Télémètre laser FMCW comportant une ligne à retard et une

Mots-clés
Télémètre laser FMCW
comportant
une
retard
et
non
une
Mesurede distance,
FMCW,
Télémètre
laser,
Modulation
defréquence,
Ligne à retard, Détection
nonlinéaire,Ciblenon
coopérative.
ligne à
détection
linéaire
par David DUPUY,Marc LESCUREet Marc COUSINEAU,Laboratoired'électronique,ENSEEIHT
Le télémètre
ce devrait
laser utilisant
permettre
une technique
de s'affranchir
de variations
d'amplitude
de la mesure
de distances
des
du signal photoélectrique
avec
de fréquen-
de diaphonie
rencontrés
un télémètre laser
par
et
lors
déphasage.
où D et c sont respectivement la distance à mesurer et la
vitesse de la lumière dans le vide.
1. Introduction
On étudie un dispositif de mesure de distance sans
contact, par faisceau laser, basé sur le temps de vol allerretour de la lumière entre le dispositif et un point de la
cible. La puissance optique émise par une diode laser est
modulée sinusoïdalement par un signal dont la fréquence
est variable. Ce signal de modulation est généré par un
oscillateur haute fréquence et large bande contrôlé en
tension (VCO). Le signal photoélectrique, produit par le
faisceau laser rétrodiffusé par la cible, est multiplié par
le signal de modulation directement issu du VCO (figure
1). On obtient ainsi un signal de battement (de fréquence
intermédiaire fi) disponible à la sortie du mélangeur et
du filtre passe-bas.La fréquence fi dépend du temps de
vol T Daller-retour de la lumière qui s'exprime selon la
relation :
TD = 2D/c
de modulation
problèmes
(1)
. On a étudié un système de mesure de distances sans
contact par un faisceau laser, sur des cibles diffusantesou
noncoopératives,dansla plagede 1 m à 20m environ.
cible
D
--------------- ------def; -
Mesure Filtre
passe - {Y) --APD
de
f ;.........
bas
D
!---
1. Schéma synoptique du télémètre laser.
Il existe d'autres principes bien connus de mesure de distance par faisceau laser. L'un des plus similaires à celui
étudié ici consiste à moduler la puissance optique de la
diode laser par un signal de fréquence constante, en régi-
. A laserrange-finder
is studied for lambertian
or non co-operativetargets.The rangeis about1 m to 20 m.The deviceprinciple is shown.
. Letélémètrelaserpar déphasageprésentedes erreursdues
aux diaphonieset aux non-linéaritésinduites par les capacités parasites.
. Next,the device is comparedto a similar laser range-finder
. Un télémètre utilisant la technique de modulation de fré-
. The frequency modulation
type is discussed.Lastly,improvementsfor the short distancemeasurementsandfor the photoreceptionare proposed.
quence réduit ces erreurs car l'information de distance est
alors contenuedans celle d'une fréquence au lieu de l'être
dansle glissementde phase.
(based on phase shift measurement)in order to valorise its
advantages.
REE
NI 1
2001
1
MULTIPLES
FACETTES
DE L'INSTRUMENTATION
mi :
me sinusoïdal permanent. La mesure de distance est
alors déduite du glissement de phase qui apparaît entre le
signal photoélectrique issu de la cible et la modulation
de la diode laser [1]. Cette technique a le mérite de présenter une excellente
résolution
spatiale lorsque la
contribution
des signaux perturbateurs est négligeable.
Cependant, elle a l'inconvénient
de présenter un certain
nombre de sources d'erreur difficiles
à minimiser, en
particulier lorsque l'amplitude du signal photoélectrique
varie d'un facteur 1000 en fonction de la distance et/ou
de l'albédo de la cible. Aux faibles amplitudes du signal
photoélectrique utile, le bruit ne donne qu'une perte de
résolution. En revanche, la diaphonie provenant d'un
couplage non désirable entre le circuit de réception et
celui d'émission
génère une importante
erreur. Aux
0.25 T, = 10 gs
0.2
Af = 100 MHz
0.15
Période de la TF : T,/2
0.1
D= 10m
0.05
0
01234567
6
Fréquence en Hz
xio
2. Sl ? ecti-e eii pitissaiice délitit de la ti-aiisformée de Foitrieianalytique du battement théorique, pour la rampe de modulation triangulaire.
fortes amplitudes de ce même signal utile, les non-linéarités induites par les " capacités parasites " associées aux
composants actifs sont la principale cause d'erreur [2].
Ces types d'erreurs que l'on pense rencontrer dans le
télémètre utilisant une technique pseudo FMCW semblent a priori moins critiques que celles qui existent dans
le télémètre par déphasage. En effet, l'information
" Distance " est contenue dans celle d'une fréquence fi.
C'est la raison pour laquelle nous proposons cette étude.
