FR2956495A1 - Procede de numerisation d'un signal analogique par un convertisseur analogique-numerique de frequence de shannon determinee - Google Patents

Abstract

Un procédé de formation d'un spectre global (Sg) d'un signal analogique (A) à numériser, dans lequel : - on échantillonne, avec un premier convertisseur analogique-numérique (21, 22) de fréquence de Shannon déterminée (Fs), le signal analogique (A) pour obtenir un spectre de repliement (Sr), le signal analogique (A) n'ayant pas été préalablement filtré par un filtre anti-repliement ; - on soustrait au spectre de repliement (Sr) un spectre de base (Sb) pour obtenir un spectre replié (Sre), le spectre de base (Sb) correspondant à un spectre sans repliement dudit signal analogique; - on calcule un spectre déplié (Sd) à partir du spectre replié (Sre) en fonction de la fréquence de Shannon (Fs) du convertisseur (21, 22); - on concatène le spectre de base (Sb) avec le spectre déplié (Sde) pour former le spectre global (Sg) du signal analogique (A).

Description

L'invention concerne le domaine du traitement du signal et, plus particulièrement, l'acquisition numérique de signaux analogiques à partir d'un convertisseur analogique-numérique.

De manière classique, un convertisseur analogique-numérique est agencé pour échantillonner un signal analogique, obtenu par un capteur, en un signal numérique à une fréquence d'échantillonnage déterminée. On associe à sa fréquence d'échantillonnage une fréquence de Shannon correspondant à la moitié de sa fréquence d'échantillonnage. Pour tout spécialiste du traitement du signal, il est connu qu'il n'est pas possible de mesurer un signal analogique dont la fréquence est supérieure à la fréquence de Shannon du convertisseur car cela induirait un repliement du signal et donc une altération ou « pollution » de la conversion .

Dans le domaine de l'aéronautique, les turbomoteurs actuels comportent des convertisseurs analogique-numérique. Un tel convertisseur se présente sous la forme d'un calculateur, connu de l'homme du métier sous la désignation ACMS pour « Aircraft Condition Monitoring System », mesurant les paramètres «lents » du turbomoteur, c'est-à-dire des paramètres dont la fréquence de variation est inférieure à 5 Hz comme par exemple la température ou des paramètres de régulation du carburant (débit de carburant, pression de carburant, etc.).

Les paramètres « lents » sont acquis par des capteurs de manière analogique puis échantillonnés, à une fréquence d'échantillonnage faible, aux alentours de 30Hz, pour obtenir un signal numérique. Le calculateur possède une fréquence de Shannon égale à 15 Hz et est inadapté pour mesurer un signal dont la fréquence caractéristique est supérieure à 15 Hz.

Il est connu par la demande FR2892516 de la société SNECMA qu'une injection pulsée de carburant peut induire une résonance de l'arbre de rotor dont la fréquence caractéristique est supérieure à 15 Hz.

Une solution immédiate pour mesurer la fréquence de résonance serait d'augmenter la fréquence d'échantillonnage du convertisseur, de manière à ce que sa fréquence de Shannon soit supérieure à la fréquence de résonance. Une telle solution imposerait de modifier tous les calculateurs des turbomoteurs actuels ce qui serait très onéreux.

En outre, un tel calculateur est de manière intrinsèque inadapté pour mesurer des signaux dont la fréquence est supérieure à sa fréquence de Shannon du fait qu'il ne comprend pas de filtre passe-bas agencé pour retirer, dans le signal analogique à échantillonner, les fréquences supérieures à la fréquence de Shannon pour éviter tout repliement.

Ainsi, l'homme du métier n'est pas incité à rechercher une information pertinente dans un signal comprenant un repliement, un tel signal étant considéré comme un signal impropre.

L'invention vise à numériser un signal analogique en dépassant la limite imposée par le théorème de Shannon pour un convertisseur analogique-numérique dont la fréquence d'échantillonnage n'est pas suffisamment élevée, c'est-à-dire dont la fréquence de Shannon est inférieure à la fréquence des signaux à mesurer.

