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3~
L'invention concerne des appareils destinés a la collecte de
messages émanant d'une multiplicité de postes et au traitement des-
dits messages en vue d'en tirer les informations qu'ils contiennent.
De tels appareils trouvent utilisation dans une installation
S de transmission qui comprend une multiplicité de balises réparties
sur un territoire et emettant des messages en langage numerique par
modulation de phase d'une onde porteuse, lesdits messages etant des-
tinés à être captés par un appareil porte par un satellite se depla-
çant au-dessus du territoire, soit pour la mise en memoire des mes-
sages re,cus, soit pour leur retransmission.
Les messages emis par les diverses balises parviennent au
satellite d'une manière aleatoire et la frequence de leur onde por~
teuse est inconnue, de sorte que l'appareil comprend des moyens de
balayage en fréquence sur une bande de fréquences à l'intérieur de
lS laquelle sont contenues les frequences des ondes porteuses emises
ainsi que des dispositifs de traitement à boucle de phase pour
assurer la demodulation du ou des messages retenus au cours du
balayage ou analyse spectrale.
La presente invention vise divers perfectionnements à un tel
appareil qui permettent d'aboutir a une realisation simple et econo-
mique et d'une grande efficacite.
: A l'égard de l'analyse spectrale ou balayage du spectre, pour
l'ajustement de l'appareil sur l'émission d'une balise, elle est
caractérisée par l'application d'un synthetiseur de fréquences pro-
grammable pour le balayage du spectre, intervenant dans une boucle
fermée à oscillateur dont la fréquence est contrôlée par tension.
Alors que, jusqu'ici, on cherchait dans ce but à faire utili-
sation des qualités d'un oscillateur à quartz, il a été constaté que
l'erreur due à la variation du trainage du synthétiseur de fréquen-
ces programmé était inférieure à celle qui résulte de la derive de
l'oscillateur a quartz et de la recopie, cette derniére étant inévi-
table pour la commande de l'oscillateur dans une boucle ouverte.
L'invention prévoit aussi des moyens pour maintenir à une va-
leur constante le gain d'un recepteur qui trouvent une application
avantageuse dans le cas d'un recepteur porte par un satellite desti-
ne à collecter et traiter des signaux provenant d'une multiplicité
de balises réparties sur un territoire au-dessus duquel se déplace
le satellite.
. .
'', ' ~ '
1~ 37
L'invention pallie ici les phenomènes de vieillissement et
trouve une utilisation intéressante dans le cas où les mesures de
niveau ont une importance pour le traitement de messages.
Suivant un premier procédé, l'invention prévoit que les ni-
veaux détermines par l'appareil de traitement que comprend l'appa-
reillage du satellite soient transmis vers le sol et, en cas de va-
riation du niveau moyen des signaux transmis, une télécommande Eait
varier le gain du récepteur pour le maintenir à une valeur conser-
vant à celui-ci la propriété d'amplifier avec le même gain tous les
signaux qu'il re~oit, quelle que soit leur intensité.
Suivant un autre mode d'exécution, le satellite comprend un
moyen pour engendrer un signal de référence de niveau constant, et
l'appliquer à l'entrée du récepteur pour asservir le gain de celui-
ci au signal correspondant résultant de l'amplification fournie par
le récepteur.
Encore un autre mode d'exécution fait application du bruit
thermique et, selon ce mode, le gain du récepteur est corrigé selon
le niveau du bruit thermique amplifié.
L'invention prévoit à cet égard un stade de fonctionnement
pendant lequel le récepteur traite un bruit thermique à l'exclusion
d'un signal recu de l'extérieur.
: Selon encore un autre mode d'exécution, on utilise les infor-
mations de niveau qui sont fournies par l'analyseur de spectre et
lesdites information aont l'ob~et d'un traitement statistique en
2~ vue de la comparaison avec des valeurs préalablement calculées ou
résultant d'informations antérieures.
Une telle réalisation est particulièrement intéressante lors-
que la gestion utilisée fournit les informations de niveau en valeur
numérique.
L'invention vise les appareils faisant intervenir une boucle
de phase, notamment pour la démodulation de signaux modulés en pha-
se, et elle s'applique en particulier pour la démodulation de messa-
ges pouvant avoir des fréquences réparties dans une bande de fré-
quences qui peut être située dans la gamme des MHz ou des dizaines
de MHz ou plus élevée et elle s'applique aux appareils comprenant au
moins une boucle de phase pour le traitement d'un message qui est
amenée dans une condition opératoire par détermination de la fré-
quence d'une onde pure précédant la partie modulée du message.
,: ; ~ . . . ~ '.'