2.
Modulation
de la fréquence
d'oscillation
2.1
du VCO
Modulation linéaire de la
par
du
signal générée par le VCO [3]. Si Af est l'excursion en
fréquence du VCO, la fréquence intermédiaire est proportionnelle au temps de vol :
f (t) = lal' ! D= lal (2D/c)
avec a = ± 2 Af/T,
via un circuit
accordé qui ne voit donc
que le fondamental du signal de modulation. Aussi l'analyse du spectre du signal de battement obtenu par une
modulation sinusoïdale de la fréquence est-elle importante. La fréquence de battement du signal photoélectrique dépend du temps (figure 4) ; son expression générale est de la forme :
/0\
Ir é _ 1 Af [_ : _ ( 271 t). - r D » Il (3)
sin
1 - sinl
fi (t) =
Tr
Tr
fréquence
L'idée la plus simple consiste à moduler linéairement
un signal triangulaire
de période Tr la fréquence
der ce varactor
Cette fréquence
est maximale
IlD/2, modulo [T./2].
1 1.
à a,aXpar la relation
Tif.
Tp =-arcsm -
de valeur fi max
maxpour
t =
Le temps de vol : D est alors relié
(4)
(f i
Af
(2)
La figure
Si le temps de vol est petit devant la période de rampe
(' ! D« T,./2), on peut négliger les périodes de transitions
du changement de signe de la pente de rampe ; la fréquence intermédiaire est donc constante pendant un certain temps (figure 4). La figure 2 montre que la transformée de Fourier du signal de battement est simplement le
3 illustre
le spectre du signal utile de batte-
ment.
0.016
TlOs
0.012
Période de
la TF : Tr
Af = 100 MHz
spectre d'un signal sinusoïdal lorsque T « " T..
0.008
2.2
Modulation
sinusoïdale
Pour obtenir de courtes distances et/ou une grande résolution, il est nécessaire que la pente a contenue dans (2)
soit de très grande valeur, ce qui impose de moduler les
fréquences du VCO avec un signal ayant une relativement faible période et une grande amplitude. Or cette
modulation est obtenue par exemple en agissant sur la
tension appliquée à un varactor, via son circuit de polarisation. Pour compenser la constante de temps associée
au circuit de polarisation, il est souhaitable de comman-
REE
1
TD = 0,5 gs
de la fréquence
0.004
Ajttim
Â"
ï
0.5
1
1.5
Fréquenceen Hz
2.5
X10
3. Spectre en puissance relative, déduit de la transformée de
Fourier discrète du battement, pour une modulation sinusoidale et D = 75 111.
3.
Rampe du signal aller retour et rampe de référence
f.> « »' * ".. -f
-e
If..-**Y*-,,
facile
fréquence intermédiaire
sible.
un nombre
des plus courtes
En effet,
maximale
il est
de périodes
la période
d'une ligne
distances
on admettra
du signal
grande,
élevé
que
du
TI de la
à retard,
n'est
pas pos-
la demi-période
de battement
observable
cor-
temps
temps
(a) modulation sinusoïdale
respond
à T
On en déduit
alors une distance
minimale Do min mesurable
avec une modulation
(b) modulation linéaire
linéaire
4. Modélisation des rampes de fréquence des signaux d'émission et de
idéale
[31 :
et fréquence de battement fi. Pour la lisibilité, tD est beaucoup
D 0 niiii = c/4Af
plus grand par rapport à Tr qu'en réalité.
Sur une période
de transformée
sion de la densité
représentée
de Fourier
de puissance
par les carrés
de Fourier
spectrale
T,
du battement
des modules
Par
l'expresest
des coefficients
:
(5)
IC@@12 = [sin (21rf,,,,,T @) J,@ (X)si12@
n impair
(6)
:
-
fcent
fréquence
-
J (X)
fonction
-
X
indice
-
n
tel que : f = n8f = n/T
Comme
centrale
ordre
varie
intermédiaire
retard
maximale
Tr'la
f,,,,,,X.
imax'
relation
de cette relation
on
compte
des non-linéarités
du VCO
et si on veut
de fi pour
mesurable
on améliore
ligne
à retard
L'expression
en déduit
et du temps
effectuer
une
améliorer
la résolution,
devra correspondre
à
contenues
dans l'interTr/2. Pour mesurer des
le dispositif
par la mise en
caractérisée
par le temps
de la fréquence
pour une modulation
de
intermédiaire
linéaire
On ajoute
[4] donne :
avec (2) donne
(9)
fi (t) = a (ti,,,,d ± TD) = a t,,
remarquable
finiax z- AFJTTD/Tr (7)
La comparaison
distances,
d'une
MHz,
avec t, le spectre
La seule fréquence
TD est petit devant
= 100
plusieurs
périodes
de battement
valle de temps de la demi-rampe
(2) devient,
intermédiaire
Af
moyenne
des mesures
la distance
minimale
oeuvre
X AtT,.sin (irTD/T,) [41
(8)
pour
DO niii = 0,75 m.
