Brevet FR3126792A1 — publié le 20230310

Une carte électronique configurée pour être embarquée dans un aéronef, la carte électronique comportant au moins une interface d’acquisition d’un signal analogique u(t) qui comprend une unité d’addition d’un signal de test p(t) de manière à former un signal hybride u(t)+p(t), un convertisseur analogique numérique (5), un module de test continu (6) comprenant une unité de convolution (64) du spectre fréquentiel hybride A(z) par un spectre de test P(z), de manière à centrer le spectre fréquentiel hybride A(z) sur une fréquence de test (f p ), un filtre passe-bas (65) configuré pour filtrer au moins une raie fréquentielle (T m (z)) au voisinage de la fréquence nulle dans le spectre fréquentiel hybride centré sur la fréquence de test (f p ), et un comparateur (69) configuré pour comparer la raie fréquentielle filtrée (Tm(z)) et la fréquence de test (fp) et émettre une information de défaut (DEF) si l’écart est supérieur à un seuil prédéterminé. Figure de l’abrégé : Figure 3 Carte électronique comportant une interface d’acquisition d’un signal analogique comportant un module de test continu, procédé d’utilisation d’une telle carte électronique La présente invention concerne le domaine de l’acquisition d’un signal analogique par une carte électronique embarquée d’un aéronef. De manière connue, un aéronef comporte plusieurs cartes électroniques qui traitent des signaux analogiques afin de surveiller un équipement, par exemple un générateur électrique, émettre des alarmes, assurer des régulations, etc. Pour mesurer un signal analogique, en particulier une tension, une carte électronique comporte une interface d’acquisition d’un signal analogique appelée interface ASI pour « Analog Signal Interfacer ». De manière connue, une interface ASI reçoit en entrée un signal analogique d’entrée et fournit en sortie un signal numérique, de préférence, un spectre fréquentiel représentatif du signal analogique d’entrée. Une telle interface ASI peut être défectueuse et il est nécessaire de la contrôler afin de s’assurer que le signal numérique en sortie est bien représentatif du signal analogique d’entrée. En pratique, une interface ASI comporte un module de test qui est configuré pour fournir un signal de test en entrée de l’interface ASI et de vérifier, en sortie de l’interface ASI, que le signal de test est conforme. Dans l’art antérieur, il est connu de réaliser un test lors de la mise sous tension de la carte électronique (connue de l’homme du métier sous la désignation anglaise de « Power Up Test »), c’est-à-dire, lors de la mise sous tension de l’aéronef. Ainsi, avant de débuter la mesure d’un signal analogique, on réalise un test de l’interface ASI. En référence à la , il est représenté une interface ASI 100 qui comporte deux polarités P, N et un pont diviseur 101 afin de déterminer une tension analogique u(t). L’interface ASI 100 comporte également un filtre anti-repliement de spectre 102 et un convertisseur analogique-numérique 103 afin d’obtenir un spectre fréquentiel O(z) représentatif de la tension analogique u(t). L’interface ASI 100 comporte également un module de test 104 configuré pour générer un signal analogique de test p(t) afin d’obtenir un spectre fréquentiel de test Tm(z) représentatif du signal analogique de test p(t). L’interface ASI 100 comporte un comparateur 106 permettant de détecter un défaut DEF si le spectre fréquentiel de test Tm(z) n’est pas conforme à ce qui est attendu. L’interface ASI 100 comporte un commutateur 105 configuré pour fournir à l’entrée du filtre anti-repliement 102 la tension analogique u(t) ou le signal analogique de test p(t). Ainsi, avant le démarrage de l’aéronef, le signal analogique de test p(t) est traité par le filtre anti-repliement de spectre 102 et le convertisseur analogique-numérique 103 de manière à obtenir un spectre fréquentiel de test Tm(z) qui est comparé à un spectre fréquentiel de référence qui est déterminé en l’absence de défaut de l’interface ASI. Si les différences sont importantes, l’interface ASI comporte un défaut DEF. A l’inverse, on en déduit que l’interface ASI ne comporte pas de défaut et que la tension analogique u(t) peut être mesurée et convertie de manière numérique. Du fait des contraintes aéroportuaires et des cadences de vols, un aéronef réalise de nombreux vols consécutivement sans être éteint. Cela présente un inconvénient étant donné que les interfaces ASI sont testées de manière de plus en plus sporadique. De plus, les contrôles lors de la mise sous tension ralentissent de manière importante le démarrage