Brevet FR2188357A1 — publié le 19740118

- la présente invention concerne un circuit pour réguler la fréquence d'un oscillateur par rapport à une fréquence de référence, dans lequel un signal de différence de fréquence obtenu par mélange des deux fréquences, est transmis à un amplificateur puis à un discriminateur de fréquence comportant deux canaux distincts possédant des caractéristiques tension-fréquence décalées l'une par rapport à l'autre, chaque canal comportant respectivement un circuit redresseur et un circuit expanseur d'impulsions ainsi qutun circuit soustracteur dont le signal de sortie sert de tension d'erreur de fréquence pour la régulation de l'os- cillateur. Les circuits du type ci-dessus, comportant deux canaux distincts dans le discriminateur de fréquence, sont utilisés par exemple pour la régulation d'oscillateurs lasers dans les radars à impulsions. Dans un circuit connu, chacun des canaux comporte un circuit oscillant parallèle dont les fréquences de résonance sont décalées symétriquement par rapport à la valeur de consigne de la différence de fréquence . Les signaux amplifiés dans chaque canal sont ensuite redressés et transmis à un circuit additionneur ainsi qu'à un circuit soustracteur. A la sortie du circuit soustracteur apparaft la différence des deux tensions continues appliquées, la caractéristique tension-fréquence correspondant à la courbe a de la figure 2. Le signal de différence sert de tension d'erreur pour la régulation de l'oscillateur.A la sortie du réseau additionneur apparat la somme des deux tensions continues, la caractéristique tenson-fréquence correspondant à la cour be b de la figure 2. Ce signal de somme sert de signal de réglage pour l'amplification de l'amplificateur de fréquence différentielle du cOté entrée. Cet amplificateur doit être réglé étant donné qu'il faut compenser les oscillations d'amplitude des signaux de l'oscillateur. Les variations d'amplitude des signaux de llscil- lateur font apparaître des variations correspondantes de la pente de la courbe Ju discriminateur, ce qui peut être évité par le réglage de l'amplification. Dans le circuit connu, il apparaît le danger que lloscil- lateur peut entre réglé sur une fréquence erronée, c'est à dire que la différence de fréquence résultante apparaissant à la sortie du mélangeur peut correspondre à la moitié ou au tiers (fo/2 ou fox3) de la valeur de consigne. Quoique dans ces deux cas les différences de fréquence se trouvent largement en dehors du domaine de fonctionnement Si du discriminateur, la seconde ou la troisième harmonique du signal de différence de fréquence peut faire apparaître un signal d'erreur. Des harmoniques appa raissent facilement dans les cristaux mélangeurs ou dans l'ampli ficateur de signaux différentiels.Comme cela apparaît claire ment sur la courbe b de la figure 2, la tension de somme corres pondant à ces différences de fréquence fo/2 et fo!3 est également faible, de sorte que l'amplificateur de signaux différentiels est réglé de façon désavantageuse sur une amplification importan te. De ce fait, le discriminateur fournit également une tension d'erreur pour les fréquences mentionnées, de sorte que l'oscilla- teur est régulé sur une fréquence erronée. Ces réglages erronés ne sont naturellement pas souhaitables. I1 existe en outre l'inconvénient que les circuits connus possèdent un faible domine de fonctionnement S1 qui est déterminé par les circuits oscillants parallèles. Par conséquent il est nécessaire de prévoir un circuit d'exploration supplément taire qui couvre le domaine de fréquences extérieur au domaine de fonctionnement du discriminateur et qui place le circuit de régulation de fréquence dans ledit domaine de fonctionnement. Un autre inconvénient du circuit connu réside dans le fait que son temps de réponse est très long étant donné que la régulation d'amplitude de l'amplificateur d'entrée est lente. Tant que cette régulation d'amplitude n'est pas effective, elle fait varier la pente et provoque par conséquent une distorsion de la courbe du discriminateur. La présente invention se propose de réaliser un circuit du type mentionné ci-dessus qui possède de meilleures caracté ristiques Le circuit suivant l'invention est caractérisé par le fait que l'amplificateur de signaux de différence de fréquence est constitué par un amplificateur limiteur à large bande, et que l'un des canaux du discriminateur comporte un filtre passe-bas tandis que l'autre canal du discriminateur comporte un filtre pas se haut, les fréquences de coupure decesdwLx filtres émntaumdns eppiînativanert voisines de la freqrence de assigne dusimal de différence. Le circuit suivant l'invention présente l'avantage que des réglages erronés de l'oscillateur ne peuvent pas être effc- tués au voisinage de la valeur de consigne fo de la différence de fréquence . En outre, le circuit suivant l'invention possède un domine de fonctionnement 52 plus important, en correspondance avec les bandes passantes des filtres passe-haut et passe- bas, de sorte qu'il n'est pas nécessaire d'utiliser un circuit d'ex ploration supplémentaire. Le circuit suivant l'invention permet d'obtenir une vitesse derçadDn