un circuit logique avec lequel un retard peut être réglé plus précisément qu'avec une ligne à retard analogique. Il est à noter que la durée des créneaux formant le signal F dépend du monostable utilisé; elle est indifférente, sous réserve d'être suffisante pour englober l'instant t3, c'est-à-dire au moins un peu supérieure à (t3 - tl) - r2. Les signaux de sortie G et F decicisCeRs des circuits CO et R2 sont appliqués à la porte ET L pour fournir le signal de sortie S. L'ensemble détecteur de crête D est constitué par un amplifi- cateur différentiel 1, recevant le signal E sur sa sortie positive et dont la sortie est connectée à l'anode d'une diode 12, la cathode de celle-ci étant connectée à la base d'un transistor 14, par exemple de type NPN, dont le collecteur est réuni à une alimentation et l'émetteur est relié à la masse par l'intermédiaire de deux résis- tances 15 et 16. L'émetteur du transistor 14 est également relié à l'entrée négative de l'amplificateur 11 et la base de ce même transistor 14 à la masse par l'intermédiaire d'une capacité 13. Il apparaît ainsi que le signal obtenu sur l'émetteur du transistor 14 augmente avec le signal d'entrée E jusqu'à la valeur crête Vc et qu'à ce moment, du fait du rebouclage de l'émetteur du transistor 14 sur l'entrée négative de l'amplificateur 11, de la diode 12 et de la capacité 13, le niveau du signal sur l'émetteur ne redescend pas lorsque le signal d'entrée diminue: on a ainsi en permanence la valeur V sur l'émetteur du transistor 14. Les résistances 15 et 16 c sont utilisées pour diviser la tension crête par 4, la tension Vc/4 étant obtenue au point milieu, repéré 17, de ces résistances. On cherche à obtenir au point 17 une tension égale à Vc/4 et non à Vc/2 comme illustré sur la figure 3 pour tenir compte du fait que, en sortie des circuits retard R et R1, ce n'est pas le signal d'entrée qui est obtenu mais un signal dont l'amplitude est divisée par deux. En effet, le circuit de retard Ro comporte dans ce mode de réalisation une ligne à retard analogique, repérée 22, du type LC par exemple à constantes réparties, dont l'entrée reçoit le signal d'entrée par l'intermédiaire d'une résistance 21 dont la valeur est égale à l'impédance caractéristique de la ligne 22; de même, la sortie de la ligne 22 est reliée à la masse par l'intermédiaire d'une résistance 23 également égale à l'impédance caractéristique de la ligne. Il apparaît ainsi que le signal B obtenu en sortie de la ligne 22 voit son amplitude diminuée de moitié par rapport à celle du signal d'entrée. Le circuit de retard R1 est constitué de façon analogue par une ligne à retard analogique 25, par exemple de même type que la ligne 22, dont les extrémités sont connectées respectivement au signal d'entrée E par l'intermédiaire d'une résistance 24 et à la masse par l'intermédiaire d'une résistance 26, chacune d'elles étant égale à l'impédance caractéristique de la ligne. Le signal C, dont l'amplitude est de la même manière divisée par deux par rapport à l'amplitude du signal E, est prélevé sur la sortie de la ligne à retard 25. REVENDICATIONS 1. Dispositif de détection d'un train d'impulsions, comportant: - des moyens de détection (D) de la valeur de crête (Vc) de la première impulsion du train; - des premiers moyens de retard analogiques (Ro), recevant le train d'impulsions et lui conférant un premier retard (To); un premier comparateur (C o), assurant la comparaison du niveau du premier signal de sortie (B) des premiers moyens de retard (Ro) à la demi- valeur de crête de ce signal, et fournissant un signal lorsque ce premier signal devient égal à sa demi-valeur de crête et tant qu'il lui reste supérieur; ledit dispositif de détection étant caractérisé par le fait qu'il comporte en outre: - des deuxièmes moyens de retard analogiques (R1) , recevant le train d'impulsions et lui conférant un deuxième retard (X1) 9 différent du premier retard (To); - un deuxième comparateur (C1), assurant la comparaison du niveau du deuxième signal de sortie (C) des deuxièmes moyens de retard (R1) à la demi-valeur de crête de ce signal et au premier signal (B), et fournissant un signal lorsque le deuxième signal devient égal soit à sa demi-valeur de crête, soit au premier signal, et ce tant que le deuxième signal reste supérieur au plus grand des deux signaux auxquels il est comparé; - des moyens logiques (L) recevant les signaux de sortie des premiers et deuxièmes comparateurs et fournissant un signal lors- qu'il y a coïncidence des deux signaux d'entrée. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le deuxième retard (T1) est inférieur au premier retard (To). 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé par le fait qu'il comporte en outre des troisièmes moyens (R2) conférant un troisième retard prédéfini (T2) au signal issu du deuxième com- parateur (Ci), à destination des moyens logiques (L), le troisième retard étant inférieur à la différence entre les premier et deuxième retards, mais voisin de cette différence. 4. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, carac- térisé par le fait que les moyens logiques (L) comportent une porte ET. 5. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé par le fait que les moyens (R2) conférant un troisième retard comportent un monostable. 6. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, carac- térisé par le fait que les moyens de détection (D) comportent: - un amplificateur différentiel (11) recevant le train d'impul- sions sur sa première entrée (+); - une diode (12) connectée par son anode à la sortie de l'amplificateur (11); - une capacité (13) connectée entre la cathode de la diode (12) et la masse; - un transistor (14) dont la base est connectée à la cathode de la diode (12), le collecteur à une alimentation électrique et l'émet- teur à la deuxième entrée de l'amplificateur (11), la valeur de crête du train d'impulsions étant disponible sur l'émetteur du transistor (14). 7. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, carac- térisé par le fait que les premiers et/ou les deuxièmes moyens de 1l retard comportent une ligne à retard du type LC aux extrémités de laquelle sont connectées respectivement deux résistances présentant chacune une impédance égale à l'impédance caractéristique de la ligne. 8. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, carac- térisé par le fait qu'il comporte en outre des moyens de découplage (6) recevant le train d'impulsions et le transmettant aux moyens de détection (D) et aux premiers et deuxièmes moyens de retard (R et R1). 9. Application du dispositif de détection selon l'une des reven- dications précédentes à un système de radionavigation de type DME, le train d'impulsions comportant deux impulsions.