Brevet FR2221853A1 — publié le 19741011

l'invention se rapporte aux oscillateurs du type comportant un ensemble de portes dont la dernière remplit la fonction logique d'inverseur, l'ensemble des précédentes remplissant la fonction d' amplification non-inverseurO Ces oscillateurs, de réalisation simple, comportent, dans l'art antérieur, un circuit oscillant à résonance série. Il en résulte que la tension aux bornes du condensateur de ce circuit oscillant, qui est le produit de la tension aux bornes dudit circuit par son coefficient de surtension, est très élevée, ce qui limite les performances du montage. L'invention a pour objet un oscillateur du type susvisé, caractérisé par un transistor abaisseur d'impédance monté en configuration à collecteur commun en tête de l'ensemble des portes, des résistances de contre-réaction en continu reliant la sortie de la dernière-porte à la base du transistor, un condensateur de réaction en alternatif reliant la sortie de l'avant-dernière porte à un point commun desdites résistances, et un circuit oscillant à résonance parallèle relié à ladite base par l'intermédiaire d'un ensemble parallèle formé d'une résistance et d'un condensateur, ledit ensemble parallèle présentant une impédance négligeable à la fréquence d'oscil-lation. Dans un tel montage, la surtension du circuit oscillant peut être très élev#sans inconvénient et le bruit de ltoscil- lateur peut autre très faible La capacité du circuit oscillant peut être constitueapar une ou deux diodes à capacité variable présentant une grande variation de capacité. Parmi les applications de ce montage, on peut citer, par exemple, la synthèse indirecte de fréquences et les récepteurs à modulation de fréquence. Ce montage sera de préférence réalisé en logique TTS, pour des fréquences allant de quelques kilohertz à quelques mégahertz0 L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description cl-après, illustrée par la figure unique du dessin annexé. On a représenté un oscillateur à portes conforme à un mode d'exécution préféré de l'invention. Il comprend essentiellement trois portes à fonction d'inverseur 1, 2, 3 qui, dans leur forme d'exécution la plus simple, sont de simples inverseurs logiques, de préférence du type DUL. Il va de soi que ces portes pourront remplir des fonctions plus complexes de façon à disposer d'entrées de commande de validation. La porte 1 est attaquée par un transistor 4, de préférence du type pnp, monté en configuration à collecteur commun et dont l'émetteur est alimenté, par l'intermédiaire d'une résistance 5, à un niveau logique 1. Ce transistor a pour fonction, d'une part de multiplier par la valeur du gain de courant en haute fréquence l'impédance d'entrée de la porte (laquelle est relativement basse pour une porte TTL), ce qui évite d'amortir le circuit oscillant, d'autre part, de décaler le seuil du transition de la porte d'environ 1,4 à 0,7 volts, ce qui permet de polariser en continu la base du transistor à l'aide de l'ensemble diviseur 6-7-10 Une contre-réaction en continu, destinez'à stabiliser le point de fonctionnement du montage, est introduite entre la sortie de la porte 3 et la base du transistor 4 au moyen de deux résistances 6 et 7o Un condensateur 8 fournit la réaction en alternatif nécessaire au fonctionnement du montage en oscillateur La base du transistor est reliée à un condensateur 9 de grande capacité,(son impédance doit être négligeable à la fréquence de travail) en parallèle sur une résistance 10. le circuit oscillant du montage est du type à résonance parallèle et constitué par une self Il ayant son potnt milieu à la masse et par deux diodes à capacité variable 12 et 13, reliées à une résistance 14 alimentée à sa berne 14a par une source de tension continue de commande de la capacité des diodes. Ce montage symétrique des diodes à capacité variable permet d'obtenir une variation de la capacité, donc de la fréquence d'oscillation du montage, ne comportantncomme termes non linéaires que des termes du troisième ordre en fonction de la tension de commande. Il évite en outre l'introduction de la composante fondamentale de la haute fréquence sur la source de commande. La résistance 7 doit être choisie avec le même ordre de grandeur que l'impédance du circuit oscillant à la résonance, considéré entre le point 10a et la masse, de façon que le gain global de la boucle en alternatif soit supérieur à l'unité. A titre-d'exemple, les composants du montage auront les valeurs suivantes Résistance 