FR2461263A1 - Amelioration du calibrage dans un radioaltimetre - Google Patents

Abstract

RADIOALTIMETRE DANS LEQUEL LA PRECISION POUR MESURER L'ALTITUDE D'UN AVION EST AMELIOREE PAR LE DECLENCHEMENT A INTERVALLES REGULIERS D'UNE PHASE DE CALIBRAGE QUI EFFECTUE LE CALIBRAGE DES FREQUENCES F ET F PAR RAPPORT AUX DEUX CAVITES RESONANTES AUX FREQUENCES F ET F COUPLEES A LA SORTIE EMISSION DE LA SOURCE ET EN CONTROLANT LA PRECISION DE LA BOUCLE D'ASSERVISSEMENT EN MESURANT LA FREQUENCE DU SIGNAL DE BATTEMENT DE CALIBRAGE F, LES DIFFERENTES SEQUENCES DE CALIBRAGE ETANT COMMANDEES PAR UN MICROPROCESSEUR. APPLICATION : RADIOALTIMETRES UTILISES DANS LES AVIONS.

Description

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La présente invention concerne un radioaltimètre pour mesurer l'altitude d'un avion, comportant des moyens pour moduler linéairement en fréquence une onde porteuse Fo émise par une source, avec une excursion de fréquence AF, des moyens pour émettre ladite onde porteuse modulée vers le sol, des moyens pour mélanger ladite onde émise après réflexion par le sol avec ladite onde émise afin de produire un signal de battement fb, des moyens pour maintenir

constants lesdits paramètres de fréquence par une boucle d'asservis-

sement et en calibrant à intervalles réguliers pour maintenir cons-

tantes l'excursion de fréquence AF et la fréquence moyenne émise Fo.

Dans l'art antérieur la précision d'un radioaltimètre

à mesurer l'altitude d'un avion était améliorée d'une part en cali-

brant l'excursion de fréquence AF à intervalles réguliers au moyen

d'une ligne à retard étalon interne que l'on substitue périodique-

ment à la distance à mesurer, et d'autre part par le contrôle de la

fréquence de battement fb.

Cette précision peut être améliorée en plus par le con-

trôle et la calibration des paramètres AF et Fo indépendamment de

la boucle d'asservissement qui peut être controlée séparément.

Donc, la présente invention est caractérisée en ce que

la précision dudit radioaltimètre est améliorée par le déclenche-

ment à intervalles réguliers d'une phase de calibrage qui effectue

le calibrage desdites fréquences AF et Fo par rapport aux deux ca-

vités résonnantes aux fréquences fixes F1 et F2 couplées à la sor-

tie émission de la source et en contrôlant la précision de la bou-

cle d'asservissement en mesurant la fréquence du signal de batte-

ment de calibrage fbc' les différentes séquences de ladite phase

de calibrage étant commandées par un microprocesseur.

Donc, un premier but de la présente invention est d'augmenter la précision d'un radioaltimètre à mesurer l'altitude, par le calibrage des Fo et e par rapport aux deux cavités. Dans

ces conditions, la précision du calibrage ne dépend que de la pré-

cision du réglage des cavités. De plus, la séquence de calibrage de la source facilite le contrôle de la précision de la boucle d'asservissement, c'est-à-dire la mesure du signal de battement de

calibrage fbc dans les limites spécifiées.

Un autre but de la présente invention est d'ajouter une certaine souplesse à la phase du calibrage, c'est-à-dire que si la précision du calibrage ou de la boucle d'asservissèment ne

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peut pas être effectuée, le radioaltimètre n'est pas immédiatement

mis en alarme, mais les séquences de commande exécutées par le mi-

croprocesseur recommencent la phase du calibrage afin de réaliser

la bonne calibration et si, après dix-essais, ceci n'est pas possi-

ble, le radioaltimètre est mis en alarme. Cette souplesse interdit la mise en alarme du radioaltimètre par les événements aléatoires

ou transitoires.

Un autre but est la simplification des circuits grâce à l'utilisation du microprocesseur qui permet de remplacer les

fonctions câblées par du logiciel.

Ces avantages et certains autres apparaîtront claire-

ment dans un mode de réalisation préféré de l'invention, décrit en

détail à l'aide des figures qui accompagnent cette description.

La figure 1 représente un bloc diagramme montrant les

principaux éléments dans un radioaltimètre.

La figure 2 montre le principe des cavités utilisées.

La figure 3 représente la dent de scie de modulation.

La figure 4 représente les signaux utilisés pour cali-

brer la source de l'émission.

Les figures 5a, 5b et 5c sont les diagrammes montrant les séquences nécessaires pour calibrer la source de l'émission et

pour contrôler la précision de la boucle.

La figure 6 représente l'organigramme général du pro-

gramme de gestion d'IRQ. -

La figure 7 est un organigramme détaillé du programme de gestion d'IRQ montrant la séquence de contrôle de la phase de calibrage.

La présente invention utilise le même principe de fonc-

tionnement des radioaltimètres déjà breveté au nom de la demande-

resse. On rappelle brièvement ce principe.

Un oscillateur modulable en fréquence (VCO) engendre

une onde porteuse à une fréquence moyenne Fo qui est modulée liné-

airement par une dent de scie donnant une excursion de fréquence AF. Cette onde modulée est émise vers le sol par une antenne d'émission. Après réflexion par le sol, cette onde est captée par une antenne de réception. Un mélangeur fait le produit du signal

reçu et d'une partie du signal émis. Il délivre un signal de batte-

ment de fréquence fb telle que fb = T. oF bblequ

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OU: T est le retard de l'onde entre l'émission et la réception, T est la durée de modulation,

et AF est l'excursion de fréquence.

