Brevet FR2197263A1 — publié le 19740322

La présente invention concerne un dispositif de positionnement de la fréquence d'une onde modulée en fréquence par un signal non symétrique. Elle se rapporte plus particulièrement à un dispositif de positionnement de la fréquence d'un signal modulé en fréquence par un signal modulant présentant périodiquement un niveau d'amplitude fixe, émis par un générateur de hautes fréquences muni d'un circuit de commande de fréquence, et relié à une charge d'utilisation, comprenant des moyens de prélèvement d'une fraction du signal modulé en fréquence, des moyens donnant une fréquence de référence et des moyens de détection qui fournissent une tension de commande au circuit de commande en fréquence. De tels dispositifs ont pour but de stabiliser à des valeurs déterminées les différentes fréquences correspondant aux diff6- rents niveaux du signal modulant le signal issu du générateur de hautes fréquences. Leur principe consiste généralement à prélever à un instant déterminé une fraction de signal dont la fréquence est comparée à une fréquence de référence. La comparaison donne naissance à une tension continue qui est fonction de la différence des deux fréquences, ladite tension étant alors utilisée pour modifier la polarisation des étages émetteurs. Il existe de nombreux dispositifs connus pour réaliser des positionnements de ce type. On peut citer les dispositifs comprenant des discriminateurs (discriminateur de Travis, par exemple) dont on mesure la tension de sortie pendant la période où le signal modulant présente son niveau d'amplitude fixe. Dans de tels dispositifs, la fréquence de stabilisation pour laquelle l'erreur est nulle correspond au point de croisement de la caractéristique du discriminateur. D'autres dispositifs font appel à une cavité résonnante unique utilisée comme charge dSune ligne dans laquelle le taux d'ondes stationnaires est élevé.Deux détecteurs sont placés sur cette ligne à une distance de T (A étant la longueur d'onde) et donnent des tensions dissymétriques dès que la fréquence du signal ne correspond plus à l'accord de la cavité de référence. Les principaux inconvénients de ces deux dispositifs sont les suivants L'emploi dans le premier cas de deux cavités pour réaliser le discriminateur est une solution assez volumineuse. De plus, pour assurer une bonne stabilité au dispositif, les cavités sont réalisées en invar, ce qui constitue une solution assez onéreuse. Dans le cas où la fréquence du système doit titre modifiée, il est nécessaire de réaligner complètement les circuits, ce qui rend son retour au laboratoire nécessaire. Enfin, lorsqu'on utilise deux détecteurs, les possibilités d'erreur sont assez grandes du fait que les deux détecteurs ont des caractéristiques non identiques en fonction de la température. Le dispositif selon l'invention permet d'éviter ces inconvénients car il possède une cavité de référence unique à laquelle sont associés des équipements peu encombrants, à savoir : un commutateur (à diodes, par exemple) et un coupleur directif. Le chan gement de la fréquence d'alignements'effectue par simple réglage de l'accord de la cavité, et ltemploi d'un détecteur unique fonctionnant suivant le mode séquentiel élimine les erreurs dtes aux variations de température. De plus, la puissance émise par le générateur peut éventuellement varier au cours du temps : les signaux utilisés varient alors dans les mimes proportions et le fonctionnement du système n'est pas perturbé. Le principe de ce dispositif est le suivant : la tension d'erreur nécessaire pour effectuer une correction de la fréquence de l'onde émise est obtenue en effectuant la différence entre la tension de sortie de la cavité de référence excitée par le signal modulé en fréquence pendant la phase de mesure (qui correspond, dans le cas d'un signal de télévision, par exemple, au fond du top de synchronisation) et une fraction déterminée (de préférence la moiti4) de la tension haute fréquence émise par le générateur, qui reste constante, dans la mesure où le circuit de prélèvement n'est pas sélectif, quelle que soit la déviation de fréquence de tonde modulée.Ces deux signaux sont alors appliqués séquentiellement à un circuit détecteur à la sortie duquel on obtient, pendant la phase de mesure de fréquence du palier de