Brevet FR2415387A1 — publié le 19790817

La présente invention décrit un système d'asservissement de phase d'un oscillateur ou d'un générateur de signaux périodiques dans le but de stabiliser sa fréquence. Cette invention est un variante des boucles classiques d'asservissement de phase dont la planche 1 donne un exemple de synoptique. Un oscillateur 1 dont on souhaite stabiliser la fréquence est "verrouillé" sur un second oscillateur 2 de grande stabilité qui sert de référence de fréquence. Ce "verrouillage" s'effectue en cawnaant la fréquence de l'oscillateur 1 à l'aide d'un signal d'erreur issu d'un canparateur 3 donnant un signal dépendant de la différence de phase ou de fréquence des oscillateurs 1 et 2. Dans la pratique, les choses sont plus canpliauées, car les oscillateurs qui possèdent les propriétés de grande stabilité (oscillateurs à quartz par e'ple) ne fonctionnent que dans certaines bandes de fréquence, ce qui oblige à recourir à des divisions ou des Irmltiplications de fréquence du signal de 1 'osci)iateur, à des filtres de sélection d'harmoniaues et autres dispositifs plus ou moins catplexes intervenant dans la réalisation d'un synthétiseur de fréquence. Le but de l'invention est de stabiliser la fréquence d'un oscillateur ou de tout générateur de signaux périodiques, que ces signaux soient analogiques ou numériques, et ceci sans recourir à la canparaison en phase ou fréquence avec un oscillateur ou un générateur de référence. Le principe de l'invention consiste à utiliser corme signal de référence le signal de l'oscillateur luiene convenablement retardé, de façon à effectuer la canparaison en phase entre le signal s (t) à un instant t donné et le signal retardé s (t -Qt). Toute variation de la fréquence du signal se traduira par une variation du déphasage entre s (t) et s (t - #t). Ce déphasage permet, à l'aide d'un dispositif, ccoparateur de phase, d'élaborer un signal d'erreur permettant d'asservir la fréquence de 1 'oscillateur. L'invention s'applique à tout oscillateur ou générateur dont la fréquence est carmandable électriquement par une tension ou un courant. C'est le cas en particulier des dispositifs dits V.C.O. (Voltage controlled oscillator), des V.T.O. (Voltage tuned oscillator) ou des sources nyperfréquences accordées par YTG. A titre d'exemple, la planche 2 donne le synoptique d'un générateur hyperfrequence fonctionnant selon le principe de l'invention. L'oscillateur 1 est une source hyperfréquence accordée par YIG dont la fréquence d'accord dépend du courant qui circule dans la bobine d'accord principal ou dans la bobine d'accord secondaire. La fréquence désirée est obtenue à l'aide du dispositif 2 élaborant le courant d'attaque de la bobine principale de la source 1 Une partie du signal hyperfréquence issu de 1 est prélevée par un coupleur 3 et circule par un chemin 4 vers l'une des entres d'un mélangeur symétrique à diodes SSKY 5. Une autre partie du signal hyperfréquence issu de 1 est prélevée par un second coupleur 6 et circule par un chemin 7 vers l'autre entrée du mélangeur 5. Carme les chemins électrique 4 et 7 sont différents, les signaux arrivant sur le mélangeur ne sont pas en phase pour une fréquence quelconque du signal. De ce fait, le mélangeur délivre une tension dépendant du dépéasage SZf. Cette tension pourrait être utilisée telle quelle pour contreréactionner l'oscillateur 1. En effet, toute dérive de la fréquence de la source 1 se traduit par une variation ## du déphasage . Il est toutefois plus judicieux de faire fonctionner la boucle au voisinage du déphasage nul. Ceci est obtenu, pour chaque fréquence d'accord, par la mise à zéro du déphasage à l'aide d'un déphaseur variable 8. Cette mise à zéro est oontrolee par un indicateur 9 sur lequel on envoie une partie de la tension issue du mélangeur. Cette tension est ensuite remise à échelle convenable par le circuit 10 qui est un amplificateur de tension suivi d'une commande en courant de façon à attaquer la bobine d'accord secondaire de la source 1. Le gain de ltut lifica- teur est choisi de telle façon que toute variation de la tension issue du mélangeur, et correspondant donc à une variation de fréquence de la source, entraine une variation en sens inverse de la fréquence de la source par l'intermédiaire de la bobine d'accord secondaire. Cette contreréaction par boucle de phase assure la stabilité de la fréquence de la source 1. Cette boucle de phase étant destinée a s'opposer aux variations de fréquence ce indesirables, elle s'oppose également aux changements de fréquence voulues par l'opérateur. Un dispositif 11 est prévu pour permettre la variation volontaire de la fréquence d'accord de la source 1. Ce dispositif 11 est un relais commandé par un seuil de courant. Ce relais ferme la boucle de phase quand le courant dans la boucle est inférieur à une certaine valeur de seuil IBIS. Dès qu'on impose une variation de la fréquence de la source par l'intermédiaire de la bobine d'accord principale, la valeur du courant IB dans la boucle de phase augmente et le relais interrompt la boucle dès que IB > IBS. Ceci permet de por- ter la fréquence de la source à la nouvelle valeur voulue, de refaire un zéro de phase avec le déphaseur variable 8 et seulement ensuite de refermer la boucle de phase à l'aide d'un bouton poussoir, un voyant indiquant si la boucle est fermée ou pas. On peut concevoir une automatisation plus poussée du systeme en supprimant le réenclanment manuel de la boucle de phase en utilisant un relais se réarmant dès que 1B Revendications 1 - Oscillateur ou générateur de signaux périodiques à fréquences cmnandable électriquement par tension ou courant et dont on stabilise la fréquence par une boucle de phase dont le signal d'erreur provient du déphasage entre les signaux issus de l'oscillateur ou du générateur à des instants t différents. 2 - Oscillateur ou générateur selon la revendication 1 et caractérisé par le fait que le retard entre les deux signaux dont on exploite le déphasage est provogué par des chemins électriques différents ou par une ligne à retard analogique au rnrnérique. 3 - Oscillateur ou générateur selon la revendication 1 et caractérisé par le fait que la mesure du déphasage entre les signaux issus de l'oscillateur ou du générateur se fait avec un mélangeur symétrique délivrant un tension continue dépendant du déphasage entre les signaux appliqués sur les deux entrées du mélangeur. 4 - Oscillateur ou générateur selon la revendication 1 et caractérisé par le fait que l'on introduit un déphaseur variable dans l'une des deux voies aboutissant au dispositif de copaaraison de phase, de façon à ce que le signal d'erreur soit élaboré au voisinage du déphasage nul entre les deux signaux dont on va axrparer la phase. 5 - Oscillateur ou générateur selon la revendication 1 et caractérisé par le fait que, pour permettre les changements volontaires de fréquence, on introduit un dispositif de type relais et interroppant l'arrivée du signal de contreréaction sur l'oscillateur dès que le dit signal, courant ou tension dépasse une valeur de seuil fixée, et ceci pour refaire une remise à zéro ou déphasage de façon à pouvoir réÇnclancher la boucle de phase. 6 - Oscillateur ou générateur selon la revendication 4 et caractérisé par le fait que, lors d'un changement volontaire de fréquence, la remise à zéro du déphasage s'effectue de façon autanatique à l'aide d'un déphaseur variable camnandable électriquement par un signal élaboré à partir de la tension de sortie du mélangeur de la boucle de phase, et ceci pendant l'interruption de la boucle prévue par la revendication 5.