FR2688891A1

FR2688891A1 - DEVICE FOR TESTING A RECEIVER GROUP.

Info

Publication number: FR2688891A1
Application number: FR8106767A
Authority: FR
Inventors: Moresco Gilles; Thomson-Csf Scpi
Original assignee: Thomson CSF SA
Current assignee: Thales SA
Priority date: 1981-04-03
Filing date: 1981-04-03
Publication date: 1993-09-24
Also published as: GB2261286A; GB2261286B; IT8267373A0; IT1236494B

Abstract

Dispositif de test pour détecter des pannes de N capteurs et de leurs amplificateurs associés. Les signaux fournis par les N hydrophones (10.1, 10.2,..10.N) sont amplifiés par les préamplificateurs (20.1, 20.2,..20.N). Un circuit (41) est parcouru par un courant alternatif I fourni par une source de courant (40) et couplé inductivement à tous les circuits (30.1, 30.2,..30.N) formés par les N hydrophones et l'entrée de leurs préamplificateurs. Les signaux amplifiés fournis (25.1, 25.2,..25.N) sont utilisés à la fois pour le traitement et pour la détection de panne. Application aux antennes acoustiques linéaires, remorquées par un bateau dans la technique de l'écoute sous-marine.Test device for detecting failures of N sensors and their associated amplifiers. The signals supplied by the N hydrophones (10.1, 10.2, .. 10.N) are amplified by the preamplifiers (20.1, 20.2, .. 20.N). A circuit (41) is traversed by an alternating current I supplied by a current source (40) and inductively coupled to all the circuits (30.1, 30.2, .. 30.N) formed by the N hydrophones and the input of their preamplifiers. The supplied amplified signals (25.1, 25.2, .. 25.N) are used both for processing and for fault detection. Application to linear acoustic antennas, towed by a boat in the technique of underwater listening.

Description

DISPOSITIF DE TESTTEST DEVICE

D'UN GROUPEMENT DE RECEPTEURSA RECEIVER GROUP

L'objet de la présente invention est un dispositif de test permettant de détecter des pannes, dans un ensemble de capteurs munis chacun d'un préamplificateur. The object of the present invention is a test device for detecting failures in a set of sensors each provided with a preamplifier.

Cette invention s'applique plus particulièrement à une antenne acous- This invention applies more particularly to an acoustic antenna

tique linéaire, composée d'un certain nombre d'hydrophones, utilisé en acoustique sous-marine Il est connu que pour détecter des cibles à grande distance, par écoute sous-marine, il faut travailler à des fréquences inférieures à 1000 Hz Pour obtenir dans ces conditions une bonne résolution angulaire, il faut utiliser des antennes de longueur importante Ainsi pour une fréquence de 500 Hz, une résolution angulaire de 100, exige une linear tick, composed of a number of hydrophones, used in underwater acoustics It is known that to detect targets at a great distance, by underwater listening, it is necessary to work at frequencies below 1000 Hz. these conditions a good angular resolution, it is necessary to use antennas of great length Thus for a frequency of 500 Hz, an angular resolution of 100, requires a

longueur de l'ordre de 20 mètres.length of the order of 20 meters.

Il est connu de réaliser des antennes linéaires, composées générale- It is known to produce linear antennas, generally composed of

ment de plusieurs dizaines d'hydrophones, avec leur électronique associée, enfermée dans une enveloppe laissant passer les ondes acoustiques Ces antennes, qui ont une forme en tuyau, peuvent être remorquées par un bateau à bord duquel se trouvent les moyens d'exploitation des signaux several dozens of hydrophones, with their associated electronics, enclosed in an envelope allowing the acoustic waves to pass. These antennas, which have a pipe-like shape, can be towed by a boat carrying the means for exploiting the signals.

amplifiés des hydrophones, en vue de former des voies angulaires. amplified hydrophones, to form angular channels.

Le mauvais fonctionnement d'un seul hydrophone ou de son électro- The malfunction of a single hydrophone or its electro-

nique associée, affecte toute la chaîne de traitement Il est donc nécessaire d'avoir un dispositif de test permettant un diagnostic rapide de chaque hydrophone et de son électronique associée De plus ce dispositif doit se associated device, affects the entire processing chain It is therefore necessary to have a test device for rapid diagnosis of each hydrophone and its associated electronics.

prêter à la structure allongée du système. lend to the elongated structure of the system.