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La condition d'un bon calage en fréquence de la boucle,
aussi dans sa condition preliminaire où elle s'accorde sur la
fréquence porteuse de la modulation que dans sa condition où
elle participe à la demodulation a, jusqu'ici, et compte tenu
des bandes de frequences allouees pour la collecte de donnees,
amene à choisir pour composants d'une telle boucle de phase
des composants à haute stabilite de fréquence, habitue]lement
de nature piézo-électrique, que ces composants soient des
oscillateurs et/ou des filtres.
Jusqu'à présent, en conséquence, une boucle de phase de
collecte d'informations ou de données travaille dans une gamme
de frequences où lesdits composants piezo-electriques sont
operatoires, c'est-à-dire une gamme de frequences elevees.
Une boucle de phase de collecte de donnees est ainsi
relativement coûteuse et cela en raison du fait qu'elle comporte
des composants piezo-electriques.
La presente invention, dans cet aspect, est basee sur cette
remarque qu'on peut obtenir une stabilite de frequence absolue
aussi bonne avec des composants de stabilite de frequence
relativement faible si ces composants travaillent dans une
gamme de frequences basses.
Elle est alors caracterisee par l'application en tant qu'os-
cillateur et filtre dans une boucle de phase de collecte de
donnees d'un oscillateur habituel, non piezo-électrique, et
d'un filtre de bande, egalement non piezo-electrique, les
signaux appliques à la boucle de phase etant amenes par un
changement de frequence dans une gamme de frequences peu
elevees, de ~'ordre de la dizaine ou de la centaine de kHz.
On aboutit alors à des resultats aussi bons qu'avec
l'utilisation de composants piézo-électriques.
L'invention est particulièrement avantageuse dans le cas
ou l'appareil dont fait partie la ou les boucles de phase
comprend un oscillateur ultrastable et elle prévoit alors
d'utiliser ledit oscillateur ultrastable pour, si nécessaire,
ramener les composants à faible stabilité relative de fréquence
dans la condition où ils restent opératoires dans la boucle de
phase.
Dans la descritpion qui suit, faite à titre d'exemple, on
se réfère aux dessins annexés, dans lesquels:
- la figure 1 est un schéma relatif à une forme de réalisa-
, .
' ' ' .
~ ,
. ,
tion;
- la figure 2 est un schéma relatif à une autre ~orme de
- realisation;
- la figure 3 est un schema relatif a une autre forme de
réalisation;
- la figure 4 est un schéma relatif à une autre forme de
réalisation;
- la figure 5 est un schema relatif à une autre forme de
realisation;
- la figure 6 est un schema relatif à une autre forme de
réalisation.
Un récepteur radioélectrique 201 (figure 1) destiné à fournir des
signaux à un analyseur de spectre et à des dispositifs de traitement,
a une entree 202 sur laquelle sont appliques les signaux captés par une
antenne 203. Sa sortie 204 se divise en deux branches, l'une 205 qui
constitue l'entrée d'un dispositif 206 de mesure de niveau et de
fréquence des signaux recus, et l'autre 207 à partir de laquelle sont
dérivées les voies 2081 ... 208 aboutissant à des dispositifs de traite-
ment 2091 ... 209 .
La constitution du récepteur 201, dont la sortie est à fréquence
unique, est particuli~erement simple.
On se réfère maintenant à la figure 2. Les signaux provenant d'un
récepteur radioélectrique parviennent à une entrée 211, laquelle est
appliquée par un circuit 212 à l'entrée 213 d'un mélangeur 214. La
seconde entrée 215 dudit melangeur est reliée par un circuit 216 à
une boucle fermee 217 comprenant un oscillateur 2183 dont la fréquence
est contrôlée par une tension appliquée à son entrée 219, ainsi qu'un
filtre de bande 221, un diviseur de fréquence 222, programmable par
degrés proches l'un de l'autre sous l'effet d'une commande de programm-
ation 223 appliquee par un circuit 224. La boucle 217 comprend également
un comparateur de phases 225 dont une entrée 226 fait partie de la boucle
et dont une autre entree 227 applique au comparateur de phases 225 une
fréquence ultrastable fournie par un oscillateur ultrastable 228 avec
intervention d'un diviseur de frequence 229 lntroduisant un facteur
de division fixe.
Le balayage en frequences est commandé par l'intervention du
diviseur programmable 222.
La valeur de la frequence appliquee à l'entrée 215 du mélan-
. :
3~7
geur 214 ne depend pas des conditions de vieillissement d'un oscil-
]ateur, puisque la précision est celle de l'oscillateur ultrastable
228, laquelle est conservee precisément par l'asservissement fourni
par la boucle fermée 217.
La sortie 231 du mélangeur 214 se divise suivant un certain
nombre de voies 2321 ... 232 dans chacune desquelles est dispose,
à la suite d'un amplificateur 233, un filtre 234, le nombre de voies,
donc le nombre de filtres dépendant de la largeur de bande de fréquences
balayée par le synthétiseur comparée à la largeur totale du spectre
à balayer.
