Brevet FR2116432A1 — publié le 19720713

La présente invention concerne la commande de fréquence automatique et a plus particulièrement pour objet un circuit qui délivre un signal de commande amélioré à un dispositif à réactance variable. 5 la plupart des récepteurs classiques (à modulation d'amplitude, modulation de fréquence et de télévision ) utilisent des circuits d'accord pour répondre aux signaux de fréquence radio reçus. Ces circuits d'accord comportent des amplificateurs sélectifs pour délivrer une version amplifiée dû signal reçu. 10 Ce signal amplifié est classiquement appliqué à un circuit mélangeur qui est sensible également à un signal d'oscillateur local . la différence entre les deux signaux donne un signal de fréquence intermédiaire .Une commande de fréquence automatique sert à commander la fréquence de l'oscillateur local pour 15 donner l'assurance que le mélangeur délivre le signal de fréquence intermédiaire optimum. Il existe de nombreuses techniques pour produire la tension . de commande de fréquence automatique. Cette tension est normalement appliquée à un circuit à réactance variable associé 20 à l'oscillateur pour changer ou modifier sa fréquence en conséquence. Certainsde ces dispositifs utilisent des diodes varactors qui ont une capacitance qui varie selon la valeur de la tension de commande appliquée .Dans de tels dispositifs le récepteur eet accordé à un canal désiré au moyen d'un 25 crgane de commande d'accord manuel et lorsque l'on utilise des diodes1 varactois la commande d'accord fait varier la polarisation de ces diodes. En conséquence des diodes varactors peuvent être soumises à une première tension continue que l'on fait varier au moyen de la commande d'accord . De plus les diodes 30 varactorspeuvent recevoir également une seconde tension continue qui est délivrée par un circuit discriminateur utilisé dans un dispositif de commande de fréquence automatique, lorsque -la diode varactor est soumise à la fois à la tension de commande d'accord et à la tension de commande de fréquence automatique, 35 il existe un problème en ce sens que les caractéristiques de commande ou de gain du circuit de commande de fréquence automatique varient sur la totalité de la gamme d'accord du dispositif. 71 42909 2 2116432 Le gain du circuit de commande de fréquence automatique est une quantité sans dimension et peut être défini pour un système de commande à réaction. Dans un tel système le discrémina-teur présente une sensibilité de sortie en volts par KHz et 5 l'oscillateur local présente une sensibilité de sortie en KHz par volt . Le produit de ces deux sensibilités donne la valeur du gain, sans dimension,du circuit de commande de fréquence automatique. Il est désirable par conséquent qu'un accroissement de la tension du discréminateur donné fasse varier la fréquence 10 de l'oscillateur de la même quantité relativement indépendamment de la fréquence centrale dudit oscillateur. Une variation dans le gain du circuit affecte la réponse du récepteur en fonction de la station sur laquelle l'accord est fait. Il est par conséquent désirable d'obtenir un 15 signal pour une telle diode varactor qui permette l'accord du récepteur sur la gamme désirée tout en maintenant uniforme le gain du circuit de commande de fréquence automatique. Ceci donne l'assurance que l'oscillateur change la fréquence d'une quantité déterminée lors de l'application , au dispositif à 20 réactance variable, d'une augmentation donnée de la tension de la commande. Selon un mode de réalisation de la présente invention, un circuit pour faire varier , de façon précise, la fréquence d'un oscillateur, en commandant la réactance d'un dispositif 25 à. réactance variable relié au réseau de détermination de fréquence de l'oscillateur, comporte un diviseur de tension ayant un bras variable relié au dispositif à réactance variable et dont la fonction est de changer la tension appliquée au dispositif pour faire varier la fréquence de l'oscillateur. 30 Des moyens détecteurs sont sensibles à la fréquence de l'oscillateur pour délivrer un signal d'erreur pour des fréquences différentes d'une -valeur prédéterminée. Des premiers moyens sont reliés aux moyens détecteurs et sont sensibles au signal d'erreur pour délivrer un courant qui lui est directement 35 proportionnel et des seconds moyens sont prévus pour relier des premiers moyens précités au diviseur de tension pour injecter une partie du courant dans ledit diviseur afin de proportionner la tension délivréepar le diviseur au signal d'erreur . 