Brevet FR2218694A1 — publié le 19740913

La présente invention se rapporte à la corirniande automatique de fréquence de couvertisseur de télévision par câble, et concerne plus particulièrement un circuit de polarisation à transistor à effet e champ destiné à commander la polarisation d'un oscillateur local. L'invention concerne également une boucle de commande automatique de fréquence dans laquelle les éléments de réactance variables en fonction de la tension sont des transistors oscillateurs, ainsi qu'un circuit de polarisation.de commande automatique de fréquence qui modifie la fréquence de l'oscillateur commandé en modifiant directement une tension de polarisation de base, et qui comporte un transistor à effet de champ comme résistance variable en fonction de la tension. Ce circuit peut être appliqué à toute combinaison d'un premier et d'un second état oscillateur d'un convertisseur de télévision par câble, il peut s'appliquer seulement au second oscillateur local, et sa caractéristique fréquence-tènsion est linéaire. Il permet d1obtenir une sensibilité égale dans tous les canaux, et il est moins coûteux que le circuit classique. L'invention sera décrite plus en détail en# regard des dessins annexés a' titre d'exemples nullement limitatifs et sur lesquels La figure 1 est un schéma illustrant l'application de l'in vention.au premier oscillateur local, La figure 2 est un schéma d'un second oscillateur local réalisé selon l'invention, La figure 3 est une forme de circuit de polarisation pouvant être utilisé dans le circuit de la figure 2, La figure 4 représente une autre forme de circuit de polarisation qui peut être utilisé pour améliorer la linéarité de la caractéristique fréquence-tension et, La figure 5 représente une autre forme d'un circuit de polarisation pouvant être associé au circuit de -la figure 2 pour réduire le nombre des composants, Les procédés classiques de commande automatique de fréquence de l'oscillateur local de récepteur radiophonique, de télévision et autres, mettent en oeuvre une diode à capacité variable en fonction de la-tension,à laquelle est appliquée une tension de commande automatique de fréquence provenant du démodulateur de fréquence ioul de l'ampli.ficateur de fréquence intermé diaire. Dans le cas d'un convertisseur comportant deux premiers oscillateurs locaux, comme le décrit le Brevet des Etats-Unis d'Amériqlle No. 3 629 722, ce procédé classique impose deux diodes à capacité variable en fonction de la tension qui rendent l'appareil coûteux. La figure 1 représente les premiers oscillateurs locaux dtun convertisseur de télévision par câble dont sont éliminés les circuits convertisseurs Les premiers oscillateurs locaux 10 et 12 ne comprennent que des transistors oscillateurs 14 et 16 destinés à modifier la fréquence d'oscillation par l'application d'une tension de commande automabique de fréquence provenant de la borne d'entrée 18. La tension de commande automatique de fréquence appliquée à l'entrée 18 modifie directement la tension de polarisation de base au point de jonction 20 par l'intermédiaire d'un circuit 22 à .résistance variable en fonction de la tension comprenant un transistor à effet de champ. L'oscillateur 10 comporte un transistor 14 dont l'émetteur 24 est connecté à la masse 26 par la combinaison en parallèle d'un condensateur 28 et d'une résistance 30. Le collecteur 32 du transistor oscillateur 14 est connecté par l'enroulement 56 constituant l'inductance d'un circuit oscillant et la résistance 80, à la source 34 de tension continue de ltoscillateur. Les condensateurs 38 et 54 sont connectés entre la base 36 du transistor 14 et chaque extrémité de l'enroulement 56, et ils constituent la capacité du circuit oscillant de l'oscillateur. La base 36 est également connectée à la source de tension continue 34 par la résistance 46 et à la masse 26 par la combinaison en série de la résistance 40, par la résistance variable 42 de commande de sensibilité de la commande automatique de fréquence, et à la résistance drain 90 - source 92 du transistor à effet de champ 88 constituant la résistance variable en fonction de la tension. Un condensateur 52 de dérivation est connecté entre la base 36 et la masse 26. Un condensateur 87 est connecté en dérivation entre la source 34 de courant continu et la masse 26. L'oscillateur 12 comporte un transistor 16 dont l'émetteur 58 est connecté à la masse 26 par la combinaison en parallèle d'un condensateur 62 et d'une résistance 60. Le collecteur 64 du transistor oscillateur 16 est connecté à la source 34 de tension continue par la résistance 78 et à la bobine d'inductance 76 ou 66 du circuit oscillant par l'intermédiaire du point commuté 75 ou 65 lorsqve l'oscillateur 12 fonctionne. Les oscillateurs 10 et 12 fonctionnent successivement, et non simultanément. Le fonctionnement successif des- oscillateurs 10 et 12 est obtenu au moyen d'un dispositif de commutation, non représenté.Les bobines d'oscillateurs 56, 66 et 76 sont commutées dans leurs circuits oscillants correspondants au moyen des points de commutation 55, 65 et 75.