Par une boucle d'asservissement on maintient fb cons-

tante. Comme AF et Fo sont aussi constantes cela conduit à faire va-

rier T en fonction de T. Le retard T dépend de la hauteur de l'avion. Avec les valeurs de AF = 123 MHz (Méga Hertz) et f = 25 kHz (kilo Hertz), b

T varie de 10 /us (micro secondes) quand la hauteur varie de 1 pied.

En réalité, T tient compte aussi de la longueur des câ-

bles qui retient l'émetteur-récepteur aux antennes, mais ceci n'in-

fluence pas la présente invention.

La boucle d'asservissement altimétrique maintient le paramètre fb constant. Un discriminateur de poursuite fournit une tension d'erreur positive ou négative suivant que fb esttrop élevée ou trop basse. Cette tension d'erreur est intégrée, amplifiée et envoyée à un modulateur qui est un générateur de dents de scie (GDS), d'amplitude constante et de pente variable A fonction de l'altitude. Le GDS pilote enfin le VCO et la boucle se referme par

le sol.

Par suite d'erreurs, à la mise sous tension par exemple, la pente de la dent de scie peut ne pas être correcte et fb peut être trop différente de sa valeur nominale pour être acceptée par l'amplificateur dont la bande est étroite. L'absence d'un signal

correct en sortie de l'amplificateur est détectée par un discrimi-

nateur de-contrôle qui d'une part, peut fournir un signal d'alarme

et d'autre part, mettre en service un générateur de recherche.

La boucle est alors ouverte et le GDS fournit des dents de scie dont la pente varie du maximum au minimum. Le cycle peut

durer environ 0,6 seconde mais s'arrête dès qu'un signal de batte-

ment correct est détecté par le discriminateur de contrôle, celui-

ci ferme la boucle et laisse le discriminateur de poursuite faire l'asservissement.

Ce principe de base, en ce qui concerne la boucle d'as-

servissement, est maintenu dans la présente invention dont la figu-

re 1 est un bloc diagramme montrant non seulement les éléments du

radioaltimètre décrits ci-dessus, mais aussi des circuits qui ca-

librent la source d'émission hyperfréquence en AF et Fo et contrô-

lent la précision de l'asservissement altimétrique.

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Dans la figure 1 la source d'émission hyperfréquence de l'onde porteuse est représentée par 10. Les antennes d'émission et de réception sont représentées par 11 et 12 respectivement, et le mélangeur par 13. L'amplificateur de fb qui comprend un filtre de bande étroite est 14, le discriminateur de poursuite est 15, le

discriminateur de contrôle, 16, et l'intégrateur, 17. L'amplifica-

teur continu 18 commande le GDS 19. Ceci représente approximative-

ment la boucle altimétrique classique.

Les circuits qui calibrent les paramètres aF et Fo et

contrôlent la précision de la boucle d'asservissement-sont mainte-

nant décrits. Les deux cavités résonnant aux fréquences F1 et F2

sont représentées par 20. Elles sont couplées à la source d'émis-

sion 10 ainsi qu'aux compteurs numériques 21.

Les compteurs 21 comprennent trois compteurs programma-

bles et chacun est utilisé pour une tâche particulière. Le premier,

CPT1, réalise le cadencement de l'information de sortie par divi-

sion de la fréquence d'horloge du système. Le second, CPT2, mesure la durée de la dent de scie et les différents créneaux nécessaires

au calibrage. Le troisième, CPT3, est utilisé en deux temps: du-

rant la phase de calibrage il mesure la fréquence f et durant la phase de la mesure de l'altitude il est programmé pour contrôler

alternativement CPT1 et CPT2.

Le microprocesseur 22 comprend l'unité centrale, les-

mémoires RAM (mémoire à accès aléatoire), les mémoires ROM (mémoire à lecture seule) et les circuits d'interface avec le radioaltimètre, nécessaires au fonctionnement du système. Les circuits d'interface 23, entre le microprocesseur 22 et l'intégrateur 17 sont montrés séparément parce que l'intégrateur 17 est commandé en deux temps: directement par le discriminateur de poursuite 15 pendant la phase de mesure, et par le discriminateur de contrôle 16 sous la commande du microprocesseur 22 pendant les phases de recherche du signal de

battement. -

Le VCO de calibrage 24 est utilisé pendant la phase de calibrage pour fournir fbc' l'amplificateur 14 étant commuté vers

le VCO 24 par un commutateur électronique 25, commandé par le mi-

croprocesseur 22 via l'interface 23. Les convertisseurs numérique-

analogique 26 (CNA) ajustent la tension de la dent de scie fournie par le GDS 19 pendant le calibrage de la source 10, et ils sont commandés par le microprocesseur 22. L'interrupteur 27 coupe la

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liaison entre le discriminateur de poursuite 15 et l'intégrateur 17 lorsque ce dernier est commandé par le discriminateur de contrôle 16. Le "bus" d'entrée-sortie du microprocesseur est représenté par 28 et comprend les lignes de données, d'adresse et de commande. Le bus 28 est lié à tous les éléments commandés par le microprocesseur 22.