71 42909 3 2116432 Cette action a pour "but de faire varier la fréquence de l'oscillateur relativement indépendamment du réglage du bras variable. Ce montage, en servant à injecter, de façon effective ,un courant dans le diviseur ,a pour fonction d'égaliser le gain 5 du circuit de commande de fréquence automatique dans la bande de fréquence du récepteur. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la description qui va suivre » Dans les dessins annexés donnés uniquement à titre d'exemple 10 - la figure 1 représente le schéma de montage ,en partie sous forme de bises ,d'un récepteur utilisant un circuit de commande selon la présente invention; - la figure 2 montre le schéma d'un autre mode de réalisation du circuit de commande. 15 En seréférant à la figurel, on voit que cette figure représente une antenne 1C sensible à des signaux porteurs d'une bande de fréquence radio transmise . Les bornes de l'antenne 10 ' sont reliées aux bornes d'entrée d'un amplificateur de fréquence radio 11. La sortie de l'amplificateur 11 est 20 appliquée, de façon classique, à une entrée d'un circuit mélangeur 12.Le circuit mélangeur 12 comporte une autre entrée à laquelle est appliqué un signal délivré par un circuit oscillateur local 14 ,inclu dans le récepteur . La sortie du mélangeur 12 donne des fréquences de somme et de différence en 25 fonction des fréquences de l'oscillateur local et de la radio fréquence. L'unetconvenable ,de ces fréquences est sélectionnée par un circuit amplificateur de fréquence intermédiaire 15 à bande relativement étroite . De façon conventionnelle , la sortie de l'amplificateur de fréquence intermédiaire 15 est reliée 30 à ure entrée d'un circuit détecteur convenable 16 dont la fonction est de démoduler et rétablir l'émission transmise sur le signal porteur d'entrée. La sortie du détecteur 16 est reliée à un circuit de sortie convenable 17 qui peut, par exemple ,être un tube cathodique de télévision(ou ,dans le cas d'un récepteur 35 radio ,un amplificateur et un ciruit de son. Comme indiqué le signal de fréquence intermédiaire est dérivé de l'oscillateur local et du signal de radio fréquence. 71 42909 4 2116432 Par conséquent le changement de la fréquence de l'oscillateur local 14 permet d'accorder le récepteur sur la bande totale. Ceci sert à sélectionner l'une des nombreuses porteuses transmises et auxquelles est sensible l'antenne 10. Une fois 5 la station désirée choisie, un -circuit ou boucle de commande de fréquence automatique maintient la fréquence de l'oscillateur à la valeur adéquate pour assurer la réception du signal désiré. Le circuit ou analogue de commande de fréquence automatique comporte un circuit discriminateur 20 qui a une entrée reliée 10 à la sortie de l'amplificateur de fréquence intermédiaire 15 et délivre une tension de commande continue selon la fréquence intermédiaire. Cette tension de commande continue est appliquée, de façon conventionnelle, à un circuit à réactance variable associé à l'oscillateur 14 du récepteur . Cette action 1 5 a pour fonction de changer ou altérer la fréquence de l'oscillateur dans une certaine direction pour maintenir la fréquence intermédiaire relativement constante. Un tel dispositif à réactance variable peut être la diode varactor 21 qui est reliée aux bornes d'un circuit résonnant convenable 20 inclus dans l'oscillateur 14 ,comme il est connu dans la technique .L'élément d'accord varactor 21 est relié également à un diviseur de tension 25 par l'intermédiaire d'une résistance 24. La jonction entre la cathode de la diode varactor 21 et la résistance 24 est reliée à la masse par un 25 condensateur de filtrage convenable 22 assurant une dérivation pour les signaux alternatifs haute fréquence. Le diviseur de tension 25 comporte trois résistances 26,27 et 28 reliées en série entre une source de tension +Y et un point de tension de référence.La résistance 27 est un 30 potentiomètre dont le bras variable est relié à l'autre borne de la résistance 24. En conséquence lorsque le bras variable de la résistance 