En fait, si on tient
courtes
du premier
de fréquence
est complexe.
est la fréquence
du VCO
de Bessel
la fréquence
de Fourier
exemple
d'établissement
IC@@12 = [cos (2nfc,,,,TD) J,, (X) 121
si n pair
Comme
à retard
D est suffisamment
d'obtenir
la mesure
fi 1li 1
Avec
ligne
signal
de battement
durant
modulation.
Sans la présence
temps
temps
réception
d'une
Si la distance
1
f.
Intérêt
un rap-
la ligne
VCO
et la diode
VCO
et le mélangeur
c
On peut montrer
à retard
soit
laser (signe
(signe
en l'intercalant
+) soit en la plaçant
-) (figure
que le nombre
entre
le
entre le
1).
de périodes
de battement
port jT/2 entre la fréquence
intermédiaire
maximale
issue
de la modulation
sinusoïdale
et la fréquence
intermédiaire de modulation
mètres
2.3
linéaire
en prenant
les mêmes
respectifs
des deux
types
tement
linéaire
plus
de la fréquence
simple
comporte
cette modulation
pente brutal
ce du VCO.
VCO
car le spectre
une seule
triangulaire
raie
spectrale.
présente
est en théo-
du signal
permet
commande
En pratique,
un changement
le signal
au VCO
d'être
donc
Mais
cause des variations
de la complexité
fidèle
de fréquence
moduler
du VCO.
plus
à la tension
il est difficile
de fi au cours
du spectre
plus
élevées
de mesurer
du temps
de battement
de
est plus réguliè-
à des fréquences
fi,.,,, à
imax
(figure 4) et
(figure
o
3).
40
de
provoquant
une non-linéarité
de la fréquenCela nécessite donc l'utilisation
d'un VCO
car la variation
re ; on peut
()
de bat-
possédant
un temps d'établissement
petit pour réduire
cette non-linéarité
de transitoire.
La modulation
sinusoïdale
de l'APD
40
de modulation
rie beaucoup
alternatif
80
Avantages
La modulation
Courant
para-
Afetet T.
80
0
0.5
1
1.5
2
Temps en s
2.5
3
x io-'
5. Composante alternative iAPD (t) du photocourant IAPD (t)
de l'APD. On s'est placé à VAPD/BV
1 11 = 4. Pour la lisibilité de la courbe
= 0,99, vOL/BV = 0,00725
on a choisi fRF. = 100 MHz,
fOL = 110 MHz, le courant primaire crête est de 1 pA.
On a négligé
la contribution de la résistance dynamique de l'APD.
REE
Il, 1
2001
1
MULTIPLES
FACETTES
DE L'INSTRUMENTATION
mli
dans
une demi-rampe
introduisant
du VCO
convenablement
est proche
treaa, on
quence intermédiaire
mesurable,
tances inférieures
à 1 m.
de Af-t,.,. En
obtient
même
une fré-
pour
des dis-
permet d'accéder à la mesure distance par la valeur maximale de la fréquence
de battement
fimax'Avec
des paramax
mètres
elle
d'excursion
est ir/2
simple
4.
Détection
Le signal
non-linéaire
photoélectrique
vée (par exemple
f
de
840
Af et de période
plus
modulation
grande
linéaire.
Tf de même
que celle
valeurs,
obtenue
La modulation
par une
sinusoïdale
permet a priori d'obtenir
une " pente " a plus élevée de la
modulation
du VCO sans utiliser une plus grande excur-
à détecter
est de fréquence
éle-
= f max
-f=
mm 150 MHz - 80 MHz)
amplitude.
Dans la fenêtre spectrale
avec une très faible
proche
fois
nm de la diode
laser,
photodiode
à avalanche
(APD)
sur bruit optimal.
En modulant
l'utilisation
d'une
donnera un rapport signal
le gain du courant photo-
sion
en fréquence
VCO
Af. Une
et le mélangeur
distances
retard.
obtenue
ligne
permet
par une augmentation
Enfin,
une amélioration
par une photodiode
non linéaire
par une modulation
à retard
d'accéder
placée
entre
aux plus
artificielle
du temps
de la photodétection
APD
soumise
interne
le
courtes
de
est
à un régime
de son gain.
électrique
primaire
de l'APD,
il est possible de recevoir
directement
le signal de battement
en sortie de l'APD
(après filtrage).
La figure 5 représente
les variations
du
courant alternatif
iAPD(t), avec une fréquence
de modula-
Références
tion
[1]
BoschT, Lescure M., Laser distance measurements,
VVashington, 1995, 719p, ISBN
0-8194-2010-7
[2]
Lescure M., Perchet J., " Stabilité en fréquence des oscillateurs d'un télémètre laser par déphasage'.'hstrumentation
du gain
photodétecté
5.