Il est connu de tester chacun des hydrophones avec son amplificateur par une source de tension, qui permet par des ponts de résistances de ramener dans le circuit de chaque hydrophone une faible tension, à l'entrée It is known to test each of the hydrophones with its amplifier by a voltage source, which allows resistance bridges to bring back into the circuit of each hydrophone a low voltage at the input

du préamplificateur correspondant.of the corresponding preamplifier.

Ce dispositif présente l'inconvénient de coupler entre eux les diffé- This device has the drawback of coupling the differences between

rents circuits formés par l'hydrophone et son préamplificateur Il y a diaphonie, c'est à dire que l'on retrouve à la sortie d'un préamplificateur un rents circuits formed by the hydrophone and its preamplifier There is crosstalk, that is to say that we find at the output of a preamplifier a

signal parasite induit par les autres hydrophones. parasitic signal induced by other hydrophones.

Un autre inconvénient réside dans le fait que ce dispositif ne se prête pas à des alimentations en série des préamplificateurs, ce qui dans le cas Another disadvantage lies in the fact that this device does not lend itself to serial power supplies of the preamplifiers, which in the case

d'un grand nombre d'hydrophones, facilite grandement les connexions élec- of a large number of hydrophones, greatly facilitates electrical connections.

triques. Dans le cas d'une alimentation en série des préamplificateurs, des condensateurs de liaison peuvent être utilisés pour s'affranchir de la différence de potentiel entre préamplificateurs Dans les applications o les fréquences sont basses, les valeurs des capacités sont élevées De plus dans le cas d'un grand nombre d'hydrophones, la différence de potentiel devient importante et la tension de service des capacités est grande, entraînant des cudgels. In the case of a series supply of preamplifiers, connection capacitors can be used to overcome the difference in potential between preamplifiers In applications where the frequencies are low, the capacitance values are high. of a large number of hydrophones, the potential difference becomes large and the service voltage of the capacitors is large, resulting in

condensateurs encombrants En outre la fiabilité est réduite. bulky capacitors In addition the reliability is reduced.

Il est connu également d'utiliser des photocoupleurs reliant le circuit de test aux différents hydrophones, une diode électroluminescente excitant un élément photodétecteur Les inconvénients de ce dispositif sont le bruit It is also known to use photocouplers connecting the test circuit to the different hydrophones, a light emitting diode exciting a photodetector element The disadvantages of this device are the noise

ramené par le photodétecteur lui-même et par les résistances de polarisa- brought back by the photodetector itself and by the polarization resistors

tion à lentrée du préamplificateur, étant donné qu'il y a un photocoupleur par préamplificateur, le volume de circuits est important et la fiabilité est preamplifier, since there is one preamplifier photocoupler, the circuit volume is large and the reliability is

mauvaise, en particulier quand le nombre d'hydrophones est grand. bad, especially when the number of hydrophones is large.

Le dispositif suivant l'invention permet de remédier à ces inconvé- The device according to the invention makes it possible to remedy these drawbacks.

nients Suivant la caractéristique principale, c'est un dispositif de test pour un ensemble de N capteurs relié chacun à un préamplificateur, caractérisé par le fait qu'une source de courant alternatif fournit un courant I à un circuit qui est couplé inductivement aux circuits reliant les capteurs à leurs préamplificateurs, que les signaux de sortie de ces préamplificateurs sont utilisés à la fois pour le traitement des signaux détectés par les capteurs et According to the main characteristic, it is a test device for a set of N sensors each connected to a preamplifier, characterized in that an AC source supplies a current I to a circuit which is inductively coupled to the circuits connecting the sensors to their preamplifiers, that the output signals of these preamplifiers are used both for processing the signals detected by the sensors and

pour la détection de panne d'un capteur ou d'un amplificateur. for fault detection of a sensor or amplifier.