27 se déplace, une polarisation variable est appliquée à la diode varactor 21 ,faisant varier ainsi sa capacitance et par conséquent provoquant le changement de 35 fréquence de 1'oscillateur. Par exemple dans un circuit d'accord à modulation de fréquence typique la gamme de tension requise pour accorder l'oscillateur local sur la bande de modulation 71 42909 ' 5 2116432 de fréquence ( 88-108 MHz ) peut varier d'environ +2 volts à +9 volts. Fondamentalement cette gamme de tension est obtenue en déplaçante bras variable de la résistance 27 entre les limites supérieure et inférieure. Dans la plupart 5 des circuits de la technique antérieure, la tension de commande de ftéquence automatique dérivée du discriminateur 20 est appliquée ,par l'intermédiaire d'un circuit séparé, à la diode varactor 21 ou à une diode varactor séparée associée à l'oscillateur .Ce circuit supplémentaire assure le changement 10 nécessaire en fréquence pour l'opération. de commande de fréquence automatique. Dans le circuit représenté, les sorties du discriminateur sont appliquées aux bases des transistors 30 et 31 qui sont reliées en série entre la source de tension +Y et le 15 point de tension de référence, les transistors 30 et 31 ont des conductivités opposées. Essentiellement les transistors 30 et 31 sont reliés en shunt avec le diviseur de tension susmentionné 25. l'émetteur du transistor PME 30 est relié à la source +V. Le collecteur est relié au collecteur du transistor 20 NPU 31 dont l'émetteur est relié à lanasse. La base du transistor PNP 30 est reliée à la sortie positive du discriminateur 20 tandis que la base du transistor ÏÏPK 31 est reliée à la sortie négative du discriminateur 20. Chaque transistor a une diode polarisée en sens direct 32 et 33 reliée 25 respectivement entre sa base et son émetteur. Les diodes ont pour fonction d'assurer translation de courant avec la compensation de température. La sortie du circuit à transistor est prise à la connexion de collecteur des deux transistors. Cette connexion est reliée à la borne haute tension de la 30 résistance variable 27 par l'intermédiaire d'une résistance 35 et à la borne basse tension de la résistance variable 27 par l'intermédiaire d'une résistance 36. Une résistance 37 comporte une borne reliée à la jonction de la résistance 36 et de la connexion de collecteur,son autre borne étant reliée au point 35 de tension de référence ou à la masse . Le fonctionnement du circuit représenté à la figure 1 est le suivant.La sortie du discriminateur 20 est un montage symétrique ou push-pull * 71 42909 6 2116432 C'est-à-dire que le discriminateur est du type donnant deux sorties, décalées en phase de 180°, pour un signal d'erreur donné. Par conséquent les courants de sortie du discriminateur 20 pour une erreur de signal £ dont respectivement i + f et 5 i - Hf . Le terme iQ est égal au niveau de repos continu aux sorties du discriminateur 20. Pour un signal d'erreur de valeur zéro, le courant de sortie aux collecteurs des transistors 30 et 31 est zéro, car des courants égaux et opposés passent dans les transistors. Le transistor 30 étant un transistor PEP 10 provoque le passage d'un courant dans son circuit émetteur- collecteur en direction de la masse. Le transistor EPK 31 provoque le passage d'un courant de la source +V , les résistances 26 et 35 puis dans son circuit collecteur-émetteur. Etant donné que les diodes 32 et 33 sont adaptées aux transistors respectifs 15 30 et 31 ? les courants de repos sont déterminés uniquement par le courant d'entrée aux bases respectives. Ainsi pour le courant d'entrée égal de i , le courant à la connexion de collecteur commune est zéro. Lorsque la fréquence intermédiaire de l'amplificateur 15 est hors de fréquence, le discriminateur 20 20 délivre une tension d'erreur qui a pour effet que les courants susmentionnés iQ + C et i - sont appliqués respectivement aux bases des transistors 30 et 31 . Comme il a été décrit ci-dessus, le courant de repos i est supprimé, tandis que les contributions du courant d'entrée dues au signal d'erreur 25 s'ajoutent donnant ainsi une sortie égale à 2 S" . Le courant 2 Si le bras variable du potentiomètre 27 est déplacé vers 71 42909 ' 2116432 la jonction entre les résistances 27 et 28, une polarisation inverse faible est