Brevet FR2241917A1 — publié le 19750321

La présente invention se rapporte au domaine des circuits oscillants et a plus particulièrement pour objet un circuit oscillant qui utilise des diodes à capacité variable ou varactors, et permet de couvrir une large bande de fréquences. Les varactors présentent l'avantage, par rapport aux capacités variables classiques, entre commandés par des tensions de polarisation et non mécaniquement, par des moteurs asservis par exemple. Le fonctionnement des varactors est le suivant : La capacité de transition, susceptance parasite dans les jonctions PN courantes, est utilisée dans certaines jonctions ou nvaractors" comme élément réactif variable. Ces varactors sont normalement polarisés en inverse et présentent une capacité variable avec la tension appliquée. Si, à une tension de polarisation V0 , la capacité du varactor est C à la tension V , cette capacité sera où i est la barrière de potentiel (0,7 V pour les diodes au silicium), et n un exposant qui dépend de la jonction ( n= pour une jonction abrupte, n = pour une jonction graduée). Nais lorsqu'on utilise des varactors pour accorder un Cmax circuit oscillant, on se heurte au faible rapport Ir max min étant la capacité maximum obtenue avec la plus faible tension inverse appliquée (5 V en général) et Cumin la capacité minimum obtenue avec la plus forte tension inverse appliquée (30 V en général). Si lton veut accorder un circuit oscillant dans une large bande de fréquences,comme ctest le cas par exemple pour les étages d'entrée d'un récepteur 26 a' 72 MHz , les varactors courants ne C permettent qu'un rapport a--- = 2-, soit un rapport min Fmax = #2 = 1,41 , pour des tensions continues variant de 5 à 30 Fmin Volts aux bornes des varactors (Fmax et F étant respectivement les fréquences maximum et minimum pour lesquelles le circuit est accordable). Pour couvrir une bande de fréquences supérieure, on peut choisir une plage de tension de commande allant de 3 à 30 Volts voire meme de 2 à 30 Volts. Mais dans ces conditions, le coefficient de surtension du circuit diminue et les pertes augmentent; de plus, le système détecte les forts signaux adjacents, par exemple les brouilleurs; ce qui change le point de polarisation ainsi que l'accord du circuit. Certains constructeurs ont proposé des varactors dits "hyper-abrupts, c' est-à-dire que leur caractéristique de capacité en fonction de la tension inverse appliquée, très raide pour les tensions faibles, permet dans cette zône de tensions faibles d'obtenir des variations relativement importantes de la capacité par rapport à la variation de tension de polarisation appliquée. Mais cette caractéristique est mal définie et se prote mal à 11 utilisation sur un matériel de série. De plus, le rapport Cmax utilisable C ne dépasse pas 3 , la tension maximale admissi min ble étant faible Dans l'état actuel de la technique, pour couvrir une large bande de fréquences, on est amené à utiliser plusieurs bobines d'inductance que lton commute suivant la valeur de la fréquence raccord. Ces dispositifs sont lourds et encombrants, du fait des dimensions des bobines d'inductance à fort coefficient de surtension. De plus, la résistance de contact du commutateur intervient en série dans le circuit oscillant, ce qui diminue la surtension. L'invention a pour but de diminuer l'encombrement et d'augmenter la capacité du dispositif d1accord au moyen de varactors, qui reçoivent en permanence une tension de polarisation, mais qui ne sont mis en circuit successivement que lorsque la capacité n1 est plus suffisante pour que le circuit soit accordé. L'invention sera mieux comprise en ses caractéristiques et avantages à l'aide de la description suivante et des dessins annexés : - la figure i représente le schéma de base d'utilisation des varactors pour l'accord d'un circuit; - la figure 2 représente une réalisation selon l'invention d'un circuit oscillant accordable dans une large bande de fréquences. Sur la figure 1 est représenté un circuit oscillant constitué par une bobine d'inductance X aux bornes de laquelle sont montés tete-btche deux varactors V1 et V2 , clest-à-dire que ces deux varactors sont reliés par leurs anodes tandis que leurs cathodes sont connectées aux deux bornes de la bobine d1 inductance. Une tension de polarisation, V , est appliquée à l'anode de ces deux varactors par l'intermédiaire d'un réseau de découplage constitué d'une bobine 61inductance Lj en série avec une résistance R1 , relié à la borne positive de la tension de polarisation, d'une capacité de découplage G1 connectée entre ladite borne positive et la masse du montage, la borne négative de la tension de polarisation étant aussi reliée à ladite masse du montage. Ledit réseau de découplage présente une impédance supérieure à 200 k, dans la bande d'utilisation. lorsque la tension de polarisation V varie de 30 Volts à 5 Volts r la capacité des varactors V et V2 varie de 20 à 4C la capacité du circuit oscillant varie donc de C à 2C (C est la capacité minimum du circuit oscillant, prise comme référence). La bande de fréquences dans laquelle on peut accorder le circuit oscillant est telle que F F étant respectivement les v = = 2 = 1s41 S et Fmin étant repectivement et min max fréquences maximum et minimum pour lesquelles le circuit est accordable. Une tension d'entrée haute fréquence, E, est appliquée entre la masse du montage et une borne de la bobine d'inductanoe X la tension dtutilisation V étant disponible aux bornes de ladite bobine d1 inductance. le dispositif selon l'invention est représenté sur la figure 2. La tension d'entrée, E , est appliquée en un point d'une bobine dtinductance L aux bornes de laquelle sont montés deux varactors V1 et V2 comme dans le dispositif décrit sur la figure 1 , avec le meme circuit de polarisation