D'autres caractéristiques et avantages ressortiront de la description Other features and advantages will emerge from the description

qui va suivre, illustrée par les figures qui représentent: figure 1, une antenne linéaire remorquée par un bateau; figure 2: un synoptique général de l'alimentation des circuits de traitement et des circuits de détection de panne d'une antenne linéaire; which will follow, illustrated by the figures which represent: FIG. 1, a linear antenna towed by a boat; FIG. 2: a general block diagram of the supply of the processing circuits and the fault detection circuits of a linear antenna;

figure 3: le schéma de montage des hydrophones de leurs préamplifi- FIG. 3: the circuit diagram of the hydrophones of their preamplifiers.

cateurs et du circuit pour la tension de test, suivant linvention; figure 4: le schéma d'une alimentation série pour les différents préamplificateurs; figures 5 et 6: deux montages pour le couplage inductif de la tension and the circuit for the test voltage, according to the invention; Figure 4: the diagram of a serial power supply for the different preamplifiers; Figures 5 and 6: two assemblies for the inductive coupling of the voltage

de test dans les circuits des hydrophones. test in hydrophone circuits.

La figure I montre un bateau 2 remorquant par un cable 3, une antenne 1, composée de N hydrophones 10 1, 10 2, 10 i, 10 N enfermée FIG. 1 shows a boat 2 towing by a cable 3, an antenna 1, composed of N hydrophones 10 1, 10 2, 10 i, 10 N enclosed

dans une enveloppe transparente aux ondes acoustiques. in an envelope transparent to the acoustic waves.

Le cable 3 contient des conducteurs pour appliquer les tensions d'alimentation nécessaire pour les préamplificateurs, ainsi que la tension de test Ce cable 3 contient également les connexions pour les signaux fournis par les préamplificateurs, qui sont appliqués au dispositif de traitement à The cable 3 contains conductors for applying the necessary supply voltages for the preamplifiers, as well as the test voltage. This cable 3 also contains the connections for the signals supplied by the preamplifiers, which are applied to the processing device.

bord du bateau 2.edge of the boat 2.

Le dispositif de traitement permet de former des voies angulaires Les signaux fournis par les préamplificateurs sont également utilisés pour le test, en vue de détecter une panne éventuelle, soit d'un hydrophone, soit d'un The processing device makes it possible to form angular channels The signals supplied by the preamplifiers are also used for the test, in order to detect a possible failure, either of a hydrophone, or of a

préamplificateur.preamplifier.

La figure 2 montre le schéma général de l'antenne linéaire remorquée 24 avec l'ensemble 20 à bord du bateau Cet ensemble 20 contient d'une part les circuits de formation 21 des P voies, V 1, Vp obtenues à partir des N signaux amplifiés SI, SN provenant des N hydrophones La tension FIG. 2 shows the general diagram of the towed linear antenna 24 with the assembly 20 on board the boat. This assembly 20 contains, on the one hand, the formation circuits 21 of the P channels, V 1, Vp obtained from the N signals. amplified SI, SN from N hydrophones The voltage

d'alimentation V et la tension de test U sont fournis par le sousensemble 23. supply V and the test voltage U are supplied by the subassembly 23.

Les N signaux 51, SN sont appliqués d'autre part à un circuit de détection The N signals 51, SN are applied on the other hand to a detection circuit

de panne 22 fournissant les N signaux de test T,, TN. 22 providing the N test signals T ,, TN.

La figure 3 montre le dispositif suivant l'invention N capteurs, par FIG. 3 shows the device according to the invention N sensors, by

exemple des hydrophones 10 1, 10 2, 10 N, forment l'antenne linéaire. For example, hydrophones 10 1, 10 2, 10 N form the linear antenna.

Chaque hydrophone est relié à l'entrée d'un préamplificateur Les préampli- Each hydrophone is connected to the input of a preamplifier.

ficateurs 20 1, 20 2, 20 N ont leurs alimentations en série comme le montre la figure 4 Une source à courant continu 4 est branchée aux bornes d'un 20 1, 20 2, 20 N have their power supplies in series as shown in Figure 4 A DC source 4 is connected to the terminals of a

circuit contenant N diodes Zener, 40 1, 40 2, 40 N, qui sont en série. circuit containing N Zener diodes, 40 1, 40 2, 40 N, which are in series.

