Brevet FR2002921A1 — publié le 19691031

La présente invention se rapporte à un oscillateur dont la fréquence est ajustable en fonction d'un courant de réglage appliqué . Dans les oscillateurs dont la fréquence ou la phase doivent 5 être contrôlés avec une grande précision, on utilise souvent une commande en fonction de la tension. Dans la télévision en couleurs, par exemple, la phase de l'oscillateur local doit être synchronisée avec le signal de synchronisation de couleur incident. Dans un montage connu prévu à cet effet, une tension de réglage 10 proportionnelle à la différence de phase est engendrée et appliquée à la grille de commande d'un tube de réactance dont dépend la phase d'oscillation de l'oscillateur. L'utilisation d'un élément de commande sépare, tel qu'un tube de réactance, a toutefois l'inconvénient d'augmenter le prix de revient. En outre, un tel 15 tube augmente l'encombrement et la consommation d'énergie. L'invention vise un oscillateur au moyen duquel les inconvénients mentionnés ci-dessus sont éliminés. Dans l'oscillateur suivant l'invention, une capacité sensible au courant est utilisée pour l'ajustement de la fréquence d' 20 oscillation. L'oscillateur comprend un dispositif semi-conducteur dont la capacité propre varie en fonction de l'intensité et une résistance connectée à ce dispositif semi-conducteur et qui détermine la fréquence d'oscillation en coopération avec la capacité propre. Pour ajuster la capacité propre, on applique à l'oscilla-25 teur un courant de réglage variable. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description qui va suivre, faite en regard du dessin annexé et donnant à titre explicatif mais nullement limitatif, deux formes de réalisation conformes à l'invention. 30 Sur ce dessin : la figure 1 et la figure la représentent des formes d'exécution de l'invention; la figure lb représente un élément de commande qui peut être utilisé dans une variante; 35 la figure 2 est le schéma du circuit équivalant au transis tor des figures 1 et la. La figure 1 représente un dispositif semi-conducteur se présentant sous la forme d'un transistor 11 dont la capacité interne entre la base 13 et l'émetteur 14, qui est fonction de l'intensité RftD ORIGINAL 69 05364 2 2002921 du courant , est représentée symboliquement par la capacité 12. Le montage comprend en outre une impédance constituée par un cristal 15 et un condensateur 16 et qui détermine, conjointement avec la capacité 12, la fréquence d'oscillation. Le cris-5 tal 15 est monté entre la base 13 et le collecteur 17, lui-même connecté, par l'intermédiaire d'une résistance 18 s. la source de tension V. Le condensateur 16 est monté entre le collecteur 17 et la masse. L'oscillateur comprend encore une source de courant de 10 commande 20 et un condensateur shunt 21, montés entre la masse et une des extrémités d'une bobine 22. Le condensateur 21 a une capacité telle qu'il empêche des variations rapides du courant appliqué au transistor 11 a partir de la source 20, et la bobine 22 doit être suffisamment grande pour que,dans la gamme de fré-15 quences de travail, le signal en courant alternatif présent sur la base 13 soit d'une intensité suffisante. La composante continue du courant fourni par la source 20 parvient sur la base 13 à travers la bobine 22. Une variation de cette composante continue entraîne une variation correspondante de la capacité 12 et eomman-20 de ainsi la fréquence d'oscillation. La figure 2 représente le schéma d'un circuit équivalent permettant de décrire le mode de fonctionnement du transistor 11 en haute fréquence. Une résistance de base 23 est montée entre la borne de base 13 et la base proprement dite 24. Entre celle-ci et l'émetteur 14 sont montées 25 en parallèle une capacité de diffusion 12a, une capacité d'amplification 12b, une.capacité de couche d'arrêt 12c, ainsi qu'une résistance émetteur-base 25. Entre la base proprement dite 24 et le collecteur 17 sont montées en parallèle la résistance base-collecteur 26 et une capacité base-collecteur 27. Une source de 30 courant secondaire 28 et une résistance collecteur-émetteur 29 sont montées en parallèle entre le collecteur 17 et l'émetteur 14. La capacité 12 de la figure 1 est la somme des capacités 12a, 12b et 12c. La capacité de couche d'arrêt 12c et la capacité base-collecteur 27 dépendent de l'agencement constructif du tran-35 sistor 11 et sont relativement indépendantes du courant qui les traverse. La capacité 12b, qui est à attribuer à l'effet Miller, est approximativement égale au produit de la capacité base-collecteur 27 par ( 1 + ■ Dans cette formule, R estjla résistance de charge extérieure entre le collecteur 17 et l'émetteur 14 et eAD 69 05364 3 2002921 g^, la conductance inverse du transistor 11. Cette conductance est proportionnelle au courant traversant l'émetteur 14 et la base 13 et, par conséquent, ceci est valable également pour la capacité 12b. 5 La valeur ohmique de la résistance 25 décroît lorsque le courant de base ou le courant d'émetteur augmente, et, comme le produit de la capacité 12a et de la résistance 25 est pratiquement constant, la capacité 12a est proportionnelle