A cet effet, l'invention concerne un procédé de formation d'un spectre global d'un signal analogique à numériser, dans lequel : - on échantillonne, avec un premier convertisseur analogique-numérique de fréquence de Shannon déterminée, le signal analogique pour obtenir 25 un spectre de repliement, le signal analogique n'ayant pas été préalablement filtré par un filtre anti-repliement ; - on soustrait au spectre de repliement un spectre de base pour obtenir un spectre replié, le spectre de base correspondant à un spectre sans 5 repliement dudit signal analogique ; - on calcule un spectre déplié à partir du spectre replié en fonction de la fréquence de Shannon du convertisseur ; - on concatène le spectre de base avec le spectre déplié pour former le spectre global du signal analogique. 10 Ainsi, on dépasse les limites imposées par le théorème de Shannon pour permettre la formation d'un spectre global d'un signal analogique avec un convertisseur analogique-numérique qui est, aux premiers abords, inadapté.

15 Cela permet, de manière avantageuse, de pouvoir directement identifier une fréquence de résonance avec un calculateur dont la fréquence de Shannon est insuffisante.

Selon un premier aspect de l'invention, on applique un filtre anti-repliement audit 20 signal analogique à la fréquence de Shannon et on échantillonne ledit signal analogique filtré, avec un deuxième convertisseur analogique-numérique de même fréquence de Shannon, pour obtenir le spectre de base.

Le spectre de base peut ainsi être calculé en temps réel avec un deuxième 25 convertisseur. Cela permet de former un spectre de base qui correspond au spectre de repliement dans lequel on a supprimé le repliement.

De préférence, on échantillonne, avec un premier convertisseur analogique-numérique de fréquence de Shannon déterminée, le signal analogique sur une 30 première fenêtre temporelle pour obtenir le spectre de repliement ; - on applique un filtre anti-repliement audit signal analogique à la fréquence de Shannon sur une deuxième fenêtre temporelle ; - on échantillonne, avec un deuxième convertisseur analogique- numérique de même fréquence de Shannon, ledit signal analogique filtré pour obtenir le spectre de base.

La numérisation du signal sur des fenêtres temporelles permet avantageusement de limiter le nombre de calculs et de disposer ainsi de convertisseurs de puissance limitée. Selon une première variante, la première fenêtre temporelle et la deuxième fenêtre temporelle sont une même fenêtre temporelle.

Selon une deuxième variante, la deuxième fenêtre temporelle est consécutive à la 15 première fenêtre temporelle, les première et deuxième fenêtres temporelles étant de préférence jointives.

Contrairement à un procédé de formation « en continu » dans lequel un même signal est numérisé deux fois (une fois avec un filtre anti-repliement et une fois 20 sans le filtre), un traitement « alterné » permet de limiter le nombre d'étapes de numérisation. Selon un autre aspect de l'invention, pour une pluralité de signaux analogiques de référence du même type que le signal analogique à numériser : 25 - on applique un filtre anti-repliement auxdits signaux analogiques de référence à la fréquence de Shannon ; - on échantillonne lesdits signaux analogiques de référence, avec un deuxième convertisseur analogique-numérique de même fréquence de Shannon que le premier convertisseur analogique-numérique pour 30 obtenir les spectres de référence des signaux analogiques de référence ;10 - on calcule une moyenne des spectres de référence pour former le spectre de base. On forme ainsi le spectre de base de manière préliminaire à la formation du spectre global. De préférence, le signal analogique à numériser et la pluralité de signaux analogiques de référence sont des mesures d'un paramètre de fonctionnement d'un même turbomoteur. Le spectre de base est ainsi un spectre individuel du turbomoteur qui est propre audit turbomoteur et correspond à sa signature individuelle.

Alternativement, le signal analogique à numériser est une mesure d'un paramètre de fonctionnement d'un turbomoteur déterminé et la pluralité de signaux analogiques de référence sont des mesures d'un paramètre de fonctionnement de turbomoteurs de la même famille que ledit turbomoteur déterminé. Le spectre de base est ainsi un spectre familial de la famille de moteurs qui correspond à la signature familiale de la famille du turbomoteur.