On décrit premièrement le principe de calibration, en-

suite le contrôle des différentes séquences nécessaires pour réali-

ser un mode préféré de l'invention, à l'aide des figures et des or-

ganigrammes appropriés, et ultérieurement le contrôle global utili-

sé par le microprocesseur pour contrôler et synchroniser les dif-

férents phases et éléments du radioaltimètre.

La figure 2 montre le principe d'utilisation des cavi-

tés 20. Les deux cavités 31 et 32 résonnantes hyperfréquence, équi-

valentes à des circuits oscillants série, sont couplées à la sor-

tie de la source 10. Les fréquences d'accord sont respectivement FI = 4260 MHz et F2 = 4342 MHz. L'énergie absorbée par les cavités

lorsque la fréquence émise passe par leur valeur d'accord est dé-

tectée par un détecteur d'amplitude 33 et ces signaux sont mis en

forme par un circuit 34, afin de produire deux impulsions. Ces im-

pulsions produites par rapport à une tension de seuil V sont compa-

rées à la dent de scie de modulation indiquant ainsi la position en

fréquence du AF émis par rapport aux cavités.

L'idée de base de ce système est de centrer par rapport aux cavités le AF et le Fo émis par la source 10. Ceci est montré à la figure 3 qui représente la dent de scie de modulation. L'écart AF' entre les deux cavités est de 82 MHz, le Fmin = 4240 MHz et le

AF = 123 MHz.

Pour calibrer la source on asservit le AF émis à AF',

et Fo à Fi.

On a AF = KAF', avec K = -U7 = 1,5 pour AF = 123 MHz.

Pour une pente de dent de scie donnée de durée T, TA représente

l'intervalle de temps séparant les impulsions issues des cavités.

Pour asservir la source 10 en AF il faut réaliser la condition

T = KT

A

en modifiant l'amplitude de la dent de scie.

Les deux cavités sont centrées autour de 4300 MHz. Pour

que la fréquence moyenne émise ait cette valeur il faut centrer en-

tre eux deux créneaux de durée T et T

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Si TB représente le temps séparant le début de la dent de scie de l'impulsion détectée par la première cavité 31, on doit réaliser la condition suivante

T T -TA

T = B 2

en transposant en tension la dent de scie de modulation.

Tous les calculs nécessaires à cette fonction sont faits par le microprocesseur 22 qui agit sur les CNA 26. Ceux-ci modifient les caractéristiques de la dent de scie pour obtenir les

conditions citées précédemment.

Pour mesurer le temps TA, il faut tenir compte de la

largeur des impulsions détectées parce que ce temps affecte la du-

rée que devrait avoir la dent de scie de calibrage pour que le A F émis soit de la valeur précise demandée. La précision du temps TB, utilisé pour calibrer le Fo est peu affectée par la largeur de la première impulsion puisque le Fo a une valeur de plusieurs milles

MHz et une erreur de 2 ou 3 MHz n'est pas très importante.

Les signaux sont représentés à la figure 4. La dent de

scie est représentée par 40 et les signaux détectés par les cavi-

tés sont représentés par 41 et 42. Les impulsions après leur mise 2D en forme sont représentées par 43 et 44. La durée de la dent de

scie est montrée par le temps T, T1 étant le temps entre les dé-

buts des impulsions 43 et 44, T2 le temps entre les fins des impul-

sions 43 et 44, et T3 le temps entre les débuts de la dent de scie et de l'impulsion 43. Ces temps T, T1, T2 et T3 tiennent compte de

la largeur des impulsions.

Après avoir mesuré ces temps le microprocesseur effec-

tue les calculs intermédiaires suivants

T + T

T = 1 2 puis 1,5 TA Ce terme représente la durée que devrait avoir la dent

de scie de calibrage pour que le AF émis soit de 123 MHz.

Le microprocesseur compare ce résultat à T en effec-

tuant la différence: A1 = 1,5 TA - T et envoie une information aux CNA 26 qui ajustent l'amplitude de la dent de scie pour obtenir le

bon AF. Cette condition est atteinte quand A1 = 0.

Ensuite le microprocesseur enregistre TB - T3 et compa-

T + T T- TA

re ce résultat a 8 2 en faisant la différence A2=

T1 + T2

T - 1

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Ce terme représente la correction qu'il faut apporter

à la source 10 pour que le Fo ait la bonne valeur.

De la même manière que précédemment, le microprocesseur envoie une information aux CNA 26 qui ajustent la transposition en

tension de la dent de scie, jusqu'à ce que Fo soit égal à 4240 MHz.

Cette condition est atteinte quand A2 = 0.

Les CNA 26 sont des circuits de 8 bits. Leur fonction

de transfert est déterminée pour obtenir respectivement des gra-

dients de 1 MHz/bit pour Fo et 0,5 MHz/bit pour AF. Pour contrôler l'efficacité du calibrage il suffit de vérifier à la fin de chaque

séquence que les termes A et A2 sont voisins de zéro. Ils sont nor-

malement compris entre + 1 et - 1.

Dans ces conditions la stabilité du calibrage est

+ 0,5 MHz pour le AF, et + 1 MHz pour le Fo. La précision ne dé-

pend que de la précision du réglage des cavités; elle peut être

meilleure que + 0,5 MHz.

On décrit maintenant le contrôle des séquences néces-

saires pour réaliser l'invention à l'aide des organigrammes des fi-

gures 5a, 5b, 5c et du bloc diagramme de la figure 1. La phase de

calibrage comprend plusieurs sous-programmes qui sont sous le con-

tr8le d'un programme de gestion d'interruption (IRQ). Ceci sera

décrit plus tard.

