Brevet FR2003205A1 — publié le 19691107

L'invention est relative au secteur de la technique indiqué dans la classe HO36 5/1? de la classification interna tionale de Strasbourg et concerne plus particulièrement un montage oscillateur pour oscillations électriques de ultrahautes fréquences, comportant d'une part un transistor dont la base est reliée à la masse et dont le collecteur est connecté à un circuit oscillant accordable à l'aide d'une première diode à capacité variable et d'autre part, une voie de retrocouplage contenant une deuxième diode à capacité variable, dont la capacité est modifiée dans le même sens que celle de la première diode en cas d'accord du circuit oscillant. les montages oscillateurs comportant un circuit oscillant accordé par une diode à capacité variable - appelée par la suite "diode varicap" -ont l'inconvénient suivant; la résistance de résonance du circuit oscillant est beaucoup plus petite pour les fréquences peu élevées Ilue pour les fréquences 1 élevées. Il en résulte que le circuit oscille convenablement, soit aux fréquences élevées, cette oscillation s'arrêtant en cas d'accord sur les fréquences plus basses, soit aux fré- quences basses, l'oscillation devenant alors trôp forte en cas d'accord sur les fréquences plus élevées. Pour éliminer cet inconvnient, la voie de rétro- couplage du montage mentionné dans le préambule contient une diode varicap dont la capacité est modifiée en fonction de l'accord de fanon telle que dans le cas d'accord sur les fréX quences élevées, cette diode n'ait qu'une capacité faible, alors qu'en cas d'accord aux fréquences plus basses, la capacité de la diode est augmentée.La capacité de la diode subit donc une variation de même sens que celle de la diode varicap du circuit oscillant destinde à réaliser l'accord Lorsque raccord est m.olifié dans la direction des fréquences plus basses, la résistance de résonance du circuit oscillant et donc aussi la ten sion se produisant aux bornes de ce circuit étant alors diminuées en valeur, l'admittance de la voie de retrocouplage d'accroît alors, de sorte que ltoscillateur est empêché d'arrêter son oscillation. Toutefois, on a constats que dans un montage oscilo lateur de ce genre, la fréquence d'oscillation engendrée est fortement tributaire de la température en cas d'accord sur les fréquences plus élevées. Pour un montage oscillateur TJEF, utIlise dans une unlié d'a@cord UHF de télévision, la gamme d'accord de @'osoillate@@ étant situés entre envlron 50@ e' 900 MHz, on a constaté que dans le cas où l'accord est réalisé sur 900 MHz, la fréquence var@e environ de 3 à 5 MHz par 15 C, ce qui est un glissement de fréquence lnadmissible pour la réception d'un programme télévisé. L'invention fournit un montage escillateur dans le ue' l'inconvénient prit est éliminé, A et effet le montage oscillateur conforme a l'invention est remarquable en ce que la deuxième diode d capacité variable appartient à un circuit ré sonnant paraliele situé dans la voie de rétrocouplage et qui, dans le cas accord sur les fréquences plus élevées de la gamme d'accord, est pratiquement en résonance avec la fréquence de l'oscillation engendrée par le montage oscillateur l'invention repose sur l'idée suivante La fr quence d'oscillation d'un montage oscillateur UHF n'est pas uni quement déterminée par le circuit oscillant raccordé au collec teur du transistor, mais également par le facteur d'amplification de courant 0( du transistor, en particulier le déphasage caractérisant de facteur. Or, on a constaté que ledit ne subit qu'une faible influence de la part de la temperature dans le cas où il s'agit de courants de collecter de faible intensité, ais qu'il varie par contre fortement en fonction de la tempéra t-tire quand il ; s'agit de courants de collecteur de plus forte intensités dans le cas d'emploi d'un transister du type BF 181 par exemple, il en est ainsi pour des intensités supérieures à 2 mi rur le montage oscillateur décrit dans le preambule, le fort glissement de fréquence en cas d'accord sur les fréquences plus @levées résulte de ce que les crètes du courant de collecteur circulant dans le transistor parvienne jusoue dans le domaine c le facteur d'amplification est fortement tributaire de la tem- pérature.La cause en est que dans le cas d'accord sur les fré quences plus élevées, le r-troccuplage agit trop fortement a travers la capacité de la diode varcap faisant parle de la voie de rétrocouplage, cette action étant ensere accentuée pa d'inductance série parasite que présente cette voie et qui ne peut plus être négligée aux