Courbes
Une
première
fOL
110 MHz
fRF
= 100MHz.
et une fréquence
expérimentales
réalisation
battement
et sa fréquence
du VCO.
Pour
cela,
permet
d'observer
le signal
fi pour une modulation
un câble
coaxial
à l'oscilloscope
sinusoïdal
théorique
le signal
de battement
ne dépendait
ne correspond
attendu.
[4]
Skolnik, Radar Handbook, Mc Graw-Hill, USA,
[5]
Bracewell R. N., The Fourier transform and its applications,
edition 2, Mc Graw, Singapour, 1986, 474p, ISBN 0-07066454-4
on a vérifié
dans une rampe
pas de la période
de rampe
que
de moduTr'
Les
fi RUN
-j
Signal
de
battn ;
(IV/div
1 (l) 1.09 v 2CI) 1
à l'oscilloscope de la tension de commande du
VCO et du signal de battement.
6.
Conclusion
En raison
de sa structure
sant une technique
un certain
nombre
ce " est contenue
même,
de modulation
d'avantages
dans
le télémètre
de fréquence
une fréquence
dispositif
présente
a priori
diaphonie
et aux variations
laser utili-
car l'information
d'amplitude
" distan-
immunité
du signal
Ce
à la
photo-
électrique
que le télémètre
laser par déphasage.
On
montre
que la modulation
sinusoïdale
de la fréquence
REE
NI 1
jan,,e, 2001
1
Marc LESCURE a soutenu le doctorat de Sème cycle en 1972 et la
thèse d'Etat en 1985 Depuis 1993, il est professeur au département
d'électronique de l'ENSEEIHT de Toulouse. Il est responsable de l'option " circuits intégrés " et de l'équipe de recherche " conception électronique'.'Ses domaines d'enseignement et de recherche de ces dernières années concernent le développement de dispositifs de transmissions optiques non guidées et des capteurs optoélectroniques. Il
est co-auteur de deux ouvrages avec A. Dziadowiec (Eyrolles, Paris)
concernant l'étude des circuits analogiques et d'un ouvrage de veille
technologique avec T Bosch intitulé " Laser Distance Measurements "
(SPIE Millestones Senes).
possède
de battement.
une meilleure
auteurs
David DUPUY a obtenu le diplôme de maîtrise de physique en
1999 à l'Université Paul Sabatier de Toulouse et le diplôme de DEA
micro-ondes et télécommunications optiques en 2000 à l'Institut
National Polytechnique de Toulouse. Il est actuellement doctorant au
laboratoire d'électronique de !'iNP-ENSEE ! HT Ses activités de
recherches concernent la télémétrie laser par modulation de fréquence sur des cibles non coopératives.
commande du - - - - - - - - - do -,I,,
VCO (5V div)
------------------ ----- ---------- -7 ----- -1
6. Visualisation
1970
pas au signal
Cependant,
contenu
18-19 nov
Bazin G., " Etude et mise en oeuvre expérimentale
d'une
nouvelle méthode de télémétrie laser fondée sur la mesure
d'un battement de fréquences','thèse, 1997,
Paris
comme
du photonon apério-
SPIE,
[31
qui a entraîné une déformation
du signal de batte(figure
6). C'est pourquoi
le signal de battement
observé
lation
Interdisciplinarité et Innovation, Edition Hèrmes,
1998, Paris, ISBN 2-86601-730-7
de
linéaire
est utilisé
ligne à retard. L'amplificateur
transimpédance
détecteur utilisé possède une bande passante
dique
ment
du signal
Marc COUSINEAU a obtenu le diplôme d'ingénieur de l'ENSEEIHT
de Toulouse en 1995. Il est docteur en électronique de l'Institut
National Polytechnique de Toulouse et lauréat du prix " Léopold
Escande " en 1999. Attaché temporaire d'Enseignement
et de
Recherche, 1travaille au laboratoire d'électronique de l'ENSEEIHT sur
la portabilité des circuits intégrés analogiques en technologie CMOS.
Il est co-auteur d'un chapitre de l'ouvrage " Méthodologie de conception analogique et mixte " (Hermès, Paris).
"'-'
:......Ji--f--" ".&
lr- -- ""''
Resumes
ABSTRACTS
RÉSUMÉS
Dossier
: Les
multiples
facettes
de
l'instrumen-
Dossier
: Aspects
of
instrumentation
tation
Précision
des mesures
application
par interférométrie
à des composants
de speckle,
The accuracy
of speckle
on aeronautical
aéronautiques
interferometry
measurements
components
par Pascal Picart, Nicolas Joly, Jean-Marc Breteau, Jean-Claude Pascal
by Pascal Picart, Nicolas Joly,
REE, ISSN 1265-6534, nol, janvier 2001, p. 40
REE, ISSN 1265-6534, nol, January 2001, p. 40
Jean-Marc Breteau, Jean-Claude Pascal
Mots-Clés : Interférométrie
de Speckle, Décalage de phase, Erreurs
systématiques, Répétabilité.