Le premier compteur CPT1 adresse l'information d'alti-

tude sous forme numérique à l'utilisateur, à une cadence de 40 ms (millisecondes) et cette dernière est utilisée comme base de temps

pour la séquence de calibrage. Le temps maximal de la phase de ca-

librage est 40 ms. Celle-ci a lieu toutes les 400 ms (10 mots d'al-

titude) et doit être intercalée entre deux mots d'altitude.

Au début de la phase de calibrage, la boucle altimétri-

que passe en recherche, Cet état est déclenché par la perte de con-

trôle due à la disparition du signal sol, détectée par le discrimi-

nateur de contrôle 16. Le signal sol est supprimé par la mise au gain minimum de l'amplificateur 14 (via le microprocesseur 22) et

par le blocage du mélangeur 13. Le VCO 24 est mis en route, la ten-

sion de commande du GDS 19 fait varier la fréquence du VCO 24 des

valeurs élevées vers les valeurs basses et le sous-programme de ca-

librage est activé (figure 5a) sous contrôle du programme de ges-

tion d'IRQ. Le sous-programme du calibrage est introduit via 1'IRQ

DDS (dent de scie).

B 2S2461263

Lorsque la boucle est asservie sur le signal de batte-

ment de calibrage le microprocesseur 22 lit un emplacement mémoire MENS3 (bloc 50 dans la figure 5a) qui contient une valeur de 10 au début. Un test 51 est effectué pour savoir si la valeur de MENS3 > OS 7. Si oui, le microprocesseur fait l'opération MENS3 - 1 (bloc 52) et fait un branchement au début, via un RTS (instruction de retour,

bloc 53. Ceci donne le temps pour stabiliser la boucle d'asservis-

sement. L'entrée au sous programme du calibrage est déclenchée par

les interruptions de dent de scie.

Lorsque la valeur de MENS3 < 7 dans le test 51, la sé-

quence 55 est effectuée, la base de l'horloge est changée de 200kHz

à 1 MHz pour augmenter sa résolution, et MENS3 est encore lu. En-

suite, les tests 56 à 61 sont faits sur la valeur de MENS3. Si dans le test 56, MENS3 = 6, T est sélectionné via le compteur CPT2, le microprocesseur fait l'opération MENS3 - 1 = 5 et le programme fait un branchement au début via RTS, ceci étant montré dans le bloc 62. Au prochain passage, si MENS3 = 5 dans le test 57, T est mesuré, T1 sélectionné, l'opération MENS3 - 1 = 4 est faite (bloc

63) et un branchement est effectué.

De la même façon si MENS3 = 4 dans le test 58, la sé-

quence 64 est faite, c'est-à-dire que T1 est mesuré, T2 sélection-

né et l'opération MENS3 - 1 = 3 effectuée. Si MENS3 = 3 dans le test 59, la séquence 65 est faite, ceci implique la mesure de T2, la sélection de T3 et l'opération MENS3 - 1 = 2. Si MENS3 = 2 dans

le test 60, T3 est mesuré et l'opération MENS3 - 1 = 1 est effec-

tuée dans la séquence 66.

Puis le microprocesseur fait les calculs montrés dans la séquence 67 et déjà décrits, soit:

T1 + T2 TA 3TA

TA 2 2 et A1 = 1.5 TA - T. Le terme 1.5 TA représente la durée que devrait avoir la dent de scie de calibrage pour que le AF émis soit. de 123 MHz et A1

cette condition est atteinte quand A1 = 0. Al représente la correc-

tion qu'il faut apporter à l'amplitude de la dent de scie pour avoir le bon AF. A Le microprocesseur fait l'opération -- + (MOT AF) et

charge le résultat dans l'adresse mémoire libellée MOT AF.

Ensuite la valeur de MOT AF est testée dans les tests

68 et 69 pour savoir si elle est dans les limites spécifiées, c'est-

à-dire O A 255 (utilisation d2un CNA 8 bits). Si les conditions MOT SF > O et MOT AF < 255 sont réalisées, le MOT AF a une valeur

correcte et il est envoyé au CNA 26 (bloc 70) qui ajuste l'amplitu-

de de la dent de scie pour avoir le bon AF (figure 5b).

0 Si dans le test 68, MOTA F < O la séquence 71 est effec-

tuée, c'est-à-dire que O est envoyé au CNA 26 et l'adresse MOT AF est chargée avec 0. Si dans le test 69 MOT AF > 255, la séquence 72 est effectuée et envoie la valeur 255 au CNA 26 et aussi, charge la

même valeur dans l'adresse MOT AF. Dans les deux cas il y a impos-

sibilité de faire le calibrage correctement, le radioaltimètre est

mis en alarme et repart en phase d'initialisation.

De la même façon, le microprocesseur fait les calculs pour avoir le bon Fo. Dans la séquence 73 les calculs TA; 4A

TA A A

A2 = T3 - A;2 et 2 + (MOT Fo) + l'adresse libellée MOT Fo

sont faits. Si les conditions MOT Fo > O et MOT Fo < 255 sont réa-

lisées MOT Fo a une valeur correcte et est envoyé au CNA 26 pour ajuster la transposition en tensionde la dent de scie, pour que

Fmin soit égal à 4240 MHz. Ces séquences sont montrées de 74 à 76.

