Brevet FR2280238A1 — publié le 19760220

La présente invention a pour objet l'asservissement de la fréquence d'un oscillateur à celle de la porteuse d'une impulsion, de très courte durée 'est un problème qui se pose notamment dans les récepteurs des systèmes de détection électromagnétique à impulsion de très courte durées fréquence variable d'une impulsion à l'autre t la fréquence de l'oscillateur local du récepteur doit alors varier également en restant asservie à celle de limpulsion,afin que la fréquence intermédiaire reste calée à sa valeur nominale avec une précision compatible avec la bande passante du récepteur. Les techniques connues qui consistent à effectuer l1asservisse- ment pendant la durée de r impulsion ne sont plus efficaces lors- que la durée des impulsions descend en dessous de la microseconde. Le procédé d'asservissement suivant l'invention peut Outre mis en oeuvre en présence d1 impulsions beaucoup plus courtes (0,25 par exemple). Il consiste essentiellement à effectuer l'asservissement de l'oecillateur local après la fin de l'impulsion, à l'aide d'un paramitre caractéristique de la fréquence de l'impulsion, enregistré pendant l'impulsion : ainsiZseul ltenregistrement de la fréquence est effectué en un délai imposé par la durée de l'impulsion, enre- gistrement que l'on sait effectuer très rapidement. L'invention a également pour objet les systèmes de. contrtle automatique de fréquence mettant en oeuvre ledit procédé. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la desorip- tion qui suit et en se reportant aux figures parmi lesquelles : la figure 1 est un schéma de principe mettant en évidence le procédé de l'invention ; la figure 2 est une variante du schéma de la figure 1 la figure 3 illustre un exemple de mise en oeuvre du procédé suivant l'invention, et la figure 4 illustre une variante préférée du circuit représenté figure 3. A la figure 1 on a représenté en Oi l'osoillateur asservi en fréquence et en A une borne d'entrée ; sur celle-ci est disponible l'impulsion à la fréquence porteuse de laquelle la fréquence de l'oscillateur 01 doit titre asservie. Un dispositif de mesure de fréquence D2 mesure la fréquence F3 de l'impulsione le résultat de cette mesure est conservé dans la mémoire M qui est remise à zéro par chaque nouvelle impulsion.On a représenté en R le dispositif de commande de remise à zéro de la mémoire. la fréquence de l'oscillateur 01 est mesurée dans le dispositif D1 de mdme nature et mimes caractéristiques que le dispositif D2* Les résultats des deux mesures sont comparés dans le circuit de comparaison CP qui fournit le signal de commande appliqué au dispositif de contre CT de l'osoillateur Oie Ce schéma est très général et ne présume pas des ordres de grandeur des fréquenceeen Jeu, ni, par conséquent de la nature des divers dispositifs. il est destiné seulement à mettre en évidence le procédé suivant l'invention, dont la caractéristique essentielle est que le temps nécossaire à l'asservissement de l'oscillateur local est indépendant de la durée de l'impulsion, puisque cette asservissement a lieu essentiellement après celle-ci, la valeur de la fréquence de l'impulsion étant mise en mémoire. Le plus souvent les fréquences F1 (de l'oscillateur) et F3 (de l'impulsion) ne doivent pas outre égales mais différer d'une constante. Oette constante peut être introduite dans le circuit soit au niveau du comparateur, soit avant la mesure d'au-moins l'une des fréquences, par changement de fréquence. La mesure de fréquence sera avantageusement réalisée au moyen de discriminateurs de fréquence w il est essentiel que les caractéristiques tension fréquence de ceux-ci soient rigoureusement identiques. On peut s'affranchir de cette efigence et , simultanément, simpli- fier le circuit,en utilisant le même dispositif de mesure D, comme indiqué figure 2. Un commutateur, SW1, commandé par exemple par l'impulsion ellemême, couple l'entrée de ce dispositif soit à la borne A, pendant la présence de l'impulsion, soit à l'oscillateur 01 ; en synchronisme avec le commutateur SW1, un second commutateur 3V2 couple la sortie du dispositif de mesure soit à la mémoire M, ici p placée entre le dispositif D et le comparateur, soit à l'entrée du comparateur non couplée à la mémoire. Dans ce cas il est nécessaire, si les fréquences F1 et F3 diffé- rent d'une constante, d'effectuer un changement de fréquence avant le commutateur SW1. La figure 3 est précisément un exemple de réalisation dans ce cas. On se place ici, pour fixer les idées, dans le cas d'un système de détection électromagnétique à fréquence aléatoire. L'oscillateur O est ici l'osciltateur local du récepteur, les échos reçus, de fréquence F3 (à la fréquence doppler Fd près) sont mélangés en 5 avec le signal à fréquence F1 t la différence F3 - F1 doit donc litre maintenue constante, égale à la fréquence nominale, dite intermédiaire, Fi, des circuits d1amplification et filtrage du récepteur. La fréquence F3 varie autour d'une fréquence moyenne F3.0 et on peut écrire F3 = F3 0 n iSF, où F, positif ou négatif,est petit par rapport à Fi 0. Le circuit d'asservissement de la fréquence F1 à la fréquence F3 est entouré de traits discontinus. Deux oscillateurs 02, 04 de fréquences fixes, respectivement F2 et F4, différent de la fréquence intermédiaire Fi, fournissent les oscillations auxiliaires de changement de fréquence pour transposer à la