FR2521317A1 - Systeme de capteurs d'informations mises sous forme numerique - Google Patents

Abstract

A.L'INVENTION CONCERNE UN SYSTEME DE CAPTEURS D'INFORMATIONS MISES SOUS FORME NUMERIQUE, SYSTEME DESTINE A DETECTER LE DEPLACEMENT DES ELEMENTS COMPLEMENTAIRES D'UN ENSEMBLE CAPTEUR A DEUX ELEMENTS D'UN DETECTEUR INERTIEL D'UN SYSTEME DE NAVIGATION INERTIELLE. B.IL COMPREND UN OSCILLATEUR DE RELAXATION 50, 52, 62, 72, 74, 76 APTE A SELECTIONNER DE MANIERE SEQUENTIELLE CHACUN DES ELEMENTS CAPTEURS 24, 26; 28, 30; 36, 38; 40, 42, LA REACTANCE DE L'ELEMENT SELECTIONNE DETERMINANT LA FREQUENCE D'OSCILLATIONS DE CELUI-CI, UN CONVERTISSEUR DE DONNEES 82, 84 APTE A MESURER LA PERIODE DES OSCILLATIONS DE CELLE-CI, ET DES MOYENS LOGIQUES 56, 58, 60, 64, 70 FOURNISSANT EN SORTIE UN CHIFFRE NUMERIQUE QUI EST PROPORTIONNEL A LA DIFFERENCE DES PERIODES DES OSCILLATIONS DES DEUX ELEMENTS DE L'ENSEMBLE CAPTEUR A DEUX ELEMENTS ET QUI CONSTITUE UNE REPRESENTATION NUMERIQUE DU DEPLACEMENT DES CAPTEURS. C.APPLICATION : SYSTEMES DE NAVIGATION INERTIELLE.

Description

La présente invention concerne un système de capteurs utili-

sable avec un ensemble de navigation intertielle et a trait notam-

ment à un système de capteurs d'informations sous forme numérique comprenant un oscillateur de relaxation pouvant être utilisé avec un détecteur inertiel d'un ensemble de navigation inertielle. Le système de capteur d'informationssous forme numérique conforme à la présente invention est destiné à générer un signal d'erreur sous forme numérique à partir des éléments capteurs de

détecteurs inertiels classiques, à savoir gyroscope et accéléromè-

tre On peut ensuite introduire l'erreur numérique dans les cir-

cuits d'un microprocesseur pour effectuer la stabilisation de la

boucle de captage.

Les détecteurs inertiels classiques sont équipés de capteurs

d'erreurs à inductance variable ou à capacitance variable, se com-

posant de deux éléments diamétralement opposés L'erreur de dépla-

cement du détecteur provoque des variations de l'entrefer qui ont pour effet d'augmenter la réactance d'un élément et de diminuer

celle de l'élément associé.

Le système de capteurs classique, dans lequel un signal d'erreur de capt'eurs est généré et appelle à des connexions en série des éléments capteurs, chaque extrémité de la combinaison étant excitée par une polarité différente de signaux de porteuse équilibrée rapportés à la masse Un signal d'erreur, rapporté à la masse, apparaît alors à la jonction des éléments capteurs On introduit normalement ce signal dans un amplificateur de porteuse,

ensuite dans un démodulateur, excité par une référence de por-

teuse, dont la sortie constitue l'analogue de l'erreur de déplace-

ment dans le détecteur Le système de capteurs classique comprend

des boucles de captage pour ces détecteurs, qui nécessitent l'in-

clusion des circuits précités et la présence d'un convertisseur

analogique-numérique entre l'erreur analogique et l'entrée numéri-

que du microprocesseur.

L'inconvénient majeur du système de capteurs classique réside

dans le nombre de circuits nécessaire, à savoir une source d'exci-

tation de référence, un transformateur d'excitation, un préampli-

ficateur, un démodulateur et un convertisseur analogique-numérique

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standard.

Un second inconvénient du système de capteurs classique rési-

de dans la sensibilité de la sortie numérique vis-à-vis d'un déca-

lage entre le démodulateur et le convertisseur analogique-numéri-

que, tandis que le circuit conforme à l'invention est virtuelle-

ment insensible à un décalage de la tension de l'amplificateur.

Conformément à un mode de réalisation de la présente inven-

tion, on réduit le nombre de circuits requis en utilisant un

oscillateur de relaxation relié aux éléments capteurs, un conver-

tisseur de données relié à l'oscillateur de relaxation et des moyens logiques reliés au convertisseur de données et fournissant une sortie constituant une représentation numérique du déplacement

des capteurs.

Par conséquent, la présente invention a pour objet un système de capteurs d'informations sous forme numérique utilisable avec un détecteur inertiel d'un ensemble de navigation inertielle, dans lequel l'importance et la quantité ainsi que les dimensions et le

coût de circuit sont minimisés.

Un autre but de l'invention est de réaliser un système de capteurs d'informations sous forme numérique utilisable avec un détecteur inertiel d'un système de navigation inertielle, dans

lequel la sensibilité au décalage de l'amplificateur est minimi-

sée.

La présente invention a donc pour objet un système de cap-

teurs d'informations sous forme numérique destiné à détecter un

déplacement relatif entre deux éléments capteurs espacés et com-

prenant un oscillateur de relaxation apte à sélectionner de manière séquentielle un élément capteur et à déterminer la fréquence d'oscillations de l'élément capteur sélectionné, un convertisseur

de données apte à mesurer la période de la fréquence d'oscilla-

tions de l'élément capteur sélectionné et des moyens logiques per-

mettant de mesurer la différence des périodes et fournissant une sortie numérique constituant une représentation numérique de la différence des périodes comme mesure du déplacement relatif des

deux éléments capteurs.

Une forme d'exécution de la présente invention est décrite ci-après à titre d'exemple, en référence aux dessins annexés dans lesquels:

la figure 1 est un schéma synoptique d'un système de cap-

teurs d'informations sous forme numérique conforme à l'in- vention

la figure 2 est un schéma d'une partie du circuit de détec-

tion du système de la figure 1;

la figure 3 est un schéma synoptique d'une partie du cir-

cuit de commande du système de la figure 1; et les figures 4 A et 4 B sont des schémas de deux portions de

la partie du circuit de commande représenté sur la figu-

re 3. Sur la figure 1, on voit représenté un système de capteurs d'informations sous forme numérique 10 Le système de capteurs 10 comprend une unité de mesure inertielle 12 et des circuits de mise

sous forme numérique des informations 14.

Sur la figure 1, l'unité de mesure inertielle 12 comprend un

premier gyroscope, ou détecteur inertiel 16, et un second gyrosco-

pe, ou détecteur inertiel 18 Le premier gyroscope 16 comprend un premier ensemble de capteurs 20 et un second ensemble de capteurs 22 L'ensemble 20 comprend un premier élément capteur 24 et un second élément capteur 26 L'ensemble capteur 22 comprend un premier élément 28 et un second élément 30 Le second gyroscope 18 comprend un premier ensemble de capteurs 32 et un second ensemble de capteurs 34 L'ensemble 32 comprend un premier élément capteur

36 et un second élément capteur 38 L'ensemble 34 comprend un pre-

mier élément capteur 40 et un second élément capteur 42 Un gyros-

*cope connu, tel que le gyroscope 16 et le gyroscope 18, est repré-

senté et décrit dans le brevet américain NO 3 354 726 aux noms de

W.J,Krupick et R Cimera, brevet cédé au cessionnaire de la pré-

sente invention.

Comme on le voit sur la figure 1, les circuits de mise en nu-

mérique'des informations 14 se composent d'un circuit de détection 44, d'un circuit de commande 46 et d'une ligne de transmission des

données 48.