d’un aéronef, ce qui présente un inconvénient. Afin d’éliminer au moins certains de ces inconvénients, une solution serait de stopper momentanément la mesure de la tension analogique u(t) au cours du vol pour mesurer une tension de test p(t) et déterminer si l’interface ASI comporte un défaut DEF. Une telle solution n’est pas envisageable étant donné que la tension analogique u(t) doit être mesurée de manière permanente afin de détecter de manière réactive un dysfonctionnement d’un équipement électrique, par exemple, un générateur. L’invention vise ainsi à éliminer au moins certains de ces inconvénients en proposant une carte électronique comportant une interface ASI améliorée. PRESENTATION DE L’INVENTION L’invention concerne une carte électronique configurée pour être embarquée dans un aéronef, la carte électronique comportant au moins une interface d’acquisition d’un signal analogique u(t), désignée interface ASI, le signal analogique u(t) ayant une plage de fréquence utile prédéterminé : Une unité d’addition configurée pour additionner au signal analogique u(t) un signal de test p(t) de manière à former un signal hybride u(t)+p(t), le signal de test p(t) étant un signal créneau périodique ayant une fréquence de test supérieure à la plage de fréquence utile du signal analogique u(t), Un convertisseur analogique numérique configuré pour convertir le signal hybride u(t)+p(t) en un spectre fréquentiel hybride A(z), Un module de test continu comprenant : Une unité de soustraction configurée pour soustraire au spectre fréquentiel hybride A(z) un spectre fréquentiel du signal de test, désigné spectre de test P(z), de manière à obtenir un spectre fréquentiel O(z) du signal analogique u(t), Une unité de convolution configurée pour réaliser une convolution du spectre fréquentiel hybride A(z) par le spectre de test P(z), de manière à centrer le spectre fréquentiel hybride A(z) sur la fréquence de test, Un filtre passe-bas configuré pour filtrer au moins une raie fréquentielle Tm(z) au voisinage de la fréquence nulle dans le spectre fréquentiel hybride centré sur la fréquence de test, Un comparateur configuré pour comparer la raie fréquentielle filtrée Tm(z) et la fréquence de test et émettre une information de défaut si l’écart est supérieur à un seuil prédéterminé. Grâce à l’invention, un défaut peut être détecté de manière pratique et continue, ce qui est avantageux lorsque l’aéronef réalise de nombreuses rotations sans être mis hors tension. On peut ainsi s’assurer que l’interface ASI fournit un signal fréquentiel pertinent O(z) à tout instant. Cela est avantageux lorsque le signal analogique u(t) doit être surveillé afin de détecter un dysfonctionnement. De manière préférée, la carte électronique comprend au moins un filtre anti-repliement de spectre configuré pour traiter le signal hybride u(t)+ p(t) préalablement à son traitement par le convertisseur analogique numérique. Cela permet de s’assurer que l’échantillonnage par le convertisseur analogique numérique respectera le théorème de Shannon. De préférence, la carte comprend au moins un filtre fréquentiel configuré pour filtrer le spectre de test P(z) préalablement à sa soustraction du signal hybride u(t)+ p(t). De manière préférée, le filtre fréquentiel permet de simuler un filtre anti-repliement de spectre afin de permettre une soustraction optimale pour récupérer le spectre fréquentiel O(z) du signal analogique u(t). De préférence, le filtre passe-bas possède une fréquence de rejet inférieure à 20 Hz, de préférence, inférieure à 10 Hz. Un tel filtre passe-bas est très sélectif et permet de filtrer uniquement les raies fréquentielles pertinentes. Un défaut peut ainsi être déterminé de manière discriminante. De préférence, le module de test comprend : une première unité de convolution configurée pour réaliser une convolution du spectre fréquentiel hybride A(z) par le spectre de test P(z), de manière à centrer le spectre fréquentiel hybride A(z) sur la fréquence de test, une deuxième unité de convolution configurée pour réaliser une convolution du spectre fréquentiel hybride A(z) par un spectre de test P(z) déphasé, dans le but de faire une détection synchrone prenant en compte le déphasage induit par la chaine de traitement électronique, un premier filtre passe-bas configuré pour filtrer au moins une première raie fréquentielle T 1m (z) au voisinage de la fréquence nulle en sortie de la première unité de convolution, un deuxième filtre passe-bas configuré pour filtrer au moins une deuxième raie fréquentielle T 2m (z) au voisinage de la fréquence nulle en