- Un seul des trois enroulements 56, 66 et 76 est en circuit à un moment donné. Des condensateurs 74 et 68 sont connectés entre la base 50 du transistor 16 et une extrémité de chaque enroulement 76 et 66 lorsque l'oscillateur 12 fonctionne et ils constituent, en série, la capacité du circuit oscillant de lwoscillateur 12.La base 50 est également connectée à la source 34 de tension continue par la résistance 48, et à la masse 26 par la combinaison en série de la résistance 70, de la résistance variable 42 de commande de sensibilité de contrôle automatique de fréquence et de la résistance drain 90 source 92 variable en fonction de la tension du transistor à effet de champ 88. De cette manière, la partievariable du circuit de polarisation continue des transistors oscillateurs 14 et -16 est commune aux deux transistors, entre le point de jonction 20 entre les résistances 40 et 70 et la masse 26.Le point de jonction 20 entre Ies#résistances 40 et 70 est relié à la masse 26 par un condensateur 44 qui est positionné dans la paroi du châssis, dans le cas où un châssis--est utilisé pour blinde~ les oscillateurs 10 et 12. L'énergie fournie par les oscillateurs 10 et 12 -permet une conversion hétérodyne au moyen de condensateurs d'injection 82 et 81s connectés respectivement entre les résistances des collec- teurs 80 et 78 et un point de sortie commun 86. Le circuit 22 à résistance variable en fonction de la tension comporte un transistor à effet de champ 88 dont le drain 90 est connecté à la commande de sensibilité 42 en formant la sortie 98 du circuit 22. La source 92 du transistor à effet de ch~Rz-np 88 est connectée à la masse 26. La grille 94 du transistor 88 est connectée par une résistance 96 à la source 18 de tension de commande automatique de fréquence, et alla constitue l'entrée du circuit résistant 22. Le circuit oscillateur local de la figure 1 constituerait un circuit oscillateur classique si le point de jonction 20 des résistances de polArisation 40 et 70 était connecté à la masse 26 pour ferler le circuit de polarisation. Grâce à la commande de sensibilité 42 et au circuit 22 à résistance variable en fonction de la tension qui relie le point de jonction 20 à la masse 26, la tension de polarisation des oscillateurs 10 et 12 est déterminée par la source 18 de tension de commande automatique de fréquence, en formant ainsi une boucle de commande automatique de fréquence. En fonctionnement, la source de tension de commande automatique de fréquence constituée par le démodulateur de commande automatique de fréquence, non représenté, est reliée à lten- trée 18 du circuit 22 à résistance variable en fonction de la tension. Lorsque la tension 18 varie, la tension entre la grille et la source du transistor 88, entre 94 et 92, varie également. Une variation de la tension grille-source d'un transistor à effet de champ, le transistor 88 par exemple, modifie sa résistance drain-source ou résistance de canal. Par conséquent, toute variation de la tension de commande automatique de fréquence en 18 modifie la résistance entre le point de jonction 20 et la masse 26, dans le circuit de polarisation de l'oscillateur.Le potentiomètre 42 de commande de sensibilité de commande automatique de fréquence permet également de modifier la résistance entre le point de jonction 20 et la masse 26. Toute variation de résistance entre le point de Jonction 20 et la masse modifie la tension de polarisation de la base 36 du transistor oscillateur 14 et de la base 50 du transi#tor oscillateur 16 puisque l'ensemble du circuit de polarisation peut être considéré comme un diviseur de tension.Les diviseurs dé tension des# oscillateyrs 10 et 12 sont constitués par la source de tension 34, les résistances 46, 40 et 42, et la résis tance drain-source du transistor à effet de champ 