Sur la figure 2, on voit représenté le circuit de détection

44 Ce circuit de détection 44 comprend un amplificateur différen-

tiel rapide 50, un multiplexeur 52 et un double compteur 54 qui comprend une section de comptage des canaux de détection 56 et une section de comptage de l'index de détection 58 Ce circuit de dé-

tection 44 comprend en outre un ensemble d'inversion 60, un compa-

rateur 62 et une unité à deux multivibrateurs 64, qui se composent

d'un premier multivibrateur monostable 66 et d'un second multivi-

brateur monostable 68 Le circuit de détection 44 comprend en outre un basculeur de commande 70, un réseau d'amplification 72, un réseau d'entrée à multivibrateur et comparateur 74, un réseau de résistances de référence 76, et un réseau de résistances de

réglage 78.

Un oscillateur de relaxation est constitué par l'ensemble comprenant l'amplificateur 50, le multiplexeur 52, le comparateur

62, le multivibrateur 64 et le basculeur de commande 66.

Sur la figure 3, on voit le circuit de commande 46 Ce cir-

cuit de commande comprend un compteur de périodes de contrôle 80, un compteur de canaux de contrôle 81, un générateur d'impulsions

de coïncidence 82, et un compteur asservi à une porte 83 Le cir-

cuit 46 comprend en outre un oscillateur d'horloge 84, qui est de préférence un oscillateur compensé en température et commandé par cristal, un circuit de commande de remise à " O " et de transfert 85

et une unité de traitement d'informations ou microprocesseur 87.

Un convertisseur de données est constitué par l'ensemble com-

prenant le générateur d'impulsions de coincidence 82, le compteur asservi 83 et l'oscillateur d'horloge 84 Une autre partie des

moyens logiques comprend l'ensemble constitué du compteur de pé-

riodes de contrôle 80, du compteur de canaux de contrôle 81, du circuit de commande de remise à " O " et de transfert 85 et de

l'unité de traitement d'informations 87.

Sur les figures 4 A et 4 B, le compteur de périodes de contrôle comprend un registre de décalage A 4, la porte A 15 B et le compteur d'ondulations A 9 A Le compteur de canaux de contrôle 81

comprend les basculeurs de A 1, la porte A 8 B et le compteur d'ondu-

lations A 9 B Le générateur d'impulsions de coïncidence 82 comprend les basculeurs de Al O Le compteur asservi 83 comprend la porte A 15 D et les compteurs d'ondulations A 14, A 13 A, A 13 B et A 12 A.

L'oscillateur d'horloge haute fréquence 84 comprend A 20 Le cir-

cuit de commande de remise à " O " et de transfert 85 comprend les basculeurs de A 2, la porte A 8 D et le registre de décalage A 7. L'unité de traitement de l'information 87 comprend le compteur d'ondulations A 19, les registres de décalage des données de sortie A 17 et A 18, les basculeurs de synchronisation et de contr 1 ôle de A 16, A 22, A 24, A 25, les registres de décalage à 64 bits de A 29, A 30, le sélecteur de 1 sur 2 A 28, et l'additionneur/soustracteur A 27. Chacun des éléments portant une référence A-chiffre est muni des broches respectives 1, 2, 3, etc, comme on le voit sur les figures 4 A et 4 B On fait remarquer ici que le trait interrompu situé au bas de la figure 4 A correspond à un trait interrompu situé au haut de la figure 4 B; ce qui fait qu'il n'y a que cinq

conducteurs coupés le long de la ligne de coupe.

Le circuit 14 des capteurs, circuit qui est réalisé pour alimenter N canaux de données comprend un circuit de détection 44 et un circuit de commande 46, comme on le voit sur la figure 1 Le circuit de détection 44 comprend: a) les 2 N résistances de précision identiques du réseau 76, qui sont reliées en série avec 2 N éléments capteurs individuels 24, 26, 28, 30, 36, 38, 40, 42 avec une commande commune 90 et une mise à la masse commune; b) le multiplexeur à 2 N canaux 52 qui, en réponse à un code de sélection numérique, sélectionne, en séquence, le côté non mis à la masse de chaque élément capteur en vue de sa transmission au comparateur 62;

c) le comparateur différentiel 62 avec la sortie du multi-

plexeur relié à une borne d'entrée et un diviseur résistif, entre la commande de la matrice résistances/capteurs et la masse, reliée à l'autre entrée; d) l'amplificateur 50, dont la sortie commande la matrice de résistances/capteurs et dont l'entrée provient de la sortie du comparateur, et qui assure les amplifications en puissance et le

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décalage de niveau, selon le besoin, du signal du comparateur e) le compteur d'index 58,-qui avance lorsqu'il reçoit une impulsion du circuit de commande 46 sur la ligne de transmission de données 48 et fournit une impulsion d'avance au compteur de canaux 56; f) le compteur de canaux 56, qui avance d'un pas après chaque impulsion de sortie provenant du compteur d'indices 58, et qui comprend 2 N étages binaires et dont la sortie fournit le code de

sélection au multiplexeur 52.

Le schéma synoptique du circuit de commande est représenté

sur la figure 3 Ce circuit de commande 46 comprend (a) un comp-

teur de périodes 80, qui est indexé par chaque impulsion sur la

ligne de transmission de données et qui est adapté pour sélection-

ner un nombreprédéterminé de périodes de l'oscillateur en vue de les mesurer; (b) un compteur de canaux 81, indexé par une sortie du compteur de périodes, et émettant, d'une part, une impulsion sur la ligne de transmission de données après chaque mesure de canaux et, d'autre part une double impulsion à la suite de chaque

séquence complète de mesures de canaux; (c) un générateur d'im-

pulsions de coïncidence 82, qui reçoit des impulsions de la ligne de transmission de données et une sortie du compteur de périodes pour fournir en sortie un intervalle de synchronisation-; (d) un

compteur asservi 83, qui compte les impulsions pendant l'inter-

valle de synchronisation, ces impulsions provenant d'un (e) oscil-

lateur d'horloge haute fréquence 84; (f) un circuit de commande

de transfert et de remise à " O " 85 qui, à la fin de chaque inter-

valle de synchronisation, fournit d'abord une impulsion de trans-

fert pour effectuer un transfert de données du compteur asservi et ensuite-une impulsion de remise à " O " pour effectuer la remise à "a" du compteur asservi; (g) une unité de traitement de données

87, qui reçoit des données numériques provenant du compteur asser-

vi lors de la réception d'une impulsion de transfert et calcule de manière séqentielle l'er'reur de déplacement de chaque capteur en générant la différence entre les deux entrées appropriées de mots

de données provenant du compteur asservi et met en forme ces cal-

culs d'erreur en vue de leur introduction dans des filtres numéri-

252131 ?

ques des boucles de captage des détecteurs.

On décrit ci-après avec plus de détails la structure, telle que les conducteurs et résistances, du circuit de détection 44 et

du circuit de commande 46; on en décrira plus tard le fonctionne-

ment. Comme le montre la figure 2, l'amplificateur 50 du circuit de détection 44 comprend un conducteur d'entrée d'inversion 86, un conducteur d'entrée de non inversion 88, et un conducteur de

sortie 90.

Le multiplexeur 52 comprend un conducteur d'alimentation po-

sitive 92, un conducteur d'alimentation négative 94, un premier conducteur mis à la masse 96, un second conducteur de mise à la masse 98, un premier conducteur de code de sélection 100, un

second conducteur de code de sélection 102, un troisième conduc-

teur de code de sélection 104, une pluralité de conducteurs d'entrée de signaux 106, 108, 110, 112, 114, 116, 118, 120 et un

conducteur de sortie 121.