synchronisation, une tension variable entre 0 et une valeur maximale Ao et, pendant la phase de mesure d'amplitude du niveau de sortie, une tension Ao/2 (dans le cas où la fraction déterminée est la moitié de la valeur maximale Ao).On effectue la différence entre ces deux signaux qui est positive ou négative selon que la différence entre la fréquence à mesurer et la fréquence correspondant à l'un des deux points d'affaiblissement à 6 dB de la caractéristique de transfert de la cavité est positive ou négative, cette différence étant nulle lorsque la fréquence correspondant au fond du top de synchronisation du signal T.V. correspond audit point d'affaiblisseient à 6 dB. Si l'on Multiplie le niveau de sortie par un facteur n, Ac et A 6dB 2 et A6dB (point d'affaLblissement à 6 dB) sont l'un et l'autre multipliés par n et la différence est toujours nulle, ce qui fait que la puissance émise par le générateur peut éventuellement varier sans perturber pour autant le fonctionnement du système. Bien entendu, comme dans tous les autres systèmes, la pente de la caractéristique de discrimination est multipliée par n. Selon l'invention, il est réalisé un dispositif de positionnement de la fréquence d'un signal modulé en fréquence par un signal modulant présentant périodiquement un niveau d'amplitude fixe, émis par un générateur de hautes fréquences muni d'un circuit de commande de fréquence, et relié à une charge d'utilisation, comprenant des moyens de prélèvement d'une fraction du signal modulé en fréquence, des moyens donnant une fréquence de référence et des moyens de détection qui fournissent une tension de commande au circuit de commande de fréquence, dispositif remarquable en ce qu'il comprend un dispositif de commutation qui présente successivement aux moyens de détection, à la fréquence correspondant à la fréquence d'apparition du niveau d'amplitude fixe du signal modulant, d'une part le signal issu des moyens de prélèvement et d'au- tre part le signal issu des moyens donnant une fréquence de réfé- rence. Suivant un premier mode préférentiel de réalisation de l'invention, ledit dispositif est remarquable en ce que les moyens de prélèvement d'une fraction du signal modulé en fréquence sont constitués par un coupleur directif dont une première branche est reliée aux moyens donnant une fréquence de référence, qui sont constitués par une cavité résonnante connectée au dispositif de commutation relié aux moyens de détection par l'intermédiaire de l'autre branche du coupleur directif, tandis qu'un circuit diviseur de rapport m/n est connecté à la sortie des moyens de détection, tandis que la cavité de référence est accordée sur une fréquence telle que la fréquence à laquelle doit titre asservie la fréquence du signal modulé en fréquence se déduit de la caractéristique de transfert tension-fréquence de la cavité résonnante, sur le flanc convenable de ladite caractéristique, comme étant celle correspondant à l'amplitude mAo, Ao étant l'amplitude du signal modulé en fréquence, m et n étant deux nombres entiers positifs tels que m Suivant un second mode préférentiel de réalisation de l'invention, il est réalisé un dispositif remarquable en ce que les moyens de prélèvement d'une fraction du signal modulé en fréquence sont constitués par un premier et un deuxième coupleurs directifs connectés en série, tandis que les moyens donnant une fréquence de référence sont constitués par une cavité résonnante, le premier coupleur étant connecté à ladite cavité résonnante reliée au dispositif de commutation tandis que le deuxième coupleur est connecté audit dispositif de commutation, tandis que l'atténuation des deux coupleurs directifs diffère d'une valeur telle que l'amplitude du signal fourni par le second coupleur correspond, d'après la caractéristique de transfert tension-fréquence de la cavité résonnante sur le flanc convenable de ladite caractéristique, à la fréquence à laquelle le signal modulé en fréquence doit titre positionné. