Brevet FR2688891A1 — publié le 19930924

DISPOSITIF DE TEST D'UN GROUPEMENT DE RECEPTEURS L'objet de la présente invention est un dispositif de test permettant de détecter des pannes, dans un ensemble de capteurs munis chacun d'un préamplificateur. Cette invention s'applique plus particulièrement à une antenne acous- tique linéaire, composée d'un certain nombre d'hydrophones, utilisé en acoustique sous-marine Il est connu que pour détecter des cibles à grande distance, par écoute sous-marine, il faut travailler à des fréquences inférieures à 1000 Hz Pour obtenir dans ces conditions une bonne résolution angulaire, il faut utiliser des antennes de longueur importante Ainsi pour une fréquence de 500 Hz, une résolution angulaire de 100, exige une longueur de l'ordre de 20 mètres. Il est connu de réaliser des antennes linéaires, composées générale- ment de plusieurs dizaines d'hydrophones, avec leur électronique associée, enfermée dans une enveloppe laissant passer les ondes acoustiques Ces antennes, qui ont une forme en tuyau, peuvent être remorquées par un bateau à bord duquel se trouvent les moyens d'exploitation des signaux amplifiés des hydrophones, en vue de former des voies angulaires. Le mauvais fonctionnement d'un seul hydrophone ou de son électro- nique associée, affecte toute la chaîne de traitement Il est donc nécessaire d'avoir un dispositif de test permettant un diagnostic rapide de chaque hydrophone et de son électronique associée De plus ce dispositif doit se prêter à la structure allongée du système. Il est connu de tester chacun des hydrophones avec son amplificateur par une source de tension, qui permet par des ponts de résistances de ramener dans le circuit de chaque hydrophone une faible tension, à l'entrée du préamplificateur correspondant. Ce dispositif présente l'inconvénient de coupler entre eux les diffé- rents circuits formés par l'hydrophone et son préamplificateur Il y a diaphonie, c'est à dire que l'on retrouve à la sortie d'un préamplificateur un signal parasite induit par les autres hydrophones. Un autre inconvénient réside dans le fait que ce dispositif ne se prête pas à des alimentations en série des préamplificateurs, ce qui dans le cas d'un grand nombre d'hydrophones, facilite grandement les connexions élec- triques. Dans le cas d'une alimentation en série des préamplificateurs, des condensateurs de liaison peuvent être utilisés pour s'affranchir de la différence de potentiel entre préamplificateurs Dans les applications o les fréquences sont basses, les valeurs des capacités sont élevées De plus dans le cas d'un grand nombre d'hydrophones, la différence de potentiel devient importante et la tension de service des capacités est grande, entraînant des condensateurs encombrants En outre la fiabilité est réduite. Il est connu également d'utiliser des photocoupleurs reliant le circuit de test aux différents hydrophones, une diode électroluminescente excitant un élément photodétecteur Les inconvénients de ce dispositif sont le bruit ramené par le photodétecteur lui-même et par les résistances de polarisa- tion à lentrée du préamplificateur, étant donné qu'il y a un photocoupleur par préamplificateur, le volume de circuits est important et la fiabilité est mauvaise, en particulier quand le nombre d'hydrophones est grand. Le dispositif suivant l'invention permet de remédier à ces inconvé- nients Suivant la caractéristique principale, c'est un dispositif de test pour un ensemble de N capteurs relié chacun à un préamplificateur, caractérisé par le fait qu'une source de courant alternatif fournit un courant I à un circuit qui est couplé inductivement aux circuits reliant les capteurs à leurs préamplificateurs, que les signaux de sortie de ces préamplificateurs sont utilisés à la fois pour le traitement des signaux détectés par les capteurs et pour la détection de panne d'un capteur ou d'un amplificateur. D'autres caractéristiques et avantages ressortiront de la description qui va suivre, illustrée par les figures qui représentent: figure 1, une antenne linéaire remorquée par un bateau; figure 2: un synoptique général de l'alimentation des circuits de traitement et des circuits de détection de panne d'une antenne linéaire; figure 3: le schéma de montage des hydrophones de leurs préamplifi- cateurs et du circuit pour la tension de test, suivant linvention; figure 4: le schéma d'une alimentation série pour les différents préamplificateurs; figures 5 et 6: deux montages pour le couplage inductif de la tension de test dans les circuits des hydrophones. La figure I montre un bateau 2 remorquant par un cable 3, une antenne 1, composée de N hydrophones 10 1, 10 2, 10 i, 10 N enfermée dans une enveloppe transparente aux ondes acoustiques. Le cable 3 contient des conducteurs pour appliquer les tensions d'alimentation nécessaire pour les préamplificateurs, ainsi que la tension de test Ce cable 3 contient également les connexions pour les signaux fournis par les préamplificateurs, qui sont appliqués au dispositif de traitement à bord du bateau 2. Le dispositif de traitement permet de former des voies angulaires Les signaux fournis par les préamplificateurs sont également utilisés pour le test, en vue de détecter une panne éventuelle, soit d'un hydrophone, soit d'un préamplificateur. La figure 2 montre le schéma général de l'antenne linéaire remorquée 24 avec l'ensemble 20 à bord du bateau Cet ensemble 20 contient d'une part les circuits de formation 21 des P voies, V 1, Vp obtenues à partir des N signaux amplifiés SI, SN provenant des N hydrophones La tension