Le compteur de canaux 56 comprend un conducteur d'horloge

d'entrée 122, des broches de sortie 124, 126, 128, reliées respec-

tivement aux conducteurs 100, 102, 104 et comprend un conducteur

de remise à " O " 130.

Le compteur d'index 58 comprend un conducteur d'entrée 132, des conducteurs de sortie 134, 136 et un conducteur de remise à

l'O" 138.

L'ensemble d'inversion 60 comprend un premier inverseur 140, un second inverseur 142 et un troisième inverseur 144 Le premier inverseur 140 comprend un conducteur d'entrée 146 et un conducteur de sortie 148 Le second inverseur 142 comprend un conducteur d'entrée 150 et un conducteur de sortie 152 Les sorties 146 et

150 sont réunies en parallèle Les sorties 148 et 152 sont égale-

ment réunies en parallèle, pour assurer uneattaque suffisante du

réseau de la ligne de transmission de données (A 8) 72 Le troisiè-

me inverseur 144 comprend un conducteur d'entrée 154 et un conduc-

teur de sortie 156 Le conducteur d'entrée 154 reçoit le bit le moins significatif (LSB) du compteur de périodes 58 sur la ligne

136 La sortie sur le conducteur 156, reliée au conducteur d'hor-

loge 122, est portée à + 5 Y lorsqu'elle est à l'état logique 1 N- Dans l'ensemble d'inversion 60, les sorties 148 et 152 sont portées à + 5 V par la résistance 158 et la sortie 156 est portée à + 5 V par la résistance 160. Le comparateur 62 comprend un conducteur d'entrée d'inversion 162, un conducteur d'entrée de non inversion 164, un conducteur de

sortie vraie 166 et un conducteur de sortie complémentaire 168.

Le premier multivibrateur 66 comprend un conducteur d'entrée

d'horloge 170, un conducteur Q de sortie positive 172, un conduc-

teur Q de sortie négative 174, et un conducteur d'entrée de com-

mande de synchronisation 176 Le second multivibrateur 68 comprend un conducteur d'entrée d'horloge 178, un conducteur Q de sortie

négative 180 et un conducteur d'entrée de commande de synchronisa-

tion 182.

Le basculeur de commande 70, de type J-K, comprend un conduc-

teur d'entrée J 184, relié à la masse, un conducteur d'entrée K 186 relié à la tension + 5 V, un conducteur d'entrée d'horloge 188, un conducteur de sortie Q 190 et un conducteur d'entrée de

préréglage 192.

Le réseau d'amplification 72 comprend une première résistance 194 et une seconde résistance 196 qui ont pour effet de porter à 45

V les conducteurs de sortie 166 et 168 du comparateur 62 Le ré-

seau 72 comprend en outre une troisième résistance 198, une qua-

trième résistance 200, une cinquième résistance 202 et une sixième résistance 204 Les résistances 198, 200, 202 et 204 sont montées

de façon que l'amplificateur 50 fournisse une amplification inver-

sée de la sortie vraie du comparateur 62.

Comme on le voit sur la figure 2, le réseau d'entrée 74 com-

prend une résistance 206 et un condensateur 208, qui contrôlent la largeur de l'impulsion de sortie du multivibrateur 66 Le réseau 74 comprend en outre une résistance 210 et un condensateur 212 qui

contrôlent la largeur de l'impulsion de sortie du multivibrateur 68.

Le réseau 74 comprend en outre une première résistance 214 et une seconde résistance 216 qui constituent un diviseur du signal de sortie de l'amplificateur 50, en vue de son introduction sur le

252131 ?

conducteur d'entrée de non inversion 164 du comparateur 162 Le

réseau 74 comprend également un condensateur 218, disposé en pa-

rallèle sur la seconde résistance 116, pour assurer un filtrage haute fréquence Le réseau 74 comprend aussi un condensateur 220, qui sert de filtre haute fréquence de la sortie 121 du multi- plexeur qui est également relié au conducteur d'entrée de non

inversion 164 du comparateur 162.

Le réseau de résistances de référence 76 comprend huit résis-

tances de haute stabilité 222, 224, 226, 228, 230, 232, 234, 236.

Le réseau de résistances de réglage 78 comprend huit résis-

tances sélectionnées 238, 240, 242, 244, 246, 248, 250, 252 qui sont sélectionnées lors de l'opération de réglage et comprend en outre huit résistances de réglage en parallèle 254, 256, 258, 260,

262, 264, 266, 268 qui sont, elles aussi, sélectionnées lors de -

l'opération de réglage Le réseau de réglage 78 est agencé pour

que chaque élément capteur, par exemple l'élément 24, soit alimen-

té en courant depuis la sortie de l'amplificateur 50 par l'inter-

médiaire de la résistance de haute stabilité 222, la résistance de réglage série 238, et la résistance de réglage parallèle 254

montée sur la combinaison des deux résistances 222 et 238.

Une explication générale du fonctionnement du système de cap-

teurs 10 est donnée ci-après aux paragraphes 1 à 10.

La mise sous forme numérique des informations captées par le

système 10 consiste en mesures séquentielles indépendantes des in-

ductances présentées par les deux noyaux diamétralement opposés,

par exemple 24, 26 du capteur standard du gyroscope 20 et la dé-

termination de l'erreur de déplacement du gyroscope par rapport à la différence entre ces mesures La mesure des inductances est

effectuée par l'introduction de l'impédance des noyaux (essentiel-

lement L) dans un multivibrateur astable 64, dont la fréquence des oscillations est une fonction directe de R/L o R représente une résistance très stable, par exemple 222, montée en série avec le noyau de capteur 24 La période des oscillations du multivibrateur (directement proportionnelle à L) est mesurée en introduisant une horloge haute fréquence dans un compteur ( 64 M Hz dans le montage conforme à l'invention) Tout d'abord, on sélectionne, à l'aide du

252131 ?:

multiplexeur, un élément capteur ayant une inductance Li et on

effectue une mesure numérique de la période des oscillationsrésul-

tante Ensuite, on sélectionne l'élément, associé b celui-ci, ayant une inductance L et on effectue une mesure analogue On -5 calcule ensuite la différence entre ces deux mesures numériques pour obtenir une mesure du déplacement des capteurs Ainsi,

l'erreur détectée par le montage 14 associé au capteur est propor-

tionnelle b (L 1 L 2) o L 1 et L 2 sont les inductances respectives de's noyaux opposés d'un ensemble de capteurs L'erreur

détectée par un système analogique de l'art antérieur est direc-

tement proportionnelle à (L 1 L 2)/(L 1 + L 2) (L 1 + L 2) étant sensiblement constant pour de faibles angles d'erreur, la présente invention et les systèmes analogiques produisent

essentiellement la même réponse d'erreur.

Les circuits 14 associés aux capteurs, comme on le voit sur

la figure 1, sont divisés selon l'invention, le circuit de détec-

tion 44, présumé disposé sur la plate-forme, étant relié par une ligne de transmission de données 48 au circuit de commande 46, qui

est éloignée de la plate-forme sur laquelle sont montés les gyros-

copes 16 et 18 Selon le concept de la présente invention, les

tensions continues d'alimentation (+ 10 à 15 V) né-

cessaires pour alimenter le circuit de détection 44 sont présumées disponibles sur la plate-forme Il faut également une alimentation

de + 5 V courant continu.

