Brevet FR2200711A1 — publié le 19740419

L'invention concerne un oscillateur basse fréquence sous forme intégrée monolithique, possédant un circuit externe déterminant la fréquence de sortie, réalisé suivant la technique des couches minces, pour la sélection d'un code à fréquences mul tiples dans des installations de télécommunications, notamment de téléphonie. Pour la sélection d'un code à fréquences multiples, les signaux caractéristiques de sélection, qui peuvent être constitués par exemple par deux fréquences différentes apparaissant simultanément, sont produits dans le poste d'abonné. Par conséquent des oscillateurs basse fréquence sont nécessaires dans les différents postes d'abonnés. Ces oscillateurs basse fréquence doivent répondre à différentes conditions, ils doivent par exemple être insensibles vis-à-vis des influences mécaniques extérieures, tout en n'ayantcpe de faibles dimensions extérieures. Pour satisfaire à ces conditions on peut utiliser des circuits à semiconduc- teurs sous forme intégrée monolithique.Un oscillateur basse fréquence sous forme intégrée monolithique est décrit par exemple dans la revue "IEEE Transactions on Communication Technology" Volume COM. 16, n0 4, Août 1968, pages 24 - 628. Lors de la réalisation de circuits intégrés monolithiques complexes, il se pose de nombreux problèmes. Un deces problèmes réside dans le fait que les valeurs caractéristiques électriques des éléments intégrés individuels peuvent se disperser de façon importante. De ce fait, il est très difficile de réaliser des circuits importants possédant des propriétés électriques déterminées préalablement avec précision. Dans les oscillateurs basse fréquence sous forme intégrée monolithique utilisés dans les appareils de télécommunications, qui sont alimentés par l'intermédiaire de la ligne de télécommunications, on doit maintenir des valeurs caractéristiques électriques prédéterminées pour le circuit global, ces valeurs devant rester dans des limites de tolérance étroites. La présente invention se propose de réaliser un oscillateur basse fréquence du type cité ci-dessus, qui satisfait mieux aux exigences qui lui sont imposées. Ce problème est résolu suivant l'invention au moyen d'un oscillateur basse fréquence du type décrit ci-dessus, qui est caractérisé par le fait qu'il comporte un amplificateur différentiel comprenant deux circuits de contre-réaction, le circuit de contre-réaction relié à l'entrée inverseuse de l'amplificateur différentiel comportant un circuit RC déterminant la fréquence, et le circuit de contre-réaction relié & l'entrée non inverseuse de l'amplificateur différentiel emportant un inverseur et un circuit pour Mterminer le gaine l'amplificateur différentiel, et pour stabiliser l'amplitude du signal de sortie. Les amplificateurs différentiels conviennent particulièrement bien aux circuits à semiconducteurs complexes sous forme intégrée monolithique, étant donné que dans ces amplificateurs différentiels on n'utilise pas les valeurs absolues des transistors w des résistances individuels mais les valeurs caractéristiques relatives de ces transistors et de ces résistances. Ainsi par exemple, il suffit que les deux transistors d'un amplificateur différentiel possédent des valeurs identiques alors que les valeurs absolues peuvent se trouver dans une gamme plus importante. L'oscillateur basse fréquence sous forme intégrée monolithique suivant l'invention, est simple du point de vue de sa conception globale et peut être réalisé sans utiliser de procédé coûteux suivant la technique is circuits intégrés, ce qui permet d'obtenir sans grandes difficultés des caractéristiques électriques prédéterminées pour l'oscillateur de fréquence. Une forme de réalisation de l'oscillateur basse fréquence suivantrinvention est caractérisée par le fait que l'inverseur de la branche de contre-réaction de l'amplificateurdiffé- rentiel est constitué par un autre amplificateur différentiel. Une autre forme de réalisation de l'invention est caractériséepar le fait que le circuit servant à stabiliserl'ampli- tude du signal de sortie comporte deux diodes brancllées en inverse et en parallèle. Par conséquent, la stabilisation de l'amplitude est réalisée au mye d'un circuit de constitution simple dont l'im pédante varie en fonction de l'amplitude. Ce type de stabilisation d'amplitude assure simultanément un facteur de distorsion très faible. La présente invention sera mieux comprise à l'aide de la description suivant d'une forme de réalisation particulière donné à titre d'exemple et représentée au dessin annexé dans le quel La figure 1 est un schéma de blocs d'un oscillateur basse fréquence suivant l'invention. La figure 2 est un schéma détaillé de l'oscillateur représenté dans la figure 1. On va tout d'abord décrire la constitution de l'oscil- lateur basse fréquence en se référant ai schéma de blocs de la figure 1. Un seul oscillateur basse fréquence a été représenté étant donné que le second oscillateur basse fréquence nécessaire pour un sélecteur de code à fréquences multiples est analogue au premier. Les deux oscillateurs travaillent en parallèle et seul le générateur RSp de tension de référence est commun. Le générateur RSp de tension de référence alimente les deux oscillateurs basse-fréquence, les découple l'un par rapport à l'autre et établit des conditions d'alimentation constantes. L'amplificateur différentiel Vdl comporte deux circuits de contre-réaction. Le circuit de contre-réaction arrivant sur l'entrée inverseuse de l'amplificateur différentiel Vdl comporte le circuit RC, désigné par RCN, déterminant la fréquence. Dans cette forme de réalisation le réseau RC est réalisé suivant la technique