appliquée au varactor, établissant ainsi une capacité plus élevée et une fréquence d'oscillateur plus faible. Dans ces conditions la tension de sortie due à la 5 commande de fréquence automatique est réduite par l'action de division des résistances 26,27 et 28. En général cette réduction de tension est telle que le gain du circuit de commande de fréquence automatique décroît. Pour restaurer le gain du circuit, la résistance 36 est ajoutée pour injecter, de 10 façon effective, une partie du courant de commande dans la résistance 28. Cette injection de courant développe par conséquent une tension de commande de fréquence automatique plus grande aux bornes de la résistance 28 pour le réglage susmentionné de la résistance 27. Cette action a pour 15 fonction de maintenir la tension de commande de fréquence automatique à une valeur assurant un gain de circuit uniforme pour le fonctionnement à fréquence réduite de l'oscillateur 14. la résistance 37 sert de diviseur de tension avec la résistance 35 pour empêcher le transistor 30 d'être saturé ou de 20 fonctionner avec une tension de collecteur indésirablement basse» En résumé le circuit susmentionné permet d'utiliser la même diode varactor 21 • pour l'accord d'oscillateur et pour la commande de fréquence automatique. Cette double opération est assurée lorsque le circuit sert à égaliser le gain 25 du circuit de commande de fréquence automatique sur la totalité de la gamme d'accord. En outre, le circuit fonctionne à partir d'une source d'énergie unique +Y qui peut être la même source qui alimente l'oscillateur local et les autres circuits du récepteur, les étages de translation de signal, 30 comportant les transistors 30 et 31 et les diodes 32 et 33 sont facilement réalisés avec des circuits utilisant des composants monolithiques au silicium. Les diodes 32 et 33, sur un circuit intégré, peuvent être constituées par des transistors dont les collecteurs sont reliés aux bases. Ces diodes 32 et 33 constituées 35 par des transistors seraient par conséquent parfaitement adaptées aux transistors associés 30 et 31 , assurant ainsi un fonctionnement précis des étages de transfert de courant. 71 42909 8 2116432 En se référant à la figure 2, cette figure représente une version à sortie unique du circuit de commande tel que décrit à la figure 1 . Un discriminateur 40 a un signal de fréquence intermédiaire appliqué à son entrée. La sortie du discriminateur 5 est une sortie unique et assure un courant égal au courant de repos i plus le courant du signal d'erreur développé par le discriminateur lorsque la fréquence intermédiaire est décalée. Ce courant est appliqué à la base d'un transistor latéral du type PNP 41. La base du transistor PEP 41 est reliée 10 également à l'alimentation +Y par l'intermédiaire du transistor PNP 42 monté en diode. L'émetteur du transistor 41 est relié à l'alimentation +Y tandis que le collecteur de ce transistor est relié au collecteur d'un transistor HPW 44 dont l'émetteur est ramené à la masse. Une source de courant 15 43 est reliée à la base du transistor 44» la valeur de cette source étant égale au courant de repos i . La base du transistor 44 est ramenée à la masse par l'intermédiaire du transistor, montée en diode, 45 polarisé en sens direct. De cette façon le courant de repos i est 20 supprimé comme indiqué ci-dessus. Le circuit délivre également à la connexion de collecteur un courant de sortie égal à . Dans ce cas le gain de circuit est réduit par le facteur 1/2, mais on élimine la nécessité du circuit discriminateur push-pull. 25 Le leste du circuit est identique à celui décrit en relation avec la figure' 1 . La connexion de collecteur entre les transistors 41 et 44 est reliée, par l'intermédiaire d'un commutateur 50 d'annulation de commande de fréquence automatique, à un diviseur de tension comportant la combinaison en série des 30 résistances 51 , 52 et 53- Le diviseur est nelié entre l'alimentation +Y et un point de tension de référence. En conséquence la connexion de collecteur est reliée, par l'intermédiaire du commutateur 50, à la borne haute tension de la résistance 52 par l'intermédiaire d'une résistance 54 et à la borne basse 35 tension de la résistance 52 par l'intermédiaire d'une résistance 55. La jonction entre la résistance 55 et la borne