Le schéma du circuit de détection 44 est représenté sur la

figure 2 Il comprend essentiellement un multivibrateur auto-

oscillant comprenant des voies de réaction multiplexées provenant des huit noyaux 24, 26, 28, 30, 36, 38, 40, 42, d'un système b quatre axes, un compteur de canaux 56 qui reçoit des impulsions du circuit de commande 46 et commande l'indexation du multiplexeur et

les composants d'une ligne de transmission de données 48 qui por-

te lesdites impulsions émises par le circuit de commande et en-

voie en outre des impulsions au circuit de commande 46 lors des

excursions vers le côté négatif du multivibrateur 64 La possibi-

lité de réglage en série et en parallèle des résistances en série avec les noyaux est prévue pour permettre le réglage de fréquence w 252131 ?'

et la mise à "O" des capteurs On utilise des composants très ra-

pides pour réaliser les multivibrateurs 64 et la ligne de trans-

mission de données 48 afin de minimiser les ondulations et avoir'-

des fronts avant nets pour assurer des mesures des périodes avec une résolution élevée dans le circuit de commande 46. Le schéma de circuit de commande 46 est représenté sur la figure 3 Il comprend

des composants de la ligne de transmission de données per-

mettant la communication avec le circuit de détection 44; un compteur de canaux 81 qui suit le compteur de canaux 56

du circuit de détection 44 et produit une impulsion de re-

mise à "O" des compteurs de canaux qui est envoyée au cir-

cuit de détection 44 par la ligne de transmission des don-

nées 48 pour synchroniser correctement les deux comp-

teurs;

un compteur de périodes 80 qui détermine le nombre de pério-

des des oscillationsdu multivibrateur qui doit être compté pour chaque sélection de noyaux;

un compteur asservi 83 qui compte la durée totale nécessai-

re au nombre de périodes d'oscillationssélectionné Ce compteur asservi comprend un registre de décalage ayant une sortie de 16 bits A 17, A 18, auxquel la sortie du compteur asservi est transférée en parallèle et duquel ces données sont transférées en série dans des registres à décalage à mémoire de l'unité de traitement de données 87, comme on le décrit ci-après

un oscillateur à cristal de 64 Mégahertz 84 qui sert d'hor-

loge du compteur asservi et de référence-à partir de la-

quelle les divers trains d'impulsions de décalage sont gé-

nérés; une unité de traitement de données 87 qui contient quatre registres de décalage à mémoire à 64 bits A 29, A 30 qui emmagasinent en série les sorties du compteur asservi à mesure de leur apparition et qui émettent ces données selon

des séries de 64 bits après chaque impulsion d'interroga-

tion Cette unité de traitement de données 87 comprend un soustracteur série A 27 qui reçoit les séries de 64 bits et soustrait les mesures les plus récentes des noyaux B des mesures les plus récentes des noyaux A et émet un mot de données d'erreur à 64 bits après chaque interrogation (Un capteur se compose de deux noyaux diamétralement opposés, A et B) L'unité de traitement de données comprend en outre une chaîne de décomptage fournissant des fréquences entre 64 Mega Hertz et 250 Kilo Hertz ainsi que divers circuits de

génération d'impulsions de décalage et de commande de sé-

quences.

Le but principal du circuit de commande 46 est de mesurer la période des oscillations dumultivibrateur lorsqu'il "échantillonne" chaque noyau de capteurs La fréquence des oscillation est limitée en haut de gamme par des effets parasites se manifestant dans les noyaux et en bas de gamme par des questions de puissance Un milieu raisonnable, pour les gyroscopes utilisés avec les circuits de'l'invention, est obtenu avec des fréquences entre 50 et

Kilo Hertz.

Après chaque mesure de période, le circuit de commande 46 produit une impulsion qui est envoyée par la ligne de transmission de données 48 au circuit de détection 44, qui avance son compteur

de canaux 56 de dix pas et commande au multiplexeur 52 de sélec-

tionner le noyau suivant devant être échantillonné Il est évident que la mesure de lapéfiiode'des oscillationsdu nouveau noyau ne peut commencer avant le passage par " O " suivant de la sortie du multivibrateur, et il faut en outre un certain temps pour vider les données du compteur asservi dans son registre de décalage de sortie et pour la remise à " O " du compteur Par conséquent, on prévoit un intervalle "d'aménagement" et la mesure des périodes suivantes commence sur la prochaine excursion vers le côté négatif du multivibrateur DAD Cela permet des transitions relativement lentes du multiplexeur et un temps suffisant pour éliminer les

effets des "conditions initiales" du multivibrateur.

Le circuit de commande 46 a été conçu pour effectuer des me-

sures d'un noyau de chaque capteur pour chaque impulsion d'interrogation Des mesures des noyaux opposés de ces capteurs

252131 ?'

* sont réalisées sur les impulsions d'interrogation alternées.

Un système de branchement, représenté en haut de la figure 4 A, permet de sélectionner le nombre de périodes du multivibrateur devant être mesuré pendant chaque échantillonnage de noyaux, c'est-à-dire 4, 8, 16 ou 32 Par réglage de la fréquence nominale du multivibrateur, par sélection de la fréquence de référence d'horloge et par cette sélection de périodes, on dispose d'un

grand intervalle de résolution d'erreur.

On donne ci-après une explication détaillée du fonctionnement

du circuit de détection 44, aux paragraphes a à e.

a) Le schéma du circuit de détection 44 est représenté sur la figure 2 Le comparateur du multivibrateur est isolé par un ampli-

ficateur d'inversion à large bande 50 Cette isolation est néces-

saire pour centrer les niveaux de sortie sur zéro volt et pour

fournir un courant suffisant pour attaquer tous les huit noyaux.

b) La liaison par la ligne de transmission de données est re-

présentée à droite du schéma Des impulsions de sortie sont émises sur la ligne par les deux inverseurs supérieurs de l'ensemble d'inversion 60 Le récepteur de la ligne de transmission données

est un multivibrateur monostable 66 qui produit des impulsions po-

sitives et négatives d'une microseconde (positives sur la ligne 172, négatives sur la ligne 174), pour chaque excursion vers le côté négatif sur la ligne de transmission des données Il réagit de ce fait à la fois à des impulsions "envoyées" et "reçues" 68, un multivibrateur monostable redéclenchable de 6 microsecondes, est déclenché sur les flancs descendants des impulsions positives

de 66 Lorsque 68 est inactif, c'est-à-dire à l'état non déclen-

ché, il maintient le compteur d'index 58 à l'état de remise à "O" c) Le multiplexeur 52 comprend une ligne de sortie 121 La sélection de canaux est déterminée par le code d'entrée sur les

lignes 100, 102, 140, code fournit par le compteur de canaux 56.

Ce compteur est incrémenté à chaque fois que le premier bit (ou chiffre binaire) du compteur d'indices 58 passe à l'état " 1 " Pour ce faire, il faut une impulsion en provenance de 66 pendant que 68 est actif, c'est-àdire lorsque deux impulsions de la ligne de transmission de données se produisent dans un intervalle inférieur à 7 microsecondes Une impulsion négative de 1 microseconde est "envoyée' sur la ligne de transmission de données 48 pour chaque excursion vers le côté négatif de la sortie du multiplexeur (ce qui se produit normalement toutes les 12 à 18 microsecondes) par l'intermédiaire de 62, 70 et 60 Par conséquent, l'indexation, du multiplexeur ne peut être réalisé que si une impulsion "reçue" en

provenance du circuit de commande 46 est intercalée dans les im-

pulsions "envoyées".

d) Il est à noter que le compteur de canaux 56 sera remis à " O " à chaque fois que le second bit du compteur d'index 58 passe

à l'état " 1 " Cela récessite l'apparition sur la ligne de trans-

mission de données 48 d'une suite de trois impulsions avec un espacement maximal de 7 microsecondes entre une impulsion et la

suivante.

e) Le circuit de commande 46 est conçu pour envoyer une im-

pulsion de 1 microseconde sur la ligne de transmission de données 48 dans un délai de 3,5 à 4,5 microsecondes après la transition du multiplexeur qui achève l'intervalle de mesures d'-un noyau, faisant avancer de ce fait le multiplexeur 52 au noyau suivant et établissant l'intervalle suivant de mesure de noyau Après huit

avances successives du multiplexeur 52 (deux impulsions d'interro-

gation), une impulsion supplémentaire d'une microseconde, 4 micro-

secondes après l'impulsion d'indexage, est envoyée au circuit de détection 44 pour la remise à "O" de son compteur de canaux 56,

assurant ainsi un verrouillage de la séquence de canaux.