des couches minces au tantale. Pour le second circuit de contre réaction, qui détermine le gain nécessaire pour que l'oscillateur, constitué par l'amplificateur différentiel Vdl et le circuit RC, oscille, on ne dispose que de l'entrée non-inverseuse de Vdl.Par conséquent, un inverseur est inséré entre la sortie et l'entrée non inverseuse de Vdl. Dans ce but, on choisit un autre amplificateur différentiel Vd2 dont le gain en boucle ouverte est faible vis-à-vis du gain en boucle fermée. L'inverseur est commandé par l'intermédiaire du diviseur de tension R8, R11. L'amplitude du signal de sortie de l'amplificateur est stabilisée par un circuit Ast branché en parallèle sur la résistance Roll. La résistance dynamiquedo ce circuit Ast varie en fonction de la commande. La résistance d'entrée des deux amplificateurs différentiels est grande par rapport aux résistances du circuit de contre-réaction, en outre pour l'amplificateur différentiel Vdl le gain enboucle ouverte est important par rapport au gain en boucle fermée. La tension de sortie U, apparaissant au point K1, fait circuler un courant Ir8 dans la résistance r8, ce courant commandant une source de courant et alimentant l'impédance de charge Z. La figure 2 représente le schéma de l'oscillateur basse fréquence complet. Le générateur de tension de référence fournit une tension de référence constate Uk qui commande, par l'intermédiaire d'une résistance R2, une source de courant npn constituée par les transistors T T4, T5, les transistors T4 et T5 étant les transistors fournissant le courant aux deux amplificateurs différentiels Vdl, Vdo respectivement constitués par les transistors T T7 et T8 et T9. La tension Vk sert de tension d'alimentatien pour les deux amplificateurs différentiel. Un montage Darlington T10, T11 forme le second étage de l'amplificateur différentiel T6, T7. Le transistor T12 iancjlé en émetteur suiveur sert à assurer un circuit de sortie de faible résistance ohmique. Les transistors T10, T11 ont une résistance de charge active se présentant sous la forme d'une source de courant pnp qui reçoit le courant constant Ik. De cette façon, le second étage de l'amplificateur différentiel Vdl offre une plus grande possibilité de commande et, en outre, la réaction de la tension d'alimentation sur la tension de collecteur du transistor Tll est très faible. Comme on 1'n ## I vu, les transistors T8, T9 constituent l'amplif j'' férentiel Vd2. L'entrée non inverseuse de l'ampliflcateur différentiel Vd2 ( base du transistor T8) est reliée au générateur de tension de référence, par l'intermédiaire de la résistance R6. Le diviseur de tension de sortie R8, Roll, est également relié au générateur de tension de référence. A l'état de repos, les tensions aux points K1 et K3 correspondent à la tension Uk délivrée par le générateur de tension de référence. Par consaquent les résistances déterminant le gain ne sont pas traversées par un courant. Le circuit ASt servant à la stabilisation d'amplitude comporte les deux diodes D1 et D2, branchées en inverse et en parallèle, ainsi que la résistance R10. L'insensibilité vis-àvis de la température de l'amplitude du signal de sortie est assurée, malgré le comportement vis-à-vis de la température des diodes D1, D2, gracie à un coefficient de température prédéterminé du gain en boucle fermée de l'amplificateur différentiel Vd2. La résistance Rll ne reçoit pas de courant continu, si l'amplitude aux bornes de R11 devient supérieure à la tension de seuil des diodes D1, D2, celles-ci deviennent conductrices, l'impédance du circuit Dl, D2, R10, R11 et par conséquent le gain en boucle fermée de l'amplificateur différentiel Vdl diminuent. La résistance R10 empêche que l'impédance varie trop brusquement après le dépasse- ment de la valeur de seuil, ce qui aurait pour consé-quence un facteur de distorsion élevé. L'amplitude de la tension d'émetteur du transistor T12 provoque le passage d'un courant correspondant dans la résistance 28, le courant nécessaire étant fourni par le transistor T25. La résistance 28 détermine directement l'amplitude du signal de sortie. Etant donné que sa valeur peut varier de + 20 %, en tant que résistance sous forme intégrée monolithique, elle est réalisée en même temps que les résistances 21 -27 du circuit RC déterminant la fréquence, sous forme d'une résistance à couches minces. PEVENDICATIONS 1. Oscillateur basse fréquence sous forme intégrée monolitllique possédant un circuit externe déterminant la fréquence de sortie, réalisé suivant la technique des couches minces, pour la sélection d'un code à fréquences multiples dans des installa ticr::s de télécommunications notamment de téléphonie, caractérisé par le fait qu'il comporte un amplificateur différentiel (Vdl) comprenant deux circuits de contre-réaction, le circuit de contreréaction relié à l'entrée inverseuse (-) de l'amplificateur différentiel (Vdl) comportant un circuit RC (RCN) déterminant la fréquence, et le circuit de contre-réaction relié à l'entrée non inverseuse (+) de l'amplificateur différentiel (Vdl) comportant un inverseur et un circuit pour déterminer le gain de l'amplificateur différentiel (Vdl) et pour stabiliser l'amplitude du signal de sortie. 2. Oscillateur basse fréquence suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que l'inverseur de la branche de contre-réaction de l'amplificateur différentiel (Vdl) est cons titué par un autre amplificateur différentiel (Vd2). 3. Oscillateur basse fréquence suivant l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé par le fait que le circuit (Ast) servant à stabiliser l'amplitude du signal de sortie comporte deux diodes (D1, D2)branchées en inverse et en parallèle.