Keywords : Speckle interferometry,
Repeatability.
Les erreurs systématiques en interférométrie de Speckle à décalage de
phase sont étudiées en considérant le cas d'un interféromètre à séparation de polarisation. Les erreurs qui peuvent être traitées analytiquement
sont celles induites par le cube à séparation de polarisation, les variations
de puissance laser, l'inégalité des décalages de phase, les aberrations, le
bruit de quantification, le bruit de photon et le bruit électronique. Les résultats quantitatifs d'une méthode expérimentale d'évaluation de la répétabilité de l'instrument, dans le cas de la mesure de la déformée de connecteurs pour l'aéronautique soumis à des essais d'écrasement, indiquent
notamment qu'un filtrage passe-bas de la phase déroulée a pour consé-
This article discusses systematic errors in phase offset speckle interferometry by considering the case of a split polarization interferometer. Errors
susceptible to analytic processing include
those due to the polarization
splitter cube, variations in laser power, unequal phase offsets, aberrations,
quantization noise, photon noise and electronic noise. Experiments investigating the repeatability of measurements of the deformation in aeronautical connectors subject to compression tests have provided quantitative
results indicating that passing the phase shift signal through a low-pass filter can considerably reduce their contribution to the total error.
Phase offset, Systematic errors,
quence une réduction significative de leur contribution à l'erreur totale.
Imagerie
scopie
tomographique
et topographique
par micro-
interférentielle
interférentielle, Tomographie
Un dispositif de microscopie interférentielle utilisant
using
an interfe-
REE, ISSN 1265-6534, N'l, January 2001, P. 45
REE, ISSN 1265-6534, n'l, janvier 2001, p. 45
: Microscopie
images
by L. Vabre, A. Dubois, E. Beaurepaire, J.L. Stéhlé, A.C. Boccara
par L. Vabre, A. Dubois, E. Beaurepaire, J.L. Stéhlé, A.c. Baccara
Mots-Clés
Cohérente.
Tomographic
and topographic
rence microscope
Optique
une source de faible
longueur de cohérence basé sur un interféromètre de Michelson est associé à une caméra CCD qui fournit les images d'interférence à haute cadence. En utilisant un système de détection synchrone parallèle sur l'ensemble des pixels de la caméra, on obtient des images d'intensité (correspondant à des images tomographiques) ou de phase (proportionnelle à
la topographie) de l'objet observé.
Capteur
thermique
destiné à la validation
de propagation
des feux de forêts
des modèles
Keywords : Interference microscopy, Tomography, Coherent
optics.
An interference microscope using a low coherence source, based on a
Michelson interferometer, is coupled with a CCD camera acquiring interference images at high frequency. Using a parallellock-in detection on ail the
pixels of the CCD array, we obtain intensity images (tomographic images)
or phase images Iproportional to the topography) of the observed object.
Thermal
pagation
sensor
used
in the
validation
of forest
par Khaled Chetehouna, Alain Degiovanni, Olivier Séro-guillaume
by Khaled Chetehouna, Alain Degiovanni, Olivier Séro-guillaume
REE, ISSN 1265-6534, n'l, janvier 2001, p. 49
REE, ISSN 1265-6534, n'l, January 2001, p. 49
Mots-Clés : Feux de forêts, Modèles de propagation,
Identification des paramètres, Flux radiatif, Validation.
Modélisation,
La mise au point d'un appareil de mesure adapté à la métrologie des feux
de forêts a été réalisée dans le but de valider les modèles physiques de
propagation. Une nouvelle méthode d'identification des paramètres de
l'appareil est proposée. Son fonctionnement pour la mesure du flux radiatif est validé, au cours de ce travail, par une série de mesures à l'aide d'une
source de rayonnement.
Chaîne
temps
d'instrumentation
embarquée
pour
réel de défauts
de rail débouchants
la détection
fire
pro-
models
Keywords : Forest fires, Propagation models, Modelling,
identification, Radiative flux, Validation.
Parameter
Instrumentation for the measurement of forest fires has been developed
with the aim of validating physical propagation models.
A new method of identifying the parameters of the equipment is proposed.The instrument measures the radiative flux and has been proven using
a standard radiation source.
Embedded
traversinq
instrumentation
for real time
detecting
rail
defects
par Patrice Aknin, M. Bentoumi, Françoise Fessant, Franck Raux
by Patrice Aknin, M. Bentoumi, Françoise Fessant, Franck Raux
REE, ISSN 1265-6534, n'l, janvier 2001, p. 53
REE, ISSN 1265-6534, n'l, January 2001, p. 53
Mots-Clés : Capteur à courants de Foucault, Rail, Diagnostic, Détection,
Ondelettes, Fusion, Courbes COR.
