Brevet FR2933829A1 — publié le 20100115

Dispositif et procédé de détection de l'origine numérique d'un signal analogique. La présente invention concerne un système de gestion des alarmes, usuellement appelé Flight Alarm System selon la terminologie anglo-saxonne, destiné à être embarqué sur un aéronef. Plus précisément, l'invention vise à améliorer le niveau de certitude relatif à l'intégrité des annonces de pannes ou d'informations à destination du pilote basées sur des synthèses vocales. io Les systèmes de gestion des alarmes embarqués sur des aéronefs sont généralement chargés de la génération, de la vérification des messages de pannes ou d'informations, et de la délivrance d'instructions au pilote. Aujourd'hui, ces systèmes deviennent de plus en plus complexes et sont liés à un grand nombre de systèmes critiques. 15 Au départ, les informations étaient fournies au pilote sous la forme de voyants lumineux ou clignotant, éventuellement associés à des textes que le pilote pouvait lire sur un écran de contrôle. Un des problèmes liés à ces voyants réside dans leur aspect directionnel : il existe un risque qu'ils ne soient pas vus. Sont ensuite apparues des alarmes sonores, telles que des 20 sirènes, ou quasi-sonores, comme des manches vibrant, rendant certain leur acquittement par le pilote. Actuellement, dans le but d'améliorer l'aide au pilotage, des systèmes de gestion des alarmes comprenant des dispositifs de synthèse 25 vocale sont mis au point. Des annonces explicites peuvent ainsi être réalisées, permettant au pilote de se concentrer exclusivement sur le pilotage pur. Par exemple, lors d'une manoeuvre d'atterrissage, l'altitude de l'aéronef peut être régulièrement annoncée au pilote, qui n'est donc plus contraint de surveiller son altimètre. 30 Dans ce contexte, on cherche à fournir au pilote de plus en plus d'informations sous la forme d'annonces à partir de synthèses vocales. Les difficultés à résoudre relèvent d'une part de la disponibilité des informations sonores et d'autre part des risques d'ambiguïté liés à des annonces trop complexes ou trop nombreuses. Ces questions sont critiques car les annonces sonores peuvent être directement interprétées par le pilote et entraîner une action de sa part. L'intégrité des annonces effectuées est donc primordiale. En conséquence, les systèmes de gestion des alarmes embarqués comprennent classiquement plusieurs dispositifs de générations d'annonces vocales indépendants. En parallèle, ils intègrent un dispositif simple de gestion de priorité qui sélectionne le dispositif de génération d'annonces vocales prioritaire. Les systèmes actuels se basent généralement sur une information binaire liée à la présence ou non d'énergie en sortie d'un dispositif de générations d'annonces vocales et en direction d'un haut parleur. Le principal inconvénient de cette technique réside dans le risque que des modes de pannes d'équipements appartenant à la chaîne de génération du son, typiquement des amplificateurs, génèrent du bruit. Si ce bruit parasite est émis en sortie du dispositif de génération d'annonces vocales prioritaire, celui restera actif. Dans le cas où il ne détecterait pas une panne pourtant avérée, celle-ci ne serait pas annoncée même si un autre dispositif de génération d'annonces vocales l'a détectée. Les conséquences peuvent donc être critiques. Un autre effet indésirable apparaît également dans ce cas : le bruit généré par un mode de panne, par exemple d'un amplificateur, est émis par le haut-parleur, diffusant un son désagréable dans le cockpit. Afin de pallier les inconvénients explicités ci-dessus, l'invention propose un dispositif de détection de l'origine numérique d'un signal analogique visant à garantir l'intégrité des annonces vocales faites au pilote par l'intermédiaire d'un système de gestion des alarmes. A cet effet, l'invention a pour objet un dispositif de détection de l'origine numérique d'un signal analogique, destiné à un système embarqué de gestion des alarmes, un signal analogique étant acheminé à l'entrée dudit dispositif, caractérisé en ce qu'il comprend : • un dérivateur, • un redresseur, • un résonateur, • un détecteur, permettant de fournir un signal de validité déterminant l'origine numérique ou non dudit signal analogique. Avantageusement, ledit signal de validité est binaire. Avantageusement, un système de gestion des alarmes embarqué sur un aéronef, comprenant un dispositif de génération d'annonces de pannes ou d'informations à destination du pilote, sous la forme de signaux analogiques de synthèse, peut comprendre un dispositif de détection de l'origine numérique d'un signal analogique selon l'invention. Avantageusement, le dispositif de génération d'annonces de pannes ou d'informations à destination du pilote comprend une liste d'échantillons