Brevet FR2273286A1 — publié le 19751226

La présente invention concerne un dispositif générateur de fréquences basses à haute stabilité et grande précision, plus particulièrement utilisable dans un simulateur de radar Doppler, bien que cette utilisation ne constitue pas une limitation. Le but d'un tel générateur est de délivrer iioeoscillation à fréquence basse et même très basse à partir de deux oscillations de fréquences différentes mais dont la différence est faible. Dans son application à un simulateur de radar Doppler cette fréquence diffé- rence qui est variable, et doit être suivant l'invention à la -fois précise, stable, et commandable en valeur et en signe représente la fréquence Doppler dont on affecte une des deux fréquences pour per mettrelasimulation d'un écho mobile. Les deux oscillations de fréquences différentes mais proches l'une de l'autre sont généralement délivrées par des oscillateurs commandés par une tension ou un courant (OCI! suivant une abréviation connue ou VCO suivant l'abréviation anglo-saxonne pour Voltage Gon- trolled Oscillator > . L'un de ces oscillateurs délivre une oscillation à fréquence fixe pouvant être prise comme référence et l'autre délivre une oscillation à fréquence variable. Cet oscillateur est commandé par une tension extérieure de façon telle que la fréquence différence des fréquences des oscillations délivrées par les deux oscillateurs corresponde à la fréquence basse choisie. D'une 1une façon générale dans un simulateur de radar Doppler un opérateur affiche, par exemple à l'aide d'un cadran situé sur la paroi avant de l'appareil, la valeur de la fréquence Doppler qutil veut ajouter ou retrancher à--la fréquence de l'écho fixe qu'il a simulé. La manoeuvre de ce cadran agit sur un oscillateur qui doit délivrer la fréquence de l'écho mobile. Dans une réalisation connue, l'affichage de la fréquence Doppler choisie est effectuée à l'aide d'un potentiomètre linéaire gradué suivant la loi de variation en fréquence d'une capacité variable ou varactor dont la tension commande un oscillateur commandé. Cependant dans une telle réalisation, des dérives et des déformations de la loi de variation ne permettent pas d'avoir une bonne précision ou tout au moins la précision en fréquence requise en pareil cas. La présente invention se propose de remédier à cet inconvénient en définissant un générateur de fréquences basses équipé d'une boucle d'asservissement. Suivant l'invention, le générateur de fréquences est commandé par le dispositif d'affichage opérant le choix de la fréquence basse ou fréquence Doppler dont on veut affecter une onde à fréquence donnée, ladite fréquence faible étant déterminée par l'écart en fréquence des ondes délivrées par deux oscillateurs commandés, et cet écart en fréquences étant asservi, par l'intermédiaire d'une conversion fréquence-tension à la tension délivrée par le dispositif d'affichage. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparat- tront au cours de la description qui suit d'un exemple de réalisation donné à l'aide des figures qui représentent la figure 1 un diagramme schématique du générateur asservi suivant l'invention, la figure 2 une représentation plus détaillée du générateur de la figure 1. les figures 3 et 4 des formes de signaux en différents points des circuits et la figure 5 des courbes tension-fréquence en d'autres points des circuits. La figure t représente un diagramme schématique du générateur de fréquences asservi. Il comporte un dispositif 1 qui constitue un ensemble mélangeur-déphaseur à deux voies alimenté par les sorties de deux oscillateurs commandés 9 et 10, dont les fréquences sont pilotées par des quartz. Ce dispositif mélangeur est connecté à un dispositif de quantification 2 comportant deux voies de sortie suivi d'un dispositif à coincidence 4 avec toutefois un circuit bascule 3 intercalé sur l'une des deux voies. Les sorties du circuit à cotncidence 4 sont connectées aux entrées d'un circuit différence-5, connecté lui-même à un circuit de comparaison 6 recevant sur une deuxième entrée, le si gnal du dispositif d'affichage 7, indiquant la valeur de la basse ou très basse fréquence choisie.La sortie du circuit de