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description des modes de réalisation suivants, donnés à titre d'exemples non limitatifs, conjointement avec les figures qui représentent - Fig. 1, un premier mode de réalisation de l'invention. - Fig. 2, la forme des signaux aux différents points du dispositif représenté sur la Fig. 1 - Fige 3, un deuxième mode de réalisation de l'invention. Sur la Fig. 1, le signal de T.V., en provenance des moyens de prise de vues non représentés sur la figure, est fourni d'une part au générateur 1 et module le signal de hautes fréquences de ce générateur et d'autre part à un dispositif connu 2 appelé séparateur de synchronisation. Le signal de hautes fréquences modulé alimente une charge 4 par l'intermédiaire d'une ligne 19. Sur cette ligne 19 est placé un coupleur directif 3 qui prélève une fraction du signal et qui est connecté, d'une part, à l'aide de la ligne 23, à un commutateur 5, lui-m#me relié à une cavité résonnante 7, et d'autre part à un détecteur à diode 6 relié à un circuit diviseur 8 de rapport m/n avec m et n entiers tels que m Le fonctionnement de ce dispositif va titre expliqué à l'aide de la Fig. 2 qui représente la forme des différents signaux aux points indiqués en ordonnée sur cette figure et correspondant aux références de la Fig. 1 Le signal issu du générateur 1 est un signal de hautes fréquences modulé (en fréquence) par un signal du type télévision dont les variations d'amplitude en fonction du temps sont représentées sur la Fig. 2a. De ce signal est prélevé, à l'aide du dispositif connu 2, le signal représenté sur la Fig. 2b ("tops" de synchronisation extraits du signal précédent), signal qui est chargé de commander le commutateur 5 et la mise en ou hors service du circuit diviseur 8.La fraction du signal haute fréquence modulé prélevée par le coupleur directif 3 est envoyée sur la cavité 7 pendant la période où le commutateur 5 est ouvert, c1est-à-dire pendant la durée du top de synchronisation. La cavité 7 étant une charge sélective adaptée à l'accord, la tension fournie par le détecteur 6 est nulle pour la fréquence du générateur correspondant à l'accord et elle tend vers la valeur Ao pour les fréquences différentes : cette variation de tension est représentée sur la Fig. 2c. Lorsque le commutateur 5 se ferme, la ligne 23 est mise en court-circuit et tout le signal est réfléchi : la tension de sortie du détecteur est égale à Ao. Mais, simultanément, un circuit diviseur de tension 8 de rapport m/n commandé par le signal fourni par le circuit 2 sur la ligne 25r qui est mis hors circuit pendant la durée du "top" de synchronisation, intervient pendant le reste du temps. Le rapport m/n du circuit 8 sera préférentiellement pris voisin de 1/2, ce qui donne les résultats les plus précis.On a donc séquentiellement, à la sortie du circuit détecteur 6, un signal d'amplitude Ac (avec Ac$; Ao), correspondant au signal de la Ao cavité et un signal d'amplitude Ao Si fc est la fréquence correspondant au signal d'amplitude Ac, on voit sur la Fig. 2c que le signal alternatif recueilli à la sortie du détecteur 6 passe par deux points d'annulation corres Ao pondant aux fréquences frl et fur2, pour lesquels Ac est égal à Mais pour ces deux points, le signe de la dérivée de la fonction de transfert (Fig. 2c) est différent de sorte que si la phase du dispositif de positionnement de la fréquence est convenable pour l'un des points, il y a automatiquement rejet pour l'autre. On recueille donc à la sortie du circuit diviseur 8, sur la ligne 20, un signal dont les variations au cours du temps sont celles représentées sur la Fig. 2d. Ce signal est ensuite débarrassé de sa composante continue par le circuit 9, tandis que le circuit 10 du type intégrateur transforme ce signal en un signal continu représenté sur la Fig. 2e. Cette tension continue est alors envoyée sur la ligne 22 vers le générateur 1 et appliquée à l'intérieur de celui-ci à des moyens de commande de la fréquence, de type connu. L'exemple de réalisation qui vient autre décrit supposait une fréquence fc supérieure à la fréquence frl (que lton suppose titre celle pour laquelle la phase du dispositif de positionnement est correcte). Il est évident que dans le cas d'une fréquence égale à frl, le signal représenté sur la Fig. 2d serait une droite horizontale Ao passant par l'ordonnée 2 et la tension V 22 de la Fig. 2e serait nulle, tandis que si cette fréquence était inférieure à frl, on obtiendrait sur la Fig. 2d des créneaux positifs, c'est-à-dire situés au-dessus de la valeur Ao/2 et la tension V 22 sur la Fig. 2e serait positive. Sur la Fig. 3, les mimes dispositifs que ceux de la Fig. 1 