Brevet FR2093920A1 — publié le 19720204

L'invention est du domaine des sources de courants alternatifs et concerne plus particulièrement un montage qui assure la synchronisation rigoureuse, à un haut degré d'approximation, entre plusieurs oscillateurs. Les principales applications se trouvent dans la technique des télécommunications par courants porteurs, dans laquelle la substitution d'un oscillateur à un autre au cours de ltexploi- tation se fait sans parasite transitoire si les deux oscillateurs ont la même phase. ETAT DE LA TECHNIQUE On connait par le brevet français de la demanderesse NO 1 270 526 un montage assurant en principe la concordance de phase entre deux oscillateurs stables par couplage de leurs deux circuits de réaction par connexion directe des secondaires de deux transformateurs dont les primaires sont insérés dans les circuits de réaction respectifs des deux oscillateurs. La mise en parallèle des deux oscil- lateurs n'est autorisée que si les phases sont concordantes.Le montage connu comporte des moyens pour mettre hors circuit l'un des oscillateurs connectés en parallèle si le niveau de sa tension de sortie s'écarte de la valeur normale, ainsi que des moyens pour déclencher une signalisation si les courants de sortie des deux oscillateurs connectés en parallèle cessent d'être en concordance de phase. On connaît également des discriminateurs de phase qui fournissent une tension continue de correction fonction du déphasage entre les tensions de sortie d'un oscillateur de référence et d'un oscillateur asservi au premier. Toutefois ces appareils connus tirent le signal de correction d'un déphasage résiduel entre les deux fréquences d'entrée, et laissent donc subsister un écart de phase entre ces fréquences. Le but de la présente invention est d'assurer un degré de sécurité supérieur en assurant automatiquement la conservation de la concordance de phase entre au moins deux oscillateurs, c'est-à-dire un écart de phase nul, grâce à une tension de correction qui est engendrée si un déphasage vient à se produire, et qui est conservée en mémoire lorsque la synchronisation complète de phase est obtenue. Les moyens préférés mis en oeuvre sont basés sur l'application des fonctions logiques, les signaux étant eux-mêmes sous forme d'ondes carrées à deux valences appliquées à des circuits logiques du type intégré. L'invention va etre décrite en détail ci-dessous en se référant aux figures annexées, parmi lesquelles La figure 1 est un schéma général d'une forme de réalisation de l'invention dans le cas de deux oscillateurs de même rang hiérarchique La figure 2 est un schéma correspondant au cas où un des oscillateurs est un oscillateur servant de pilote à au moins un autre oscillateur La figure 9. est un schéma plus détaillé correspondant au diagramme de la ligure 1 La figure 4 montre la forme des signaux en divers points du circuit La figure 5 comprend un ensemble de graphiques montrant un cas de correction de déphasage par le montage de l'invention. DESCRIPTIUN FIGURE 1 - La figure 1 présente un diagramme d'une installation selon l'invention sous une forme générale. Un premier oscillateur 1 est muni d'un correcteur de phase 3, qui pourra comprendre avantageusement un composant non linéaire par exemple une diode à capacité variable. Un deuxieme oscillateur 2 est muni semblablement d'un correcteur de phase 4 de même type. Les courants de sortie des deux oscillateurs sont reçus par un organe 5 qui est un comparateur de phase à sorties complémentaires Une première sortie de tension continue V1 est connectée à une entrée + d'un premier intégrateur différentiel à mémoire 6, et à une entrée - d'un deuxième intégrateur différentiel à mémoire 7 ; une deuxième sortie P2 complémentaire de la sortie P1 de tension continue V2 est connectée à une entrée - dudit premier intégrateur différentiel à mémoire et à une entrée + dudit deuxième intégrateur différentiel à mémoire. La sortie du premier intégrateur différentiel à mémoire Y1 applique une tension de commande U1 au correcteur de phase 3 ; la sortie du deuxième intégrateur différentiel à mémoire Y applique une tension de commande U2 au correcteur de 2 phase 4. Tant que les oscillateurs 1 et 2, de même fréquence, ont rigoureusement la même phase, les tensions de correction U1 et U2 sont constantes. Si la phase d'un des oscillateurs vient à