On va donner ci-après une description détaillée du fonction-

nement du circuit de commande 46, aux paragraphes a à f.

a) Les fonctions essentielles du circuit de commande 46

sont: -

1) la commande de l'indexation du compteur de canaux 56, par conséquent de la sélection par le multiplexeur, dans le circuit de détection 44 2) la mesure numérique du temps nécessaire au déroulement

d'une ou de plusieurs périodes des oscillationsdu multi-

vibrateur lors de la sélection d'un noyau particulier

des éléments capteurs du gyroscope.

b) On peut introduire ces mesures de temps numériques dans un microprocesseur (non représenté) sous forme série ou parallèle Le

microprocesser pourrait déterminer les différences entre les périod-

es des oscillations du noyau de capteur et celles du noyau associé diamètralement opposé, c'est-à-dire une évaluation numérique du

déplacement du capteur sur chaque axe.

c) Le circuit de commande 46 comprend les montages nécessai-

res au calcul des erreurs de déplacement et à la génération d'un "mot" d'erreur à 64 bits en série ( 16 bits par axe) en vue de leur

explo-itation par un microprocesseur numérique) non représenté le-

quel, en réponse aux données de déplacement, pourrait générer des

commandes numériques envoyées à des amplificateurs de moteurs cou-

ple (non représentés) impliqués dans la fermeture de boucle.

d) Le schéma du circuit de commande 46 est représenté sur les figures 4 A et 4 B Les numéros des pièces du fabricant (par exemple 54 L 5164, pour la pièce A 4, d'un prototype du mode de réalisation sont représentés sur les figures 4 A et 4 B On donne ci-après un résumé de la suite des commandes:

1) Le flanc, passant au négatif, de l'impulsion d'interro-

gation (introduite en bas et à droite de la figure 4 B) met à l'état " 1 " le basculeur A 21 B qui, à son tour, met-à l'état " 1 " le basculeur A 25 A Cela prépare A 25 B en vue de sa mise à l'état " 1 " lors de la prochaine excursion négative de l'horloge interne de 1 Mega Hertz (fournie par l'oscillateur A 20 de 64 Mega Hertz et la

chaîne de décomptage A 19 et A 12 B).

2) A 25 B est mis à l'état " 1 " pendant 1 microseconde, avant

d'être remis à "O" Cette impulsion "DEPART" apparais-

sant sur la broche 2 de A 25 B) déclenche des séquences dans les parties du circuit représentées sur la figure 4 A, parties qui assurent la fonction "collecte de données" ainsi que des séquences dans les parties du circuit représenté sur la figure 4 B, qui assurent la fonction "extraction de données" On va d'abord décrire

la section de collecte de données.

252131 ? -

16 '

3) L'impulsion DEPART assure la remise à zéro des bas-

culeurs Al A et Al B La sortie Al A-Q, qui devient " 1 " logique enlève l'état " 1 " des basculeurs A 11 A et Al OB La sortie Al A-Q, par l'intermédiaire de la porte NON-ET A 8 A enlève l'état "O" du compteur de

périodes nulles All A et applique un état "O" direc-

tement sur Al OA, préparant de ce fait A 1 OB en vue de sa remise à "O" lors de l'impulsion négative

suivante provenant du réseau de la ligne de trans-

mission de données (en haut et à gauche de la figu-

re 4 A).

4) La remise à "O" de A 1 OB se produit lorsque la sor-

tie du multivibrateur DAD passe au négatif, ce qui a pour effet de produire une impulsion négative sur

la ligne de transmission de données Cette impul-

sion présente un temps de descente ou de chute ra-

pide et A 1 OB est un basculeur rapide, de sorte que l'intervalle de synchronisation sur sa sortie Q (broche 7) présente une ondulation minimale lors du changement d'état du multivibrateur Cette sortie rend conductrice une porte NON-ET A 15 D, qui laisse passer l'horloge de 64 Mega Hertz dans le compteur asservi à 16 bits A 14, A 13 et A 12 A. ) La remise à "O" de A 1 OB déclenche la procédure de comptage et enlève en outre l'état "O" du compteur de périodes A 9 A et, par l'intermédiaire de A 8 A,

enlève l'état "O" de Al GA.

6) Chaque impulsion provenant de la ligne de transmis-

sion de données assure la remise à "O" d'un tempo-

risateur A 4, qui est constitué par un registre à décalage à 8 bits auquel est appliqué une horloge de 1 Mega Hertz Ainsi, les sorties -sur les broches 11 et 13 passent immédiatement à l'état "O" mais

reviennent à l'état " 1 " en principe 6 et 8 microse-

condes, respectivement, après l'impulsion provenant de la ligne de transmission de données Lorsque la

broche 13 revient à l'état " 1 ", un compteur de pé-

riodes A 19 A est indexé par l'intermédiaire de A 15 B. Le nombre de périodes du multivibrateur devant être

mesuré est sélectionné par le système de branche-

ment représenté en haut de la page Par exemple, s'il s'agit de huit périodes, la broche ( 14) est branchée sur la broche ( 9), la premièreprovenant du compteur de périodes A 9 A tandis que la dernière constitue l'entrée d'horloge du A 10 A Ainsi, 8 microsecondes après la septième impulsion de la

ligne de transmission de données suivant le commen-

cement de la période de mesure, A 11 A est remis à l'état " 1 ", préparant de ce fait la mise à l'état " 1 " de Al OB, et la fin de la période de mesure de ce canal, par la prochaine impulsion provenant de

la ligne de transmission de données.

7) Lors de la remise à l'état " 1 " de Al OB, la porte A 15 D est bloquée et le comptage des intervalles de synchronisation s'arrête Le compteur de périodes A 9 A est remis à " O " et, par l'intermédiaire de la porte A 8 A, A 1 OA est remis à " O " En outre, par l'intermédiaire de la porte A 8 B, le compteur de canaux A 9 B est incrémenté et le basculeur A 2 A est remis à l'état " 1 " Le basculeur A 2 B est remis à l'état "l" lors de l'excursion négative suivante de l'horloge de 1 Mega Hertz et se trouve remis à " O " 1 microseconde plus tard Pendant qu'il est à l'état " 1 ", des informations provenant du compteur d'intervallesde synchronisation sont chargées dans le registre à décalage à 16 bits A 19 et A 17 par l'intermédiaire de la liaison entre les broches 1 de ces dispositifs ("chargement") et A 2 B-Q Le

signal A 2 B-Q est introduit dans un registre de dé-

calage de commande de séquences à 8 bits A 7 au rythme d'une horloge de 1 Mega Hertz Les sorties de

ce registre sont des impulsions positives d'l mi-

croseconde apparaissant sur les broches 6, 10 et 13 commençant en principe 4, 5 et 8 microsecondes, respectivement après le transfert des données du

compteur asservi dans le registre à 16 bits.

8) L'impulsion de sortie sur la broche 6 de A 7 provo- que la remise à "O" du compteur asservi (impulsion positive envoyée à A 13 A, A 13 B et A 12 A, impulsion négative envoyée à A 14 par l'intermédiaire de la porte A 15 C) Cette impulsion est envoyée en outre pour actionner les portes NON- OU A 3 C et A 3 D pour produire une impulsion de la ligne de transmission de données destinée à assurer l'incrémentation du compteur de canaux du circuit de détection DAD

ainsi que la progression pas à pas du multiplexeur.