numériques dont une suite d'échantillons numériques est émise vers un convertisseur analogique-numérique en sortie duquel le signal analogique est acheminé vers ledit dispositif de détection de l'origine numérique d'un signal analogique qui en dérive une fraction, le reste dudit signal analogique traversant un filtre passe-bas fournissant un signal analogique final qui, si le signal de validité garantit l'origine numérique du signal analogique, aboutit à un dispositif de haut-parleur. Avantageusement, un bit de sécurité témoignant de I intégrité du 25 signal analogique synthétisé à partir de la suite d'échantillons numériques émise est généré et associé au signal de validité. Avantageusement, la liste d'échantillons numériques peut comprendre des sons inaudibles, dont l'origine numérique et la validité sont détectées par le dispositif de détection de l'origine numérique d'un signal 30 analogique. Avantageusement, le résonateur est accordé sur une fréquence multiple de celle des échantillons numériques. Avantageusement, un système de gestion des alarmes peut comprendre au moins un deuxième dispositif de génération d'annonces de 35 pannes ou d'informations à destination du pilote. Avantageusement, le dispositif de détection de l'origine numérique d'un signal analogique permet de sélectionner le dispositif de génération d'annonces de pannes ou d'informations à destination du pilote prioritaire. Avantageusement, lorsqu'un seul dispositif de génération d'annonces de pannes ou d'informations à destination du pilote détecte une panne, ledit système de gestion des alarmes en informe le pilote, lui permettant de conclure à un éventuel dysfonctionnement dudit seul dispositif de génération d'annonces de pannes ou d'informations à destination du pilote ayant détecté une panne. Avantageusement, un procédé de détection de l'origine numérique d'un signal analogique peut comprendre l'utilisation d'un dispositif de détection de l'origine numérique d'un signal analogique selon l'invention, et les étapes suivantes : • le signal analogique est partiellement dérivé à l'aide du dérivateur, • le signal analogique partiellement dérivé est redressé par le redresseur afin d'obtenir un peigne d'impulsion, • le peigne d'impulsion est ensuite acheminé vers le résonateur, accordé sur une fréquence multiple de celle des échantillons numériques, • si et seulement si le signal analogique a été synthétisé à partir desdits échantillons numériques, le résonateur entre en 25 résonance et est entretenu, • enfin, le détecteur détecte le niveau d'énergie accumulé par le résonateur et le compare à un seuil de détection permettant de générer le signal de validité. 30 Avantageusement, dans le procédé de détection de l'origine numérique d'un signal analogique selon l'invention, le signal analogique étant émis par un convertisseur analogique-numérique à partir d'échantillons numériques, et présentant un niveau de discrétisation lié audit convertisseur analogique-numérique, l'ensemble résonateur / détecteur est conçu de telle 35 sorte que, une fois le seuil de détection atteint, permettant de garantir l'origine numérique du signal analogique, le résonateur puisse être entretenu par une succession d'échantillons numériques différant entre eux du plus faible niveau de discrétisation disponible en sortie dudit convertisseur analogique-numérique. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à l'aide de la description qui suit faite en regard des dessins annexés qui représentent : io • la figure 1 : le schéma du principe de l'invention ; • la figure 2 : le schéma d'un exemple simple de réalisation de l'invention. La figure 1 représente le principe du dispositif de détection de 15 l'origine numérique d'un signal analogique selon l'invention. Ce dispositif se situe au sein d'un système de gestion des alarmes capable de générer des � annonces vocales � basées sur un ensemble d'échantillons numériques NUM. En cas de pannes ou lorsque des informations doivent être fournies, au pilote d'un aéronef par exemple, une suite d'échantillons numériques peut 20 être émise. Cette suite d'échantillons numériques est convertie en signal analogique par un convertisseur analogique-numérique DAC. C'est en sortie dudit convertisseur analogique-numérique DAC que l'on place préférentiellement le dispositif de détection de l'origine numérique d'un signal analogique. Dans tous les cas, il doit être alimenté par le signal analogique 1 25 avant que celui-ci ne soit lissé, comme ici par le filtre passe-bas PB. En effet, en sortie du convertisseur analogique-numérique, le signal analogique 1 présente un aspect � en escalier �, que l'on va détecter afin de déterminer l'origine numérique du signal. Le dérivateur DER du dispositif dérive une fraction 2 du signal analogique 1. Cette fraction 2 du signal