88 pour ltoscillateur 10 et, de la même manière, par les résistances 48, 70 et 42, et la résistance drain-source du transistor à effet de champ 88 pour l'oscillateur 12.Lorsque la polarisation des transjstors oscillateurs 14 et 16 est modifiée, la fréquence dtvscillation à li sortie 86 chante également en raison des cara.ctc-ristique.s de réactance variable en fonction de la tension des transistors 1)4 et 16 eux-mômes. Une augmentation de 12 tenion de conz ande automatique de fréquence de polarité appropriée au point 18 diminue la résistance de canal du transistor à effet de champ 88 entre le drain 90 et la source 92, ce qui abaisse la polarisation de base des oscillateurs 10 et 12. Les caractéristiques tension-réactance des transistors 14 et 16 sont telles que la diminution de polarisation des bases 36 et 50 provoque une augmentation de la fréquence d'oscilla- tion. La boucle de commande automatique de fréquence corrige donc la fréquence d'oscillateur à la sortie 86, à la commande d'une tension de commande automatique de fréquence de polarité et d'amplitude appropriées au point 18, modifiant la polarisation des transistors oscillateurs 14 et 16. La figure 2 représente le schéma électrique d'un second oscillateur local de type courant d'un convertisseur de télévision par câble. Différentes formes de circuits tOO à résistance variable en fonction de la tension peuvent entre connectees entre le point de polarisation 102 du circuit oscillateur et la source 18 de tension de commande automatique de fréquence. L'metteur 106 du transistor oscillateur 104 du second oscillateur local est connecté à la masse 26 par la combinaison en parallèle d'une résistance 108 et d'un condensateur 110. Le collecteur 112 du transistor oscillateur 104 est connecté à une source 114 de tension continue appropriée par une résistance 116. Le collecteur 112 est également connecté à la masse par un condensateur 118, et à une extrémité de l'enroulement oscillateur 120. L'autre extrémité de l'enroulement oscillateur 120 est connectée à la masse par un condensateur 122, et à la sortie 124 de l'oscillateur par un condensateur 126. La base 128 du transistor oscillateur 104 est connectée à la source de tension 114 par une résistance de polarisation 130, et à la masse par un condensateur 132.La base 128 du transistor oscillateur 104 est également connectée au circuit 100 de polarisation variable en fonction de la tension au point de jonction de polarisation 102. Le transistor oscillateur 104 est polri au moyen dlun diviseur de tension constitué par la résistance de polarisation 130 et le circuit tOO à résistance variable en fonction de la tension, coilnecté entre la source de tension 114 et la masse 26. Sur la figure 2, la tension 18 de conunallde automatique de fréquence est appliquée seulement au second oscillateur local du convertisseur de té3avision par cable et non aux premiers oscillateurs locaux 10 et 12. Les composants accordables du second oscillateur local de la figure 2 peuvent être remplacés par des éléments accordés de façon fixe. Le seul inconvépient résultant de l'application de la boucle de commande automatique de fréquence au second oscillateur local seulement, au lieu du premier, serait un certain décalage des porteuses sur la courbe de bande passante de la première fréquence intermédiaire, provoqué par un décalage incorrect de la fréquence du premier oscillateur.Nais les convertisseurs de télévision par câble dans lesquels seule la fréquence du second oscillateur est modifiée au moyen d'une commande manuelle d'accord précis ont été utilisés sans qu'il soit remarqué d'effets nuisibles sur l'image reçue. Un avantage résultant de l'application de la tension 18 de commande automatique de fréquence au second oscillateur local est une plage égale de capture et de sensibilité dans tous les canaux, ainsi qu'un prix légèrement inférieur. Il faut remarquar que toute combinaison de commandes automatiques de fréquence peut s'appliquer à la fois au premier et au second oscillateur local. Le fonctionnement du circuit 100 à résistance variable en fonction de la tension de la figure 2 est semblable à celui du circuit 22 du premier oscillateur local constitué par les oscillateurs 10 et 12. La source 18 de tension de commande automatique de fréquence modifie la résistance du circuit 100 à résistance variable en fonction de la tension qui modifie la résistance entre le point de jonction de polarisation 