Ainsi, on forme le spectre global de manière rapide à partir d'un spectre de base de référence calculé pour ledit turbomoteur ou pour ladite famille de turbomoteurs. De préférence, le signal analogique à numériser est une mesure d'un paramètre 25 de régulation de carburant d'un turbomoteur de manière à pouvoir déterminer une fréquence de résonance d'un arbre de rotor dudit turbomoteur.

L'invention sera mieux comprise à l'aide du dessin annexé sur lequel : - la figure la est un spectre d'un signal analogique échantillonné par un 30 convertisseur analogique numérique avec une fréquence d'échantillonnage supérieure à 100 Hz ; - la figure lb est un premier spectre dudit signal analogique échantillonné par un premier convertisseur analogique numérique avec une fréquence d'échantillonnage égale à 50 Hz, le signal analogique ayant été préalablement filtré par un filtre anti-repliement à la fréquence de Shannon de 25 Hz ; - la figure le est un deuxième spectre dudit signal analogique échantillonné par un deuxième convertisseur analogique numérique avec une fréquence d'échantillonnage égale à 50 Hz, le signal analogique n'ayant pas été préalablement filtré par un filtre anti-repliement ; - la figure ld est un spectre replié du signal analogique calculé à partir des premier et deuxième spectres des figures lb et le ; - la figure le est un spectre déplié du signal analogique calculé à partir du spectre replié du signal analogique de la figure 1d ; - la figure 1f est un spectre global du signal analogique formé à partir du spectre déplié de la figure le et du premier spectre de la figure lb ; - la figure 2a est un spectrogramme obtenu à partir d'une série de spectres du même type que celui de la figure la ; - la figure 2b est un spectrogramme obtenu à partir d'une série de spectres du même type que celui de la figure lb; - la figure 2c un spectrogramme obtenu à partir d'une série de spectres du même type que celui de la figure 1c ; - la figure 2d est un spectrogramme obtenu à partir d'une série de spectres du même type que celui de la figure 1f ; - la figure 3a est un diagramme des étapes du procédé de formation d'un spectre global d'un signal analogique selon une première mise en oeuvre de l'invention avec deux convertisseurs réalisant un échantillonnage en parallèle ; - la figure 3b est un diagramme des étapes du procédé selon une deuxième mise en oeuvre de l'invention avec deux convertisseurs réalisant un échantillonnage alterné ; - la figure 3c est un diagramme des étapes du procédé selon une troisième mise en oeuvre de l'invention avec deux convertisseurs traitant des signaux analogiques issus de deux capteurs analogiques différents ; et - la figure 3d est un diagramme des étapes du procédé selon une quatrième mise en oeuvre de l'invention pour un signal d'un paramètre de fonctionnement d'un turbomoteur, le spectre global étant obtenu à partir d'un spectre de base défini à partir d'une pluralité de spectres de référence.

L'invention va être décrite pour la formation d'un spectre global d'un signal analogique d'un paramètre de régulation du carburant d'un turbomoteur de manière à obtenir un signal numérisé dudit paramètre. Un paramètre de régulation du carburant est un paramètre de fonctionnement du turbomoteur.

On s'intéresse plus particulièrement à un débit de carburant du fait que le carburant est traditionnellement injecté de manière pulsée dans un turbomoteur et peut induire une résonance d'un arbre de rotor du turbomoteur comme indiqué dans la demande de brevet FR2892516 de la société SNECMA.

De manière classique, un arbre de rotor possède une pulsation propre qui correspond à son premier mode de torsion. La pulsation dépend de la géométrie de l'arbre de rotor et est donc connue pour l'arbre de rotor dudit turbomoteur. Le phénomène de résonance, désigné résonance par la suite, survient lors d'une excitation de l'arbre du rotor par un signal d'excitation dont la fréquence correspondant à la pulsation de l'arbre, cette fréquence du signal d'excitation étant désignée fréquence de résonance. Autrement dit, si l'arbre de rotor est excité par un signal à la fréquence de résonance, l'arbre de rotor entre en résonance ce qui génère un bruit et une fatigue de l'arbre de rotor.

