Acquisition de données à haute résolution et faible latence dédiée aux capteurs avioniques de position

Le réseau de communication et les mécanismes de détection sont des systèmes critiques dans un avion. Leurs performances ont un impact direct sur celles de l‟aéronef. Cela suscite l‟intérêt des concepteurs avioniques qui s‟investissent de plus en plus dans le développement de ces éléments. Dans le cadre d‟un projet couvrant ce domaine, nous proposons la conception et le développement d‟une interface générique pour les capteurs de position dédiés aux avions (Smart Sensor Interface - SSI). Cette interface permet de connecter les capteurs de position de différentes technologies (Électromagnétique, Microelectromechanical System (MEMS) et optique) au nouveau réseau de communication AFDX (Avionics Full DupleX). Son rôle consiste à générer un signal d‟excitation approprié pour certains types de capteurs (Variable Differential Transformer VDT) et à acquérir, démoduler et numériser leurs signaux de sortie. Ainsi, l‟interface présentée est composée d‟un Chemin d‟Acquisition des Données (CAD) et d‟un générateur de signaux d‟excitation (GSE). En adoptant une architecture modulaire (Integrated Modular Avionics, IMA), nous pouvons minimiser les dimensions de l‟interface utilisée actuellement, réduire sa consommation d‟énergie et améliorer sa fiabilité et ses performances. On s'intéresse dans ce mémoire en particulier au Chemin d'Acquisition des Données (CAD). Une architecture à haute résolution (14 bits) et de faible latence (1.2 ms) de ce module y est proposée et réalisée. Cette architecture a été élaborée suite à une étude des solutions déjà existantes dans la littérature de même qu‟une analyse des problèmes actuellement présente dans la conception et la réalisation de ce Chemin d'Acquisition des Données (CAD). La conversion du signal analogique reçu du capteur en un signal numérique est l‟étape la plus importante dans l‟acquisition des données puisqu‟elle définit la résolution des informations acquises tout en engendrant la majeure partie de la latence. Ce module peut aussi affecter la fiabilité et la stabilité du système. Parmi différents modèles (différentes architectures), le choix d‟un convertisseur analogique-numérique (CAN) de type ΣΔ est privilégié pour cette application (meilleure résolution et plus simple à intégrer que les autres CAN concurents). Il est formé par un circuit analogique (modulateur) suivi par des filtres numériques. La complexité de l‟implémentation, le délai de traitement de même que la résolution à la sortie sont susceptibles au changement selon l'architecture de ces filtres.