portent les mimes références. Le générateur 1 est relié à la ahar- ge d'utilisation 4 à l'aide de la ligne 19 sur laquelle sont bran chés un premier et un deuxième coupleur directif 3 et 30. Le premier coupleur 3 est connecté à une charge adaptée 31 et à la cavité té résonnante 7, elle-m#me reliée au commutateur 5 auquel le second coupleur est directement relié, ainsi qu'à une charge adaptée 32. Le reste du dispositif est identique à celui décrit sur la Fig. 1. Le fonctionnement de ce dispositif est très semblable à celui Ao du précédent dispositif :afin d'obtenir un signal d'amplitude 2 (de préférence, ou m/n x Ao avec m et n entiers et m Il est bien évident que d'autres modes de réalisation de l'invention peuvent titre envisagés, sans pour autant sortir du ladre de ladite invention. REVENDICATIONS 1 - Dispositif de positioniiemexit de la fréquence dgun signal modulé en fréquence par un signal modulant présentant périodiquement un niveau d'amplitude fixe, émis par un générateur de haves fréquences muni d'un circuit de commande de fréquence et relié à une charge d'utilisation, comprenant des moyens de prélèvement d'une fraction du signal modulé en fréquence, des moyens donnant une fréquence de référence et des moyens de détection qui fournissent une tension de commande au circuit de commande de fréquence, dispositif caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif de commutation qui présente successivement aux moyens de détection, à la fréquence correspondant à la fréquence d'apparition du niveau d'amplitude fixe du signal modulant, d'une part le signal issu des moyens de prélèvement et d'autre part le signal Issu des moyens donnant une fréquence de référence. 2 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de prélèvement d'une fraction du signal modulé en fréquence sont constitués par un coupleur directif dont une première branche est reliée aux moyens donnant une fréquence de référence, qui sont constitués par une cavité résonnante connectée au dispositif de commutation relié aux moyens de détection par l'intermédiaire de l'autre branche du coupleur directif. 3 - Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'un circuit diviseur de rapport m/n est connecté à la sortie des moyens de détection tandis que la cavité de référence est accordée sur une fréquence telle que la fréquence à laquelle doit etre positionnée la fréquence du signal modulé en fréquence se déduit de la caractéristique de transfert tension-fréquence de la cavité résonnante sur le flanc convenable de ladite caractéristique comme mAo étant celle correspondant à l'amplitude mAo, Ao étant l'amplitude du signal modulé en fréquence, m et n étant deux nombres entiers positifs tels que m#n. 4 - Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que le rapport m/n est égal à 1/2. 5 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de prélèvement d'une fraction du signal modulé en fréquence sont constitués par un premier et un deuxième coupleurs directifs connectés en série, tandis que les moyens donnant une fréquence de référence sont constitués par une cavité résonnante, le premier coupleur étant connecté à ladite cavité résonnante reliée au dispositif de commutation tandis que le deuxième coupleur est connecté audit dispositif de commutation. 6 - Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'atténuation des deux coupleurs directifs diffère d'une valeur telle que l'amplitude du signal fourni par le second coupleur correspond d'après la caractéristique de transfert tension-fréquence de la cavité résonnante, sur le flanc convenable de ladite caractéristique, à la fréquence à laquelle le signal modulé en fréquence doit titre positionné. 7 - Dispositif selon l'une des revendications 5 ou 6, caractérisé en ce que l'atténuation entre les deux coupleurs diffère de six décibels, de telle sorte que la fréquence de positionnement se déduit de la caractéristique de transfert tension-fréquence de la cavité résonnante, sur le flanc convenable de ladite caractéristique, comme étant celle correspondant à la moitié de l'amplitude du signal modulé en fréquence. 8 - Dispositif selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le signal modulant est un signal de télévision dont le niveau d'amplitude fixe est le niveau des fonds des tops de synchronisation dudit signal.