Bien qu'un paramètre de carburant varie globalement de manière lente, c'est-à-dire que sa fréquence est globalement inférieure à 5Hz, il peut comprendre localement des fréquences rapides, supérieures à 5Hz, par exemple comprises entre 20Hz et 50Hz. Ces fréquences rapides dites fréquences de résonance ou « pulsation carburant » doivent être mesurées afin de prévenir tout phénomène de résonance de l'arbre de rotor et ainsi éviter la génération de bruit dans la cabine de l'aéronef dans lequel est monté le turbomoteur ou une fatigue de l'arbre de rotor.

A titre d'exemple, le paramètre de fonctionnement en question est un débit de carburant. Il va de soi que la pression de carburant ou un degré d'ouverture d'un volet d'admission de carburant pourrait également convenir.

De manière classique, un système de détection de résonance d'un turbomoteur comprend un système de numérisation comportant un calculateur agencé pour échantillonner un signal analogique d'un paramètre de carburant du turbomoteur mesuré par un capteur du turbomoteur. De manière classique, le calculateur possède une fréquence d'échantillonnage Fe et une fréquence de Shannon Fs définie comme la moitié de la fréquence d'échantillonnage Fe. Le calculateur ne comprend pas de filtre anti-repliement.

A titre d'exemple, le calculateur possède une fréquence d'échantillonnage Fe de 50 Hz et, par conséquent, une fréquence de Shannon Fs de 25 Hz. De par le repliement, les fréquences de résonance Fr ne sont pas visibles mais sont repliées dans le signal numérique formé par le calculateur comme représenté sur la figure lc.

En effet, en référence à la figure la, si le calculateur possédait une fréquence d'échantillonnage suffisamment élevée, par exemple 100 Hz, sa fréquence de Shannon serait de 50 Hz et les fréquences de résonance, comprises entre 20 Hz et 50 Hz, seraient mesurées/converties correctement, c'est-à-dire sans repliement. Comme évoqué précédemment, une telle solution n'est pas réalisable car elle impliquerait de modifier tous les calculateurs équipant les turbomoteurs, ce qui n'est pas envisageable. L'invention vise donc à obtenir un spectre global du paramètre de carburant identique à celui de la figure la, mais avec un calculateur existant dont la fréquence d'échantillonnage est insuffisante.

10 Première mise en oeuvre de l'invention - échantillonnage en parallèle

Selon une première mise en oeuvre de l'invention, on mesure tout d'abord le paramètre de débit de carburant au moyen d'un capteur du turbomoteur pour obtenir un signal analogique A. Ce signal analogique est traité par un système de 15 numérisation qui comprend un premier convertisseur analogique-numérique 21 et un deuxième convertisseur analogique-numérique 22.

En référence à la figure 3A, au moyen du premier convertisseur analogique-numérique 21 de fréquence de Shannon égale à 25 Hz, on forme un spectre de 20 repliement Sr du signal analogique A, le signal analogique A n'ayant pas été préalablement filtré par un filtre anti-repliement F. Ces étapes correspondent à la branche inférieure du diagramme de la figure 3A. Le spectre de repliement Sr obtenu correspond au spectre de la figure 1c.

25 Toujours en référence à la figure 3A, on filtre le signal analogique A avec un filtre anti-repliement F centré sur la fréquence de Shannon du premier convertisseur analogique-numérique 21 pour obtenir un signal analogique filtré Af. Le filtre anti-repliement F, un filtre passe-bas par exemple, est centré à une fréquence de coupure de 25 Hz et élimine les signaux dont la fréquence est 30 supérieure à 25 Hz.5 Puis, au moyen du deuxième convertisseur analogique-numérique 22 de fréquence de Shannon égale à celle du premier convertisseur 21, on forme un spectre du signal analogique filtré Af, dit spectre de base Sb. Ces étapes correspondent à la branche supérieure du diagramme de la figure 3A. Le spectre de base Sb obtenu correspond à la figure lb.

Le système de numérisation comprend, en outre, un module soustracteur SOUS, agencé pour calculer un spectre replié Sre par soustraction du spectre de base Sb au spectre de repliement Sr. Le spectre replié Sre obtenu correspond à la figure Id.

Un spectre déplié Sd est ensuite obtenu par symétrie du spectre replié Sre par rapport à la fréquence de Shannon des convertisseurs 21, 22. A cet effet, le système de numérisation comprend un module de symétrie SYM agencé pour effectuer cette symétrie. Le spectre déplié Sd obtenu correspond à la figure le.