dériver par rapport à la phase de l'autre oscillateur, il apparaît des écarts de tension égaux en valeur absolue et en sens opposé, par exemple + AU en Y1 et - AU en YV, de façon à ramener le synchronisme. Le synchronisme étant ramené, la fonction mémoire des intégrateurs différentiels conserve les écarts de tension de correction : les tensions appliquées deviennent U1 + AU en Y1 et U2 - AU en Y2. Les deux oscillateurs étant supposés de même hiérarchie, il est logique de les ramener l'un vers l'autre en appliquant à chacun la moitié de la correction. FIGURE 2 - L'appareil se simplifie si l'un des oscillateurs, à haute stabilité, par exemple oscillateur à quartz, sert à piloter l'autre. Dans ce cas, derrière le comparateur différentiel à sorties complémentaires, il n'y a qu'un seul intégrateur différentiel à mémoire. C'est ce cas que représente la figure 2. 8 désigne un oscillateur pilote à haute stabilité de sortie A : on retrouve en 2, 4, set 7 les mêmes organes que dans la figure 1. Le comparateur différentiel 5 à sorties complémentaires a une entrée reliée à la sortie A de l'oscillateur pilote 8. L'intégrateur différentiel a mémoire 7 applique en Y2 une tension de commande U2 au correcteur de phase 4 de l'oscillateur piloté 2. Un cas, non représenté, déduit immédiatement de la figure 2 est l'asservissement de plusieurs cscillateurs à un même oscillateur pilote : pour chaque oscillateur asservi, il existe un comparateur différentiel à sorties complémentaires et un irtégrateur différentiel à mémoire, ledit comparateur différentiel ayant une ertrée reliée à la sortie de l'oscillateur asservi concerné, et l'autre entrée reliée à la sortie A de l'oscillateur pilote. Un autre cas non représenté comprend un multiplicateur de fréquence de facteur n ou un diviseur de fréquence de rapport n connecté- en série avec l'un des oscillateurs synchronisés, entre l'oscillateur et le comparateur différentiel. On obtient ainsi la synchronisation d'un oscillateur de fréquence f avec un oscillateur fonctionnant à la fréquence nf (cas d'un diviseur de fréquence en sériet, ou f/n (cas d'un multiplicateur de fréquence en sériel. FIGURE 3 - La figure 3 montre un mode de réalisation préféré de l'invention avec des grandeurs logiques et des circuits logiques. Un premier oscillateur 10 muni d'une diode à capacité variable ou analogue Il débite un courant de fréquence 4a, sous forme de créneaux de rapport cyclique 1/1. Une première bascule binaire 12 en série, de sorties-Q et Q tdénominations génériques communes à toutes les bascules du montage), fournit sur la sortie O une fréquence moitié 2a. Une deuxième bascule 13 en série, fournit sur la sortie Q un signal logique a et sur la sortie Q un signal logique a. Semblablement un deuxième oscillateur 20 muni d'une diode à capacité variable ou analogue 21, fournit un signal de fréquence 4b, appliqué à une troisième bascule 22, dont la sortie Q fournit une fréquence 2b à une quatrième bascule 23, qui donne en sortie les signaux logiques b sur la sortiez et b sur la sortie Q. a et b sont,appliqués aux entrées d'un circuit ET 14, qui donne en sortie amb. a et b sont appliqués aux entrées d'un circuit ET 24 qui donne en sortie a+b. Un troisième circuit ET 15, recevant sur deux entrées les signaux a+b et a+b, fournit en sortie ab+ b. Un autre circuit ET 16, aux entrées connectées en parallèle, et fqnctionnant en inverseur, fournit en sortie, la quantité ab+ab. La valeur moyenne de la première quantité ab+ab est donnée par une première cellule RC, 17, de sortie Pî, (voir figure 13. La tension continue au point P1 est V1. La valeur moyenne de la deuxième quantité aboeb est donnée par une deuxième cellule RC, 18, de sortie P2 (voir figure 13. La tension continue au point P2 est V2. Le point -P1 est connecté à une entrée - d'un premier amplificateur diffé- rentiel intégrateur 18 par une première résistance de valeur R1. ainsi qu'à une entrée + d'un deuxième intégrateur 26 à travers une deuxième résistance de valeur R1. Le point P2 est connecté à une entrée + dudit amplificateur différentiel intégrateur 18 par une troisième résistance de valeur R1, ainsi qu'à une entrée - dudit amplificateur différentiel 26 par une quatrième résistance de valeur R1. La sortie Y1 de l'amplificateur différentiel 18 applique une tension U1 à la diode à capacité variable 11 ; la sortie Y2 de