du commutateur de commande de fréquence automatique est reliée à la masse par 71 42909 9 2116432 l'intermédiaire d'une résistance 56. Comme indiqué ci-dessus le diviseur de tension constitue un moyen pour accorder la diode varactor ou le dispositif à réactance variable associé à l'oscillateur local sur la gamme d'accord totale, les résistances 5 54 et 55 servent à maintenir le gain du circuit de commande de fréquence automatique constant et relativement indépendant de la fréquence à laquelle le récepteur est accordé. Comme indiqué, le commutateur 50 est représenté comme ayant un bras de commande relié à la connexion de collecteur des 10 transistors 41 et 44. Une borne du commutateur est reliée à la jonction entre les résistances 54 et 55. Dans cette position le courant S" de commande de fréquence automatique est appliqué au diviseur de fréquence pour faire fonctionner le varactor en fonction de l'importance de la tension de commande, le but 15 du commutateur 50 est de permettre à l'usager de sélectionner une station pendant un processus d'accord sans avoir à contrarier l'effet de la commande de fréquence automatique. Lorsque le commutateur de commande de fréquence automatique 50 est placé en la position représentée en pointillés, la 20 connexion de courant de commande au potentiomètre d'accord est interrompue et par conséquent le courant de commande n'est pas appliqué au varactor et l'accord peut être effectué sans commande de fréquence automatique. Dans la position représentée par un tiret la connexion de collecteur des transistors 41 et 44 25 est ramenée à une source de tension suffisamment inférieure à +V, de à assurer la tension de collecteur adéquate pour les transistors 41 et 44. De cette façon la totalité du circuit représenté reste relativement non affectée par l'opération de commutation. C'est-à-dire que le diviseur de tension 30 comportant les résistances 51 , 52 et 53 sert à accorder la diode varactor exactement sur la même gamme que pendant l'opération de commande de fréquence automatique. De plus étant donné que le commutateur de commande de fréquence automatique 50 applique une polarisation au circuit de transistor pendant l'opération 35 d'annulation de la commande de fréquence automatique, il empêche les transistors 41 et 44 d'introduire des variations d'impédance qui pourraient affecter la linéarité d'un 71 42909 10 2116432 discriminateur audio ou autre circuit fonctionnait en parallèle avec le discriminateur 40 de commande de fréquence automatique, le commutateur 50 représenté à la figure 2 pourrait être inclu dans le circuit représenté à la figure 1 exactement dans la même 5 position. C'est cette position qui permet au circuit décrit de fonctionner relativement avec les mêmes courants et tensions de repos lorsque le commutateur 50 est placé dans la position représentée en pointillés ou position de coupure ou d'annulation correspondant à l'enlèvement de la tension de commande de 10 fréquence automatique de la diode varactor. Cette opération du commutateur permet par conséquent à l'usager d'accorder de façon adéquate le récepteur, elle présente en outre l'avantage que lorsque le récepteur est convenablement accordé, cet accord adéquat n'est pas affecté par la position du commutateur de 15 commande de fréquence automatique 50. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et représentés qui n'ont été donnés qu'à titre d'exemple. En particulier, elle comprend tous les moyens constituant des équivalents techniques des moyens décrits ainsi 20 que leurs combinaisons, si celles-ci sont exécutées selon l'esprit de l'invention. 71 42909 2116432 REVENDICATIONS 1. Circuit de commande pour faire varier,de façon précise, la fréquence d'un oscillateur-vers une valeur prédéterminée en commandant la réactance d'un dispositif à réactance variable relié au réseau de détermination de fréquence dudit oscillateur du 5 type comportant un diviseur de tension muni d'un bras variable relié audit dispositif à réactance variable pour changer la tension qui lui est appliquée et par conséquent la fréquence de l'oscillateur et un discriminateur sensible à ladite fréquence d'oscillateur pour délivrer un signal d'erreur pour des fréquences d'oscillateur 10 différentes de ladite valeur prédéterminée, caractérisé en ce qu'il comporte un premier circuit relié audit discriminateur et sensible audit signal d'erreur pour délivrer un courant qui lui est directement proportionnel et un second circuit reliant ledit premier circuit audit diviseur de tension pour injecter une 1 5 partie dudit courant dans le diviseirç&e façon à proportionner la tension délivrée par le diviseur due au signal d'erreur précité et faire varier la fréquence dudit oscillateur d'une façon relativement indépendante du réglage du bras variable précité. 