Autrement dit, pour une fréquence repliée Fre, on calcule sa fréquence dépliée Fde en fonction de la fréquence d'échantillonnage Fe des convertisseurs 21, 22 20 selon la formule suivante : Fde = Fe û Fre (ou Fde = 2Fs û Fre )

Un module de concaténation ADD, intégré au système de numérisation, calcule un spectre global Sg par concaténation ou addition du spectre déplié Sd au spectre de base Sb. Le spectre global Sg obtenu correspond à la figure 1f Grâce à ces étapes, on a mesuré les signaux dont la fréquence est supérieure à celle de Fs dans le spectre replié Sre. Puis, on a déplié lesdites fréquences pour compléter le spectre de base Sb afin de former un spectre global Sg. 25 Ainsi, avec un système de numérisation de fréquence d'échantillonnage faible, inférieure à 50 Hz, on a obtenu un spectre global Sg que l'on qualifie de « quasi-parfait ». En effet, le spectre global Sg obtenu, représenté sur la figure 1f, correspond approximativement au spectre parfait Sp, représenté sur la figure la, obtenu avec un système de numérisation de fréquence d'échantillonnage élevée, supérieure à 50 Hz, ici 100Hz. Autrement dit, le procédé selon l'invention permet de dépasser la limite imposée par le théorème de Shannon.

Grâce à l'invention, on peut donc analyser le spectre global Sg obtenu pour rechercher une fréquence de résonance de l'arbre de rotor. Le spectre global Sg obtenu est avantageusement similaire à celui que l'on aurait obtenu avec un convertisseur analogique numérique dont la fréquence d'échantillonnage serait plus élevée. Ici, on simule une fréquence d'échantillonnage doublée.

L'invention a été ici présentée avec deux convertisseurs analogique-numérique, mais il va de soi que l'invention s'applique également à un unique convertisseur analogique-numérique comprenant deux entrées distinctes permettant de réaliser un traitement en parallèle.

Deuxième mise en oeuvre de l'invention - échantillonnage alterné

Un deuxième mode de mise en oeuvre de l'invention est décrit en référence à la figure 3B. Les références utilisées pour décrire les éléments de structure ou fonction identique, équivalente ou similaire à celles des éléments de la figure 3A sont les mêmes, pour simplifier la description. D'ailleurs, l'ensemble de la description du mode de mise en oeuvre de la figure 3A n'est pas repris, cette description s'appliquant aux éléments de la figure 3B lorsqu'il n'y a pas d'incompatibilités. Seules les différences notables, structurelles et fonctionnelles, sont décrites.30 Ainsi, en référence à la figure 3B, le système de numérisation comprend un commutateur COM agencé pour transmettre de manière alternée le signal analogique A : - vers le premier convertisseur analogique-numérique 21 pour former un spectre de repliement Sr du signal analogique A, le signal analogique A n'ayant pas été préalablement filtré par un filtre anti-repliement F ; et - vers le filtre anti-repliement F pour obtenir un signal analogique filtré, puis, vers le deuxième convertisseur analogique-numérique 22 pour former le spectre de base Sb.

Autrement dit, le signal analogique A est découpé en fenêtres temporelles successives, une fenêtre temporelle sur deux étant filtrée par le filtre antirepliement F, toutes les fenêtres temporelles étant ensuite numérisées par les convertisseurs analogique-numérique 21, 22.

De préférence, les fenêtres temporelles successives sont toutes numérisées par un même convertisseur analogique-numérique. A titre d'exemple, si le signal est découpé en trois fenêtres temporelles successives, la première fenêtre est filtrée par le filtre anti-repliement puis numérisée par l'unique convertisseur. Ensuite, la deuxième fenêtre n'est pas filtrée mais numérisée par l'unique convertisseur. Enfin, la troisième fenêtre est filtrée par le filtre anti-repliement puis numérisée par l'unique convertisseur. Un tel mode de réalisation permet avantageusement de limiter la bande passante du convertisseur.

Ainsi, un même convertisseur analogique numérique traite alternativement un signal analogique filtré et non filtré. Le nombre d'opérations arithmétiques est donc limité, les convertisseurs actuels avec une unique entrée analogique étant adaptés pour mettre en oeuvre de telles étapes.