sortie de la deuxième unité de convolution, une unité de calcul configuré pour déterminer une raie fréquentielle consolidée T cm (z) à partir de la première raie fréquentielle T 1m (z) et de deuxième raie fréquentielle T 2m (z), un comparateur configuré pour comparer la raie fréquentielle consolidée T cm (z) et la fréquence de test et émettre une information de défaut si l’écart est supérieur à un seuil prédéterminé. L’utilisation de deux signaux de test déphasés permet de limiter l’influence de la phase du signal analogique lors de la détermination d’un défaut de l’interface ASI. De préférence, le déphasage est de l’ordre de pi/2. De préférence, le module de test continu comporte : une première unité de convolution configurée pour réaliser une convolution du spectre fréquentiel hybride A(z) par un spectre de test primaire Pa(z) d’un signal de test primaire p a (t) ayant une fréquence de test primaire de manière à centrer le spectre fréquentiel hybride A(z) sur la fréquence de test primaire, un filtre passe-bas primaire configuré pour filtrer au moins une raie fréquentielle primaire T am (z) au voisinage de la fréquence nulle, un comparateur primaire 69a configuré pour comparer la raie fréquentielle primaire T a m (z) et la fréquence de test primaire f p a et émettre une information de défaut primaire DEFa si l’écart est supérieur à un seuil prédéterminé, une deuxième unité de convolution configurée pour réaliser une convolution du spectre fréquentiel hybride A(z) par un spectre de test secondaire Pb(z) d’un signal de test secondaire p b (t) ayant une fréquence de test secondaire de manière à centrer le spectre fréquentiel hybride A(z) sur la fréquence de test secondaire, la fréquence de test secondaire étant différente de la fréquence de test primaire, un filtre passe-bas secondaire configuré pour filtrer au moins une raie fréquentielle secondaire T bm (z) au voisinage de la fréquence nulle, un comparateur secondaire 69b configuré pour comparer la raie fréquentielle secondaire T b m (z) et la fréquence de test secondaire f p b et émettre une information de défaut secondaire DEFb si l’écart est supérieur à un seuil prédéterminé, et une unité de sélection 68 configurée pour sélectionner l’information de défaut primaire DEFa s’il existe une unique raie fréquentielle primaire T am (z) ou l’information de défaut secondaire DEFb s’il existe plusieurs raies fréquentielles primaires T am (z). L’utilisation de deux signaux de test ayant des fréquences de test différentes permet de manière avantageuse d’éviter de filtrer d’éventuels harmoniques qui seraient proches de l’une ou de l’autre des fréquences de test. On peut ainsi fournir au comparateur une unique raie fréquentielle filtrée (primaire ou secondaire) pour être comparée de manière pertinente à une fréquence de test (primaire ou secondaire). La fiabilité de l’interface ASI peut être vérifiée de manière précise. De préférence, la fréquence de test primaire et la fréquence de test secondaire respectent la formule suivante : [Math. 1] Dans laquelle fr est la fréquence de rejet du filtre passe-bas. L’invention concerne aussi un ensemble comprenant un équipement électrique pour aéronef comprenant un câble dans lequel circule un signal analogique u(t) et d’une carte électronique telle que présentée précédemment dont l’interface ASI mesure le signal analogique u(t). L’invention concerne en outre un aéronef comprenant un ensemble tel que présenté précédemment. L’invention concerne aussi un procédé d’utilisation d’une carte électronique telle que présentée précédemment comprenant des étapes consistant à : Mesurer le signal analogique u(t) par l’interface ASI, Additionner au signal analogique u(t) un signal de test p(t) de manière à former un signal hybride u(t)+p(t), le signal de test p(t) étant un signal créneau périodique ayant une fréquence de test supérieure à la plage de fréquence utile du signal analogique u(t), Convertir le signal hybride u(t)+p(t) en un spectre fréquentiel hybride A(z), Soustraire au spectre fréquentiel hybride A(z) un spectre fréquentiel du signal de test P(z), désigné spectre de test P(z), de manière à obtenir un spectre fréquentiel O(z) du signal analogique u(t), Réaliser une convolution du spectre fréquentiel hybride A(z) par le spectre de test P(z), de manière à centrer le spectre fréquentiel hybride A(z) sur la fréquence de test, Filtrer au moins une raie fréquentielle Tm(z) au voisinage de la fréquence nulle dans le spectre fréquentiel hybride centré sur la fréquence de test, Comparer la raie fréquentielle préservée Tm(z) et la fréquence de