méme fréquence le signal de l'oscillateur local et celui de l'impulsion. A cet effet un mélangeur X1 fournit un signal de fréquence F4 - F3 et un mélangeur X2 fournit le signal de fréquence F2 - F10 Le dispositif de mesure D est ici un discriminateur de fréquence centré sur la fréquence Fi. On choisit la fréquence F4 de l'ordre de grandeur de la fréquence F3.0 + Fie in prenant F4 = F3 0 + Fi, on peut écrire F4 - F3 = F i +F et, F2 - F1 1 Fi +#F1 où #F1 est positif ou négatif suivant le cas. la différence #F donne lieu à la sortie du discriminateur D à une tension #V proportionnelle àEF/en mémoire en M, qui est ici cons tituée par une capacité. Cette valeur est appliquée à l'une des entrées d'un amplificateur différentiel (dispositif de comparaison CP). Lorsque les commutateurs sont en position haute, le discriminateur fournit une tension#V1 proportionnelle à AF1. Si l'oscillateur local est correctement positionné, c'est-à-dire si F3 - Fi = F1,on @@#F1 = F puisque F2 - F4 = F. et donc #V1 r : il n'y a pas de tension de commande appliquée à la varicap V du dispositif de commande CT, et la fréquence P1 ne varie pas. Far contre si #F- F1, il apparaît à la sortie de l'amplificateur CP une tension proportionnelle à#V1 - # #V2 qui va changer la fréquenos de l'oseillateur O1 jusqu'à ce que #F1 = #F. La fréquence F3 étant aléatoire, il n'est pas utile de prévoir ici un dispositif à mémoire sur l'entrée de l'amplificateur couplé à l'oscillateur local. La mémorisation de l'impulsion de tension, proportionnelle à la fréquence,issue des détecteurs du discriminateur de fréquence,com- porte deux exigences contradictoires. Le temps de charge du condensateur doit titre BU moins 3 à 4 fois plus court que la durée de l'impulsion pour assurer l'enregistrement de la valeur crête de celle-ci, mais son temps de décharge, qui conditionne la stabilité de la fréquence intermédiaire durant toute la récurrence, doit être 300 à 400 fois plus grand que cette dernière. La solu tion consistant à disposer des mémoires en cascade pour charger des condensateurs de plus forte valeur augmente beaucoup les difficultés de commutation et les signaux parasites inhérents au montage. Suivant l'invention on pallie ces inconvénients en utilisant le montage à mémoîresdifférentielles représenté figure 4, montage qui élimine pratiquement l'effet des pertes de charge sur la valeur enregistrée. Sur cette figure on a dissocié les deux éléments distincts qui composent un discriminateur de fréquence : un élément de filtrage qui comporte deux voies d1 et d2 respectivement centrées sur F1 + # et Fi - # où# est égal à la valeur maximum de#F, et de caractéristiques symétriques par rapport à Fi, et un soustracteur. suivant 11 invention on utilise un soustracteur S1 pour le signal F2 - F1 et un autre soustracteur S2 pour le signal F3 - F4 (soustracteurs qui sont en général des amplificateurs différentiels). Le signal de sortie de chaque voie du discriminateur ost mis en mémoire à l'entrée du soustracteur S2 qui mesure donc la différence des veneurs enregistrées, différnce qui est indépendante des dérives des mémoires si celles-ci sont appairées correctoment. Le commutateur SW2 est donc romplacé par un comtmitatcur double SW2aw SW2be REVENDICATIONS 1. Procédé d1assorvissement de la fréquence d'un oscillatour à celle de la porteuse d'une impulsion, ledit procédé consistant à mesurer pendant toute la durée de l'impulsion un paramètre caractéristique de la valeur de ladite fréquence porteuse, à mettre en mémoire le résultat de cette mesure, à mesurer le mdme paramètre relatif à la fréquence à asservir, et à effectuer, après l'impulsion, l'asservissement en comparant le deuxième paramètre mesuré au premier, mis en mémoire. 2. Circuit pour la mise en oeuvre du procédé suivant la revendication 1 comportant un discriminateur de fréquence (D) caractérisé en ce qu'il comporte une mémoire (M), un dispositif de comparaison commtateurs synchronisés SW1, 5W2 appliquant à l'entré du discriminateur soit le signal de sortie de l'oscillateur, en l'absence d'iompulsion, soit l'impulsion, et couplant la sortie du discriminateur respectivement soit à la seconde entrée du comparateur, soit à la mémoire. 3. Circuit suivant la revendication 2 utilisable dans le cas où la fréquence de lloscillateur diffère d'une constante Fi, de la fréquence de l'impulsion, caractérisé en Co que, entre les bornes d'entrée du premier commutateur SWi d'une et, d'autre part, respectivement la sortie de l'oscillateur et la borne d'entrée de l'impulsion, sont placés respectivement deux circuits de changement de fréquence (02, X1 et 04, X2), les signaux auxiliaires de transposition mélangés respectivement aux signaux à fréquence F1 et F3 différant l'un de l'autre de ladite constante Pie 4. Circuit suivant la revendication 3 dans lequel la mémoire est du type capacité, caractérisé en ce que pour éliminer les effets dus à la charge parasite de la capacité, il comporte un discriminateur de fréquence à deux voies symétriques(a1, d2) associées à deux amplificateurs différentiels (S1, S2), et en ce que une mémoire à capacité est place en parallèle sur chacune des deux entrées de l'un desdits amplificateurs, et en ce que le second commutateur est un commutateur double (SW2as SW2b) couplant les deux sorties des deux voies soit aux mémoires à capacité, soit aux entrées de l'amplificateur non cou plées aux mémoires.