et les mêmes caractéristiques. De plus, deux autres varactors V3 et V4 de mêmes caractéristiques que V1 et V2 sont montés aux bornes de L et polarisés par 11 intermédiaire diun circuit de découplage, R2 , L2 , C2 , identique à celui de V1 et V2 , mais V4 est relié à une borne de L au moyen dtun interrupteur K1 V3 étant relié directement à l'autre borne de L .Ainsi, V3 et V4 sont toujours polarisés nais peuvent etre mis en parallèle sur V1 et V2 seulement quand la capacité de V1 et V2 n'est plus suffisante. En parallèle sur la même bobine L peuvent Entre montés autres varactors, de la même façon que V3 et VA , mais ayant des valeurs différentes de façon à assurer la continuité de la variation de capacité. Ainsi, avec deux varactors V5 et V6 , de capacité 4C à 30 Volts, soit 80 à 5 Volts, polarisés par l'intermédiaire d'un circuit de découplage R3 , L3 , 03 de la même façon que les deux groupes de varactors V1 - V2, V3 -V4 , V6 étant relié à une borne de t par l'intermédiaire dsun interrupteur K2, , V5 étant relié directement à l'autre borne de X Ainsi, on obtient les plages de variations de capacité suivantes : Si K1 et K2 sont ouverts : la capacité du circuit d'accord varie de C à 2C quand la tension de polarisation passe de 30 Volts à 5 Volts. Si K1 est fermé et F ouvert : la capacité du circuit d'accord varie de 2C à 4C quand la tension de polarisation passe de 30 Volts à 5 Volts. Si Et et K2 sont fermés : la capacité du circuit d-'accord varie de 4C à 8C quand la tension de polarisation passe de 30 Volts à 5 Volts. On a donc trois sous-gammes, chaque sous-gamme nécessitant une variation de tension de polarisation de 30 Volts à 5 Volts. La gamme totale de fréquences est alors telle que = S , soitsoit # 8 = 2,85 , cette gamme de fréquences min = s I soit étant divisée en trois sous-gammes. Un tel dispositif permet d'accorder les étages d'entrée d'un récepteur de fréquence variant de 26 NEz à 72 MEz , en réduisant notablement ltencombrement par rapport aux dispositifs connus. Dans la pratique, lorsqu'un tel circuit est utilisé pour accorder les étages d'entrée dlun récepteur, la tension de polarisation des varactors est la meme que celle qui est utilisée pour alimenter l'oscillateur du synthétiseur de fréquence dudit récepteur. Cette tension ne varie pas d'une façon continue mais par paliers dans les différentes sous-gammes, ladite tension étant fournie par un système logique de transistors et diodes de commutation. Ces paliers peuvent avoir un pas aussi petit que l'on veut de façon à avoir une bonne précision. Ce système logique peut également élaborer des informations correspondant aux sousgammes du dispositif et servant à déclencher les interrupteurs K1 et K2 .Ces intèrrupteurs sont, par exemple, des relais bistables, de façon à ne pas consommer de puissance. Ltinvention n1 est pas limitée au dispositif décrit. En particulier, il est possible d'augmenter la bande de fréquences dtaccord en disposant aux bornes de la bobine d'inductance X d'autres ensembles de varactors avec leurs interrupteurs associés; la capacité globale dsun tel ensemble permet un recouvrement total de la bande de fréquences d'accord. De plus, les groupes de deux varactors tels que V1 et V2 par exemple, peuvent autre remplacés par plusieurs groupes de deux varactors montés tete-btche, ces groupes étant montés en série ou en parallèle. La tension de polarisation est alors appliquée aux anodes de chaque groupe de deux varactors par l'intermédiaire d'un circuit de découplage, le point commun aux deux groupes, étant dans le cas d'un montage en série, découplé par un circuit de découplage relié à la masse du montage. Le montage de deux groupes de varactors en parallèle permet de doubler la capacité. On peut utiliser ce montage en particulier pour remplacer V5 et V6 et utiliser ainsi des varactors de mimes caractéristiques pour tout le montage. Par ailleurs, la tension d'entrée haute fréquence E a été, dans la description ci-dessus, appliquée à L par une connexion. En pratique B est plus généralement le secondaire dun transformateur d'entrée sur le primaire duquel est appliquée la tension d'entrée , E , du montage. REVENDICATIONE 1. Circuit oscillant comportant une bobine d'nnductance, une première capacité variable constituée dlun nombre pair de varactors et un dispositif de pol--x sstlon desdits varactors, caractérisé en ce que ledit circuit oscillant comporte en outre n (n entier positif) autres capacités variables, constituées chacune d'un nombre pair de varactors, un dispositif de polarisation des varactors desdites autres capacités variables et, associé à chacune desdites autres eapacités variables, un dispo sitif interrupteur commandant la mise en parallèle de ladite autre capacité variable y associée sur ladite première capacité variable. 2 Circuit oscillant selon la revendication 1 , caractérisé en ce que, ladite première capacité variable étant constituée de deux varactors reliés par leurs anodes, leurs cathodes étant respectivement reliées aux deux bornes de ladite bobine d'induc- tance, lesdites autres capacités variables sont constituées de la même façon que ladite première capacité variable. 3. Circuit oscillant selon la revendication 1 , comportant n = 2 autres capacités variables et dont ladite première cap a cité variable est constituée de deux varactors, caractérisé en ce que l'une de ses deux autres capacités variables est constituée de deux varactors identiaues à ceux de ladite première capacité variable et en ce que l'autre de ses deux autres capacités variables est constituée de deux varactors de capacité double de celle des varactors de ladite première capacité variable. 4. Récepteur comportant des étages d'entrée accordés au moyen d'au moins un circuit oscillant selon l'une des revendications précédentes.