Brevet FR2096906A1 — publié le 19720303

La présente invention se rapporte aux oscillateurs comportant une ou plusieurs diodes à capacité variable, auxquelles oa applique une certaine tension de commande en vue de faire varier la fréquence d'oscillatioa. 5 II est évidemment souhaitable que ladite fréquence soit une fonction linéaire de la tension de commande, ce qui est difficile à obtenir à priori, compte teau des caractéristiques de variatioa de la capacité de ces diodes en fonction de la tension de commande. 10 II est connu de convertir la fréquence de l'oscillateur en une tension proportionnelle et de commander la diode par l'écart entre cette tension proportionnelle et la tension variable de commande. Oa asservit ainsi la fréquence d'oscillation à une valeur qui varie linéairement en fonction de la tension de comman-15 de. Cette méthode ne fonctionne correctement que pour des fréquen ces de modulation de fréquence peu élevées (par exemple, ne dépassant pas 10KHz), en raison de la constante de temps importante introduite dans l'asservissement par le dispositif convertisseur fréquence-tensioa. 20 Pour remédier à cet inconvénient, on a proposé d'adjoindre à l'oscillateur un générateur de fonction de type courant constitué par une pluralité de cellules à diodes montées en cascade. Un tel générateur permet d'établir, à partir de la tension de commande, une tension non linéaire apte à compenser la non linéarité de la 25 diode et celle du circuit oscillant de l'oscillateur. Il présente, toutefois, l'inconvénient important d'être compliqué et, surtout difficile à régler, chaque cellule devant être réglée séparément jusqu'à ce que l'on constate que la linéarité de fréquence désirée a été obtenue. 30 L'invention propose un générateur de fonction extrêmement simple, ne comportant qu'un nombre très réduit de réglage, et indique la manière de l'associer à un oscillateur à capacité variable pour obtenir une variation sensiblement linéaire de sa fréquence. 35 Le générateur de fonction, suivant l'invention est apte à fournir, à partir d'une tension appliquée à son entrée, une fonction comportant une somme de termes respectivement proportionnels aux différentes puissances successives de ladite tension, et est principalement caractérisé en ce qu'il comporte : un multiplica-40 teur analogique ayant deux entrées sur lesquelles sont appliquées 70 26040 2 2096906 ladite tensioa, et une sortie ; et des moyens de réinjecter, sur lesdites entrées, une fraction réglable de la tension de sortie du multiplicateur analogique. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description 5 ci-après. Au-dessin annexé : La figure 1 est un schéma de principe d'un oscillateur à capacité variable associé à un générateur de fonction suivant l'invention et 10 La figure 2 est le schéma détaillé d'un mode d'exécution pratique du montage de la figure 1 A la figure 1, on a représenté ua circuit oscillant composé d'un condensateur C de forte valeur devant la capacité de la diode, d'une self L et d'une diode à capacité variable D. 15 Une tension Ug est appliquée à travers une résistance de forte valeur qui n'amortira pas notablement le circuit oscillait, aux bornes de la diode D. Il est bien connu que la capacité interne K d'une diode à capacité variable est une fonction de Ug et que cette fonction est 20 fortement non linéaire. On sait, également, que la fréquence F d'oscillation du circuit L (C + K) est une fonction inverse de X. En définitive, si l'on veut réaliser un oscillateur de fréquence linéairement variable en fonction d'une certaine tension de commande donnée U^, il est évidemment nécessaire d'engendrer 25 une tension Ug fonction prédéterminée de U^, cette dernière fonction étant fortement non linéaire. A cet effet, le dispositif figuré utilise essentiellement un circuit connu sous le nom de multiplicateur analogique. Un tel circuit M est apte à engendrer, sur sa sortie Z, une tension pro-30 portionnelle au produit des tensions respectivement appliquées sur ses entrées ï et Y» A titre d'exemple non limitatif, le dispositif M peut être un circuit M intégré fabriqué par MOTOROLA, modèle MO 1495. Pour des raisons que l'on expliquera dans la suite, ce multi-35 plicateur est attaqué par l'intermédiaire d'un amplificateur apte à fournir, à partir d'une tension aplliquée à son entrée, une fonction comportant une somme de termes respectivement proportionnels. aux différentes puissances successives de ladite tension, abaisseur d'impédance. On retrouve, à la sortie de cet amplificateur, une tension k IJ^ proportionnelle à U^, laquelle est tout d'abord appliquée directe-5 ment à la diode D par l'intermédiaire des résistances et Rg montées en série. Par ailleurs, cette tension est appliquée aux bornes X et Y par l'intermédiaire d'une résistance R^» Il en résulte, à la sortie Z, la présence d'une tension proportionnelle à 10 Une résistance R. de valeur très élevée, transforme la tension 4 de sortie Z en courant qui circule dans R^, R^, R^ et provoque une chute de tension dans la résistance R^, donc l'introduction, en U2, d'une tension proportionnelle à Pour qu'il en soit ainsi, il faut évidemment que R^ fonctionne 15 en générateur de courant, c'est-à-dire délivre un courant sous une impédance extrêmement élevée, et que la tension U^ soit appliquée à R1 sous faible impédance (d'où l'utilité de l'abaisseur d'impédance A). Par ailleurs, la chute de tension dans R,- réintroduit une ten- 2 sion proportionnelle à U-. sur les entrées X et Y, si bien qu'il en 3 20 résulte la génération d'une tension proportionnelle à U,^ sur la sortie Z. Par le même processus cette tension introduit