test et émettre une information de défaut si l’écart est supérieur à un seuil prédéterminé. PRESENTATION DES FIGURES L’invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée à titre d’exemple, et se référant aux figures suivantes, données à titre d’exemples non limitatifs, dans lesquelles des références identiques sont données à des objets semblables. La est une représentation schématique d’une interface ASI avec un module de test selon l’art antérieur. La est une représentation schématique d’une interface ASI avec un module de test selon l’invention. La est une représentation schématique du module de test selon une première forme de réalisation. La est une représentation schématique d’un spectre fréquentiel issu d’un signal analogique d’entrée. La est une représentation schématique du spectre fréquentiel centré sur une fréquence de test. La est une représentation schématique du spectre fréquentiel centré sur la fréquence primaire avec un filtre passe-bas. La est une représentation schématique du module de test selon une deuxième forme de réalisation. La est une représentation schématique du module de test selon une troisième forme de réalisation. La est une représentation schématique d’un spectre fréquentiel comportant un harmonique. La est une représentation schématique d’un spectre fréquentiel centré sur une fréquence primaire dans laquelle l’harmonique n’est pas filtré par le filtre passe-bas. La est une représentation schématique d’un spectre fréquentiel centré sur une fréquence secondaire dans laquelle l’harmonique est filtré par le filtre passe-bas. Il faut noter que les figures exposent l’invention de manière détaillée pour mettre en œuvre l’invention, lesdites figures pouvant bien entendu servir à mieux définir l’invention le cas échéant. Carte électronique configurée pour être embarquée dans un aéronef, la carte électronique comportant au moins une interface d’acquisition d’un signal analogique u(t), désignée interface ASI (1), le signal analogique u(t) ayant une plage de fréquence utile prédéterminé (PFU), Une unité d’addition (3) configurée pour additionner au signal analogique u(t) un signal de test p(t) de manière à former un signal hybride u(t)+p(t), le signal de test p(t) étant un signal créneau périodique ayant une fréquence de test (f p ) supérieure à la plage de fréquence utile (PFU) du signal analogique u(t), Un convertisseur analogique numérique (5) configuré pour convertir le signal hybride u(t)+p(t) en un spectre fréquentiel hybride A(z), Un module de test continu (6) comprenant : Une unité de soustraction (62) configurée pour soustraire au spectre fréquentiel hybride A(z) un spectre fréquentiel du signal de test P(z), désigné spectre de test P(z), de manière à obtenir un spectre fréquentiel O(z) du signal analogique u(t), Une unité de convolution (64) configurée pour réaliser une convolution du spectre fréquentiel hybride A(z) par le spectre de test P(z), de manière à centrer le spectre fréquentiel hybride A(z) sur la fréquence de test (f p ), Un filtre passe-bas (65) configuré pour filtrer au moins une raie fréquentielle (T m (z)) au voisinage de la fréquence nulle dans le spectre fréquentiel hybride centré sur la fréquence de test (f p ), Un comparateur (69) configuré pour comparer la raie fréquentielle filtrée Tm(z) et la fréquence de test (fp) et émettre une information de défaut (DEF) si l’écart est supérieur à un seuil prédéterminé. Carte électronique selon la revendication 1 comprenant au moins un filtre anti-repliement (4) configuré pour traiter le signal hybride u(t)+ p(t) préalablement à son traitement par le convertisseur analogique numérique (5). Carte électronique selon la revendication 2 comprenant au moins un filtre fréquentiel (61) configuré pour filtrer le spectre de test P(z) préalablement à sa soustraction du signal hybride u(t)+ p(t). Carte électronique selon l’une des revendications 1 à 3, dans laquelle le filtre passe-bas (63) possède une fréquence de rejet (f r ) inférieure à 20 Hz, de préférence, inférieure à 10 Hz. Carte électronique selon l’une des revendications 1 à 4 dans laquelle, le module de test (6) comprend : une première unité de convolution (64) configurée pour réaliser une convolution du spectre fréquentiel hybride A(z) par le spectre de test P(z), de manière à centrer le spectre fréquentiel hybride A(z) sur la fréquence de test (f p ), une deuxième unité de convolution (64p) configurée pour réaliser une convolution du spectre fréquentiel hybride A(z) par un spectre de test P(z) déphasé, dans le but de faire une détection synchrone prenant en compte