comparaison est alors connectée à travers un amplificateur 8 à grand gain, à l'entrée d'un des oscillateurs commandés, par exemple 10, dont il commande une capacité variable ou un varactor. Le fonctionnement d'un tel générateur est le suivant donné à l'aide de la figure 2 représentant sous une forme plus détaillée le diagramme de la figure 1 et des figures 3 et 4 donnant les formes des signaux en différents points des circuits repérés par des lettres, la Figure 3 dans l'hypothèse ou la fréquence Fl est inférieure à F2 et la figure 4 dans l'hypothèse ou la fréquence FI est supérieure à la fréquence F2. Les oscillateurs délivrent respectivement des ondes qui diffèrent en fréquence de la fréquence Doppler choisie c'est-à-dire que dans le cadre du simulateur, l'oscillateur 9 délivre par exemple une onde de fréquence fixe FI correspondant à la fréquence d'un écho fixe, tandis que l'oscillateur 10 délivre une onde à fréquence variable, F2 présentant par rapport à l'onde de l'oscillateur 9, un écart en fréquence égal à la fréquence Doppler,Bd. Les sorties de ces oscillateurs alimentent un mélangeur-déphaseur -1 qui comporte deux circuits mélangeurs 11 et 12 recevant respectivement les signaux à la fréquence Fl et à la fréquence F2=F1+Fd, Fd désignant la fréquence Doppler qui a été choisie. Toutefois sur la voie connectant 1' oscillateur 9 au mélangeur 11 se trouve intercalé un circuit-déphaseur 13 déphasant le signal à la fréquence Fi de 900. Chacun des circuits mélangeurs Il et 12 se trouve connecté à un ensem ble de-diodes-condensateurs 14,15. Le montage des constituants de l'ensemble 1 est ainsi fait qu'il délivre sur une voie 16 le signal Fd + (courbe a)et sur une voie 17 le signal Fdeourbe b > . Chacune de ces voies respectivement alimente un dispositif de quantification 2 constitué par des circuits à seuil 18-19 qui délivrent des créneaux, dont l'étant 1 correspond à la partie positive des signaux appliqués aux circuits à seuil et qui sont déphasés l'un par rapport à l'autre de + - suivant le signe de la fréquence Doppler choisie. Les sorties 2 des circuits 18(courbe c) et 19(courbe d) sont connectées à un circuit 4, la sortie de 19 étant toutefois connectée au circuit 4 à travers un circuit monostable 3. Le circuit 4 comporte une voie constituée par deux circuits NI 20 et 21 en série et une voie constituée par un seul circuit NI 22, directement relié par une de ses entrées à la sortie du circuit monostable 3 délivrant une impulsion (courbe e) dont la durée est inférieure à la demi-période de la fréquence Doppler maximale. La seconde entrée du circuit NI 22 est connectée à une seconde entrée du circuit NI 20 confondue avec la première, le circuit 20 agissant dans ce cas comme un inverseur. La seconde entrée du circuit NI 21 est connectée à la première entrée du circuit NI 22. Cet ensemble de circuits NI fait apparat- tre l'impulsion issue du circuit monostable sur la voie 23 ou la voie 24 suivant les positions respectives des créneaux issus des circuits 18 et 19. Les voies 23-24 sont connectées-à un circuit 5 effectuant la différence des signaux qui lui sont appliqués. Il délivre de la sorte un signal (courbe h) dont l'amplitude est proportionnelle en valeur et en signe à la fréquence Doppler considérée.Cette tension est amplifiée dans un amplificateur 29 d'où elle est appliquée à un ensemble de circuits comportant des résistances 25,26,27 et un amplificateur opérationnel 28, cet ensemble recevant par ailleurs d'un système d'affichage 7, à la disposition d'un opérateur, la valeur de la fréquence Doppler désirée. Les résistances 25,26 et 27 sont montées de façon telle avec l'amplificateur opérationnel 28 que l'ensemble 6 qu'ils constituent effectue la comparaison des tensions sortant de l'amplificatbur 29 d'une part et du dispositif d'affichage d'autre part. Si les tensions ne sont pas égales, une tension d'erreur apparat à la sortie de lten- semble, qui est amplifiée dans l'amplificateur à grand gain 8 au sortir du circuit intégrateur constitué par la résistance 30 et le condensateur 31. Cette tension d'erreur avec son signe est appliquée au varaetor de l'oscillateur commandé 10 dont il règle la fréquence. La figure 