* Si dans le test 74, MOT Fo < O la séquence 77 est effectuée, l'adres-

se MOT Fo est chargée avec O et O est envoyé au CNA 26. Si dans le test 75 MOT Fo > 255, cette valeur est chargée dans l'adresse MOTFb

et envoyée au CNA 26, séquence 78. Dans les deux cas comme précé-

demment, le calibrage est impossible et le radioaltimètre est mis

en alarme et se reinitialise.

Pour contrôler l'efficacité du calibrage des AF et Fo il suffit de vérifier à la fin de chaque séquence de calibrage que

les termes Al et A2 sont voisins -de zéro. Ils sont normalement com-

pris entre + 1. Dans ces conditions la stabilité du calibrage est de:

+ 0,5 MHz pour le AF et + 1 MHz pour le Fo.

Ceci est maintenant fait. L'emplacement mémoire qui contient la valeur calculée Al est lu (bloc 79). La condition Al > O est testée dans le test 80, sinon le test 81, Al + 1 > O est

effectué. Si le résultat du test 81 est plus grand que zéro, la va-

leur de A1 est comprise entre les bornes limites de O et + 1. Si dans le test 80, A1 est plus grand que O, le test 82 est effectué pour la condition Al - 1 <0 0 Si ce résultat est moins grand que zéro, A est compris entre les bornes limites O et + 1. Si Al est

compris entre + 1, A2 est testé, sinon la séquence 83 est effectuée.

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L'opération MENS3 - 1 = O est faite et le code Panne AF 32 (10000 en binaire) est chargé dans un emplacement mémoire pour le Code Alarme, A. Si A1 est compris entre + 1, A2 est ensuite testé de la même façon, A2 est lu (bloc 84) et le test A2 > 0 est effectué dans le test 85. Si A2 O' le test 86 vérifie que A2 + 1 > 0, c'est-à-dire que A2 est compris entre 0 et - 1 et la calibration de

la source 10 est bonne, autrement la calibration n'est pas bonne.

Si dans le test 85 A2 est plus grand que O le test 87 vérifie si A2 - 1 < 0, c'est-à-dire si A2 est compris entre O et + 1. Dans les

cas o A2 est compris entre + 1, la source est correctement cali-

brée et la séquence 88 est faite, le compteur CPT3 est initialisé

et un branchement fait au début pour sélectionner le sous program-

me qui contrôle la précision de la boucle (fbc), la figure 5c.

Si A est hors des limites + 1, la séquence 89 est ef-

fectuée, l'opération MENS3 - 1 = 0 est faite et le code Panne Fo 64 (1000000 en binaire) est chargé dans A. Le code panne soit du AF, soit du Fo fait démarrer la séquence 90, ce qui implique la lecture d'un emplacement mémoire NEMSEQ (nombre des séquences successives du calibrage) . NEMSEQ est chargé avec la valeur 10 à la fin de la dernière phase réussie du

calibrage. Donc NEMSEQ, O est testé (test 91). Si NEMSEQ > 0 l'opé-

ration NEMSEQ - 1 est faite (bloc 92) et un branchement est effec-

tué au début, via le programme de gestion d'IRQ qui reinitialise

les indicateurs et adresses appropriés, par exemple MENS3 est enco-

re chargé avec la valeur 10. Donc, si le premier essai pour cali-

brer AF et Fo n'est pas bon, on essaie à nouveau jusqu'à un maxi-

mum de 10 fois. Si dans les essais suivants, la source 10 est cali-

brée correctement, un branchement via la séquence 88 est fait au début, afin de mesurer fbc' Sinon, on trouve NEMSEQ, 0 dans le test 91. Dans ce cas le code panne est chargé dans une adresse

FAILI (données de panne), le Radio Altimètre (RA) est mis en Alar-

me, et la reinitialisation de la source est faite, ceci étant mon-

tré dans la séquence 93.

Ensuite, le type de panne est testé dans les tests 94 à 96. Les codes panne pour les trois types de panne sont: - bc code panne = 128 (10000000 en binaire) c'est-à-dire bit D7 activé dans le mot de 8 bits (D7 à Do) FAILI; - Fo code panne = 64 (01000000) bit D6 activé; il

24 6 126 3

- AF code panne = 32 (00100000) bit D5 activé.

Dans ce cas, si D7 _ 0 (test 94) et D6 = 1 (test 95), le Fo est en panne et le septième voyant sur le panneau d'affichage du pilote est allumé,

comme montré en 98. Si D6 = 0, D5 = 1 est testé dans le test 96 et s'il est po-

sitif le sixième voyant sur le panneau d'affichage est allumé (bloc 99). En conséquence, une action diagnostique peut être démarrée par le programme de

gestion d'IRQ, via le programme principal et le programme d'initialisation.

Si la source est correctement calibrée, un branchement est fait au début et la condition MENS3 = 1 est testée (test 61) figure 5b. Si MENS3 =

1 la séquence 101 est faite. Dans cette séquence huit périodes de fbc sont me-

surées via le compteur CPT3. Chaque période f = 40/us, donc 8 pério-

bc =25 kHz -=,dn 8pro des = 320/us. L'opération MENS3 - 1 = 0 est faite et ensuite, la valeur de fbc est lue par le microprocesseur. Il faut que f soit 25 kHz + 2 % pour être

correct, et les tests 313 < fbc < 327 satisfont à ces conditions pour les 8 pé-

riodes de 320/us. Il est plus facile de mesurer + 7/us sur 8 périodes que +

0,8/us sur 1 période de fbc- Si dans le test 102 fsbc > 327, fbc n'est pas cor-

rect, la séquence 104 est effectuée, et le code panne fbc = 128 est chargé dans A. Si fbc < 327, le test 103 fbc < 313 est fait. Si fbc est plus grand que 313 le contrôle de fbc est bon et la séquence 105 est réalisée. Dans cette séquence le système est reinitialisé pour la phase de mesure et un certain nombre des indicateurs et mots sont chargés avec les valeurs de reinitialisation, qui sont: - NEMSEQ (pour la prochaine phase de calibrage) 0 ->D5, 0 -> D6, 0 > D7 (pour indiquer qu'il n'y a pas de panne) 10 - CIRQSN (la valeur 10 est chargée dans le compteur d'IRQSN). La prochaine phase de calibrage est démarrée après 10 mots de sortie lorsque

CIRQSN = 0.