plus Importante, étant donné que la régulation d'amplitude n'est pas effectuée avec un circuit de ré régulation lent mais avec un amplificateur limiteur.Les harmoni ques produites par l'amplificateur limiteur ne sont pas gênantes dans le circuit suivant l'invention étant donné que le domaine de fonctionnement du circuit descend jusqu'aux fréquences fo/3 et fo/2, où il apparaît des harmoniques pour la fréquence de consigne fo. Une l40ie influence du signal d'erreur, provoquée par les harmoniques, ne se traduit que par une faible variation d'tmplitude. Cependant, la polarité du signal d'erreur n'est ja mais influencée (voir figure 3). La limitation du signal de différence de fréquence une vqleur constante permet de toujours assurer la même pente de régulation. La présente invention sera mieux comprise à l'aide de la descrlption suivante d'une forme de réalisation particulière donnée à titre d'exemple et représentée au dessin annexé dans lequel La figure 1 est un schéma de blocsd'un circuit suivant l'invention. La figure 2 représente les tensions de sortie du discri minateur d'un circuit connu. La figure 3 représente la tension de sortie du discrimi nateur d'un circuit suivant l'invention. Le circuit représenté dans la figure 1 comporte un oscil lateur 1 dont la fréquence fl doit être oe par rappat à la cef2 d'un oscillateur de référence 2. I1 peut s'agir par exemple d'une régulation fréquence pour l'oscillateur local d'un radar, l'oscillateur de référence 2 étant alors constitué par un magnétron pulsé. Pour obtenir une différence de fréquence f2, les sorties des deux oscillateurs 1, 2 sont reliées d un étage mélangeur 3. La sortie de l'étage mélangeur 3 est reliée à l'entrée d'un amplificateur limiteur 4 à large bande. Cet amplificateur-limiteur 4 amplifie le signal de -différence de fré- quence et le limite simultanément à une valeur constante. Le signal de sortie de l'amplificateur limiteur 4 est alors envoyé dans deux canaux A et B. Dans ce but, la sortie de ltam- plificateur limiteur 4 est reliée simultanément à l'entrée du canal A et à l'entrée du canal B. Le canal A comporte un filtre passe-bas 5, un redresseur 7 branché en aval et muni de moyens de filtrage, ainsi qu'un circuit expanseur d'impulsions 9. Le canal B comporte un filtre passe-haut 6, un redresseur 8 branché en aval et muni de moyens de filtrage, ainsi qu un circuit expan seur d'impulsions 10. Les sorties des deux canaux A, B, où appa raissent les tensions continues UA et UB, sont reliées à des entrées distinctes d'un amplificateur différentiel 15. Cet amplificateur différentiel 15 fournit une tension d'erreur qui correspond à la différence des deux tensions UA et UB.La sortie de l'amplificateur différentiel 15 est reliée à l'entrée de régulation de ltoscillateur l. La figure 3 représente l'allure des tensions UA, UB et UR en fonction de la fréquence. Comme représenté dans cette fi gure, la fréquence de coupure du filtre passe-bas 5 est égale à la fréquence de consigne fo du signal de différence de fréquen ce. La décroissance à l'extrémité inférieure du domaine de transmission apparat pour une fréquence inférieure à la fréquen ce fo/3. La fréquence de coupure du filtre passe-haut C est aussi égale à la fréquence de consigne fo. La décroissance à l'extré mité supérieure du domaine de transmission apparaît pour une fréquence supérieure à la fréquence 2fo qui est le double de la fréquence de consigne. LE domaine de fonctionnement S2 du cir cuit suivant l'invention est principalement déterminé par la largeur de bande de l'amplificateur-limiteur. Une variation de la fréquence f1 de l'oscillateur par rapport à la fréquence de référence f2 provoque également une variation de la différence de fréquence fz. La variation de cette fréquence par rapport à la fréquence de consigne fo fait apparaître dans les canaux A et B deux tensions continues UA, Un qui ne sont pas égales, ce qui fait apparaître une tension d'erreur UR. Cette tension d'erreur UR amène la fréquence f1 de l'oscillateur sur une valeur telle que la différence de fréquence fz prend approximativement la valeur fo. XEVENDICATION Circuit pour réguler la fréquence d'un oscillateur par rapport à une fréquence de référence, dans lequel un signal de différence de fréquence obtenu par mélange des deux fréquences est transmis à un amplificateur puis à un discriminateur de fréquence comportant deux canaux distincts possédant des caractéristiques tension-fréquence décalées l'une par rapport à l'autre, chaque canal comportant respectivement un circuit redresseur et un circuit expanseur d'impulsions ainsi qu'un circuit soustracteur dont le signal de sortie sert de tension d'erreur de fréquence pour la régulation de l'oscillateur, caractérisé par le fait que l'amplificateur de signaux de différence de fréquence est constitué par un amplificateur limiteur (4? à large bande, et que l'un des canaux (A) du discriminateur comporte un filtre passe-bas (5' tandis que l'autre canal (B du discriminateur comporte un filtre passe-haut (6, les fréquences de coupure de ces deux filtres étant au moins approximativement voisines de la fréquence de consigne (fo' du signal de différence.