Le circuit de porte NON-OU utilisé permet d'assurer le courant élevé nécessaire à l'attaque de la ligne

de transmission de données de 75 ohms.

9) L'impulsion négative servant à la remise à " O " du compteur d'intervallesde synchronisation A 14 assure en outre la remise à "O" du basculeur A 16 A Cela provoque le basculement du basculeur A 16 B qui est commandé par une horloge de 2 Mega Hertz Après l'apparition de 16 impulsions positives à la sortie Q de A 16 B, le compteur A 11 B assure la remise à "O" de A 16 A et la fin du train d'impulsions Ce train d'impulsions transfère les données présentes dans le registre à décalage à 16 bits A 17 et A 18, chargé

préalablement en provenance du compteur d'interval-

les de synchronisation, vers les entrées d'un double registre à décalage à 64 bits A 30 dans la section "extraction" de données d'une section de commande DAD, comme on le voit sur la figure 4 B. Ainsi, les données de mesures du premier canal sont transférées Le traitement de ces données dans la

section "extraction de données" sera décrit ci-

après On continue maintenant à décrire d'autres séquences se déroulant dans la section "collecte de données".

) Nous avons fait remarquer au paragraphe " 9 " ci-

dessus que le compteur de canaux A 98 est incrémenté à la fin de la première période de mesure Nous avons-également fait remarquer que, sensiblement 4 microsecondes plus tard, une impulsion positive

d'une microseconde apparaît à la broche 6 du regis-

tre à décalage de commande de séquences A 7 et que la broche 10 de cet élément passe à l'état " 1 " à la fin de l'impulsion positive sur la broche 6 Nous avons également fait remarquer que l'impulsion "DEPART" avait remis à "O" le basculeur A 1 B Si la sortie "CH 4 " (broche 9) du compteur de canaux ne passe pas à un niveau "O" lorsque le compteur de canaux est incrémenté à la fin d'une période de mesures déterminées (ce qui aurait pour effet la remise à l'état " 1 " de A 1 B), la porte NON-ET A 8 D provoquera une remise à " O " de A 7 immédiatement après l'apparition d'un " 1 " sur la broche 10 Par

conséquent, la broche 13, plus loin dans le regis-

tre à décalage, est empêchée d'atteindre le niveau " 1 " au fur et à mesure du décalage; par conséquent aucune impulsion n'est imprimée sur la ligne de transmission de données par les portes NON-OU A 3 A

et A 3 D en raison du signal sur la broche 13 de A 7.

11) Du fait que la séquence de mesures d'un canal par-

ticulier se termine par la mise à " 1 " du basculeur A 1 OB et par l'avance du compteur de canaux A 9 B, si la sortie "CH 2 " (broche 10) du compteur de canaux n'atteint pas un niveau " 1 " (qui assurerait la mise à " 1 " du basculeur Al A), le basculeur Ai OA est remis à "O" par l'intermédiaire de la porte NON-OU A 8 A Par conséquent, A 1 OB est préparé en vue de sa remise à "O" lors de l'impulsion négative suivante

provenant de la ligne de transmission de données.

25213 17

Lorsque cela se produit, une autre mesure, un autre

transfert de données, et une autre séquence d'ex-

traction suivront.

12) Eventuellement, à la fin d'un cycle de mesure et de l'incrémentation associée du compteur de canaux

A 9 B, sa sortie "CH 2 " (broche 10) passera à un ni-

veau " O mettant ainsi le basculeur A 1 A à l'état " 1 " ce qui maintiendra le basculeur Al OB à l'état " 1 " Toute impulsion négative suivante sur la ligne

de transmission de données, par suite des excur-

sions négatives du multivibrateur, n'aura pas pour effet la remise à " O " du basculeur Al OB, à moins que le basculeur Al A ait été remis à " O " par une

impulsion "DEPART" résultant d'une interrogation.

13) La séquence à laquelle on peut s'attendre par con-

séquent, après un cycle d'initialisation, est qu'il résulte quatre mesures de "canaux", "axes" ou

"noyaux" à partir de chaque impulsion d'interroga-

tion reçue Après chaque mesure, le circuit de

commande enverra une impulsion au circuit de détec-

tion sur la ligne de transmission de données, im-

pulsion qui fera avancer le multiplexeur du dé-

tecteur au noyau suivant Chaque interrogation aura pour effet de faire avancer les compteurs de canaux des circuits de détection et de commande de quatre pas.

14) La sortie "CH 4 " (broche 9) du compteur de canaux.

A 9 B du circuit de commande passera d'un état " 1 " à un état " O " pour tous les huit pas d'avance Ainsi,

à la fin de la dernière période de mesures d'impul-

sions d'interrogation alternées, le basculeur A 1 B sera mis à " 1 " et le blocage de l'impulsion sur la broche 13 de A 7, comme on l'a signalé au paragraphe ( 10), n'aura pas lieu Par conséquent, dans ces

conditions, une impulsion positive d'une microse-

conde apparaîtra sur cette borne 4 microsecondes après qué l'impulsion"d'indexation" apparaisse sur la broche 6 de A 7 L'impulsion sur la broche 13 est appliquée à la ligne de transmission de données par l'intermédiaire des portes NON-OU A 3 A et A 3 D et sert à remettre à "O" le compteur de canaux 56 du

circuit de détection, assurant ainsi le verrouilla-

ge des compteurs de canaux des deux circuits de dé-

tection et de commande et assurant en outre la

séquence de sortie des données suivant une impul-

sion d'interrogation.

) On va revenir maintenant à la réponse de la section

"extraction de données" à l'impulsion "DEPART" pro-

duite par A 25 B suivant une impulsion d'interroga-

tion L'impulsion négative ou de DEPART apparais-

sant à la sortie Q (broche 2) de A 25 B assure la re-

mise à "O" des basculeurs A 25 A, A 24 B, A 22 A et A 21 B. L'impulsion positive DEPART apparaissant sur la sortie Q (broche 3) de A 25 B envoie une horloge au basculeur A 24 A Si l'état de la sortie "CH 4 " du compteur de canaux A 9 B a changé depuis la dernière impulsion DEPART, ce qui sera normalement le cas, A 24 changera d'état Un changement d'état de A 24 A

aura pour résultat la commutation des quatre sor-

ties du sélecteur A 28 sur leurs sources alternées.

Nous reviendrons plus tard sur la fonction de ce sélecteur. 16) L'impulsion DEPART à la sortie Q de A 25 B (broche 2) a également pour effet la remise à "O" du basculeur

A 24 B qui, à son tour, enlève la remise à "O" direc-

te du compteur à 8 bits A 23, permettant ainsi son

indexation par l'application d'une horloge de 1 Me-

ga Hertz Lorsque le huitième bit de ce compteur passe à l'état " 1 ", le basculeur A 24 B est activé pour repasser à l'état " 1 ", appliquant de ce fait à

nouveau une remise à "O" directe sur le compteur.

Cett e procédure a pour résultat l'apparition d'un

252131 ?

train de 64 impulsions positives à une fréquence de 500 Kilo Hertz sur la sortie (broche 3) du premier bit du compteur à 8 bits Le cinquième bit de ce compteur passe à l'état " O " à la fin de chaque seizième impulsion positive du train de 64 impul- sions, et sert à la mise à l'état " 1 " du basculeur

A 21 A, qui, à son tour, applique une remise à " O "-

directe sur le basculeur A 22 B La sortie Q de A 22 B (broche 8) constitue l'entrée "report" (broche 3)

de l'additionneur A 27.