elle-même, une tension proportionnelle à U^ d'une part en Ug, d'autre part, aux bornes X et Y. le processus se poursuit ainsi par la génération de 4 5 termes en U^ , U-^ , etc, si bien que l'on engendre une tension U^ = 25 k^ U^ + kg U^2 + k^ U^ .... En réglant convenablement la valeur de la résistance R-^, il est aisé de s'arranger pour que les coeffi- cients kn, k„, k„ etc.. aient des valeurs telles que là fréquence d' 12 3 oscillation soit une fonction sensiblement linéaire de la tension d' entrée U^ (ce qui peut être vérifié en relevant la courbe de varia-30 tion de ladite fréquence). A la figure 2, on a représenté un exemple d'exécution pratique du schéma. Le dispositif abaisseur d'impédance est un amplificateur comportant trois transistors 1, 2 et 3 connectés suivant le montage à 35 charge d'émetteur» Une diode de ZEHER 4 relie l'émetteur du transistor 3 à la borne de sortie k^ U^ de 1'amplificateur« Le multiplicateur analogique ïî, du type indiqué ci-dessus en se 70 26040 4 2096906 référant à la figure 1, a été représenté avec ses différentes "bornes, celles de gauche et celles de droite jouant un rôle symétrique dans ce montage. On voit que la borne X de gauche reçoit directement la tension tandis que la borne Y de droite reçoit une tension 5 proportionnelle par l'intermédiaire d'un montage diviseur constitué par deux résistances 5 et 6. les deux bornes Z du multuplicateur analogique sont reliées aux deux entrées d'un circuit générateur de courant équivalent à la résistance très élevée R^ de la figure 1. 10 Ce circuit comprend trois transistors 7, 8 et 9 et est agencé pour comporter une borne de sortie unique, reliée aux deux résistances 5 et 6. le courant qu'il engendre, sous une impédance extrêmement élevée, circule dans les résistances 5 et 6 (qui, prises ensemble, jouent le rôle de la résistance R,- de la figure l), dans deux 15 résistances 10 et 11 ( dont la résistance 11 est variable : elles jouent, prises ensemble, le rôle de la résistance R^ de la figure l) et dans une résistance R On a représenté, à titre d'exemple, un oscillateur du type COl-PIÏÏS comportant un transistor à effet de champ 12 deux diodes 13 et 20 14 à capacité variable et un condensateur C. Il est inutile de décrire plus en détail 1'abaisseur d'impédance, le multiplicateur le générateur de courant et l'oscillateur, lesquels sont bien connus en soi et pourraient faire l'objet de nombreuses variantes d'exécution. 25 Dans l'exemple décrit, les deux résistances 5 et 6 sont égales, si bien que la tension. réinjectée en Y par le générateur de courant a subi line division par deux, ce qui s'est révélé favorable en pratique à l'obtention d'une linéarité aussi bonne que possible de la loi de variation de la fréquence d'oscillation, (on a pu obtenir une 30 linéarité correcte à + 1# près). Il convient de faire observer que le montage décrit et représenté aux figures. 1 et 2, fonctionne en boucle ouverte. la bande passante du multiplicateur logique pouvant être importante (par exemple, de l'ordre de 1 MHz), le dispositif correcteur de la loi de 35 variation de fréquence qui est ainsi adjoint à l'oscillateur ne limite pas la bande passante de ce dernier, ce qui constitue un avantage de l'invention» 70 26043 5 2096906 Par ailleurs, le réglage qui permet d'obtenir une variation linéaire de la fréquence ne porte que sur la résistance R^ (ou, éventuellement en outre, sur la résistance R^)o II est donc très simple et peut être effectué rapidement» 5 II va de soi que diverses modifications pourront être apportées au montage décrit et représenté, sans s'écarter de l'esprit de l'invention. Par ailleurs, le montage générateur de fonction constitué par le multiplicateur analogique, la résistance R^ et les résistances 10 R^ et R^ qui établissent une réaction entre sa sortie à ses.deux entrées, pourrait recevoir d'autres applications. Celle qui a été décrite présente cependant un intérêt tout particulier. 70' 26040 6 2096906 REVENDICATIONS 1 - Générateur de fonction apte à fournir, à partir d'une tension appliquée à son entrée, une fonction comportant une somme de termes respectivement proportionnels aux différentes puissances successives de ladite tension, caractérisé en ce qu'il comporte : un 5 multiplcateur analogique ayant deux entrées sur lesquelles sont appliquées ladite tension, et une sortie ; et des moyens de réinjecter sur lesdites entrées, une fraction réglable de la tension de sortie du multiplicateur analogique. 2 — Application du générateur de fonction suivant la revendica-10 tion 1 à la réalisation d'un oscillateur à diode à capacité variable dont la fréquence est une fonction sensiblement linéaire de la tension appliquée sur une entrée de commande de la tension aux bornes de la diode à capacité variable. 3 - Oscillateur A suivant la revendication 2, caractérisé par 15 un circuit abaisseur d'impédance dont une entrée constitue ladite entrée de commande et dont la sortie est reliée, d'une part, aux deux entrées du multiplicateur analogique, d'autre part, à la capacité variable par l'intermédiaire d'au moins une résistance réglable, lesdits moyens comprenant au moins un organe équivalent à une 20 résistance de valeur très élevée. 4 - Oscillateur suivant la revendication 3, caractérisé en ce que ledit organe est constitué par un circuit générateur de courant, une résistance connectant la sortie dudit circuit générateur de courant aux entrées du multiplicateur analogique. 25 5 - Oscillateur suivant les revendications 3 ou 4, caractérisé en ce que ladite résistance réglable est connectée à la diode à capacité variable par l'intermédiaire d'une résistance de forte valeur.