De préférence, la durée des fenêtres temporelles est calculée de manière à ce que les variations du signal analogique A entre deux fenêtres temporelles successives soient négligeables. Dans cet exemple, la durée de la fenêtre temporelle est de l'ordre de 0.1 à 1 seconde. Ainsi, les spectres replié Sre et déplié Sde qui sont calculés sont très proches des spectres qui auraient été obtenus par un traitement en parallèle qui requiert une plus grande puissance de calcul.

10 Troisième mise en oeuvre de l'invention - échantillonnage en parallèle de deux signaux analogiques

Un troisième mode de mise en oeuvre de l'invention est décrit en référence à la figure 3C. Les références utilisées pour décrire les éléments de structure ou 15 fonction identique, équivalente ou similaire à celles des éléments de la figure 3A sont les mêmes, pour simplifier la description. D'ailleurs, l'ensemble de la description du mode de mise en oeuvre de la figure 3A n'est pas repris, cette description s'appliquant aux éléments de la figure 3C lorsqu'il n'y a pas d'incompatibilités. Seules les différences notables, structurelles et fonctionnelles, 20 sont décrites.

Ainsi, en référence à la figure 3C, on réalise la mesure d'un paramètre de carburant à l'aide de deux capteurs distincts (non représentés) qui mesurent respectivement un premier signal analogique A' et un deuxième signal 25 analogique A".

La pertinence de ce troisième mode de réalisation tient au fait que les signaux analogiques mesurés sont très similaires l'un de l'autre et représentent une même mesure d'un paramètre de carburant, ici un débit de carburant. 30 On assimile les deux signaux analogiques A', A" à un même signal analogique A et on met en oeuvre les étapes du premier mode de réalisation tel que représenté à la figure 3A.

Au moyen du premier convertisseur analogique-numérique 21 de fréquence de Shannon égale à 25 Hz, on forme un spectre de repliement Sr" du premier signal analogique A", le premier signal analogique A" n'ayant pas été préalablement filtré par un filtre anti-repliement F. Parallèlement, on filtre le deuxième signal analogique A' avec un filtre anti-repliement F pour obtenir un signal analogique filtré Af . Puis, au moyen du deuxième convertisseur analogique-numérique 22 de fréquence de Shannon égale à celle du premier convertisseur 21, on forme un spectre de base Sb'. De manière similaire à précédemment, le module soustracteur SOUS calcule un spectre replié Sre par soustraction du spectre de repliement Sr" au spectre de base Sb'. Le spectre déplié Sd est ensuite obtenu par symétrie du spectre replié Sre par rapport à la fréquence de Shannon des convertisseurs 21, 22. Le module de concaténation ADD calcule un spectre global Sg par concaténation du spectre déplié Sd au spectre de base Sb'.

Ainsi, avec deux capteurs différents mesurant respectivement un même 20 paramètre de carburant, on peut obtenir un spectre global dudit paramètre de carburant.

L'invention a été ici présentée avec deux convertisseurs analogique-numérique mais il va de soi que l'invention s'applique également à un unique convertisseur 25 analogique-numérique comprenant deux entrées distinctes permettant de réaliser un traitement en parallèle.

De manière alternative, le système peut également comprendre un commutateur COM qui permet alternativement d'envoyer le premier signal analogique filtré Af et le deuxième signal analogique A" vers un unique convertisseur avec une unique entrée analogique de manière similaire au deuxième mode de réalisation.

Quatrième mise en oeuvre de l'invention û Spectre de base de référence 5 Un quatrième mode de mise en oeuvre de l'invention est décrit en référence à la figure 3D. Les références utilisées pour décrire les éléments de structure ou fonction identique, équivalente ou similaire à celles des éléments de la figure 3A sont les mêmes, pour simplifier la description. D'ailleurs, l'ensemble de la 10 description du mode de mise en oeuvre de la figure 3A n'est pas repris, cette description s'appliquant aux éléments de la figure 3D lorsqu'il n'y a pas d'incompatibilités. Seules les différences notables, structurelles et fonctionnelles, sont décrites.