Keywords : Eddy current sensor, Rail, Diagnosis, Detection, Wavelets,
Fusion, COR curves.
Des évaluations non destructives de rail ont été réalisées lors d'essais à
bord d'une rame de métro en exploitation commerciale. Ce contexte relativement difficile (CEM, distance de mesure importante, mouvements perturbateurs du support...) a conduit à la réalisation d'un capteur spécifique
Non destructive evaluation procedures
dedicated to the rail inspection
were operated when tests were effected on board a subway train. The difficult in-operating conditions lead to the design of a specific double-coils
and double frequencies sensor that delivers 8 complementary signais. The
detection problem of minor defects may be effected thanks to two
double-bobinage
et double-fréquence,
délivrant 8 signaux complémen-
REE
? 1
Janvier 200171
1
Résumés
RÉSUMÉS
ABSTRACTS
taires.La détection des défauts de rail
de faiblegravitépeut être effectuée
selon deux approches ; la première définitde façon heuristique des frontièresde décision dans des espaces directement associés aux signaux. La
seconde approche opère la détection dans le domaine temps-échelle à l'aIde de coefficientsd'ondelettes fusionnés.
Les méthodes sont validées sta-
approaches : one heuristic method that defines decision
borders in signal
space and another one based on wavelet projectionswith a data fusion
approach. The methods are validated statistically
on a labelleddefects data
set with the helpof COR curves.
tistiquement sur une base de défauts étiquetés à l'aidede courbes COR.
Détermination
de
surface
de
la sensibilité
des
antennes
Determining
RMN
par Jean-Christophe Ginefri,Emmanuel Durand,
Luc Darrasse
REE, ISSN
REE, ISSN 1265-6534, n'l, janvier 2001, p. 58
Mots-Clés : IRM, Antennes
Keywords
de surface, Sensibilité,Mesure
inductive.
En imagerie par résonance magnétique (IRM), lasensibilité
d'une antenne
est définie par B,/P qu ! représente le champ
l'antenne par unité de puissance. La méthode
magnétique
de mesure
que produit
inductive déjà
proposée pour évaluer lasensibilité
des antennes accordées utilisant
deux
boucles de flux,découplées au moyen d'un léger chevauchement, n'est
pas applicable aux antennes miniatures ou à fortesensibilité,
car la qualité
du découplage est limitéepar lataille
des boucles.
Une
nouvelle méthode,
développée. Les résultatssont en très bon accord avec la théorie et cette
méthode est particulièrementadaptée pour optimiser les performances
des antennes de surface en IRM.
d'imagerie
caractérisation
du
de
photoluminescence
UV
pour
la
SiC
1265-6534, n'l, janvier 2001, p. 62
Mots-Clés : Photoluminescence
décorées.
Un système
of NMR
surface
1265-6534, nol, January
coils
and Luc Darrasse
2001, p. 58
: MRI, Surface coils,Sensitivity,Inductive measurement.
ln Magnetic Resonance
! maging (MR !) thé
sensitivity
of a coilisdefined as
B@/pl/2, the
magnetic fieldgenerated by the coilper unit power. The currentlyaccepted method of measuring the sensitivity
of tuned coiisinductivelyusing two flux-sensingsearch coilsdecoupled by means
of a slight
overlap cannot be applied to miniature coilsas the effectiveness of the
decoupling is limitedby the size of the search coils.
The new method described in this articleuses a single search coiland is capable of charactenzing both miniature and high sensitivitycoils including superconducting
coils.
Experimental results correlate well with theoretical predictions
and the
method is particularly
suited to the optimizationof surface coilsused in
MRI applications.
UV
photoluminescence
image
system
for SiC
characte-
rization
parL Masarofto, J.M. B/uef, M. Berenguer, P. Girard etG. Guillot
REE, ISSN
sensitivity
à l'aided'une sonde simple-boucle, qui permet
une caractérisationprécise des antennes miniatures ou à haute sensibilité
comme
par exemple les antennes supraconductrices est actuellement
Système
the
by Jean-Christophe Ginefri, Emmanuel Durand
b)/L. Masarofto, J.M. B/uef,
M. Berenguer, P. Girard et G. Guillot
REE, ISSN
UV, Cartographie spectrale,Dislocations
d'imagerie de photoluminescence (SPLI, initialementdéve-
loppé pour l'analysedes composés III-V,
a été adapté à la caractérisation
du SiC. Le déplacement des échantillonsest assuré par une platinex-y
(pas minimal de 1 pm). Le faisceau issu d'un laserAr+ doublé (244 nm)
est focalisésur l'échantillon
à l'aided'un objectifde microscope (x52).Le
signal de PL peut alors être détecté directement, donnant ainsi une car-
1265-6534, n'l, January
2001, p. 62
Keywords : UV photoluminescence, Spectral
Gettering effect.
mapping,
dislocations,
A scanning photoluminescence (SPL) apparatus, previously developed for
III-V
compounds
analysis,was adapted forthe characterization of SiC.The
PL mapping isobtained by scanning the sample, fixed to
an x-y stage with
1 jm minimal step, under a doubled Ar+ laserbeam (244 nm) focused by
a microscope objective (x52).