fréquences d'oseillation élevées. ans un montage oscillateur UFF utilisé dans une unité d'accord UHF d'un récepteur de télévision, la capacité de la diode varicap montée dans la voie de rétrocouplage pext atteindre 2,5 pF BAD lorsque l'cstillateur est a@@ordé par exemple à 900 MHz. ladite capacrté fournissant une réactante capacit @@ de @O #. La longaeur minimale que l'on peut donner à la voie de rétrocouplage est environ 1 cm, longueur qui correspond à un coefficient de self d'environ 0,01 H.A la fréquence de 900 MHz, ce coefficient a une réactance inductive de 57 #, de sorte que la réactance capacitive totale de la voie de rétrocouplage atteint seulement 13# pour une fréquence de 900 MHz, ce qui correspond à une capacité d'environ 14 pF Grâce à la mesure préconisée par l'invention, na réactance de la voie de rétrocouplage est augmentée considérablement en cas d'accord sur les fréquences les Els élevées, de sorte que les cretes du courant de collecteur circulant dans le transistor ne parviennent plus dans le domaine où le facteur d'amplification de courant est fortement tributaire de la tempé- rature.Le glissement de fréquence de l'oscillateur est ainsi r-duit de façon efficace Pour un montage oscillateur conforme à l'invention et soumis à des essais pratiques, on a constaté qu'à la frdquence de 900 MHz, le glissement de frdquence avait com- plètement disparu et que sur toute la port'e d'àccord, il ne dé- passait pas 0,5 MHz par 15 C la description suivante, en regard du dessin annexé, le tout donné à titre de'exemple non limitatif, fera bien comprendre comment l'invention peut etre realisees Sur cette figure qui illustre un mode de réalisa tion d'un montage oscillateur conforme à l'invention, ce dernier sert également d'étage changeur de fréquence pour transformer, à l'aide de l'oscillation, un signal d'entrée UHF en un signal de sortie de fréquence intermédiaire. Le montage comporte un transistor (1) don la base est raccordée d'une part à la masse à travers un condensateur (2) présentant une capacité relativement élevée at d autre part, à travers une résiatance (3), à une tension continue posstive pour l'alimentation du transistor (1) en courant continu. Par l'intermédiaire d un condensateur (4), le collecteur du transistor (1) est raccordé à un circuit os@@llant comportant un tronçon de ligne #/4 indiqué par (5) et connecté dune part à la masse et d'antre part, å l'anode d une diode (6) à capacltet variable (diode varicap' La cathode de cette diode est à la masse à travers un condensateur (7) dont la capacité est par @kemp@e égale à 13 pF. A tra"ers ans réristante (8), la cathode de la diede (6) recoft également une tension continue variable Uv permettant de faire varier sa capacité et, partant. l'accord du circulit oscillant formé par le tronçon (5), la diode (6) et Le conducteur ()o Un condensateur (9) accordé au tronçon (;) sert au réglage de ce circuit oscillant Afin que le montage puisse osciller, le point comr.un 1 la diode (6) et au condensateur (7) est raccordé a l'émetteur du transistJDr (i) par l'intermédiaire dune voie de rétrocouplage formée par une deuxième diode varicap (10), un condensateur (11) de capacité d'environ 12 pF et un condensateur (12) de eapasite relativement élevée.A l'aide d'une résistance (13), l'anode de la diode (4-d) est mise au potentiel de la masse en ce qui concerne la tension continue tant donne que la cathode de la diode reçoit la même tension d'accord variable Uv que la cathode de la diode (6), il en résulte qu en cas d'accord, la capacité de la di ode (10) varie dans le mcme sens que celle de la diode (6). On obtient ainsi que dans le cas où l'accord est réalisé sur les fréquences plus élevées de la gamme, l'oscillateur n'est rétrocouplé que dans une faible mesure, tandis que dans le cas a l'accord est réalisé sur les fréquences plus basses, le rétnecouplage exerce un effet plus grand. affin que dans le as d accord sur les fréquences plus évevées, le glissement de fréquence de l'oscillateur soit réduit considérablement. on a shunté la diode (10) et le condensateur (li) par une inductance (14) constituée par exemple par une seule boucle de fil Avec la diode (10) et le cc-ndensateur (11), cette inductance (14) forme un eircuit résonnant parallèle dimensionné, tel que la résonance pour la fréquence d'oscillation se produise dans le cas d'accord sur ou dans le voisinage des fréquences les plus élevées de la gamme d'accord.La voie de rétrocouplage, contite par les composants (10) s (42) et (14), est donc fortement ohmique pour es fréquence les plus élevées, de