5 aide à mieux comprendre le fonctionnement de lten- semble. la courbe h donne une représentation de la tension délivrée par le circuit 5 en fonction de la fréquence. La courbe m représente cette tension au sortir de l'amplificateur 29 et la courbe n indique la variation de la tension délivrée par le cadran d'affichage 7 en fonction de la fréquence Doppler à choisir ; on notera que cette variation se fait en sens inverse de celle délivrée par l'amplificateur 29. L'ensemble dans ces conditions travaille comme un sommateur. On a ainsi réalisé un asservissement en fréquence entre les oscillateurs commandés délivrant la fréquence F1 affectée aux échos fi xes donnés par le simulateur et la fréquence F2 affectée aux échos mobiles, et la fréquence Doppler affichée par un opérateur. Ce dispositif permet d'obtenir une fréquence Doppler pour un simulateur qui soit précise et stable. REVENDICATIONS 1. Dispositif générateur de fréquences bases,plus particulièrement utilisable dans un simulateur radar Doppler, comportant au moins deux oscillateurs commandés dont l'un délivre une fréquence pouvant 8tre choisie pour référence et l'autre une fréquence variable et un dispositif d'affichage sur lequel est affichée la fréquence Doppler choisie, caractérisé par le fait qu'il est établi entre les dits oscillateurs et le dispositif d'affichage une boucle d'asservissement dans laquelle la fréquence différence des fréquences des deux oscillateurs est comparée à la valeur de la fréquence Doppler affichée, 'le résultat de la comparaison agissant sur ltéléent à capacité variable de l'oscillateur à fréquence variable dans un sens tel que la différence des fréquences d'oscillation des deux dits oscillateurs égale la fréquence Doppler désirée qui a été affichée. 2.Gnérateur de fréquence suivant la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il comporte un circuit mélangeur-déphaseur (1) con, necté aux oscillateurs (9-10) suivi d'un dispositif de quantifica- tion (2), dont une sortie alimente directement une entrée dtut circuit à coincidence (4) et l'autre sortie alimente un circuit bascu- leur (3) dont la sortie est connectée à l'autre entrée du circuit à coincidence (4),-un circuit différence (5) connecté au circuit à coincidence, un circuit de comparaison connecté au circuit différence (5) et au circuit d'affichage (7) de la fréquence Doppler et; un amplificateur à grand gain connecté à l'un des oscillateurs(9-10). 3. Dispositif suivant la revendication 2, caractérisé par le fait que le dispositif mélangeur-déphaseur (1) reçoit sur ses entes dont l'une comporte un déphaseur de 902 (13),des oscillations aux fréquences délivrées respectivement par les deux oscillateurs cotez mandés (9 et 10) et délivre sur deux sorties séparées, d'une part une onde de fréquence différence entre les fréquences des deux oscillateurs, et d'autre part une onde de fréquence différence entre les fréquences des deux oscillateurs déphasé de n/2. 4. Dispositif suivant l'une ou l'autre des revendications 2 ou 3, caractérisé par le fait que le circuit quantificateur (2) comporte sur chacune de ses voies un circuit à seuil transformant la tension qui lui est appliquée au sortir du mélangeur (1) en un créneau, que ces créneaux sont déphasés l'un par rapport à l'autre et que l'un d'entre eux déclenche un circuit monostable (3) dont l'impulsion est appliquée auxieus voies d'un circuit logique à c-oincidence (4) recevant d'autre part le deuxième créneau considéré, un circuit différence (5) délivrant un signal dont I 'amplitude est proportionnelle en valeur et en signe à la différence des fréquences des oscillations des oscillateurs commandés (9-tO). 5. Dispositif suivant l'une ou l'autre des revendications t, 2, 3 ou 4, caractérisé par le fait qu'il comporte un circuit de comparaison (6) comparant le signal délivré par le circuit différence (5) et celui affiché sur le cadran (7) consistant en des résistances (25, 26, 27) et un amplificateur opérationnel (28) montés en sommateur et agissant sur l'oscillateur (10) commandé, à travers un amplificateur (8) à grand gain. 6. Simulateur de radar Doppler comportant le générateur de fréquence selon l'une des revendications t à 5.