Brevet FR2661057A1 — publié le 19911018

L'invention concerne un procédé pour accorder au moins un filtre à fréquence variable d'un arrangement de filtre sur une nouvelle fréquence sélectionnée, le filtre comportant un organe de variation de fréquence qui est mobile sous l'effet d'une force d'entraînement externe, selon lequel on déplace l'organe de variation de fréquence jusqu'à ce qu'il se trouve dans une position représentative de l'accord du filtre sur la nouvelle fréquence sélectionnée, et un système pour la mise en oeuvre de ce procédé. Jusqu'à présent il n'a pas été possible de proposer un procédé et un système du type susmentionné qui permettent l'accord sur une nouvelle fréquence sélectionnée, rapidement, avec une grande précision tout en assurant une excellente stabilité eu égard à des dérives de fréquence en fonction de la température ambiante. La présente invention a pour but de proposer un procédé et un système qui permettent de satisfaire à ces exigences. Pour atteindre ce but, le procédé selon l'invention est caractérisé en ce que l'on applique au filtre un signal de la fréquence sélectionnée et, pendant une première phase, on mesure l'amplitude du signal de sortie du filtre et positionne l'organe de variation de fréquence dans la position o l'amplitude du signal est maximale et établit pendant une seconde phase, à partir de cette position d'amplitude maximale par mesure de l'amplitude du signal de fréquence sélectionnée la position centrale de l'organe pour laquelle la fréquence sélectionnée constitue la fréquence par rapport à laquelle la courbe caractéristique du filtre est sensiblement symétrique. Selon une caractéristique avantageuse de l'invention, pendant la seconde phase précitée, on déplace l'organe mobile à partir de la fréquence d'amplitude maximale dans l'un et l'autre sens jusqu'à ce que l'amplitude du signal mesurée ait chaque fois la même valeur prédéterminée et calcule à partir de ces courses de l'organe mobile, la position centrale précitée. Selon une autre caractéristique avantageuse de l'invention, on utilise un moteur pas-à-pas pour l'entraînement de l'organe mobile et un ordinateur pour la commande du moteur. Selon une autre caractéristique de l'invention, on prévoit une correction de la position de cet organe en fonction de la variation de la température ambiante à partir de données préalablement stockées spécifiant le nombre de pas de correction du moteur et le sens de sa rotation en fonction de la température. Selon encore une autre caractéristique avantageuse de l'invention, on établit pendant des arrêts du fonctionnement du filtre, avantageusement par un processus de balayage de la gamme des fréquences sélectionnables les valeurs des pas du moteur en fonction de la fréquence à partir d'une position de référence du moteur, telle que par exemple la position zéro ou initiale, et effectue au moins pendant la période de fonctionnement suivante les accords sur des fréquences sélectionnées nouvelles à partir des valeurs établies précitées. Le système pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention est caractérisé en ce qu'il comprend un moteur avantageusement pas-à-pas monté dans une boucle de réglage adaptée pour positionner l'organe de variation de fréquence en fonction d'une valeur prédéterminée de la fréquence sélectionnée du filtre, telle que l'amplitude de celle-ci. Selon une caractéristique avantageuse, le système comporte un ordinateur monté dans la boucle de réglage qui est programmé pour piloter le moteur à l'aide d'un algorithme utilisant un ensemble de données contenues dans des mémoires et de données détectées à l'interface de l'ordinateur telles que des valeurs d'amplitude mesurées et des valeurs de température ambiante du système. L'invention sera mieux comprise et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement au cours de la description explicative qui va suivre faite en référence aux dessins schématiques annexés donnés uniquement à titre d'exemple illustrant un mode de réalisation de l'invention et dont la figure unique est un schéma bloc d'un système selon l'invention comportant une pluralité de filtres à fréquence variable, destinés à être accordés selon le procédé proposé par l'invention. La figure unique montre un arrangement de cinq filtres à fréquence variable Fl à F 5 et un système permettant d'accorder ces filtres chacun sur une nouvelle fréquence sélectionnée Ces filtres sont du type comprenant un organe de variation de fréquence et d'accord sur une nouvelle fréquence, qui est mobile sous l'effet d'un dispositif d'entraînement tel qu'un moteur. A titre d'exemple, on pourrait utiliser des filtres à résonateur diélectrique dont l'organe de variation de fréquence pourrait être réalisé sous forme d'un plongeur pénétrant plus ou moins profondément dans une cavité centrale ménagée dans le corps résonateur Le plongeur pourrait être