For this excitationthe spot diameter is about 1 um. The PL signalcan be
tographie de l'intensité
de PL intégrée,ou bien dirigévers un monochromateur (1 nm de résolution)pour obtenir une cartographie spectrale.
either directlydetected, giving integrated PL intensity,
either dispersed
Les expériences sont réaliséessoità température ambiante pour l'étude
de l'émission de bord de bande, soit à basse température (80 K) pour
The measurements
using a monochromator,
giving spectrally resolved
PL (1 nm resolution),
can be realized atroom temperature for near band
l'étude des centres profonds. Leffet de décoration des dislocationspar
des centres non radiatifs
a pu être mis en évidence grâce à cet équipe-
edge studies,or at low temperature 80 K) for deep defects investigation.
The getteringeffectof non radiativecentres by dislocationsis evidenced
ment.
using thisapparatus.
Télémètre laser
et une
détection
FMCW
non
comportant
une
ligne
à retard
linéaire
Non-contact
distance
laser incorporating
measurement
a delay line
using
and
par David Dupuy, Marc Lescure et Marc Cousineau
tion
REE, ISSN
1265-6534, n'l, janvier 2001, p. 67
by David Dupuy, Marc Lescure and Marc Cousineau
Mots-Clés
: Mesure
de distance, FMCW, Télémètre laser,
Modulation
de fréquence, Ligne à retard, Détection non linéaire,Cible non coopérative.
On étudie un système de mesure de distance sans contact par un faisceau
laser,sur des ciblesdiffusantesou non coopératives,dans la plage de 1 m
à 20 m environ.On présentera le principedu dispositif
retenu, et ensuite on
le comparera à un télémètre similaire
(télémètrelaserpar déphasage) pour
mettre en valeur ses avantages. Après avoirévoqué le type de modulation
en fréquence, on propose deux améliorations,l'unepour accéder plus facilement aux courtes distances et l'autrepour le circuit
de photoréception.
72
1
REE, ISSN
1265-6534, n'l, January
an
FMCW
non-linear detec-
2001, p. 67
Keywords : Distance measurement,
FMCW,
Laser range-finder,
Frequency modulation, Delay line, Non-linear detection, Non-cooperative target.
A laser range-finderis studied for lambertian or non co-operativetargets.
The range is about 1 m to 20 m. The device principleis shown. Next, the
device is compared to a similarlaser range-finder(based on phase shift
measurement) in order to valoriseitsadvantages. The frequency modulation type is discussed. Lastly,improvements for the short distance measurements and for the photoreception are proposed.
Résumés
ABSTRACTS
RÉSUMÉS
Repères
: Transmissions
à haut
débit
sur
Landmarks
paire
: High
téléphonique
Les hauts
débits
bit
over
du xDSL
: pour
quoi
faire
Uses
?
of high
rate
data
telephone
bit rate
in xDSL
transmission
pairs
systems
par Rémi Cottard
by Rémi Cottard
REE, ISSN 1265-6534, n'l, janvier 2001, p. 77
REE, ISSN 1265-6534, n'l, January 2001, p. 77
Mots-Clés : : xDSL, Applications, Marchés, Economie.
Keywords : xDSL, Applications, Markets, Economy
Les technologies xDSL et leurs hauts débits ne vont pas rester réservées
au marché de l'Internet rapide. Pour les particuliers, elles vont permettre
d'accéder à un accès internet avec un débit minimum garanti, offrir des
services voix, des jeux, des émissions de télévision. Pour les PME, des
services de vidéoconférence, des accès à des extranets ou services ASP
seront disponibles. Pour les grandes entreprises, le remplacement des liaisons spécialisées est envisageable.
High bit rates xDSL technology is unlikely to remain restricted to the business market. The technology will also offer consumers an Internet connection with a guaranteed high bandwidth suitable for voice services, games
andTV programmes. Video conferencing services, access to extranets and
ASP services will also be provided
for SMEs. Major corporations will use
xDSL as a replacemeni for dedicated communications links.