aux courants traversant l'émetteur 14 et la base 13. Une variation de 10 courant de réglage appliqué à la base 13 entraîne donc des variations correspondantes des capacités 12a et 12b. A ces variations correspond à son tour une variation de la capacité totale 12 qui ajuste la fréquence d'oscillation. Le montage oscillateur représenté sur la figure 1 peut être 15 comparé à un montage oscillateur de Colpitts-Pierce. Dans ce typé de montage, on utilise souvent un cristal analogue au cristal 13 pour obtenir une stabilité de fréquence aussi grande que possible. Le schéma équivalent du cristal 13 qui peut être, par exemple, un cristal piézo-électrique, est constitué à la fois 20 par des inductances et des capacités, de sorte que ce cristal peut être utilisé pour la commande de fréquence. Sur la figure 1, le cristal 13 peut fonctionner à line faible distance au-dessous de sa fréquence de résonance parallèle de sorte qu'il se comporte comme une inductance Bien que la figure 1 illustre l'utilisation 25 de l'invention dans un oscillateur à haute-fréquence piloté par cristal, l'invention peut également être utilisée pour d'autres types de montages oscillateurs avec ou sans pilotage par cristal, comme décrit plus loin de façon plus détaillée. La fréquence d'oscillation propre 00 du montage de la figure 30 1 est donnée par l'équation : 2 _ C12 + C16 W - —— — (1) L15C12C16 où L et C sont, respectivement, l'inductance et la capacité de 35 l'élément du montage désigné par l'indice. Le courant de réglage parvenant à l'émetteur 14 par l'intermédiaire de la base 13 détermine, comme précédemment décrit, la somme des capacités 12a et 12b. Il en résulte une commande correspondante de C^ et de la fréquence d'oscillation. BAD ORfGWAL 69 05364 4 2002921 La figure la représente une variante, dans laquelle le montage en série 15a d'une bobine et d'un condensateur remplace: entre la base 13 et le collecteur 17, le cristal 15. L'application du courant de réglage s'effectue, elle-aussi, d'une autre 5 manière, pour ainsi dire à la façon d'une "source de courant négatif" qui commande le courant de sortie de l'émetteur 14 et*, par conséquent, le courant parvenant à la base 13 par l'intermédiaire de la bobine 22'. La bobine 22' fonctionne à peu' près de la même manière que la bobine 22 et le condensateur 21', à peu 10 près de la même manière que le condensateur 21. Pour la fréquence d'oscillation 00 du montage de la figure cL la on a l'équation suivante : Dans cette formule , L représente l'inductance de 15a et C 3, Ll représente sa capacité. La figure 1b représente une inductance 15b qui peut être, utilisée au lieu de la résistance 15a de la figure la. On obtiendrait ainsi un montage Colpitts. La fréquence d'oscillation 2q d'un tel montage correspond à la valeur résultant de l'équation (1) lorsqu'on remplace L.c par la valeur de l'inductance 15b„ 15 Si l'on remplace le transistor 11 de la figure 1 par an transistor PNP, la source de courant 20, au lieu de se coiRport. comme une"source de courant négatif" fonctionne sensiblement-2Ç- la même manière que la source 20'. Une autre possibilité cornai-terait à réaliser la source de courant comme représenté sur h, figure la. . . Dans un récepteur de télévision, on peut utiliser, coiudio source de courant, un comparateur de phases qui compare la phvi:r-de l'oscillation locale à celle du signal de synchronisation tte couleur. 15 (2) BAÙ original 69 05364 5 2002921 REVENDICATIONS 1 - Oscillateur à fréquence d'oscillation ajustable comportant un dispositif semi-conducteur (11), dans lequel une capacité propre (12) sensible au courant est présente entre deux électro- 5 des et détermine avec une impédance (15,l6,15a) connectée au dispositif semi-conducteur, la fréquence d'oscillation, ledit oscillateur étant caractérisé par une source de courant (20,20') connectée aux deux électrodes précitées pour engendrer un courant de réglage variable qui influe sur la capacité propre. 10 2 - Oscillateur suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que le dispositif serai-conducteur (11) est un transistor dont la base (13) et l'émetteur (14) sont connectés à la source de courant (20, 20'). 3 - Oscillateur suivant la revendication 1, caractérisé 15 par le fait que l'impédance (15» 16) contient un cristal (15) • 4 - Oscillateur suivant la revendication 2, caractérisé par le fait que l'ensemble en parallèle comprenant la source de courant (20) et un condensateur (21) est connecté à une des extrémités d'une bobine (22) dont l'autre extrémité est reliée à 20 la base (13) du transistor (11). 5 - Oscillateur suivant la revendication 2, caractérisé par le fait que l'ensemble en parallèle de la source de courant; (20') et d'un condensateur (21') est monté entre l'émetteur (14) du transistor (11) et la masse, tandis qu'entre la base (13) et la 25 masse est interposée une bobine (22'). 6 - Oscillateur suivant les revendications 2 et 3 caractérisé par le fait que le cristal (15) est monté entre la base (13) et le collecteur (17) tandis qu'entre celui-ci et la masse est branché un condensateur (16) formant une partie de l'impédance 30 (15, 16)/ BADOFtfâlKAL