A la fin de cette séquence la phase de calibrage est terminée et

la phase de mesure commence sous contrôle du programme de gestion d'IRQ.

Si dans le test 103 fbc est moins grand que 313 la séquence 104 est faite. Dans le cas de panne fbc' les séquences 90, 91 et 92 sont faites

comme déjà décrit pour le Fo et le AF, c'est-à-dire qu'on essaie 10 fois de me-

surer fbc dans les limites spécifiées. Si à la fin du dixième essai ceci n'est pas possible, les séquences 93, 94 et 97 sont effectuées et le huitième voyant

sur le panneau d'affichage est allumé.

La figure 6 est un organigramme général du programme de gestion d'IRQ. Le logiciel du radioaltimètre se décompose en trois parties - programme d'initialisation, - programme principal,

12 2 4 6 126 3

- programme de gestion d'IRQ.

Ces programmes sont stockés en permanence dans les ROM.

Le programme d'initialisation, montré en 110, se déroule à la mi-

se sous tension de l'équipement et il contrôle le microprocesseur, les mémoires

et l'initialisation des états du radioaltimètre. Les interruptions sont inter-

dites pendant le déroulement de cette partie du programme pour qu'il se fasse

le plus rapidement possible. Si tous les contrôles effectués pendant ceprogram-

me sont positifs, le programme principal peut être commencé. Un défaut consta-

té, comme une panne AF ou Fo, ou fbc' entraîne une reinitialisation du radioal-

timètre et le programme 110 tourne sur lui-même tant que le défaut persiste.

Le programme principal 111 contient tous les sous programmes du radioaltimètre, à séquence longue, qui n'ont pas besoin d'être appelés par des IRQ (interruptions). Un défaut constaté pendant le déroulement de ce programme entraîne automatiquement le sous programme de mise en alarme du radioaltimètre,

de la localisation de la panne et de l'affichage du résultat par un jeu de dio-

des électroluminescentes. Ce programme est rebouclé et se déroule en permanence.

Il est interrompu par les IRQ pour l'exécution des tâches prioritaires propres

au fonctionnement du radioaltimètre.

L'organigramme général du programme de gestion d'IRQ est repré-

senté par 112. Ce programme contient toutes les tâches prioritaires qui sont dé-

clenchées par les IRQ. Le traitement de chaque interruption est fait par le

sous programme approprié.

Les tâches prioritaires sont les suivantes 1) IRQ SN (sortie numérique) 113 qui contient,: - le sous programme de la sortie numérique et l'intégralité des circuits de sortie,

- le sous programme de la sortie analogique et l'intégralité des cir-

cuits de sortie,

- le sous programme de demande et d'arrêt de calibrage.

IRQ SN a une périodicité de 40 ms (millisecondes) et déclenche la sortie des informations d'altitude analogique et numérique. Cette périodicité sert de

base de temps au radioaltimètre pour appeler séquentiellement la phase de ca-

librage. 2) IRQ DOS (mesure de la dent de scie) 114 qui contient - le sous programme de lecture du compteur d'altitude,

- le sous programme de calcul et de changement du gain de l'amplifica-

teur 14, - le sous programme de poursuite s'il y a contrôle, - le sous programme de recherche s'il n'y a pas de contrôle,

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- le sous programme de. calibrage si le radioaltimètre est en poursuite et en mode de calibrage, - le sous programme de compensation Doppler si le radioaltimètre est en

mode de poursuite et de mesure de l'altitude.

Pour des raisons de stabilité, le gain de l'amplificateur 14 ne peut être

modifié que durant le palier de la dent de scie.

3) IRQ OVF (Overflow) 115 qui contient: - le sous programme d'overflow si le radioaltimètre est en poursuite,

- le sous programme d'arrêt de recherche et d'initialisation du calibra-

ge si le radioaltimètre est en recherche.

4) IRQ C (contrôle) 116 qui contient:

- le sous programme d'arrêt de recherche.

Lorsque le radioaltimètre est en mode de recherche il est possible que le contrôle apparaisse pendant la dent de scie, mais qu'à la fin de celle-ci (à IRQ DDS) il ait disparu. Le radioaltimètre est dans l'impossibilité de

passer en mode poursuite. Dès que le contrôle apparaît 1'IRQ arrête la re-

cherche et le radioaltimètre passe en phase de poursuite. Si une IRQ n'a pu

être identifiée, le radioaltimètre est mis en alarme, 117.

La présente invention concerne principalement la phase de cali-

brage et plusieurs sous programmes décrits ne concernent pas strictement cette phase, mais ils sont mentionnés pour donner une idée complète du système et

particulièrement de la synchronisation entre les phases de calibrage et de me-

sure. Le contrôle d'une phase de calibrage est maintenant décrit à

l'aide de l'organigramme détaillé du programme de gestion d'IRQ, montré à la fi-

gure 7.