Chaque filtre 234 est suivi d'un détecteur 235 suivi d'un filtre
236 et les voies 232 sont échantillonées par un commutateur 237 d'un
multiplexeur 238 commandé par un circuit 230 provenant d'un séquenceur
239 relié par un circuit 240 à l'oscillateur ultrastable 228. Le circuit
241 relié au commutateur 237 forme l'entrée d'un convertisseur analogique/
numérique 242 dont la sortie 243 est appliquée par un circuit 244 à une
unité de commande 245 reliée également au séquenceur 239 par un circuit
246.
A la sortie 247 de l'unité de commande 245 sont présents en
succession des couples de valeurs de niveau N et de fréquence F qui
constituent l'information recherchée par le balayage du spectre.
Ces informations peuvent être utilisees pour l'ajustement en
fréquence, à tout instant, d'un dispositif 248 de traitement des si-
gnaux provenant de l'entrée 211 et qui sont achemines, par un circuit
249, et qui ont la même fréquence que les signaux appliqués à l'entrée
213 de l'analyseur spectral.
On a constaté que, en remplacant l'oscillateur peézo elec~rique du
type VCXO, nécessitant une commande provenant d'un convertisseur
numérique/analogique et faisant partie d'une boucle ouverte, par un
synthétiseur de frequences intervenant sur le mélangeur par l~intermé
diaire d'une boucle fermée comprenant un oscillateur du type VCO,
c'est-à-dire non piézo-électrique, comme on vient de la décrire, on
pouvait, toutes choses égales d'ailleurs, augmenter considérablement
la vitesse de balayage, dans un rapport pouvant aller de 1 à 4.
Il est également possible d'assurer ainsi le balayage d'une plage
de fréquences plus large en faisant appel à un synthétiseur de
fréquences et non pas à un oscillateur local à boucle ouverte, comme
~s
, : , :
,:
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classique jusqu'ici.
Dans l'appareil de mesure de niveau et de fréquence montre sur la
figure 3, les signaux captes par l'antenne 251 sont appliqués a l'entrée
252 d'un récepteur 253. La sortie 254 du récepteur est reliée à l'entrée
255 d'un appareil d'analyse spectrale 256 dont la sortie 257 est reliée
à l'entrée 258 d'une unité de commande 259. Celle-ci fournit a sa sortie
261 une information de niveau et à sa sortie 262 une information de
fréquence. Une dérivation 263 de la sortie 254 du récepteur 253 se divise
suivant un certain nombre de voies 2641 ... 264 dont chacune aboutit à
l'entrée 265 d'un dispositif de traitement 266 et les sorties 2671
267 desdits dispositifs aboutissent a un dispositif de regroupement des
informations ou multiplexeur 268. La sortie 269 dudit dispositif est
reliée à l'entrée 271 d'un dispositif de calcul 272 qui delivre à sa
sortie 273 un "niveau moyen attribué" ou NA qui correspond à la moyenne
de n messages traités. La valeur moyenne est transférée dans une mémoi-
re ou registre tampon 274 et la valeur moyenne des n messages suivants
est calculée. La valeur mise en mémoire est comparée, dans un compara-
teur 275, à une valeur moyenne de référence de niveaux attribués fournie
par un dispositif 276. Le résultat de la comparaison, présent à la
sortie 277 du comparateur 275, est traité par un convertisseur numérique/
analogique 278 et, après amplification dans un amplificateur 279, est
introduit à l'entrée 281 du récepteur 253 de contrôle du gain de ce
récepteur.
L'invention prévoit également, en plus du convertisseur 278 et de
l'amplificateur 279, un dispositif sommateur 282 permettant, par
l'application sur son entrée 283 d'une tension de polarisation,
l'exécution de tests.
On se réfère maintenant à la figure 4. Le signal d'entrée d'une
boucle de phase faisant partie d'un dispositif de traitement de signaux
modulés en phase est appliqué a l'entrée 301 d'un premier mélangeur 302
faisant partie de la boucle de phase 300. La fréquence du signal
appliqué à l'entrée 301 est relativement faible.
Dans le cas de signaux de fréquence élevée captés par un récepteur,
ledit récepteur comprend un changeur de fréquence pour amener le signal
appliqué à l'entrée 301 à une valeur de l'ordre de la dizaine ou de la
centaine de kHz.
La boucle de phase 300 comprend un amplificateur 303, un
~-r
,~
.
.