6 : 4.70C ohms Résistance 7 :22.000 ohms Résistance 10 :27.000 ohms Condensateur 8 : 200 picofarads Condensateur 9 : 16 monofarads Self 11 : 100 microhenrys Diodes 12 et 13: capacité variable entre 30 et 50 picofarads. La valeur de la résistance 10 est de l'ordmde grandeur de la somme des résistances 6 et 7; elle permet, en modifiant la polarisation continue du montage, d'obtenir des signaux de sortie ayant un rapport cyclique désiré, de préférence 1/2 (signaux carrés). On fera observer qu'à la fréquence moyenne d'oscillation du montage, les deux portes 1 et 2 introduisent un retard de phase. Ce retard de phase peut être compensé par une avance de phase obtenue par le réseau 6-8, si les valeurs de la résistance 6 et du condensateur 8 sont convenablement choisies à cet effet. Iorsqu'il#st ainsi, le montage est susceptible de fonctionner à des fréquences plus élevées. A titre d'exemple, le montagne décrit pourra fonct#onrer,avec les valeurs indiqudes, jusqu'à 10MHz avec des portes TTL ordinaires, et jusqu'à 30#tHz avec des portes de la série 74S. le montage décrit permet d'obtenir des variations importantes de la fréquence d'oscillation en faisant usage de diodes à grande variation de capacité, sans pour cela que des tensions excessives prennent naissance aux bornes de celles-ci. Sur le ?lan pratique, les portes étant souvent incorporées un boîtier qui compte par exemple 6 portes, les trois portes non utilisées dans le montage oscillateur proprement dit, peuvent servir à fournir plusieurs sorties séparées. On a représenté à la figure, une porte 15 fournissant une première sortie S1 de signaux du montage et deux portes 16 et 17 constituant > p'ises ensemble, une deuxième sortie S2 symétrique. Le montage décrit n'est pas limitatif, ni en ce qui concerne le nombre et le type des portes (pourvu que la dernière joue le role d'inverseur, et ltensemlle des précédentes, le role de simple amplificateur), ni en ce qui concerne la constitution du circuit oscillant parallèle; ce dernier pourrait par exemple être composé d'un condensateur en parallèle sur une self, ou d'une self montée en parallèle sur l'ensemble constitué par un condensateur et une diode à capacité variable montés en série, On fera observer que le circuit oscillant est, dans le montage décrit, relié à la base du transistor, point d'où le reste du montage est vu sous la forme d'une résistance négative, par l'intermédiaire de l'ensemble résistance 10-conden~ sateur 9. Ce dernier ensemble ne joue aucun rôle en courant alternatif (son impédance étant négligeable à la fréquence d'oscillation) et se comporte comme une source de potentiel continu flottant. REVENDICATIONS 1. Oscillateur comportant un ensemble de portes dont la dernière remplit la fonction logique d 'inverseur, l'ensemble les précédentes remplissant la fonction d'amplificateur noninverseur,caractérisé par un transistor abaisseur d'impédance monté en configuration à collecteur commun en tête de l'ensemble de portes, des résistances de contre-réaction en continu reliant la sortie de la dernière porte à la base du transistor, un condensateur de réaction en alternatif reliant la sortie de l'avant-dernière porte à un point commun desdites résistances, et un circuit oscillant à résonance parallèle relié à ladite base par l'intermédiaire d'un ensemble parallèle formé d'une résistance et d'un condensateur, ledit ensemble parallèle présentant une impédance négligeable à la fréquence d'oscillation. 2. Oscillateur selon la revendication 1, -caractrisé par trois inverseurs logiques connectés en série avec le transistor, une première et une seconde résistances de contre-réaction en continu connectant la sortie du troisième à la base du transistor et un condensateur de réaction en alternatif connectant la sortie du deuxième inverseur au point commun des deux resis- tances f. Gscillateur selon la revendication 2, caractérisé en ce que-ledit condensateur et ladite prière résistance ont des valeurs propres à compenser le retard de phase introduit par les deux premiers inverseurs. 4. Osclllat- > ur selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit circuit oscillant est un montage symétrique comportant deux diodes à capacité variable et une self a point milieu. 5. Oscillateur selon la revendication 2, comportant un bloc de b portes montées dans le même bobltier, les trois premières Jouant le rôle desdits inverseurs, les trois autres fournissant une sortie inversée et une sortie symét--ique non inversée du montage