15 De manière similaire au premier mode de réalisation, on mesure tout d'abord le paramètre de débit de carburant au moyen d'un capteur du turbomoteur pour obtenir un signal analogique A.

En référence à la figure 3D, au moyen d'un convertisseur analogique-numérique 20 embarqué, on forme un spectre de repliement Sr du signal analogique A, le signal analogique A n'ayant pas été préalablement filtré par un filtre anti-repliement F.

Ainsi, le spectre de repliement Sr correspond au spectre que l'on obtient sur les calculateurs actuels qui ne comprennent pas de filtre anti-repliement. Pour obtenir un spectre global Sg, un module soustracteur SOUS, intégré au système de numérisation, calcule un spectre replié Sre par soustraction d'un spectre de base Sb au spectre de repliement Sr. 25 Contrairement au premier mode de réalisation dans lequel le spectre de base est formé à partir d'un signal analogique mesuré par le turbomoteur, le spectre de base Sb est ici un spectre de base de référence Sbref correspondant à une moyenne de plusieurs spectres de base calculés précédemment.

Autrement dit, le spectre de base de référence Sbref est prédéterminé et ne nécessite pas d'être calculé par le système de numérisation. Ainsi, il suffit de modifier uniquement les calculateurs existants de manière logicielle pour obtenir un spectre global Sg, sans ajout de filtre anti-repliement.

On dispose avantageusement, pour chaque paramètre du moteur, d'un spectre de base de référence Sbref connu qui est stocké dans le système de numérisation.

Selon une première alternative, le spectre de base de référence Sbref 15 correspondant à une moyenne de plusieurs spectres de base calculés précédemment pour ledit turbomoteur. Autrement dit, on a calculé un spectre de base de référence individuel pour ledit turbomoteur. Ce spectre est désigné par la suite spectre individuel.

20 Pour former le spectre individuel, on forme une pluralité de spectres de base comme indiqué précédemment pour plusieurs phases de vol (démarrage, croisière, etc.) d'un turbomoteur.

Pour former chacun des spectres de base pour les différentes phases de vol du 25 moteur, on filtre un signal analogique de mesure du paramètre du turbomoteur avec un filtre anti-repliement pour obtenir un signal analogique filtré. Puis, au moyen d'un convertisseur analogique-numérique de fréquence de Shannon égale à celle du convertisseur embarqué, on forme un spectre de base. 10 Après obtention de la pluralité de spectres de base, on calcule la moyenne des spectres de base pour former le spectre individuel. De manière préférée, on réalise un filtrage de la pluralité de spectres de base afin de supprimer les spectres de base qui sont éloignés des autres spectres de base (calcul de variance, etc.). Autrement dit, on assainit la pluralité de spectres de base afin de former un spectre individuel assaini qui est représentatif dudit turbomoteur. Selon cette première alternative, le spectre global Sg est formé à partir d'un spectre individuel pré-calculé de manière à limiter les étapes de calcul en vol tout en ayant un spectre global sur mesure du fait que le spectre individuel a été formé à partir de mesures sur ledit turbomoteur.

Selon une deuxième alternative, le spectre de base de référence Sbref correspond à une moyenne de plusieurs spectres individuels calculés précédemment pour plusieurs turbomoteurs d'une même famille. Autrement dit, on a calculé un spectre de base de référence familiale pour ladite famille de turbomoteurs. Ce spectre est désigné par la suite spectre familial.

Pour former le spectre familial, on forme une pluralité de spectres individuels comme indiqué précédemment pour plusieurs phases de vol (démarrage, croisière, etc.) d'une famille de turbomoteurs.

Après obtention de la pluralité de spectres individuels, on calcule la moyenne des spectres individuels pour former le spectre familial. De manière préférée, on réalise un filtrage de la pluralité de spectres individuels afin de supprimer les spectres individuels qui sont éloignés des autres spectres individuels (calcul de variance, etc.). Autrement dit, on assainit la pluralité de spectres individuels afin de former un spectre familial assaini qui est représentatif du paramètre de fonctionnement de ladite famille de turbomoteurs.