17) L'impulsion DEPART à la sortie Q du A 25 B (broche 2) applique également une remise à " O " directe sur le

basculeur A 22 A Lorsque cette remise à " O " est en-

levée, la sortie Q (broche 5) du A 22 A suit la forme

du train de 64 impulsions, apparaissant sur la bro-

che 6 de A 23 A, mais avec un retard d'und demi mi-

croseconde, parce qu'il change d'état lors des excursions positives de l'horloge de 1 Mega Hert alors que le train d'impulsions change d'état lors des excursions négatives de la même horloge Cette horloge retardée est appliquée sur le basculeur de report A 22 B, aux registres de décalage à 64 bits A 29 A et A 29 B, et à un registre à décalage à 64 bits, soit A 30 A, soit A 30 B en fonction de l'état du

sélection A 28.

18) L'additionneur A 27 est agencé pour effectuer l'opé-

ration de soustraction nécessaire à la mesure de

déplacement des capteurs, de sorte que la différen-

ce des comptes accumulés dans le compteur d'inter-

valle de synchronisation pour des échantillons de

noyaux opposés soit représentative de ce déplace-

ment Si on désigne un noyau de chaque capteur comme noyau A et l'autre comme noyau B et si X et Y représentent les sorties du compteur d'intervalles de synchronisation pour ces échantillonnages de

noyaux, l'erreur de déplacement mis sous forme nu-

mérique est de (X Y).

19) La séquence du flux de données dans les registres à

décalage 64 bits est comme suit: après une impul-

sion d'interrogation déterminée, le sélecteur A 28 est mis à l'état " O " pour lequel les entrées infé- rieures de ces ses 4 sélecteurs apparaissent sur les sorties du sélecteur -Il en résulte que les

données générées lors de l'échantillonnage des élé-

ments capteurs 1 A, 2 A, 3 A et 4 A sont transférés (le bit le moins significatif en premier) dans le A 30 A,

registre de décalage à 64 bits, parce-que les don-

nées sont extraites en trainsde 16 bits, à partir du registre de décalage à 16 bits A 17/A 18 A la suite de l'impulsion d'interrogation suivante, le sélecteur A 28 est mis à l'état " 1 ", pour lequel les entrées supérieures du sélecteur apparaissent en sortie, et les données stockées dans le registre A 30 A sont transférées dans le registre A 20 A, un autre registre de décalage à 64 bits, ainsi que sur l'entrée "X" (broche 8) de l'additionneur A 27 en un

train continu de 64 bits Après l'impulsion d'in-

terrogation suivante, le sélecteur A 28 revient à

l'état " O " et les données stockées dans le re-

gistre A 29 A sont transférées sur l'entrée "X" de l'additionneur A 27, également sous forme d'un train

de 64 bits Ainsi, lors des impulsions d'interroga-

tion alternées, l'entrée "X" de l'additionneur re-

çoit des données "nouvelles" et "anciennes" prove-

nant des noyaux A des capteurs du gyroscope De ma-

nière analogue, l'entrée "Y" (broche 2) de l'addi-

tionneur reçoit des données "anciennes" et "nouvel-

les" provenant des noyaux B des capteurs du gyros-

cope Du fait que l'entrée de report est mis à l'état " 1 " au commencement de chaque 16 bits de données, c'est-à-dire au début de la sortie de données de chaque canal, l'additionneur effectue la fonction (X + Y + 1) ou (X Y) La séquence finale des données de sortie à la suite des impulsions d'interrogation successives est donc

(ANOUVELLE BANCIENNE) (AANCIENNE

NOUVELLE ' (ANOUVELLE BANCIENNE)' etc

) Par conséquent le bit le moins significatif du dé-

placement de l'axe #1 apparaît sur la broche de

sortie "données" 5 de A 27 dès que l'état de sélec-

tion de A 28 change à la suite d'une impulsion d'in-

terrogation Une microseconde plus tard, une impul-

sion de décalage positive est appliquée sur la

sortie "SP" Le récepteur de données doit alors re-

cevoir des données lors des excursions positives de la sortie "SP" Une demi microseconde après chaque

impulsion de décalage positive, le basculeur de re-

port A 22 B est activé par l'horloge, et prend l'état du signal apparaissant sur la sortie REPORTN

(broche 4) de l'additionneur A 27 La sortie Q (bro-

che 8) du A 22 B sert alors d'entrée de REPORT N+l de l'additionneur En même temps que l'échantillonnage du basculeur de report A 22 B, les données sont transférées dans les registres à décalage à 4 bits

A 29 A, A 29 B et A 30 A ou A 30 B, selon lequel est sélec-

tionné, pour introduire le bit suivant dans l'addi-

tionneur A 27 Le transfert de données et l'opéra-

tion de soustraction ultérieure peuvent nécessiter un temps de stabilisation de 0,6 microseconde, ce qui permet néanmoins un minimum de 0,9 microseconde de temps de montée de données sur la ligne de

données en série et pour l'établissement du récep-

teur avant que l'impulsion "SP" suivante introduise

ces données dans le récepteur.

e) Les connexions logiques des basculeurs A 21 B et A 25 A, uti-

lisés dans ce mode de réalisation, ont été conçues pour permettre une auto-interrogation à la fin de chaque séquence de mesure, ainsi que pour permettre une interrogation externe Pour ce qui concerne l'autointerrogation, la sortie de A 15-6 est reliée à

l'entrée "INT" qui est reliée au A 22 B-12 Une impulsion d'interro-

gation est ainsi fournie 6 à 7 microsecondes après le flanc avant de chaque impulsion de laligne de transmission de données Si le transfert de données du registre à 16 bits A 17/A 18 n'a pas lieu à cet instant, le basculeur A 22 B est remis à " O " et une impulsion d'horloge est appliquée sur le basculeur A 25 A Si, à cet instant, le basculeur Al A est à l'état " 1 ", une impulsion "DEPART" sera produite et un cycle de mesures en résultera Vue cette connexion,

par conséquent, un "DEPART" est produit normalement 6 à 7 micro-

secondes après la première excursion négative de la sortie du multivibrateur DAD, suivant l'achèvement, d'un cycle de mesures de 4 canaux (Le transfert de données du registre de décalage à 16 bits

A 17/A 18 s'achève 18,5 à 19,5 microsecondes après la dernière ex-

cursion négative du multivibrateur lors d'un cycle de mesures.

Pendant cet intervalle, le multivibrateur aura normalement effec-

tué une excursion négative ultérieure) En ce qui concerne l'auto-

interrogation, par conséquent, un nouveau cycle de mesures a lieu toutes les ( 4 N + 5) périodes du multivibrateur en oscillation, o N représente le nombre de périodes d'oscillations sélectionnées

pour la mesure de l'inductance d'un noyau Par exemple: si N re-

présente 8 et si la durée d'une seule période des oscillationsest

sensiblement de 15 microsecondes, l'intervalle d'interrogation no-

minale serait de ( 4 x 8 + 5) ou 37 périodes, c'est-à-dire 555 mi-

crosecondes, ce qui représente une fréquence d'interrogations

effective de 1 802 Hz En ce qui concerne une interrogation exter-

ne, les impulsions sont appliquées sur la borne "INT" depuis une source externe Si la fréquence de la source externe dépasse la

fréquence nominale de 1 802 Hz mentionnée ci-dessus, il intervien-

dra un "décomptage", la conversion n'ayant lieu que pour chaque

deuxième, troisième, etc impulsion provenant de la source d'im-

pulsions. f) Il est à noter que d'autres séquences de conversion, autre que celle pour laquelle ce circuit de commande a été conçu, sont

possibles mais que celle sélectionnée assure un minimum de logi-

ciel, de puissance et d'interconnexions.