La tension aux bornes 21 1 et 21 2 de la diode Zener 40 1 est appliquée au premier préamplificateur 20 1, de la figure 3 Le second préamplificateur reçoit la tension aux bornes 21 2 et 21 3 de la seconde diode Zener 40 2 On The voltage at the terminals 21 1 and 21 2 of the Zener diode 40 1 is applied to the first preamplifier 20 1 of FIG. 3 The second preamplifier receives the voltage at the terminals 21 2 and 21 3 of the second Zener diode 40 2 On

alimente de même les autres préamplificateurs et finalement le préamplifi- likewise feeds the other preamplifiers and finally the preamplifier

cateur 20 N reçoit la tension aux bornes 21 N et 21 N + 1 de la diode Zener 40.N. Les N circuits 30 1, 30 2, 30 N formés chacun par l'hydrophone et l'entrée du préamplicateur correspondant sont couplés inductivement, par des boucles, en 50 1, 50 2, 50 1, 50 N à un circuit 41 Ce circuit 41 est 20 N controller receives the voltage at the terminals 21 N and 21 N + 1 of the Zener diode 40.N. The N circuits 30 1, 30 2, 30 N each formed by the hydrophone and the input of the corresponding preamplifier are inductively coupled, by loops, at 50 1, 50 2, 50 1, 50 N to a circuit 41. 41 is

parcouru par un courant alternatif I généré par le générateur de courant 40. traversed by an alternating current I generated by the current generator 40.

Si M est l'inductance mutuelle due à ce couplage, le courant alternatif I parcourant le circuit 41 induit dans chaque boucle, telle que 50 i, un courant alternatif J = 1 Md, si Z est l'impédance présentée par chaque If M is the mutual inductance due to this coupling, the alternating current I traversing the circuit 41 induces in each loop, such as 50 i, an alternating current J = 1 Md, if Z is the impedance presented by each

circuit 30 i On recueille aux sorties 25 1, 25 2, 25 N des N préamplifi- Circuit 30 i At the outputs 25 1, 25 2, 25 N of the N pre-amplifiers are collected.

cateurs un signal alternatif permettant de juger l'état de bon fonction- an alternative signal to judge the state of good

nement de l'ensemble hydrophone-préamplificateur Selon une caracté- of the hydrophone-preamplifier unit.

ristique importante de l'invention le circuit 41 est composé d'un fil unique aller et retour connecté à la source de courant 40 L'arrêt de la source de courant 40 supprime l'injection du signal de test de la même façon que si le Importantly, the circuit 41 is composed of a single round trip wire connected to the current source 40. The stop of the current source 40 suppresses the injection of the test signal in the same way as if the

circuit 41 avait été ouvert, l'impédance devenant infinie. Circuit 41 had been opened, the impedance becoming infinite.

Ce dispositif de test, facile à mettre en oeuvre, peut être aisément intégré dans une structure d'antenne linéaire comportant une centaine d'hydrophones par exemple Aucun composant électrique supplémentaire n'intervient augmentant ainsi la fiabilité du dispositif Ce dispositif réalise un isolement galvanique entre les différents éléments à tester permettant des alimentations électriques en série L'ouverture du circuit électrique d'injection du signal de test supprime tout couplage entre les éléments à tester, ce qui est fondamental dans l'application à une antenne linéaire This test device, easy to implement, can be easily integrated in a linear antenna structure comprising a hundred hydrophones for example No additional electrical component intervenes thus increasing the reliability of the device This device performs a galvanic isolation between the various elements to be tested allowing serial power supplies The opening of the electrical injection circuit of the test signal eliminates any coupling between the elements to be tested, which is fundamental in the application to a linear antenna

d'écoute sous-marine par exemple.underwater listening for example.

Plusieurs techniques peuvent être utilisées pour coupler le circuit 41 aux différents circuits 30 1 La figure 5 représente une réalisation dans laquelle le circuit 41 d'injection du signal test est torsadé et forme une spire 42.i au niveau de chaque élément à tester Avec chaque circuit 30 i on forme une ou plusieurs spires intérieures 50 1 à la spire formée avec le Several techniques can be used to couple the circuit 41 to the different circuits 30. FIG. 5 represents an embodiment in which the test signal injection circuit 41 is twisted and forms a turn 42.i at the level of each element to be tested. circuit 30 i form one or more inner turns 50 1 to the turn formed with the

circuit 41 Les spires sont maintenues entre elles par des clips 400. Circuit 41 The turns are held together by clips 400.

La figure 6 représente une autre réalisation dans laquelle un cylindre 500 formant un tore magnétique est inséré sur un fil du circuit 41 et permet FIG. 6 shows another embodiment in which a cylinder 500 forming a magnetic core is inserted on a wire of the circuit 41 and allows

de maintenir une ou plusieurs spires 50 i de chaque circuit 30 i. maintain one or more turns 50 i of each circuit 30 i.