2. Circuit de commande selon la revendication 1, caractérisé 20 en ce que le premier circuit relié au discriminateur précité comporte un premier et un second transistors de polarités opposées, les collecteurs de ces transistors étant reliés ensemble, l'émetteur du premier transistor et l'émetteur du second transistor étant reliés à des points de tension différents, une première diode 25 montée entre la base du premier transistor et le point de potentiel d'émetteur associé dudit premier transistor et polarisée pour permettre une conduction .aisée du courant dans la même direction que la jonction base-émetteur dudit premier transistor, une seconde diode montée entre la base du second transistor et ledit 30 poxtde tension d'émetteur associé du second transistor et polarisée pour permettre une conduction de courant aisée dans la même direction que la jonction base-émetteur dudit second transistor et des moyens reliés aux bases du premier et du second transistors pour y appliquer le signal d'erreur précité. 35 3- Circuit de commande selon la revendication 1, caractérisé 71 42909 2116432 en ce que le second circuit précité reliant le premier circuit au diviseur de tension comporte en outre un commutateur pour injecter sélectivement ledit courant lorsqu'il occupe une première position et pour éliminer ledit courant injecté lorsqu'il occupe 5 une seconde position. 4. Circuit de commande selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif à réactance variable précité est une diode varactor. 5. Circuit de commande selon la revendication 2 caractérisé 10 en ce que le circuit du discriminateur précité délivre un premier et un second signal de sortie en relation équilibrée, chacun ayant un courant de repos fixe i qui lui est associé, ledit premier signal étant appliqué à la base du premier transistor tandis que le second signal est appliqué à la base du second transis-15 tor, lesdits premiers et lesdits second transistors fonctionnant pour supprimer le courant de repos précité i à ladite connexion de collecteur . 6. Circuit de commande selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comporte en outre un commutateur ayant une borne 20 commune et une première et une seconde bornes associées qui peuvent être reliées sélectivement à ladite borne commune par l'intermédiaire d'un bras mobile dudit commutateur, la borne commune précitée étant reliée à la connexion de collecteur dudit premier et dudit second transistors tandis que la première 25 borne précitée est reliée au diviseur de tension, ainsi qu'une source de tension de fonctionnement reliée à la seconde borne dudit commutateur. 7. Circuit de commande selon la revendication 1 caractérisé en ce que le second circuit précité comporte une première résistance 30 montée entre la connextion de collecteur desdits transistors et un point dudit diviseur, une seconde résistance montée entre ladite connexion de collecteur des transistors précités et un second point différent dudit diviseur, le premier et le second transistors servant à injecter une partie du courant de commande dans le diviseur 35 de façon à faire varier,d'une quantité prédéterminée, la fréquence de l'oscillateur5pour une augmentation prédéterminée de la tension de commande précitée, de façon relativement indépendante de la 71 42909 • 13 2116432 fréquence de l'oscillateur accordé par ladite tension appliquée venant du. diviseur de tension précité . 8. Circuit de commande selon la revendication 7 caractérisé en ce qu'il comporte en outre une troisième résistance montée entre la jonction de la seconde résistance et de la connexion de collecteur précité et un point de tension de référence pour empecher la saturation du premier transistor lors de l'application, audit transistor, de la tension de commande précitée.