axialement déplagable par le moteur, avantageusement un moteur pas-à-pas Le système comporte donc un moteur pas-à-pas Ml à M 5 pour chaque filtre, un dispositif de commande DC 1 à DC 5, pour chaque moteur et un ordinateur O ayant une interface moteur IM reliée par un bus de données bl à b 5 à chaque dispositif de commande DC 1 à DC 5 d'un moteur Ml à M 5 et par une interface IC à un convertisseur analogique numérique CAN dont une entrée est reliée à la sortie de chaque filtre Fl à F 5 par un circuit de montage en série de plusieurs éléments Ce circuit comprend essentiellement un réseau adaptatateur RA qui comporte cinq entrées E 5 à El O, chacune reliée à la sortie d'un filtre F 1 à F 5 par l'intermédiaire d'un coupleur Cl et une seule sortie Si reliée à une entrée d'un mélangeur ME ayant une deuxième entrée reliée à la sortie d'un synthétiseur SY dont l'entrée est reliée à l'interface ISY de l'ordinateur 0 La sortie du mélangeur est connectée à l'entrée d'un amplificateur sélectif AS. La sortie de celui-ci est reliée au convertisseur CAN par l'intermédiaire d'un circuit de détection de niveau DN. L'arrangement représenté comporte cinq bornes d'entrée de fréquence El à E 5 chacune reliée, d'une part, à l'entrée d'un filtre FI à F 5, par l'intermédiaire d'un condensateur C 2 et, d'autre part, à une entrée d'un commutateur CM, par l'intermédiaire d'un filtre passe-bas comprenant un condensateur C 3 mis à la masse et une inductance montée en série LI Ce commutateur réalisé sous forme d'un multiplexeur comporte donc cinq entrées Ell à E 15 et une seule sortie 52 qui est reliée par une interface ICM à l'ordinateur 0, qui comporte deux lignes et 16 pour transmettre à l'ordinateur des informations concernant l'accord des filtres sur des nouvelles fréquences et pour recevoir de l'ordinateur des signaux d'alarme. En revenant aux filtres F 1 à F 5, les sorties des cinq filtres sont réunies en 53 et reliées à un dispositif formant filtre de sortie et coupleur SC. Concernant l'ordinateur 0, on a schématiquement indiqué qu'il comporte une mémoire morte RO Mi ainsi que deux mémoires vives R Ai 41 et RAM 2 dont les fonctions seront décrites plus loin Les signes HO et BA indiquent respectivement une horloge et une batterie d'alimentation en énergie électrique Bien entendu l'ordinateur est équipé d'une mémoire morte (non représentée) contenant l'algorithme déterminant le fonctionnement de l'ordinateur Les signes All et A 12 désignent deux sources d'alimentation en énergie de par exemple 24 V, respectivement principale et de secours, qui peuvent être reliées alternativement par un commutateur COM sous la commande de l'ordinateur symbolisée par la ligne fléchée Il à un distributeur d'alimentation en énergie du moteur. Ce distributeur assure également l'alimentation en énergie électrique de l'ordinateur 0, par une liaison 12. Concernant le convertisseur analogique- numérique CAN il est relié par une autre entrée à un capteur de température ambiante CT IL transmet les données à l'interface IC par une ligne indiquée en 3 et est commandée par l'ordinateur via une liaison 4. Pour compléter la description, le réseau adaptateur dont la structure est connue en soi comporte un certain nombre de résistances, à savoir une résistance Rl reliant chaque sortie de filtre à la sortie Si du réseau, cette dernière étant reliée à la terre par l'intermédiaire d'une résistance R 2 tandis que la borne de sortie de filtre de chaque résistance Ri est reliée par une résistance R 3 à la masse. On décrira ci-après le fonctionnement de l'agencement montré à la figure 1 Cette description fera également apparaître le déroulement du procédé selon l'invention. Pour changer la fréquence d'accord des filtres Fl à F 5, on applique à une des bornes El des cinq voies d'entrée un signal de basse fréquence comprenant les informations de numéro de voies, et de la fréquence de la nouvelle porteuse sur laquelle la ou les filtres doivent être accordés, ainsi que le niveau de puissance de celle-ci Dans l'exemple représenté, ce signal sera appliqué à l'entrée El de façon à pouvoir parvenir à travers le filtre passe-bas associé à la voie d'entrée et le commutateur multiplexeur à l'interface ICM qui transmet les informations par la liaison L 5 à l'ordinateur O Celui-ci est programmé pour pouvoir piloter à l'aide d'un algorithme les moteurs pas-à-pas Mi à M 5 des filtres, de façon à positionner précisément les extrémités des axes des moteurs destinés à entraîner les plongeurs des filtres Cet algorithme utilise un ensemble de données contenues dans des mémoires RAM et ROM et détectées aux interfaces IC en provenance du convertisseur CAN L'ordinateur déclenchera des alarmes par la liaison L 6 à l'interface ICM L'alarme indiquera un défaut de positionnnement du système. On expliquera ci-après les différentes opérations que l'ordinateur accomplit à l'aide de l'algorithme