Banc de test de choc pour tubes hyperfréquences chez Thales

Author(s):
Arnaud Brechenmacher - Thales Components & Subsystems

Industry:
Aerospace/Avionics, Telecommunications, RF/Communications

Products:
Modular Instruments, Digital Multimeter Devices, High-Speed Digitizer Devices, Modular Instruments, LabVIEW, Toolkits

The Challenge:
Acquérir et analyser des signaux en provenance d’un banc de test destiné à simuler des chocs pyrotechniques.

The Solution:
Utiliser LabVIEW associé à des cartes d’acquisition de données dynamiques (DSA) dans un châssis PXI.

Thales Components & Subsystems est leader mondial dans le domaine des tubes électroniques à ondes progressives pour applications spatiales (satellites de télécommunication, sondes d’exploration…). Ces dispositifs sont des amplificateurs hyperfréquences (de 1,5 à 60 GHz, jusqu’à 200 W de puissance) embarqués dans la charge utile du satellite pour assurer la liaison descendante vers la Terre. Ils sont soumis lors du lancement du satellite à des chocs d’origine pyrotechnique (séparation du dernier étage de la fusée, déploiement des panneaux solaires…), avec des niveaux d’accélération très élevés (500 à 10 000 g) à des fréquences élevées (jusqu’à 10 kHz).

Dans le cadre d’un projet d’exploration de Mars

Ce banc de test a été développé initialement dans le cadre d’un projet d’exploration de la planète Mars : un module d’une sonde spatiale embarquant des tubes hyperfréquences doit atterrir à sa surface. De nombreux chocs pyrotechniques sont générés lors du déploiement des dispositifs de freinage pendant la descente dans l’atmosphère. Ce moyen d’essai est également utilisé pour des qualifications d’équipements embarqués sur satellites commerciaux.

Ce type de choc généré par des dispositifs pyrotechniques peut être reproduit en laboratoire par un impact mécanique d’un bélier sur une plaque d’aluminium, lorsque l’équipement n’est pas situé dans le champ proche de la source pyrotechnique sur satellite. Lors de l’impact, des accéléromètres enregistrent l’accélération de la structure à la base de l’équipement ; après filtrage et acquisition, le signal est analysé pour afficher le spectre de réponse au choc (SRC) sur chaque voie et comparer ces mesures au profil spécifié. Ce traitement peut être réalisé avec le système d’acquisition d’un pot vibrant, solution plus coûteuse que celle présentée ici.

Deux modules DSA pour mesurer les chocs reproduits en laboratoire

La solution retenue est basée sur deux modules d’acquisition de signaux dynamiques (DSA) PXI-4462 intégrés dans un châssis PXI-1033. Un module oscilloscope PXI-5105 (huit voies, 60 Méch./s) a également été ajouté pour d’autres applications. Le contrôleur MXI-Express du châssis assure la liaison avec un PC pour le traitement des mesures. La partie logicielle est constituée de LabVIEW (Full Development System) avec le Toolkit Sound and Vibration permettant de disposer de nombreuses fonctions d’analyse et de traitement du signal, entre autres le calcul des SRC. Une application dédiée a été développée sous LabVIEW permettant le paramétrage du système, l’acquisition, le traitement, le stockage et l’affichage des mesures.

Les cartes PXI-4462 intègrent des filtres anti-repliement performants et fournissent directement le courant d’excitation aux accéléromètres à électronique intégrée ; elles permettent de s’affranchir des dispositifs externes de conditionnement de signaux.

Les performances du système permettent l’acquisition du choc sur huit voies simultanées en 24 bits avec une fréquence d’échantillonnage réglable jusqu’à 204,8 kHz ; le traitement des mesures par LabVIEW est quasi instantané.

Conclusion

Ce système est finalement très performant, mieux adapté et moins coûteux que les autres solutions envisagées. Il est également plus souple : les modifications ou extensions sont facilement réalisables. Il est, en outre, utilisable pour d’autres applications de mesure dans le domaine des vibrations.

Author Information:
For more information on this Case Study, contact:
Arnaud Brechenmacher
Thales Components & Subsystems
2, rue Latécoère
Vélizy 78 141
FR
Tel: 01 30 70 26 72
arnaud.brechenmacher@thalesgroup.com

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