Une variante de réalisation de la présente invention pour des dispositifs inertiels à capteurs capacitifs peut être réalisée en modifiant les éléments du multivibrateur représenté sur la figure 2, pour remplacer l'oscillateur de type à résistance-inductance

(RL) par un oscillateur de type résistance-capacitance (RC).

Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées au dispositif décrit et représenté sans pour autant

sortir du cadre de l'invention.

Claims (6)

REVENDICATIONS

1 Système de capteurs d'informations sous forme numérique pour détecter le déplacement relatif entre deux éléments capteurs

espacés, caractérisé en ce qu'il comprend -

un oscillateur de relaxation ( 50, 52, 62, 72, 74, 76) relié

aux éléments capteurs ( 24, 26; 28, 30; 36, 38; 40, 42) et ser-

vant à sélectionner de manière séquentielle un élément capteur, la fréquence d'oscillation résultante étant fonction de l'entrefer de

l'élément sélectionné, un tel entrefer étant-fonction du déplace-

ment des capteurs,

un convertisseur de données ( 82, 83, 84) relié à l'oscilla-

teur de relaxation et apte à mesurer la période de la fréquence des oscillationsde l'élément capteur sélectionné; et

des moyens logiques ( 56, 58, 60, 64, 70) reliés au convertis-

seur de données et comprenant une sortie numérique fournissant une représentation numérique de la différencedes périodes comme mesure

du déplacement relatif des deux éléments capteurs.

2 Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'oscillateur de relaxation comprend: "un réseau de résistances de référence ( 67) comprenant une paire de résistances reliées respectivement aux éléments capteurs

( 14, 26; 28, 30; 36, 38; 40, 42),

un amplificateur différentiel rapide ( 50) relié au réseau de résistances de référence ( 76),

un réseau amplificateur ( 72) relié à l'amplificateur diffé-

rentiel rapide ( 50), un comparateur ( 62) relié au réseau amplificateur ( 72) pour attaquer l'amplificateur différentiel rapide ( 50),

ledit comparateur ( 62) comprenant une ligne de réaction néga-

tive ( 164),

ledit comparateur ( 62) comprenant une ligne de réaction posi-

tive ( 162), ledit comparateur ( 62) comprenant une première sortie reliée au réseau amplificateur ( 72) et une seconde sortie reliée aux moyens logiques, un réseau d'entrée à multivibrateur et comparateur ( 74) comprenant un diviseur ( 214, 216) dont une sortie est reliée à la ligne de

réaction négative du comparateur ( 62) et dont une entrée est re-

liée à l'amplificateur différentiel rapide ( 50); et un multiplexeur ( 52) relié à ladite paire d'éléments capteurs et dérivant son signal sélectionné d'un élément capteur de ladite paire d'éléments capteurs et étant reliée à la ligne de réaction

positive du comparateur ( 62) ainsi qu'aux moyens logiques.

3 Le système selon la revendication 1, caractérisé en ce que le convertisseur de données comprend un générateur d'intervalles de synchronisation ( 82) relié à

l'oscillateur de relaxation pour fournir un intervalle de synchro-

nisation, un compteur ( 83) asservi à une porte et relié au générateur d'intervalles de synchronisation ( 82) qui le commande, et un oscillateur d'horloge ( 84) relié au compteur asservi ( 23)

pour fournir des impulsions d'horloge comme référence de synchro-

nisation. 4 Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens logiques comprennent une ligne de transmission de données ( 48) comprenant une seule ligne de communication entre l'oscillateur de relaxation et le générateur de données, un compteur de canaux de détection ( 56) comprenant une sortie destinée à envoyer un code de sélection au multiplexeur ( 52) et une entrée d'horloge,

un compteur de périodes de détection ( 80) comprenant une sor-

tie,

un ensemble d'inversion ( 60) comprenant, d'une part, une pre-

mière portion recevant une entrée du bit le moins significatif du compteur de périodes de détection ( 80) et comprenant une sortie fournissant l'entrée d'horloge au compteur de canaux ( 56) et, d'autre part, une seconde portion comprenant une sortie reliée à la ligne de transmission de données ( 48), un multivibrateur ( 64) recevant une entrée de la ligne de transmission de données ( 48), et un basculeurde contrôle ( 70) recevant une première entrée en

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provenance du multivibrateur ( 64) et une seconde entrée provenant du comparateur ( 74) et comprenant une sortie destinée à alimenter

la seconde portion de l'ensemble d'inversion ( 60).

7 Système selon la revendication 6, caractérisé en ce que le convertisseur de données comprend un générateur d'intervalles de synchronisation ( 82) relié à

l'oscillateur de relaxation pour fournir un intervalle de synchro-

nisation; un compteur asservi à une porte ( 83) relié au générateur d'intervalles de synchronisation ( 82) et commandé par celui-ci, et

un oscillateur compensé en température et commandé par cris-

tal ( 84) relié au compteur asservi ( 83) pour fournir des impulsions

d'horloge comme référence de synchronisation.

8 Système selon la revendication 7, caractérisé en ce que les moyens logiques comprennent un compteur de canaux de détection ( 56) comprenant, d'une

part, une sortie destinée à fournir un code de sélection au multi-

plexeur ( 52) et, d'autre part, une entrée d'horloge,

un compteur de périodes de détection ( 80) comprenant une sor-

tie,

un ensemble d'inversion ( 60) comprenant d'une part, une pre-

mière portion recevant une entrée du bit le moins significatif du compteur de périodes de détection ( 80) et comprenant une sortie fournissant l'entrée d'horloge du compteur de canaux de détection ( 56) et, d'autre part, une seconde portion comprenant une sortie reliée au convertisseur de données, et

un basculeur de contrôle ( 70) recevant une entrée en prove-

nance du comparateur ( 62) et comprenant une sortie destinée à ali-

menter la seconde portion de l'ensemble d'inversion ( 60).

9 Système selon la revendication 8, caractérisé en ce que les moyens logiques comprennent:

un compteur de périodes de contrôle ( 80) comprenant une en-

trée reliée au basculeur de contrôle ( 70) et une première sortie reliée au générateur d'intervalles de synchronisation ( 82), un compteur de canaux de contrôle ( 81) comprenant une entrée

reliée au compteur de périodes ( 80) et une sortie destinée à ren-

voyer une impulsion de synchronisation, un circuit de contrôle de transfert et de remise à " O " ( 85)

comprenant une entrée reliée au générateur d'intervalles de syn-

chronisation ( 82), et une unité de traitement de données ( 87) comprenant une entrée

reliée au circuit de contrôle de transfert et remise à "" ( 85).

Système de capteurs d'informations sous forme numérique

destiné à détecter le déplacement angulaire d'un ensemble de navi-

gation inertielle, caractérisé en ce qu'il comprend:

un détecteur inertiel comprenant au moins une paire d'ensem-

bles capteurs complémentaires ( 20, 22, 32, 34) constituée d'élé-

ments capteurs respectifs ( 24, 26; 28, 30; 36, 38; 40, 42), un oscillateur de relaxation ( 50, 52, 62, 72, 74, 76) relié aux deux éléments capteurs précités et aptes à sélectionner de

manière séquentielle un élément capteur, la fréquence d'oscilla-

tion résultante étant fonction de l'entrefer de l'élément sélec-

tionné, cet entrefer étant fonction du déplacement des capteurs, un convertisseur de données ( 82, 84) relié à l'o 5 cillateur de

relaxation et apte à mesurer la période de la fréquence d'oscilla-

tion de l'élément capteur sélectionné et

des moyens logiques ( 56, 58, 60, 64, 70) reliés au convertis-

seur de données et comprenant une sortie numérique destinée à fournir une représentation numérique de la différence de périodes

comme mesure du déplacement relatif des deux éléments capteurs.