102 et la masse 26. Grâce aux caractéristiques tension-réactance du transistor oscillateur 104, les variations de polarisation de la base 128 provoquées par des variations de résistance entre le point de jonction 102 et la masse, corrigent la fréquence d'oscillation à la sortie 124. Une boucle de commande automatique de fréquence est ainsi constitué et corrige la fréquence du second oscillateur local. La figure 3 montre une forme de circuit 100 à résistance variable en fonction de la tension connecté au point de jonction 102 du second osciliateur local. La source 136 d'un transistor à effet de champ 134 qui peut être du type MOSFET ou du type JFET est connectée à la masse 26. La grille 138 du transistor à effet de champ 134 est connectée par une résistance 140 à la source 18 de tension de commande automatique de fréquence.Le drain 142 du transistor 134 est connecté à la masse 26 par un potentiomètre 144 de commande de sensibilité et une résistance de polarisation 146. Le point de jonction entre le potentio- mètre 144 et la résistance de polarisation 146 est également connecté au point de jonction de polarisation 102 par la résistance de polarisation 148. Le circuit 100 à polarisation de transistor- à effet de champ fonctionne de la même manière que le circuit 22 associé au premier oscillateur local. Lorsque la tension de commande automatique de fréquence au point 18 varie, la résistance entre le point de polarisation 102 et la masse 26 varie également.La variation de résistance vue au point de jonction 102 modifie la tension de polarisation du transistor oscillateur 104, ce dont il résulte une variation de la fréquence d'oscillation au point 124, en raison des carac téristiques tension-réactance du transistor 104. Le second oscillateur local se trouve donc dans une boucle de commande automatique de fréquence, la tension au point 18 corrigeant la fréquence d'oscillation au point de sortie 124. Le circuit de polarisation à transistor à effet de champ de la figure 4 peut également constituer une boucle de commande automatique de fréquence du second oscillateur de la figure 2. Le circuit de la figure 4 permet d'obtenir une caractéristique fréquence-tension linéaire de la boucle de commande automatique de fréquence. La source 152 d'un transistor à effet de champ 150, qui peut être du type JFET, est connectée à la masse 26 par l'intermédiaire d'une résistance de compensation 154. La grille 156 du transistor à effet de champ 150 est connectée à l'entrée 18 de tension de commande automatique de fréquence par la réis- tance 158. La grille 156 est également connectée à la masse 26 par un condensateur de dérivation 1 Go qui peut être nécessaire ou non.Le drain 162 est connecté au point de jonction de polarisation 102 par une résistance 164 Une résistance en dérivation 166 est connectée entre le drain 162 et la source 152. Avec de valeurs appropriées des résistances 154, 166 et 164, le circuit à résistance variable en fonction de la tension de la figure 4 produit des variations très linéaires de la fréquence du second oscillateur à la sortie 124 pour une variation donnée de la tension 83 de commande automatique de fréquence. Le circuit à résistance variable en fonction de la tension de la figure 5 permet d'obtenir une môme linéarité que celui de la figure 4, et il élimine la résistance de polarisation 154. Le circuit de la figure 5 comporte un transistor à effet de champ 168 dont le drain 170 est connecté à la masse 26. La grille 172 du transistor 168-est connecté à la source 18 de tension de commande automatique de fréquence par une résistance 174. La source 176 du transistor 168 est connectée au point de polarisation 102 par une résistance de polarisation 178. Une résistance en dérivation 180 est connectée entre la source 176 et le drain 170. Les différents circuits de polarisation à transistors à effet de champ des figures 1 à 5 utilisent tous les variations de la résistance du canal entre le drain et la source lorsque la tension de grille varie. Les variations de la résistance du canal entre le drain et la source, faisant partie d'un circuit de polarisation à diviseur de tension d'un oscillateur permet de modifier la tension de polarisation du transistor oscillateur, qui entraient une variation correspondante de la fréquence d'oscillation, en raison des caractéristiques tension-réactance du transistor. Si la grille du transistor à effet de champ constituant la résistance