Microsystèmes inertiels vibrants pour applications spatiales : apport des fonctions numériques

Résumé : L’Onera développe des capteurs inertiels MEMS vibrants avec des performances qui peuvent intéresser des applications spatiales. Les électroniques analogiques traditionnellement associées ne sont à priori pas limitantes par rapport aux performances physiques des capteurs. En revanche, elles se montrent encombrantes, non reconfigurables, et ne délivrent pas les grandeurs mesurées sous forme numérique à l’ordinateur de bord. En outre,dans le cadre d’une utilisation spatiale, elles sont sujettes à dépendance et à obsolescence :le remplacement d’un composant implique une nouvelle qualification.Cette thèse propose une nouvelle architecture numérique générique, limitant au maximum les composants analogiques nécessaires. Les travaux portent principalement sur deux capteurs développés par l’Onera : l’accéléromètre à lame vibrante VIA et le gyromètre vibrant à effet Coriolis VIG, mais sont justement transposables à d’autres familles. Une première fonction clé identifiée est la datation d’évènements pour la mesure de fréquence et de phase, une seconde concerne la synthèse numérique directe de fréquence pour le pilotage de résonateurs, et une troisième traite la génération de signaux sinusoïdaux purs à partir des trains binaires délivrés par le système numérique. Ces fonctions sont réalisées sous forme de périphériques numériques autour d’un processeur embarqué, le tout synthétisé sur composant programmable FPGA. Le manuscrit débute par un rappel des lois physiques et des technologies de mesure inertielle, suivi d’une revue des oscillateurs, analogiques et numériques, afin de déterminer l’architecture numérique souhaitée. Le chapitre suivant aborde de façon théorique les fonctions numériques envisagées, et en détermine les éléments de performance. La mise en oeuvre de ces fonctions et les premiers résultats expérimentaux sont ensuite présentés d’abord au niveau de la fonction seule, et enfin dans une architecture complète incluant le capteur et le logiciel embarqué, pour fournir de vraies mesures inertielles. Ces résultats encouragent le déploiement d’électronique numérique dans les prochaines générations de capteurs.
Type de document :
Thèse
Informatique. Université Montpellier, 2016. Français. 〈NNT : 2016MONTT265〉
Liste complète des métadonnées

Littérature citée [60 références]  Voir  Masquer  Télécharger

https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01809008
Contributeur : Abes Star <>
Soumis le : mercredi 6 juin 2018 - 12:14:07
Dernière modification le : lundi 4 février 2019 - 19:48:02
Document(s) archivé(s) le : vendredi 7 septembre 2018 - 13:23:43

Fichier

2016_MARECHAL_archivage.pdf
Version validée par le jury (STAR)

Identifiants

  • HAL Id : tel-01809008, version 1

Collections

Citation

Baptiste Marechal. Microsystèmes inertiels vibrants pour applications spatiales : apport des fonctions numériques. Informatique. Université Montpellier, 2016. Français. 〈NNT : 2016MONTT265〉. 〈tel-01809008〉

Partager

Métriques

Consultations de la notice

78

Téléchargements de fichiers

56