Contrairement à la première alternative, cela permet de se passer de former un spectre individuel pour chaque nouveau moteur. Tous les calculs sont réalisés à partir d'un spectre familial calculé préalablement pour une même famille de turbomoteurs. Cela permet de simplifier la formation d'un spectre global pour un paramètre de fonctionnement d'un turbomoteur et, ce, sans modifier les calculateurs existants.

L'invention a été ici présentée avec un calculateur dont la fréquence d'échantillonnage est de 50 Hz mais il va de soi que l'invention s'applique à un 10 calculateur dont la fréquence est égale à 30 Hz ou toute autre fréquence.

Claims (9)

1. Revendications1. Procédé de formation d'un spectre global (Sg) d'un signal analogique (A) à numériser, dans lequel : - on échantillonne, avec un premier convertisseur analogique-numérique (21, 22) de fréquence de Shannon déterminée (Fs), le signal analogique (A) pour obtenir un spectre de repliement (Sr), le signal analogique (A) n'ayant pas été préalablement filtré par un filtre anti-repliement ; - on soustrait au spectre de repliement (Sr) un spectre de base (Sb) pour obtenir un spectre replié (Sre), le spectre de base (Sb) correspondant à un spectre sans repliement dudit signal analogique ; - on calcule un spectre déplié (Sd) à partir du spectre replié (Sre) en fonction de la fréquence de Shannon (Fs) du convertisseur (21, 22) ; - on concatène le spectre de base (Sb) avec le spectre déplié (Sd) pour former le spectre global (Sg) du signal analogique (A).
2. 2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel : - on applique un filtre anti-repliement (F) audit signal analogique (A) à la fréquence de Shannon (Fs) ; - on échantillonne ledit signal analogique filtré (Af), avec un deuxième convertisseur analogique-numérique (21, 22) de même fréquence de Shannon (Fs), pour obtenir le spectre de base (Sb).
3. 3. Procédé selon l'une des revendications 1 à 2, dans lequel : - on échantillonne, avec un premier convertisseur analogique-numérique (21, 22) de fréquence de Shannon déterminée (Fs), le signal analogique (A) sur une première fenêtre temporelle pour obtenir le spectre de repliement (Sre) ; - on applique un filtre anti-repliement (F) audit signal analogique (A) à la fréquence de Shannon (Fs) sur une deuxième fenêtre temporelle ;- on échantillonne, avec un deuxième convertisseur analogique-numérique (21, 22) de même fréquence de Shannon (Fs), ledit signal analogique filtré (Af) pour obtenir le spectre de base (Sb).
4. 4. Procédé selon la revendication 3, dans lequel la première fenêtre temporelle et la deuxième fenêtre temporelle sont une même fenêtre temporelle.
5. 5. Procédé selon la revendication 3, dans lequel la deuxième fenêtre temporelle est consécutive à la première fenêtre temporelle, les première et deuxième fenêtres temporelles étant de préférence jointives.
6. 6. Procédé selon la revendication 1, dans lequel, pour une pluralité de signaux analogiques de référence du même type que le signal analogique (A) à numériser : - on applique un filtre anti-repliement (F) auxdits signaux analogiques de référence à la fréquence de Shannon (Fs) ; - on échantillonne lesdits signaux analogiques de référence, avec un deuxième convertisseur analogique-numérique (21, 22) de même fréquence de Shannon (Fs) que le premier convertisseur analogique- numérique (21, 22) pour obtenir les spectres de référence (Sref) des signaux analogiques de référence ; - on calcule une moyenne des spectres de référence (Sref) pour former le spectre de base (Sb).
7. 7. Procédé selon la revendication 6, dans lequel le signal analogique à numériser (A) et la pluralité de signaux analogiques de référence (Aref) sont des mesures d'un paramètre de fonctionnement d'un même turbomoteur.30
8. 8. Procédé selon la revendication 6, dans lequel le signal analogique à numériser (A) est une mesure d'un paramètre de fonctionnement d'un turbomoteur déterminé et la pluralité de signaux analogiques de référence sont des mesures d'un paramètre de fonctionnement de turbomoteurs de la même famille que ledit turbomoteur déterminé.
9. 9. Procédé selon l'une des revendications 1 à 8, dans lequel le signal analogique à numériser (A) est une mesure d'un paramètre de régulation de carburant d'un turbomoteur.10