La séquence de calibrage est appelée après une IRQ SN 113 (qui a une périodicité de 40 ms) lorsque le compteur d'IRQ SN, C IRQ SN = 0. Dans ce cas on effectue les tâches suivantes: l'indicateur de calibrage est mis-à 1 (MEMCAL = 1), le signal du sol est supprimé et l'amplificateur 14 est mis au gain minimum. Ceci est montré dans l'organigramme par, respectivement, 111, 113,

118, 119, 120 et 121. Un retour est fait au programme principal 111.

L'IRQ suivante, qui suit la perte du contrôle sera 1'IRQ DDS.

Le radioaltimètre suit la voie 111, 113, 114, 122, 131, 132, 133, 149, c'est-à-

dire que l'amplificateur 14 est mis au gain minimal. Ensuite le radioaltimètre passe en phase de retour de recherche (dent de scie en butée basse), le VCO 24

est mis en route, et l'indicateur MEMR est mis à 1, ceci étant montré respecti-

vement par 1117 113, 114, 122, 123, 124, 125. A la prochaine IRQ DDS, MEMR = 1 dans le test 123 et le sous programme de recherche 126 est appelé, le chemin

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étant 111, 113, 114, 122, 123, 126. Lorsque le contrôle apparaît 1'IRQ C arrête la recherche et positionne l'indicateur de calibrage source à 1 (MESOUR = 1) le

chemin étant 111, 113, 114, 115, 116, 129, 130.

A 1'IRQ DDS suivante on commence le sous programme de calibrage de la source comme déjà décrit, le chemin étant 111, 113, 114, 122, 131, 132,

133, 134 et 135. L'indicateur MEMR est mis à 0, (bloc 131). Lorsque le sous pro-

gramme de calibrage de la source est terminé on vérifie que la source est bien calibrée et on effectue le sous programme de contrôle de précision de la boucle

(contrôle de fbc). Si tous les contrôles sont bons on demande l'arrêt de la sé-

quence de calibrage par le chargement du compteur C IRQ SN à 10. Le chemin de

cette séquence est 111, 113, 114, 122, 131, 132, 133, 134, 136, 137, 138, 139.

A 1'IRQ SN suivante (40 ms plus tard) on arrête la séquence de calibrage en effectuant les tâches suivantes: les indicateurs de calibrage et de source sont mis à 0 (MEMCAL = O) et le gain de l'amplificateur 14 est changé pour retrouver le signal du sol s'il existe, le chemin étant 111, 113, 118, 119,

, 141, 142.

Le microprocesseur doit enregistrer la perte de contrôle et le radioaltimètre passe en phase de retour de recherche, le VCO 24 est arrêté et la possibilité de mesurer le signal sol est rétablie, le chemin étant 111, 113,

114, 122, 123, 124, 125.

A 1'IRQ DDS suivante le radioaltimètre passe en recherche, c'est-

à-dire que le chemin suivi est: 111, 113, 114, 122, 123, 126.

Lorsque le signal sol existe 1'IRQ C arrête-la recherche (chemin

111, 113, 114, 115, 116, 129, 143), le radioaltimètre passe en phase de poursui-

te et on effectue le sous programme de compensation de l'effet Doppler, chemin

111, 113, 114, 122, 131, 132, 144.

La séquence de calibrage se reproduira au bout de 10 IRQ SN,

c'est-à-dire chaque 400 ms.

Si le signal sol n'existe pas (atténuation spatiale trop impor-

tante) le radioaltimètre reste en recherche jusqu'à l'apparition de 1'IRQ OVF.

Celui-ci arrête la recherche, met à 1 l'indicateur MEM OVF (MEM OVF = 1) et change le gain de l'amplificateur 14 au minimum; chemin 111, 113, 114, 115, 145,

146. A 1'IRQ SN suivante une demande de calibrage est effectuée et prise en comp-

te, chemin 111, 113, 118, 119, 147, 121. Si le radioaltimètre est en poursuite

lorsque 1'IRQ OVF est activée, le sous programme d'overflow est appelé (amplifi-

cateur A au gain maximal et sortie d'altitude en butée haute), chemin 111, 113,

114, 115, 145, 148. Le radioaltimètre passe ensuite en phase de retour de re-

cherche, suivie par la phase de recherche et la demande de calibrage comme déjà décrit.

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Chaque fois que 1'IRQ SN est activée et si C IRQ SN =û O et MEMCAL = 0, l'opération C IRQ SN - 1 est faite (bloc 150), c'est-à-dire que le radioaltimètre est dans la phase de mesure et lorsque C IRQ SN = 0 la phase de calibrage suivante est demandée par PIRQ SN suivante, chemin 111, 113, 118,

119, 120, 121.

Si un des contrôles effectués pendant la séquence de calibrage

indique la présence d'un défaut (calibrage mauvais, test 136, ou précision mau-

vaise, test 138) celui-ci est mémorisé, le compteur C IRQ SN est mis à 0 (bloc

), le radioaltimètre est mis en alarme (bloc 117) et la séquence de calibra-

ge se produit toutes les IRQ SN tant que le défaut persiste. C'est-à-dire qu'à chaque IRQ SN on fait le test 120, ensuite on demande le calibrage 121 suivi

par la phase de calibrage, chemin 113, 114, 122, 131, 132, 133. Si dans la pha-

se de calibrage on trouve encore le défaut le radioaltimètre est mis en alarme.