variable en fonction de la tension, est commandée par la tension de commande automatique de fréquence de la boucle, la fréquence de l'oscillateur est corrigée pour etre amenée au point de fonctionnement voulu du convertisseur. Bien que le circuit à résistance variable en fonction de la tension soit décrit dans son application à un circuit oscillateur dans une boucle de commande automatique de fréquence, il est bien entendu que les différents circuits de polarisation peuvent être utilisés chaque fois qu'une tension de commande est disponible et qu'il y a lieu de modifier la fréquence d'un oscillateur en fonction des variations de cette tension de commande. Il va de soi que nombreuses modifications peuvent être apportées aux circuits décrits et représentés sans sortir du cadre de 1'invention. RVENDICATIONTS 1. Circuit à somi--conducteul-s de commande automatique de fréquence d'un circuit oeicillateu, connecté audit circuit oscillateur de manière à en mc dirier la fréquence d'oscillation lorsque la tension de polarisation appliquée audit circuit à semiconducteurs est modifiée, caractérisé en ce qu'il comporte un circuit destiné à modifier la tension de polarisation appliquée audit circuit à semi-conducteurs, et une source de tension de commande connectée audit circuit, ledit circuit comprenant un dispositif à résistance variable en fonction de la tension auquel est connectée ladite source de tension de commande de manière a en modifier la résistance et à modifier la tension de polarisation appliquée audit circuit à semi-conducteurs. 2. Circuit selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit dispositif à résistance variable en fonction de la tension comporte un transistor à effet de champ. 3. Circuit selon la revendication 2, caractérisé en ce que ledit transistor à effet de champ comporte une grille, une source et un drain, ladite tension de commande étant appliquée à ladite grille, le drain et la source étant connectés- dans le circuit dudit oscillateur, et ladite tension de commande déterminant la résistance dudit transistor à effet de champ entre son drain et sa source. 4. Circuit selon la revendication 2, caractérisé en ce que ledit circuit à semi-conducteurs comporte au moins un transistor avec une base. 5. Circuit selon la revendication 4, caractérisé en ce que la jonction entre le drain et la source dudit transistor à effet de champ est connectée dans- le circuit de polarisation de base dudit transistor de manière à modifier la polarisation dudit cir cuit à semi-conducteurs lorsque la résistance entre le drain et la source varie en fonction des variations de la tension de commande appliquée. 6. Circuit selon la revendication 2, caractérisé en ce que ladite tension de commande consiste en une tension de commande automatique de fréquence provenant d'un circuit de commande automatique de fréquence associé, ledit circuit de commande autolzzatiqrle de fréquence et ledit circuit oscillateur faisant part.ifa d'un convertisseur de télévision par cible comprenant une boucle de conullande automatique de fréquence destinée à corriger la fréquence de ltoscillateur au moyen de ladite tension de commande automatiqrls de fréquence. 7. Circuit selon la revendication 5, caractérisé en ce que ledit transistor à effet de champ comporte un drain, une source et une grille, ladite tension de commande automatique de fréquence étant appliquée à ladite grille de manière à commander la résistance dudit transistor à effet de champ entre son drain et sa source. 8. Circuit selon la revendication 6, caractérisé en ce que la jonction entre le drain et la source dudit transistor à effet de champ est connectée dans le circuit de polarisation dudit circuit à semi-conducteurs de manière à modifier ladite polarisation en fonction des variations de ladite tension de commande automatique de fréquence. 9. Circuit selon la revendication 7, caractérisé en ce que ledit circuit à semi-conducteurs comporte un transistor avec une base, ledit dispositif à résistance variable en fonction de la tension comprenant un premier transistor connecté entre le drain et la source dudit transistor à effet de champ et une seconde résistance connectée entre la source et la masse, le drain étant connecté à ladite base par l'intermédiaire d'une troisième résistance de manière à rendre plus linéaire la caractéristique fréquence-tension de l'oscillateur en fonction de ladite tension de commande automatique de fréquence.