analogique 1 est 30 ensuite redressé par le redresseur RED afin d'obtenir un peigne d'impulsion 3. Ce peigne d'impulsion 3 vient alors exciter un résonateur RES accordé sur une fréquence multiple de celle des échantillons numériques. De ce fait, si le signal analogique 1 est bien issu d'une combinaison d'échantillons numériques de l'ensemble NUM, le résonateur RES entre en résonance et 35 est entretenu, fournissant en sortie un signal 4 comportant des pics de résonance. Le détecteur DEC compare en bout de chaîne le signal 4 issu du résonateur RES à un seuil de détection 5. Si le résonateur RES est en résonance, le seuil de détection 5 est atteint. En conséquence, le détecteur DEC fournit un signal binaire correspondant au signal de validité VAL. Le signal de validité VAL peut ensuite être exploité par le système afin de décider de laisser l'annonce vocale MSG atteindre le haut-parleur HP. L'idée est donc de détecter l'aspect � en escalier � du signal analogique 1. Le dispositif selon l'invention permet de garantir l'origine numérique dudit signal analogique 1, avant que celui-ci ne soit filtré et acheminé vers le haut-parleur HP. Dans le cas d'un système de gestion des alarmes embarqué comportant plusieurs sous-ensembles de détections et de générations d'annonces de pannes ou d'informations, cela participe à la sélection sécurisée du sous-ensemble prioritaire. En effet, les modes de pannes d'équipements tels que le convertisseur analogique-numérique DAC ou des amplificateurs éventuellement présents dans la chaîne de génération des annonces vocales, et qui peuvent générer du bruit, ne risquent pa.s d'être reconnus comme des messages intègres et ils ne peuvent atteindre le haut-parleur HP ni entraîner une conservation du statut prioritaire par le dispositif qui les comporte. Il est à noter que l'on peut avantageusement combiner le signal de validité VAL émis par le dispositif selon l'invention à un bit de sécurité garantissant l'intégrité de la suite d'échantillons numériques aboutissant à la génération du signal analogique 1 puis à l'annonce vocale MSG. La définition et l'exploitation d'un tel bit de sécurité sont décrites dans le brevet français n° FR2723222A1. L'association du bit de sécurité et du signal de validité VAL permet d'atteindre un niveau de sécurité très élevé. La figure 2 illustre un exemple de réalisation du dispositif selon l'invention basé sur un circuit électronique très simple. Le dérivateur DER est constitué d'une simple capacité Cl permettant de dériver une fraction 2 de faible énergie du signal analogique 1. Le redresseur RED est, de manière basique, composé de deux diodes Dl et D2 permettant d'acheminer un peigne d'impulsion vers le résonateur RES. Le résonateur RES comprend une capacité C2 et une inductance L en parallèle. Les valeurs de la capacité C2 et de l'inductance L sont telles que la fréquence de résonance dudit résonateur RES, en l'occurrence / 1 , est un multiple de la ,/L•C2, fréquence des échantillons numériques constitutifs de l'ensemble d'échantillons numériques NUM. Si le signal analogique 1 est basé sur lesdits échantillons numériques, le résonateur RES entre en résonance. Pour finir, le détecteur DEC comprend une diode D3 suivi d'une résistance R1 d'impédance élevée et d'une capacité C2 en parallèle d'une seconde résistance R2. Le comparateur COMP est chargé de comparer le signal issu de ce circuit à un seuil de détection. Si ce seuil est atteint, le signal de 1 o validité VAL est vrai. Il est faux dans le cas contraire. L'état vrai ou faux du signal de validité VAL conditionne l'accès de l'annonce vocale MSG au haut-parleur HP. En outre, avec le dispositif selon l'invention, des moments de 15 silence peuvent sans problème être intégrés aux annonces vocales sans risque d'être interprétés comme non valides. En effet, ces silences doivent simplement être codés comme des sons inaudibles, constitués d'une alternance d'échantillons de valeur moyenne nulle, mais permettant l'entretien du résonateur RES. De même, le dispositif selon l'invention 20 s'applique sans restriction à un signal analogique qui serait issu d'un mélange de plusieurs sources de synthèse vocale. En résumé, le dispositif selon l'invention présente l'avantage 25 essentiel de permettre de garantir l'origine numérique et l'intégrité d'un signal analogique ; il est destiné aux systèmes de gestion des alarmes embarqués sur des aéronefs et dotés de dispositifs de génération d'annonces vocales. REVENDICATIONS1. Dispositif de détection de l'origine numérique d'un signal analogique, destiné à un système embarqué de gestion des alarmes, un signal analogique (1) étant acheminé à l'entrée dudit dispositif, caractérisé en ce qu'il comprend : • un dérivateur (DER), • un redresseur (RED), • un résonateur (RES), • un détecteur (DEC), permettant de fournir un signal de validité (VAL) déterminant l'origine numérique ou non dudit signal analogique (1). 