l'amplificateur différentiel 28 applique une tension U2 à la diode à capacité variable 21. Le comparateur différentiel à sorties complémentaires (figure 13 comprend les organes 12, 13, 14 > 15, 16, 17, 22, 23,, 24, 28. Les intégrateurs différentiels à mémoire de la figure 1 sont des amplificateurs différentiels intégrateurs 18 et 28. FIGURE 4 - La figure 4 montre la forme des divers signaux logiques fournis par les organes de la figure 3. Les signaux correspondent à un cas d'équilibre, les deux oscillateurs 10 et 20 ayant rigoureusement la même phase par le jeu du montage de l'invention. FIGURE 5 - La figure 5 montre la variation des quantités V1, V2, U1, U2 dans un cas où, après un premier état de régime à A = O, on passe successivement à un état de non-synchronisme th Z 0t, ramené au synchronisme t A = 03 par le jeu du montage. Les deux premières lignes montrent les fonctions absab et ab+ab, les deux lignes suivantes la variation des quantités V1 et V2, et les deux dernières lignes la variation des quantités U1 et U2. En état de régime, les valeurs de hU1 et U2 sont conservées en mémoire par les amplificateurs différentiels intégrateurs respectifs. REVENDICATIONS 1/ Dispositif de synchronisation d'oscillateurs assurant l'identité de phase rigoureuse entre au moins deux oscillateurs ayant même fréquence, dont au moins un est équipé d'un organe correcteur de phase commandé par une tension, caractérisé en ce qu'il comporte au moins un comparateur différentiel de phase à deux entrées, ayant deux sorties complémentaires, et au moins un intégrateur différentiel à mémoire qui applique une tension de correction à au moins un oscillateur équipé d'un organe correcteur de phase. 2/ Dispositif de synchronisation d'oscillateurs selon la revendication 1, pour deux oscillateurs de même type, équipés chacun d'un organe correcteur de phase, caractérisé en ce qu'il comporte un comparateur de phase 'différentiel à sorties complémentaires, et deux intégrateurs différentiels à mémoire dont chacun a sa sortie connectée à un desdits organes correcteurs de phase, auxquels sont appliqués des signaux de correction de polarité opposée en cas de dérive passagère de phase. 3/ Dispositif de synchronisation d'oscillateurs selon la revendication 1, pour un oscillateur pilote et n oscillateurs asservis, caractérisé en ce qu'il comporte, pour chaque oscillateur asservi, un comparateur de phase différentiel à sorties complémentaires ayant une entrée connectée à la-sortie de l'oscillateur pilote et une entrée connectée à la sortie d'un des n oscillateurs asservis, en série avec un intégrateur différentiel à mémoire, dont chacun peut délivrer une tension de correction pour l'oscillateur asservi correspondant. 4/ Dispositif de synchronisation d'oscillateurs selon une des revendications précédentes caractérisé en ce qu'un diviseur de fréquence ou un multiplicateur de fréquence est en série avec au moins un desdits oscillateurs. 5/ Dispositif de synchronisation d'oscillateurs selon une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit comparateur de phase différentiel à sorties complémentaires comporte une première chaîne de deux bascules binaires, fournissant des signaux logiques a et a, une deuxième chaine de deux bascules binaires fournissant des signaux logiques b et b, interconnectées avec des circuits logiques fournissant une fonction ab+ab et la fonction inverse ab+ b, une première cellule d'intégration fournissant une tension continue qui est la valeur moyenne de ladite fonction directe et une deuxième cellule d'intégration fournissant une tension continue qui est la valeur moyenne de ladite fonction inverse. 6/ Dispositif de synchronisation d'oscillatsurs selon la revendication 5, caractérisé en ce que lesdits circuits logiques comportent deux circuits ET à deux entrées connectées aux sorties desdites chaînes de bascules binaires, un troisième circuit ET à deux entrées connectes aux sorties desdits premiers circuits ET, et un quatrième circuit ET à deux entrées en parallèle fonctionnant en inverseur à la sortie dudit troisième circuit ET. 7/ Dispositif de synchronisation d'oscillateurs selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'il comporte au moins un amplificateur monté en intégrateur à deux entrées connectés respectivement aux sorties d'un comparateur de phase différentlel à sorties complémentaires.