susmentionné pour le positionnement d'un organe mobile par exemple en forme d'un plongeur d'un filtre, dans ses nouvelles positions correspondant à une nouvelle fréquence sélectionnée. La nouvelle fréquence sélectionnée fs est appliquée au filtre à accorder Un échantillon de ce signal de la fréquence fs parvient après le passage à travers le filtre via le réseau adaptateur RA au mélan- geur ME qui reçoit à son autre entrée en provenance du synthétiseur SY un signal ayant la fréquence fs + fil fi étant par exemple de 30 M Hz pour des fréquences sélectionnables entre 935 et 960 M Hz Le signal de sortie du mélangeur est appliqué à l'amplificateur sélectif AS, adapté pour produire à sa sortie un signal de la fréquence fi et d'une amplitude qui correspond à l'amplitude du signal de sortie du signal de la fréquence sélectionnée L'amplitude du signal fi est détectée et la valeur ainsi obtenue est transmise sous forme numérisée par le convertisseur CAN à l'ordinateur Sous l'effet de son algorithme, l'ordinateur envoie au moteur M du filtre à accorder,des signaux de déplacement axial du plongeur du filtre, en fonction de l'amplitude mesurée du signal fi jusqu'à l'obtention de la valeur d'amplitude maximale. Pour trouver cette position du plongeur, celui-ci sera déplacé dans le sens produisant une augmentation de l'amplitude mesurée et la position recherchée se caractérisera par une variation d'amplitude égale à zéro La deuxième phase du procédé selon l'invention a pour objectif de positionner l'organe mobile de variation de fréquence du filtre afin que la courbe caractéristique de celui-ci soit symétrique par rapport à la fréquence sélectionnée fs A cette fin, on déplacera l'organe mobile, à partir de sa position d'amplitude maximale dans les deux sens jusqu'à ce que le signal de sortie du filtre présente la même valeur prédéterminée inférieur par exemple de 0,5 db à la valeur d'amplitude maximale Les courses a Si etg I 52 de l'organe mobile permettent de calculer la position de l'organe mobile dans laquelle la courbe caractéristique du filtre est symétrique par rapport à la fréquence sélectionnée fs La position de symétrie de sortie s'obtient selon la formule suivant Ps = Pm + 451 & 52 ps et Pm étant respectivement les positions de symétrie et d'amplitude maximale. Etant donné que le moteur est un moteur pas-à-pas, chaque position et chaque course peuvent être définies par un nombre de pas du moteur. Le système selon l'invention assure également une excellente stabilité des filtres eu égard aux dérives de fréquence en fonction des variations de la température ambiante A cette fin l'ordinateur reçoit du convertisseur CAN des informations numérisées concernant la température ambiante du système, mesurée par le capteur de température CT, de façon à pouvoir compenser un désaccord ou décalage des filtres lorsque par exemple la température mesurée diffère d'une valeur différentielle j T de la température correspondant au dernier positionnement de chaque moteur A cette fin la mémoire RO Mi contient les données spécifiant le nombre de pas ou d'incréments des moteurs et de leur sens de rotation en fonction de la température et de la fréquence En se reportant à la mémoire ROM 1, l'ordinateur est ainsi en mesure de corriger la position d'un organe mobile du filtre en envoyant au moteur un signal numérisé indiquant le nombre de pas que le moteur doit effectuer pour que le filtre soit à nouveau exactement accordé sur la fréquence sélectionnée. La première mémoire RAM 1 stocke la fréquence, la température et la date correspondant au dernier réglage et ceci pour chacun des filtres. La deuxième mémoire RAM 2 stocke pour chaque filtre, à la suite d'un balayage de la gamme de fréquence sélectionnable pouvant comprendre par exemple 126 positions de fréquence entre 935 et 960 M Hz, lors d'un arrêt du fonctionnement de l'arrangement de filtre, les données suivantes telles que: fréquence, nombre de pas moteur à partir d'une position de référence du moteur, telle que par exemple la position zéro ou initiale, date, température La présence de l'ordinateur procure donc l'avantage, lorsqu'ultérieurement un filtre doit être accordé sur une nouvelle fréquence, de pouvoir prépositionner rapidement le moteur correspondant en se reportant à la mémoire RAM 2 L'utilisation ou non de la boucle de réglage qui a servi pour l'établissement des données dans le RAM 2 est déterminée par la précision de réglage que l'on demande Cette utilisation est fortement envisagée pour réaliser un réglage précis Ceci permet d'accorder les filtres rapidement à des nouvelles fréquences à partir de données pouvant être régulièrement actualisées L'invention permet un autoétalonnage de l'arrangement de filtre. REVENDICATIONS 1 Procédé pour accorder au moins un filtre à fréquence variable d'un arrangement de filtre sur une nouvelle fréquence sélectionnée, le filtre comportant