Il est évident que les différents indicateurs, compteurs, etc.,

sont chargés dans les sous programmes appropriés; l'organigramme 11 du program-

me de gestion d'IRQ montre seulement les décisions prises en conséquence des

conditions établies dans ces sous programmes.

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Claims (11)

REVENDICATIONS:

1. Radioaltimètre pour mesurer l'altitude d'un avion, comportant des moyens pour moduler linéairement en fréquence une onde porteuse (Fo) émise par une source, avec une excursion de fréquence (AF), des moyens pour émettre ladite onde porteuse modulée vers le sol,-des moyens pour mélanger ladite onde

émise après réflexion par le sol avec ladite onde émise afin de produire un si-

gnal de battement (fb), des moyens pour maintenir constants lesdits paramètres

de fréquence par une boucle d'asservissement et en calibrant à intervalles ré-

guliers à travers une ligne à retard étalon interne agissant sur la valeur de

ladite excursion de fréquence (AF), caractérisé en ce que la précision est amé-

liorée par le déclenchement à intervalles réguliers d'une phase de calibrage qui effectue le calibrage desdites fréquences (AF) et (Fo) par rapport aux deux cavités résonnantes aux fréquences fixes (F1) et (F2) couplées à la sortie émission de la source, et en contrôlant la précision de la boucle d'asservissement en mesurant la fréquence d'un signal de battement de calibrage (f bc) les différentes séquences de ladite phase de calibrage

étant commandées par un microprocesseur.

2. Système suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'il com-

prend en outre un dispositif de détection d'amplitude par rapport à une tension

de seuil, ledit dispositif transformant en deux impulsions (43) et (44) les si-

gnaux aux fréquences (F1) et (F2) engendrées par lesdites cavités.

3. Système suivant la revendication 2, caractérisé.en ce qu'il com-

prend en outre un premier compteur pour sélectionner et mesurer successivement

les temps (T), (T1), (T2) et (T3), ledit compteur étant commandé par une sé-

quence de commande de la phase de calibrage stockée dans des ROM.

4. Système suivant la revendication 3, caractérisé en ce que ladi-

te séquence de commande de la phase de calibrage comprend en outre des moyens pour faire un premier calcul sur la valeur de (TA) qui représente la séparation en temps entre les impulsions (43) et (44), des moyens pour faire un deuxième calcul (K TA) qui représente la durée de la dent de scie nécessaire pour avoir

le bon (AF), des moyens pour faire une troisième comparaison entre ladite va-

leur correcte (K TA) et ledit temps (T) qui représente la durée mesurée de la-

dite dent de scie, des moyens pour faire une quatrième comparaison entre l'er-

reur trouvée dans ladite troisième comparaison et les limites définies.

5. Système suivant la revendication 4, caractérisé en ce que ladite séquence de commande de la phase de calibrage comprend en-outre des moyens pour

envoyer une information de correction à un premier convertisseur numérique-ana-

logique pour obtenir le bon (AF), si le résultat de ladite quatrième comparai-

son est dans lesdites limites définies, ledit premier convertisseur ajustant

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l'amplitude de ladite dent de scie de modulation.

6. Système suivant la revendication 4, caractérisé en ce que ladite séquence de commande de la phase de calibrage comprend en outre des moyens pour faire un cinquième calcul qui représente la correction nécessaire pour la bonne calibration du (Fo), des moyens pour faire une sixième comparaison entre ladite

cinquième valeur de correction du (Fo) et des limites définies.

7. Système suivant la revendication 6, caractérisé en ce que ladite séquence de commande de la phase de calibrage comprend en outre des moyens pour envoyer une information de correction pour obtenir le bon (Fo) à un deuxième

convertisseur numérique-analogique, si le résultat de ladite sixième comparai-

son est dans lesdites limites définies, ledit deuxième convertisseur ajustant la transposition en tension de ladite dent de scie de modulation jusqu'à ce que

(Fo) soit correct.

8. Système suivant la revendication 3, caractérisé en ce que ladite séquence de commande de la phase de calibrage comprend en outre des moyens pour faire une septième comparaison entre la valeur de (f bc) mesurée par un deuxième

compteur et des limites définies.

9. Système selon l'ensemble des revendications 5, 7 et 8, caracté-

risé en ce que ladite séquence de commande de la phase de calibrage comprend en outre des moyens pour recommencer la séquence de calibrage jusqu'à un maximum

de 10 essais, si lesdites quatrième, sixième ou septième comparaisons, respec-

tivement, montrent que l'erreur sur(AF ou (Fo) ou (fbc) est hors desdites limi-

tes définies.

10. Système selon la revendication 9, caractérisé en ce que ladite séquence de commande de la phase de calibrage comprend en outre des moyens pour signaler une panne dudit radioaltimètre, si dans les 10 essais de calibrage

successifs, l'erreur sur l'un desdits paramètres est hors desdites limites défi-

nies, ladite erreur étant définie par un code d'erreur précis.

11. Système selon la revendication 10, caractérisé en ce qu'il com-

prend en outre un programme de gestion du radioaltimètre comprenant des moyens pour contrôler la synchronisation entre les phases de calibrage et les phases

de mesure, des moyens de mise en alarme du radioaltimètre lorsque lesdits para-

mètres (AF), (Fo) et (fbc) ne sont pas bons.