sorte que le rétrocouplage, indispensable pour le fonctionnement de l'oscillateur9 a principalement lieu å travers la capacité intérieure collecteur-émetteur du transistor0 De la manière mentionnée dans le préambule, on obtient ainsi une ré duction considérable du glissement de fréquence. Sur la figure unique, le condensateur (11) agit de sorte qu'en ce qui concerne la tension continue l'inductance (14), raccordée à la tension de régykatuib Yvm siut séparée de l'anide de ka duide varucap (10). reliée à la masse an ce qui concerne la tension continue le condensateur (12) agt de ma nière identique en ce qui concerne la séparation entre l'induc tance (14) et l'émentteur du transistor (i) vis a uis du courant continu.Il y a lieu de remarquer qu-l est possible dgalement de placer dans la boucle (~4) le condensateur (il) ou le con densateur (12) Pendant qu'aux fréquences plus élevées de la gamme d'accord, le circuit résonnant (10), (11), (id) est pratiquement en résonance avec la fréquence d'oscillation, il y a lieu de prendre soin a ce que pour les fréquences plus basses de la gamme, ce circuit ait une impédance capacitive pour ladite fréquence, de sorte que la voie de rétrocouplage possède le déphasage nécessaire pour l'entretien de l'oscillation.Ceci implique que dans le cas de variation de l'accord, la fréquence de résonance du circuit (10), (il), (14) doit varier pus rapidement que elle du circuit oscillant (5), (6), (7). On y parvint de maniere simple en choisissant judicieusement les constituants on peut par exemple, soit shunter le circuit oscillant par une capacité suffisante (condensateur 9), solt utiliser les capacités en série (7) et (il) appropriées. Etant donné que le montage représenté sur la figure fait également office d'étatge changeur de fréquence, l'émetteur du transistor (1) reçoit une tension de signalisation, devant être mélangée avec la tension d'oscillation de 1 o@@ llateur, cette tension de signalisation provenant par exemple d'un filtre de bande dont le circuit secondaire est con stitu@ par un tronçon de ligne #/4 (@@), une diode varicap (16) et on condensateur en série (17). Le signal devant être mélangé est par exemple appliqué par voie inductive à ce circuit.Une boucle de couplage (18), située dans le circuit émetteur du transistor (1) et couplée inductivement au tronçon 915), transmet le signal à l'émetteur. l'extrémité de bourle @ituée à l'opposé de l'émentteur est à la masse d'une part, à travers une r'-sistance (la) et d'autre part., à travers un condensateur de découplage (20).Au besoin, la boucle (18) peut s'étendre le long du tronçon (5) du @ircuit oscillateur, de sorte qu'outre le rttbrocouplage capacitif par l'intermédiaire de la diode, on ob tient également un rétrocouplage inductif de l'oscillateur A travers une résistance (2), la tension d'accord Uv @x'stant aux cathodes des diodes (6) et (10), est appliquée à la cathode de la diode varicap (16), de sorte que l'accord du circuit de filtre de bande (15), (16), (17) var@e en même temps que celui du circuit oscillant (5), (6), (7). Le signal de fréquence ie transistor (1) est prélevé par exemple à son borne de sortie (22) raccordée au collecter du transistor (), cette borne rece vant également la tension continue de collecteur nécessaire au fonctionnement convenable dudit transistor, REVENDICATIONS. Montage oscillateur pour csoillations électriques de ultrahautes frequences, comportant dune part un transistor dont la base est reliée a la masse et dont le collecteur est conneetee å un circuit oscillant accordable à iade d une première diode à capacité variable, et d'autre part, une voie de rétrocouplage contenant une deuxième diode à capacité variable, dont la capacité est modifiée dans e meme sens que celle de la première diode en cas d'accord du circu@t oscillant, caractérisé en ce que la deuxième diode a capacit variable appartient å un circuit résonnant parallnle situt dans la voie de rétrocouplage et qu , dans le cas d'accord sur les fréquences plus élevées de la gamme d'accord, est pratiquement en résonance avec la frequence de l'oscillation engendrée par e montage oseillateur 2. Montage oscillateur selon revendication 1, carac tri en ce que le circuit oscillant et le circuit résonnant parallèle situe dans la voie de rétrocouplage contiennent des capacités série et/ou parallèle qui sont dimensionnées de sorte que dans le cas d'accord sur les fréquences plus basses de la partée de l'accord, ledit circuit résonnan- parallèle constitue une Impédance capacitive pour l'oscillation engendrée par le mon tage osoillateur