d'alimentation V et la tension de test U sont fournis par le sousensemble 23. Les N signaux 51, SN sont appliqués d'autre part à un circuit de détection de panne 22 fournissant les N signaux de test T,, TN. La figure 3 montre le dispositif suivant l'invention N capteurs, par exemple des hydrophones 10 1, 10 2, 10 N, forment l'antenne linéaire. Chaque hydrophone est relié à l'entrée d'un préamplificateur Les préampli- ficateurs 20 1, 20 2, 20 N ont leurs alimentations en série comme le montre la figure 4 Une source à courant continu 4 est branchée aux bornes d'un circuit contenant N diodes Zener, 40 1, 40 2, 40 N, qui sont en série. La tension aux bornes 21 1 et 21 2 de la diode Zener 40 1 est appliquée au premier préamplificateur 20 1, de la figure 3 Le second préamplificateur reçoit la tension aux bornes 21 2 et 21 3 de la seconde diode Zener 40 2 On alimente de même les autres préamplificateurs et finalement le préamplifi- cateur 20 N reçoit la tension aux bornes 21 N et 21 N + 1 de la diode Zener 40.N. Les N circuits 30 1, 30 2, 30 N formés chacun par l'hydrophone et l'entrée du préamplicateur correspondant sont couplés inductivement, par des boucles, en 50 1, 50 2, 50 1, 50 N à un circuit 41 Ce circuit 41 est parcouru par un courant alternatif I généré par le générateur de courant 40. Si M est l'inductance mutuelle due à ce couplage, le courant alternatif I parcourant le circuit 41 induit dans chaque boucle, telle que 50 i, un courant alternatif J = 1 Md, si Z est l'impédance présentée par chaque circuit 30 i On recueille aux sorties 25 1, 25 2, 25 N des N préamplifi- cateurs un signal alternatif permettant de juger l'état de bon fonction- nement de l'ensemble hydrophone-préamplificateur Selon une caracté- ristique importante de l'invention le circuit 41 est composé d'un fil unique aller et retour connecté à la source de courant 40 L'arrêt de la source de courant 40 supprime l'injection du signal de test de la même façon que si le circuit 41 avait été ouvert, l'impédance devenant infinie. Ce dispositif de test, facile à mettre en oeuvre, peut être aisément intégré dans une structure d'antenne linéaire comportant une centaine d'hydrophones par exemple Aucun composant électrique supplémentaire n'intervient augmentant ainsi la fiabilité du dispositif Ce dispositif réalise un isolement galvanique entre les différents éléments à tester permettant des alimentations électriques en série L'ouverture du circuit électrique d'injection du signal de test supprime tout couplage entre les éléments à tester, ce qui est fondamental dans l'application à une antenne linéaire d'écoute sous-marine par exemple. Plusieurs techniques peuvent être utilisées pour coupler le circuit 41 aux différents circuits 30 1 La figure 5 représente une réalisation dans laquelle le circuit 41 d'injection du signal test est torsadé et forme une spire 42.i au niveau de chaque élément à tester Avec chaque circuit 30 i on forme une ou plusieurs spires intérieures 50 1 à la spire formée avec le circuit 41 Les spires sont maintenues entre elles par des clips 400. La figure 6 représente une autre réalisation dans laquelle un cylindre 500 formant un tore magnétique est inséré sur un fil du circuit 41 et permet de maintenir une ou plusieurs spires 50 i de chaque circuit 30 i. Finalement on a décrit un dispositif de test composé d'un circuit électrique formé d'un fil unique aller et retour sans discontinuités ni adjonction de circuits ou de composants, connecté à une source de courant sur lequel sont couplés par induction tous les éléments à tester de manière à obtenir un isolement galvanique. REVENDICATIONS 1 Dispositif de test pour un ensemble de N capteurs reliés chacun à un préamplificateur, les signaux de sortie des préamplificateurs ( 20 1, 20 2, 20.N) étant utilisés à la fois pour le traitement des signaux détectés par les capteurs ( 10 1, 10 2, 10 N) et pour la détection de panne d'un capteur ou d'un préamplificateur, caractérisé par le fait, qu'une source de courant ( 40) fournit un courant alternatif I à un circuit ( 41), qui est couplé inductivement aux circuits ( 30 1, 30 2, 30 N) reliant les capteurs ( 10 1, 10 2, 10 N) à leurs préamplificateurs ( 25 1, 25 2, 25 N). 2 Dispositif de test suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que le circuit ( 41) parcouru par le courant I est torsadé et forme des spires de couplage ( 42 1, 42 i, 42 N) et que chaque circuit ( 30 i) reliant un capteur ( 10 i) à son préamplificatuer ( 20 i) forme une ou plusieurs spires ( 50 i) intérieures à une spire ( 42 i) parcouru par le courant I. 3 Dispositif de test, suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que le circuit ( 41) parcouru par le courant 1, ainsi qu'une ou plusieurs spires ( 50 i) de chacun des circuits ( 30 i) reliant un transducteur ( 10 i) à son préamplificateur ( 25 i) passent à travers des cylindres ( 500) en matériau magnétique. 4 Dispositif de test suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que les tensions d'alimentation de tous les préamplificateurs ( 20 1, 20 2, 20 N) sont obtenues aux bornes de N diodes Zener ( 40 1, 40 2, 40 N) en série, alimentées par un générateur de courant. Dispositif de test suivant les revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que les capteurs sont des hydrophones ( 10 1, 10 2, 10 N) formant une antenne linéaire ( 24) remorquée par un bateau et qu'à bord du bateau se trouvent les alimentations ( 23) du circuit de test ( 41) et du circuit de traitement pour formation de voies ( 21) ainsi que le circuit de détection de panne ( 22).