Finalement on a décrit un dispositif de test composé d'un circuit électrique formé d'un fil unique aller et retour sans discontinuités ni adjonction de circuits ou de composants, connecté à une source de courant sur lequel sont couplés par induction tous les éléments à tester de manière à Finally, a test device consisting of an electrical circuit formed of a single return and return wire without discontinuities or addition of circuits or components connected to a current source on which all the elements to be tested by induction are described is described. in a way to

obtenir un isolement galvanique.obtain galvanic isolation.

Claims

REVENDICATIONS

1 Dispositif de test pour un ensemble de N capteurs reliés chacun à un préamplificateur, les signaux de sortie des préamplificateurs ( 20 1, 20 2, 20.N) étant utilisés à la fois pour le traitement des signaux détectés par les capteurs ( 10 1, 10 2, 10 N) et pour la détection de panne d'un capteur ou d'un préamplificateur, caractérisé par le fait, qu'une source de courant ( 40) fournit un courant alternatif I à un circuit ( 41), qui est couplé inductivement aux circuits ( 30 1, 30 2, 30 N) reliant les capteurs ( 10 1, 10 2, 10 N) à 1 test device for a set of N sensors each connected to a preamplifier, the output signals of the preamplifiers (20 1, 20 2, 20.N) being used both for the processing of the signals detected by the sensors (10 1 , 2 2, 10 N) and for fault detection of a sensor or preamplifier, characterized by the fact that a current source (40) supplies an alternating current I to a circuit (41), which is inductively coupled to the circuits (30 1, 30 2, 30 N) connecting the sensors (10 1, 10 2, 10 N) to

leurs préamplificateurs ( 25 1, 25 2, 25 N). their preamplifiers (25 1, 25 2, 25 N).

2 Dispositif de test suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que le circuit ( 41) parcouru par le courant I est torsadé et forme des spires de couplage ( 42 1, 42 i, 42 N) et que chaque circuit ( 30 i) reliant un capteur ( 10 i) à son préamplificatuer ( 20 i) forme une ou plusieurs spires ( 50 i) intérieures à une spire ( 42 i) parcouru par le courant I. 2 test device according to claim 1, characterized in that the circuit (41) traversed by the current I is twisted and forms coupling turns (42 1, 42 i, 42 N) and each circuit (30 i) connecting a sensor (10 i) to its preamplifier (20 i) forms one or more turns (50 i) inside a turn (42 i) traversed by the current I.

3 Dispositif de test, suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que le circuit ( 41) parcouru par le courant 1, ainsi qu'une ou plusieurs spires ( 50 i) de chacun des circuits ( 30 i) reliant un transducteur ( 10 i) à son préamplificateur ( 25 i) passent à travers des cylindres ( 500) en matériau magnétique.3 test device according to claim 1, characterized in that the circuit (41) traversed by the current 1, and one or more turns (50 i) of each of the circuits (30 i) connecting a transducer (10). i) to its preamplifier (25 i) pass through cylinders (500) of magnetic material.

4 Dispositif de test suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que les tensions d'alimentation de tous les préamplificateurs ( 20 1, 20 2, 20 N) sont obtenues aux bornes de N diodes Zener ( 40 1, 40 2, 40 N) en série, 4 Test device according to Claim 1, characterized in that the supply voltages of all the preamplifiers (20 1, 20 2, 20 N) are obtained across N Zener diodes (40 1, 40 2, 40 N ) serial,

alimentées par un générateur de courant. powered by a current generator.

Dispositif de test suivant les revendications 1 à 4, caractérisé par le Test device according to claims 1 to 4, characterized by the

fait que les capteurs sont des hydrophones ( 10 1, 10 2, 10 N) formant une antenne linéaire ( 24) remorquée par un bateau et qu'à bord du bateau se trouvent les alimentations ( 23) du circuit de test ( 41) et du circuit de traitement pour formation de voies ( 21) ainsi que le circuit de détection de the sensors are hydrophones (10 1, 10 2, 10 N) forming a linear antenna (24) towed by a boat and on board the vessel are the power supplies (23) of the test circuit (41) and of the channel formation processing circuit (21) as well as the detection circuit of

panne ( 22).breakdown (22).