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit signal de validité (VAL) est binaire. 3. Système de gestion des alarmes embarqué sur un aéronef, comprenant un dispositif de génération d'annonces de pannes ou d'informations à destination du pilote, sous la forme de signaux analogiques de synthèse, caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif de détection de l'origine numérique d'un signal analogique selon l'une quelconque des revendications 1 à 2. 4. Système de gestion des alarmes selon la revendication 3, caractérisé en ce que le dispositif de génération d'annonces de pannes ou d'informations à destination du pilote comprend une liste d'échantillons numériques (NUM) dont une suite d'échantillons numériques est émise vers un convertisseur analogique-numérique (DAC) en sortie duquel le signal analogique (1) est acheminé vers ledit dispositif de détection de l'origine numérique d'un signal analogique qui en dérive une fraction, le reste dudit signal analogique (1) traversant un filtre passe-bas (PB) fournissant un signal analogique final (MSG) qui, si le signal de validité (VAL) garantit l'origine numérique du signal analogique (1), aboutit à un dispositif de haut-parleur (HP). 5. Système de gestion des alarmes selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'un bit de sécurité témoignant de l'intégrité du signal analogique (1) synthétisé à partir de la suite d'échantillons numériques émise est généré et associé au signal de validité (VAL). 6. Système de gestion des alarmes selon l'une quelconque des revendications 4 à 5, caractérisé en ce que la liste d'échantillons numériques (NUM) peut comprendre des sons inaudibles, dont io l'origine numérique et la validité sont détectées par le dispositif de détection de l'origine numérique d'un signal analogique. 7. Système de gestion des alarmes selon l'une quelconque des revendications 4 à 6, caractérisé en ce que le résonateur (RES) est 15 accordé sur une fréquence multiple de celle des échantillons numériques. 8. Système de gestion des alarmes selon l'une quelconque des revendications 3 à 7, caractérisé en ce qu'il comprend au moins un 20 deuxième dispositif de génération d'annonces de pannes ou d'informations à destination du pilote. 9. Système de gestion des alarmes selon la revendication 8, caractérisé en ce que le dispositif de détection de l'origine numérique d'un signal 25 analogique permet de sélectionner le dispositif de génération d'annonces de pannes ou d'informations à destination du pilote prioritaire. 10. Système de gestion des alarmes selon l'une quelconque des 30 revendications 8 à 9, caractérisé en ce que, lorsqu'un seul dispositif de génération d'annonces de pannes ou d'informations à destination du pilote détecte une panne, ledit système de gestion des alarmes en informe le pilote, lui permettant de conclure à un éventuel dysfonctionnement dudit seul dispositif de génération d'annonces depannes ou d'informations à destination du pilote ayant détecté une panne. 11. Procédé de détection de l'origine numérique d'un signal analogique caractérisé en ce qu'il comprend l'utilisation d'un dispositif de détection de l'origine numérique d'un signal analogique selon la revendication 1, et les étapes suivantes : • le signal analogique (1) est partiellement dérivé à l'aide du dérivateur (DER), i o • le signal analogique partiellement dérivé (2) est redressé par le redresseur (RED) afin d'obtenir un peigne d'impulsion (3), • le peigne d'impulsion (3) est ensuite acheminé vers le résonateur (RES), accordé sur une fréquence multiple de celle des échantillons numériques, 15 • si et seulement si le signal analogique (1) a été synthétisé à partir desdits échantillons numériques, le résonateur (RES) entre en résonance et est entretenu, • enfin, le détecteur (DEC) détecte le niveau d'énergie accumulé par le résonateur (RES) et le compare à un seuil de détection 20 permettant de générer le signal de validité (VAL). 12. Procédé de détection de l'origine numérique d'un signal analogique selon la revendication 11, le signal analogique (1) étant émis par un convertisseur analogique-numérique (DAC) à partir d'écha.ntillons 25 numériques, et présentant un niveau de discrétisation lié audit convertisseur analogique-numérique (DAC), caractérisé en ce que l'ensemble résonateur (RES) / détecteur (DEC) est conçu de telle sorte que, une fois le seuil de détection atteint, permettant de garantir l'origine numérique du signal analogique (1), le résonateur (RES) 30 puisse être entretenu par une succession d'échantillons numériques différant entre eux du plus faible niveau de discrétisation disponible en sortie dudit convertisseur analogique-numérique (DAC).