37
filtre 304, qui est un filtre du type RC, c'est-à-dire à résistance et
condensateur, un limiteur 305, un comparateur de phases 306, au-
quel est appliquée sur une entree 307 une frequence de référence, qui
peut être fournie par un oscillateur ultrastable que comprend
l'appareil. La boucle 300 se poursuit par un filtre de boucle 308 et
un commutateur 309 est interposé entre la sortie 311 du comparateur
306 et l'entrée 312 du filtre de boucle 308. La boucle comprend un
oscillateur à contrôle par tension 313, en principe d'un type non
pié~o-électrique, dont la sortie 314 est reliée à la seconde entrée
315 du premier mélangeur 302 par un circuit 316 qui comprend un
troisième mélangeur 317. Sur l'entrée 318 de ce dernier est appliquée
la sortie 319 d'un synthétiseur de fréquences 321 relié par un circuit
322 à une unité de commande et à l'entrée 323 duquel est appliquée une
fréquence de référence provenant de l'oscillateur ultrastable.
Un circuit de dérivation 324 peut être rendu opératoire par le
commutateur 309 pour former une boucle 325 comprenant non seulement le
filtre de boucle 308 et l'oscillateur 313, mais également un comparateur
326 dont l'entrée 327 est reliée à la sortie 314 de l'oscillateur 313
et la sortie 328 reliée, par l'intermédiaire d'un amplificateur 329,
à l'entrée 312 du filtre de boucle 300 lorsque le communtateur 309 est
dans la position montrée en trait pointillé.
Lorsque le commutateur 309 est dans la position montrée en trait
plein, la boucle de phase 300 est propre à assurer l'acquisition en
phases et la démodulation, le message transporté par le signal appliqué
à l'entrée 301 étant disponible sur la sortie 331 de la boucle.
Lorsque le commutateur 30~ est amené dans la position montrée en
trait pointillé, la fréquence de référence appliquée a l'entrée 332 du
comparateur 326 remet, s'il y a lieu, l'oscillateur 313 dans la
conditlon qui correspond au fonctionnement ultérieur de la boucle de
phase 300.
On se réfere maintenant a la figure 5. Dans cette forme de
réalisation, apparentée a celle qu'on vient de decrire, l'oscilla-
teur 335, faisant partie d'une boucle de phase 336, joue également
le rôle d'oscillateur du synthétiseur de fréquences 321 (figure 4). Il
fait partie non seulement de la boucle de phase 336 mais également
d'une boucle 337 comprenant un diviseur programmable 338, dont
~7
~ .
, .
3~
l'entrée 339 est reliée à l'unité de commande et dont la sortie 341
est reliée à l'entrée 342 d'un comparateur de phases 343, sur la seconde
entrée 344 duquel est appliquée une fréquence de référence issue de
l'oscillateur ultrastable. La boucle 337 comprend en outre une mémoire
346 reliée à la sortie 345 du comparateur de phases 343 par un commut-
ateur 347 actionné, comme schématisé en 348, à partir de l'unité de
commande La sortie 349 de la mémoire 346 est reliée à l'entrée 351
d'un sommateur 352 interposé entre le filtre de boucle 308 et
l'oscillateur 335.
Lorsque le commutateur 347 est dans la position montrée en trait
plein, la boucle de phase fonctionne de la même manière que la boucle
de phase de la forme de réalisation précédente, pour faire appara;tre
à la sortie 331 les informations portées par le message.
Lorsque le commutateur 347 est dans la position montrée en trait
pointillé, la mémoire 346 emmagasine la valeur de tension qui dans la
condition suivante, où le commutateur 247 est ramené dans la position
montrée en trait plein, est propre à remettre la boucle de phase 336
dans sa condition opératoire.
Dans cette forme de réalisation, un oscillateur autonome pour le
synthétiseur de fréquences est évité.
On se référe maintenant à la figure 6. Dans cette forme de
réalisation, l'entrée 361 d'un mélangeur 362 recoit un signal qui peut
etre a fréquence élevée quelconque fournie par un récepteur du type
habituel dans un appareil prévu pour la collecte et le traitement sur
un satellite d'info.rmations provenant d'une multiplicité de balises.
Une transposition de fréquence est assurée par le mélangeur 362
qui recoit sur sa seconde entrée 363 la sortie d'un synthétiseur de
fréquences 364 commandé par son entrée 36S a partir de l'unité de
commande. Une fréquence de référence est appliquée a une seconde entrée
366 et provient d'un oscillateur ultrastable. Apres traversee d'un
filtre 367, le signal a fréquence transposee, présent sur la sortie 368
dudit filtre, est acheminé vers une boucle de phase 369 qui peut être
du type montré sur la figure 4 ou du type montré sur la figure 5.
Cette réalisation permet d'utiliser les montages montrés sur les
figures 4 et 5 lorsque la bande dans laqu~lle se trouvent les signaux
est large, l'utilisation d'un synthétiseur permettant d'obtenir en
sortie une bande de fréquences plus étroite.
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