Normes
Standards
haut
et techniques
débit
pour
le raccordement
d'abonné
à
and techniques
for subscriber
connection
to
xDSL
xDSL
by J M Corolleur and M Bellanger
par J. M. Corolieur et M. Bellanger
REE, ISSN 1265-6534, n'l, janvier 2001, p. 82
REE, ISSN 1265-6534, n'l, janvier 2001, p. 82
Mots-Clés : Transmission, Internet, ADSL, xDSL, Haut débit, Multimédia.
Keywords : Transmission, Internet, ADSL, xDSL, High bit rate, Multimedia.
L'HDSL est un système à 2,32 Mbit/s en symétrie sur une, deux ou trois
paires. Le SDSL offre également des débits symétriques, mais modulables
par pas de 8 kbit/s entre 192 kbit/s et 2,32 Mbit/s sur une seule paire. L'ADSL propose quant à lui des débits différents sur les canaux remontant et
descendant :
au maximum 640 kbit/s sur le canal remontant et
6,144 Mbit/s sur le canal descendant. Le VDSL, dernier né des systèmes
xDSL, offre des débits élevés, symétriques ou asymétriques, sur de
courtes distances.
HDSL is a transmission system capable of delivering a symmetric
2.32 Mb/s bit rate over one, two or three pairs. SDSL also provides a symmetric bit rate definable ln 8 kb/s increments from 192 kb/s to 2.32 Mb/s
over a single pair. ADSL provides different bit rates on the upload and
download channels up to a maximum of 640 kb/s in the upioad direction
and 6.144 Mb/s in the download direction. The latest of the xDSL systems,
VDSL, provides both symmetric and asymmetric extended bit rates over
short distances.
Technologie
" Zipper-VDSL
VDSL
tectures
VDSL : état de l'art de la technologie
composants
actuels,
évolutions
d'archi-
et stratégie
d'intégration
: " Zipper VDSL technotogy
components,
architectures
state
evolution
and
of
inte
strategy
by Dr. Ir. Christophe Del Toso
REE, ISSN 1265-6534, n'l, janvier 2001, p. 88
triques/asymétriques,
technology
art,
gration
par Dr. Ir. Christophe DEL TOSO
Mots-Clés : VDSL, Paires de cuivre torsadées,
" Frequency Division Duplexing (FDD)' ; Services
the
REE, ISSN 1265-6534, n'l, January 2001, p. 88
Modulation DMT,
haut-débit symé-
Modem VDSL intégré.
Keywords : VDSL, Paires de cuivre torsadées,
" Frequency Division Duplexing (FDD)' ; Services
triques/asymétriques,
Modulation
haut-débit
DMT,
symé-
Modem VDSL intégré.
Le VDSL (" Very High Speed Digital Subscriber Line "), dernier-né de la
famille xDSL, est un système de transmission numérique de données permettant de fournir de nouveaux services multimédia, symétriques et/ou
asymétriques, à très haut débit en utilisant le réseau d'accès téléphonique
classique - c'est-à-dire les paires de cuivre torsadées. Selon la longueur de
la ligne, les débits offerts peuvent varier de 1,5 à plus de 50 Mbits/s.
VDSL ( " Very High Speed Digital Subscriber Line "), wh ! ch is the last standard from the xDSL family, is a digital communication system which allows
La norme VDSL est actuellement en cours d'entérinement par l'ITU-T,
IANSI et l'ETSI. A ce jour, deux techniques de modulation différentes sont
proposées : une modu ! ation muiti-porteuse ou DMT ( " Discrete MultiTone ") et une modulation mono-porteuse ( " Single Carrier Modulation
(SCM) ").
The VDSL standard is still under the approva process by the ITU-T, the ANSI
and the ETS !. Today,two different modulation schemes are propos-ed : one
is based on a multi-carrier modulation also called " Discrete Multi-Tone or
DMT' : the other is based on a " Single Carrier Modulation or SCfvi "
ST Microelectronics etTelia ont développé un modem VDSL prototype utilisant une modulation multi-porteuse DMT à 2048 ou 4096 sous-porteuses
appelée " Zipper-VDSL.'. Ce modem prototype a permis de démontrer la faisabilité, la viabilité et les performances de cette technique de modulation.
ST Microelectronics travaille maintenant à l'intégration de ce prototype en
deux circuits intégrés faible consommation, faible coût.
high-speed symmetric and/or asymmetric multimedia services over the
twisted
pairs of the classical telephone
access copper network.
Depending on the length of the loop, VDSL can offer bitrates between 1.5
to more than 50 Mbits/s.
ST Microelectronics and Telia have developped a VDSL prototype modem
implementing a multi-carrier modulation with 2048 or 4096 sub-carriers
which is called " Zipper-VDSL
: : With this prototype
modem, ST
Microelectronics and Telia have demonstrated the feasibility, the viability
and the performances of the " Zipper-VDSL' modulation scheme. ST
Microelectronics is now working on the intégration of this prototype into a
low power and low cost chipset with only two integrated circuits.
REE
73
1