le déphasage induit par la chaine de traitement électronique, un premier filtre passe-bas (65) configuré pour filtrer au moins une première raie fréquentielle T 1m (z) au voisinage de la fréquence nulle en sortie de la première unité de convolution (64), un deuxième filtre passe-bas (65p) configuré pour filtrer au moins une deuxième raie fréquentielle T 2m (z) au voisinage de la fréquence nulle en sortie de la deuxième unité de convolution (64p), une unité de calcul (67) configuré pour déterminer une raie fréquentielle consolidée T cm (z) à partir de la première raie fréquentielle T 1m (z) et de deuxième raie fréquentielle T 2m (z), un comparateur (69) configuré pour comparer la raie fréquentielle consolidée T cm (z) et la fréquence de test (f p ) et émettre une information de défaut (DEF) si l’écart est supérieur à un seuil prédéterminé. Carte électronique selon l’une des revendications 1 à 5, dans laquelle, le module de test continu 6 comporte : une première unité de convolution (64a) configurée pour réaliser une convolution du spectre fréquentiel hybride A(z) par un spectre de test primaire Pa(z) d’un signal de test primaire p a (t) ayant une fréquence de test primaire (f pa ), de manière à centrer le spectre fréquentiel hybride A(z) sur la fréquence de test primaire (f p a ), un filtre passe-bas primaire (65a) configuré pour filtrer au moins une raie fréquentielle primaire T am (z) au voisinage de la fréquence nulle, un comparateur primaire (69a) configuré pour comparer la raie fréquentielle primaire T a m (z) et la fréquence de test primaire f p a et émettre une information de défaut primaire (DEFa) si l’écart est supérieur à un seuil prédéterminé, une deuxième unité de convolution (64b) configurée pour réaliser une convolution du spectre fréquentiel hybride A(z) par un spectre de test secondaire Pb(z) d’un signal de test secondaire p b (t) ayant une fréquence de test secondaire (f p b ) de manière à centrer le spectre fréquentiel hybride A(z) sur la fréquence de test secondaire (f p b ), la fréquence de test secondaire (f p b ) étant différente de la fréquence de test primaire (f p a ), un filtre passe-bas secondaire (65b) configuré pour filtrer au moins une raie fréquentielle secondaire T bm (z) au voisinage de la fréquence nulle, un comparateur secondaire (69b) configuré pour comparer la raie fréquentielle secondaire T b m (z) et la fréquence de test secondaire f p b et émettre une information de défaut secondaire (DEFb) si l’écart est supérieur à un seuil prédéterminé, et une unité de sélection (68) configurée pour sélectionner l’information de défaut primaire (DEFa) s’il existe une unique raie fréquentielle primaire T am (z) ou l’information de défaut secondaire (DEFb) s’il existe plusieurs raies fréquentielles primaires T am (z). Carte électronique selon la revendication 6 dans laquelle, la fréquence de test primaire (f pa ) et la fréquence de test secondaire (f pb ) respectent la formule suivante : Dans laquelle fr est la fréquence de rejet (f r ) du filtre passe-bas (65a, 65b). Ensemble comprenant un équipement électrique pour aéronef comprenant un câble dans lequel circule un signal analogique u(t) et d’une carte électronique selon l’une des revendications 1 à 7 dont l’interface ASI (1) mesure le signal analogique u(t). Aéronef comprenant un ensemble selon la revendication 8. Procédé d’utilisation d’une carte électronique selon l’une des revendications 1 à 7, comprenant des étapes consistant à : Mesurer le signal analogique u(t) par l’interface ASI (1) Additionner au signal analogique u(t) un signal de test p(t) de manière à former un signal hybride u(t)+p(t), le signal de test p(t) étant un signal créneau périodique ayant une fréquence de test (f p ) supérieure à la plage de fréquence utile (PFU) du signal analogique u(t), Convertir le signal hybride u(t)+p(t) en un spectre fréquentiel hybride A(z), Soustraire au spectre fréquentiel hybride A(z) un spectre fréquentiel du signal de test P(z), désigné spectre de test P(z), de manière à obtenir un spectre fréquentiel O(z) du signal analogique u(t), Réaliser une convolution du spectre fréquentiel hybride A(z) par le spectre de test P(z), de manière à centrer le spectre fréquentiel hybride A(z) sur la fréquence de test (f p ), Filtrer au moins une raie fréquentielle T m (z) au voisinage de la fréquence nulle dans le spectre fréquentiel hybride centré sur la fréquence de test (f p ), Comparer la raie fréquentielle préservée Tm(z) et la fréquence de test (fp) et émettre une information de défaut (DEF) si l’écart est supérieur à un seuil prédéterminé.