un organe de variation de fréquence qui est mobile sous l'effet d'un moteur, selon lequel on déplace l'organe de variation de fréquence jusqu'à ce qu'il se trouve dans une position représentative de l'accord du filtre sur la nouvelle fréquence sélectionnée, caractérisé en ce que l'on applique au filtre (Fi F 5) un signal de la fréquence sélectionnée et, pendant une première phase, on mesure l'amplitude du signal de sortie du filtre et positionne l'organe de variation de fréquence dans la position o l'amplitude du signal est maximale, et établit pendant une seconde phase, à partir de cette position d'amplitude maximale, par mesure de l'amplitude du signal de sortie, la position centrale de l'organe pour laquelle la fréquence sélectionnée constitue la fréquence par rapport à laquelle la courbe caractéristique du filtre (Fl F 5) est sensiblement symétrique. 2 Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que pendant la seconde phase précitée, on déplace l'organe mobile à partir de la fréquence d'amplitude maximale dans l'un et l'autre sens jusqu'à ce que l'amplitude du signal mesurée ait chaque fois la même valeur prédéterminée et calcule à partir des courses de l'organe mobile, la position centrale précitée. 3 Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'on utilise un moteur pas-à-pas (Ml M 5) pour l'entraînement de l'organe mobile et commande ce moteur à l'aide d'un ordinateur ( 0). 4 Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'on assure la stabilité de la fréquence d'un filtre eu égard à des dérives de fréquence en fonction de la température ambiante en stockant dans une mémoire de l'ordinateur des données établissant le nombre de pas du moteur associé au filtre et le sens de sa rotation en fonction de la température et amène l'ordinateur à corriger la position de l'organe mobile lors de la constatation d'un changement de température, avantageusement supérieur à une valeur prédéterminée, sur la base des données stockées dans ladite mémoire. Procédé selon l'une des revendications 3 ou 4, caractérisé en ce que l'on établit pendant un arrêt de fonctionnement du filtre, avantageusement par un processus de balayage de la gamme des fréquences sélectionnables notamment les valeurs des pas du moteur jusqu'à l'accord du filtre sur ces fréquences, à partir d'une position de référence du moteur telle que la position zéro ou initiale, stocke les données établies dans une mémoire de l'ordinateur et effectue au moins pendant la période de fonctionnement suivante les accords sur des fréquences sélectionnées nouvelles demandées à partir des données stockées. 6 Système pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend un moteur (Ml M 5) avantageusement pas-à-pas pour le changement de la position de l'organe mobile de variation de la fréquence d'un filtre, qui est monté dans une boucle de réglage adaptée pour le positionnement de l'organe de variation de fréquence en fonction d'une valeur prédéterminée du signal de fréquence sélectionnée, tel que l'amplitude. 7 Système selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'il comprend un ordinateur ( 0) monté dans la boucle de réglage, qui est programmée pour piloter le moteur (Ml M 5) à l'aide d'un algorithme utilisant un ensemble de données contenues dans ses mémoires (ROM 1, RA Mi, RAM 2) et de données détectées à il l'interface (IC) de l'ordinateur, telles que des valeurs d'amplitude mesurées et des valeurs de température ambiante du système. 8 Système selon la revendication 7, caractérisé en ce que la boucle de réglage pour l'accord sur une nouvelle fréquence sélectionnée comprend un montage en série d'un mélangeur (ME) recevant à ses deux entrées respectivement le signal de sortie du filtre à accorder et le signal d'un synthétiseur dont la fréquence diffère de la nouvelle fréquence sélectionnée par une fréquence différentielle prédéterminée, d'un amplificateur sélectif accordé sur ladite fréquence différentielle, d'un détecteur d'amplitude (DN) du signal ayant la fréquence différentielle ainsi que d'un convertisseur analogique-numérique (CAN) relié à l'ordinateur ( 0) par un interface (IC). 9 Système selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'il comprend un capteur de température (CT) relié au convertisseur (CAN) précité. 10 Système selon l'une des revendications 7 à 9, caractérisé en ce que, pour un arrangement de plusieurs filtres (F 1 à F 5), il comprend un commutateur multiplexeur (CM) ayant une entrée (Ell E 15) pour la voie d'entrée (El E 5) de chaque filtre et une sortie ( 52) reliée par une interface (ICM) à l'ordinateur ( 0) qui est commun, chaque filtre étant sélectivement accordable à l'aide de la boucle de réglage précitée. 11 Système selon la revendication 10, caractérisé en ce que les sorties des filtres (F 1 F 5) sont reliées par un réseau adaptateur (RA) à l'entrée précitée du montage en série précité.